شبکهٔ اتریوم از کدام سازوکار برای اجماع در بلاکچین استفاده می کند؟

بلاکچین به عنوان یک فناوری نوآورانه، به روش های مختلفی برای دستیابی به اجماع میان گره های شبکه متکی است. این روش ها شامل اثبات کار (PoW)، اثبات سهام (PoS) و روش های دیگر مانند اجماع تحمل خطای بیزانسی (BFT) و اجماع ترکیبی می باشند. در این فرآیندها، گره ها با استفاده از الگوریتم های خاص و قوانین تعریف شده، به توافق بر سر وضعیت دفترکل می رسند و بدین ترتیب از جعل و تقلب جلوگیری می شود.

این قابلیت اجماع، به بلاکچین این امکان را می دهد که به طور ایمن و غیرمتمرکز اطلاعات را مدیریت کرده و اعتماد بین شرکت کنندگان را برقرار کند، بدون آنکه نیاز به یک نهاد مرکزی باشد. بلاکچین نه تنها امنیت را ارتقا می دهد، بلکه شفافیت و کارایی را نیز در فرآیندهای مختلف تجاری به ارمغان می آورد.

الگوریتم اجماع چیست؟

الگوریتم اجماع (Consensus Algorithm) به عنوان ابزاری کلیدی در سیستم های توزیع شده، به کاربران و دستگاه ها این امکان را می دهد که در شرایطی که تنوع نظرات وجود دارد، به یک توافق مشترک دست یابند. این مکانیسم به گونه ای طراحی شده است که حتی در صورت از دسترس خارج شدن برخی عوامل، همهٔ اجزای سیستم بتوانند به یک واحد حقیقت برسند و درنتیجه، تحمل خطا را به حداکثر برسانند.

در مقابل سیستم های متمرکز که در آن ها یک نهاد واحد بر تغییرات حاکم است، الگوریتم های اجماع در شبکه های غیرمتمرکز به دنبال ایجاد یک چارچوب دموکراتیک هستند که در آن نظرات مختلف از مدیران و کاربران محترم شمرده شده و به یک تصمیم نهایی منجر شود. این الگوریتم ها به حل چالش های موجود در مدیریت شبکه های غیرمتمرکز پرداخته و راهی برای هم سویی و هماهنگی میان مدیران مختلف فراهم می آورند.

الگوریتم های اجماع در بلاکچین چه کاربردهایی دارند؟

الگوریتم های اجماع در بلاکچین به عنوان اساس و ستون فقرات شبکه های غیرمتمرکز عمل کرده و نقش حیاتی در حفظ یکپارچگی و امنیت داده ها ایفا می کنند. این الگوریتم ها امکان توافق میان نودها را فراهم می آورند تا از بروز تناقضات و مشکلاتی نظیر دابل اسپندینگ جلوگیری کنند.

انواع الگوریتم های اجماع

• الگوریتم اثبات کار (PoW)

الگوریتم اجماع اثبات کار (PoW) به عنوان بنیان گذار تمامی الگوریتم های بلاکچین شناخته می شود و نخستین بار در شبکه بیت کوین به کار گرفته شد. در این پروتکل، ماینرها به منظور افزودن داده ها به زنجیره، به جستجوی راه حل های پیچیده می پردازند و با استفاده از تابع هش، رشته ای تصادفی از حروف و اعداد تولید می کنند.

• الگوریتم اثبات سهام (PoS)

الگوریتم اجماع اثبات سهام (PoS) به عنوان یک راهکار نوآورانه برای بهبود کارایی و پایداری شبکه های بلاکچین معرفی شده است. برخلاف PoW که به منابع محاسباتی و انرژی بالایی نیاز دارد، PoS به کاربران این امکان را می دهد که با قفل کردن مقدار مشخصی از ارز دیجیتال خود، در فرآیند تأیید تراکنش ها مشارکت کنند.

• الگوریتم اثبات سهام واگذارشده (DPoS)

الگوریتم اجماع اثبات سهام واگذارشده (DPoS) ترکیبی از دموکراسی و کارایی است که امکان مشارکت بیشتر کاربران را فراهم می آورد. در این سیستم، هر کاربر می تواند با واگذاری حق رأی خود به نمایندگان مورد اعتماد، صدای خود را در تصمیم گیری های شبکه به گوش برساند.

• الگوریتم گواه اثبات سهام استیجاری (LPoS)

الگوریتم گواه اثبات سهام استیجاری (LPoS) به عنوان یک نوآوری در حوزهٔ بلاکچین، توسط پلتفرم Waves معرفی شده است و هدف آن بهبود فرآیند استیکینگ با کاهش محدودیت های موجود در الگوریتم های سنتی است.

• اثبات توکن سوزی (PoB)

اثبات توکن سوزی (PoB) یک سازوکار نوآورانه است که در آن کاربران با ارسال توکن های خود به یک آدرس سوزی خاص، به نوعی در فرآیند تأمین مالی مشارکت می کنند.

• الگوریتم اجماع SBFT، الگوریتم اجماع DBFT، الگوریتم DAG

الگوریتم SBFT به عنوان یکی از نوآوری های برجسته در عرصهٔ تحمل خطای بیزانس، توانسته است چالش های مقیاس پذیری و غیرمتمرکز بودن را بهبود دهد.
الگوریتم DBFT به عنوان نسخهٔ بهبود یافتهٔ PBFT، امکان اجماع از طریق رأی گیری به نمایندگان را فراهم کرده و در بلاکچین NEO به کار گرفته می شود.
الگوریتم DAG نیز با حذف مفهوم بلوک و استفاده از ساختاری که هر تراکنش بر تراکنش قبلی بنا می شود، رویکردی نوین در اعتبارسنجی شبکه ارائه می دهد.

کدام الگوریتم اجماع محبوب تر است؟

الگوریتم اجماع اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS) به عنوان دو روش برجسته در دنیای بلاکچین شناخته می شوند. PoW که به عنوان اولین و قدیمی ترین مکانیزم اجماع مورد استفاده قرار گرفت، پایه گذار شبکه هایی همچون بیت کوین بود و به لطف آن، بلاکچین به مفهومی غیرقابل تغییر، امن و غیرمتمرکز تبدیل شد. از سوی دیگر، PoS به عنوان جایگزینی کارآمدتر معرفی شد که قصد داشت برخی از چالش های اصلی PoW، ازجمله مصرف بالای انرژی و مقیاس پذیری محدود را برطرف کند.

بااین حال، توسعه و پیشرفت بلاکچین ها در سال های اخیر، مسیر را برای تحولات جدید در سازوکارهای اجماع هموار کرده است. تغییرات اخیر در صنعت بلاکچین نشان دهندهٔ تمایل روزافزون توسعه دهندگان و کاربران به سمت راهکارهای جدید و کم مصرف تر است. دلایل متعددی برای این تغییر رویکرد وجود دارد که برخی از مهم ترین آن ها عبارت اند از:

مصرف انرژی بالا در PoW: بلاکچین های مبتنی بر اثبات کار به دلیل نیاز به انجام محاسبات پیچیده توسط ماینرها، میزان چشمگیری از برق مصرف می کنند. این مسئله باعث شده تا برخی منتقدان، PoW را به دلیل اثرات زیست محیطی منفی، یک روش ناکارآمد و مخرب برای تأمین امنیت بلاکچین بدانند.

مقیاس پذیری پایین در شبکه های PoW: یکی دیگر از معایب PoW، سرعت پردازش پایین تراکنش ها است. به عنوان مثال، بیت کوین تنها قادر به پردازش 7 تراکنش در ثانیه است، درحالی که شبکه هایی مانند ویزا (Visa) می توانند هزاران تراکنش در ثانیه را پردازش کنند. این عدم مقیاس پذیری موجب شده تا بلاکچین های جدید به دنبال استفاده از الگوریتم های کارآمدتری باشند.

افزایش تمرکزگرایی در فرآیند استخراج: هرچند هدف بلاکچین، ایجاد یک سیستم غیرمتمرکز بوده است، اما تمرکز ماینرها در دست استخرهای بزرگ استخراج منجر به تمرکزگرایی تدریجی در شبکه های PoW شده است. این موضوع خلاف ماهیت اصلی بلاکچین های غیرمتمرکز محسوب می شود.

پیشرفت در فناوری های اجماع جدید: در واکنش به مشکلات موجود، پژوهشگران و توسعه دهندگان، مدل های جدیدی برای دستیابی به اجماع در بلاکچین ارائه کرده اند. برخی از این روش ها شامل اثبات سهام واگذارشده (DPoS)، الگوریتم های مبتنی بر تحمل خطای بیزانس (BFT) و ساختارهای بدون بلاک مانند DAG هستند که هریک مزایا و معایب خاص خود را دارند.

انتقال از PoW به PoS و فراتر از آن

اتریوم، دومین بلاکچین بزرگ پس از بیت کوین، مدت ها از اثبات کار (PoW) استفاده می کرد، اما به دلیل چالش های ذکر شده، تصمیم گرفت به سمت اثبات سهام (PoS) حرکت کند. این تغییر که تحت عنوان “اتریوم ۲.۰” شناخته می شود، یکی از بزرگ ترین ارتقاءهای تاریخ بلاکچین محسوب می شود. هدف از این ارتقاء، کاهش مصرف انرژی، افزایش مقیاس پذیری و بهبود امنیت شبکه است.

بااین حال، PoS نیز بدون چالش نیست. برخی از مشکلاتی که کارشناسان دربارهٔ این مدل مطرح می کنند شامل تمرکز ثروت در دست دارندگان بزرگ، خطر حملات اقتصادی و مسائل مربوط به تأمین امنیت اولیه شبکه است.

بنابراین، تحقیقات در حوزهٔ اجماع همچنان ادامه دارد و متخصصان در حال بررسی و توسعهٔ روش های جدیدتر و کارآمدتری هستند که ضمن حفظ ویژگی های امنیتی و عدم تمرکز، بتواند مشکلات مقیاس پذیری و مصرف انرژی را نیز حل کند.

جمع بندی

شبکهٔ اتریوم در حال حاضر از سازوکار اجماع اثبات سهام (PoS) بهره می برد که به کاربران این امکان را می دهد تا با قفل کردن توکن های خود، در فرآیند تأیید تراکنش ها و ایجاد بلوک های جدید مشارکت کنند، قیمت اتریوم را تعیین می کنند این مدل به جای استفاده از قدرت محاسباتی بالا، بر اساس میزان توکن های قفل شده، اعتبار کاربران را تعیین می کند.

این روش نه تنها به کاهش مصرف انرژی کمک می کند، بلکه امنیت و مقیاس پذیری شبکه را نیز بهبود می بخشد. درنتیجه، اتریوم به سمت یک اکوسیستم پایدارتر و کارآمدتر حرکت می کند که قابلیت های بیشتری را برای توسعه دهندگان فراهم می آورد.