تستخدم Bitcoin و Ether ، أشهر عملتين مشفرتين ، حاليًا خوارزمية إجماع إثبات العمل (PoW). ومع ذلك ، لدى Ethereum خطة للانتقال إلى خوارزمية إثبات الحصة (PoS). سيكون هذا تغييرًا كبيرًا ومجتمع التشفير يناقش بشغف POW مقابل POS ، على سبيل المثال الذي يوفر أمانًا أعلى وأيها سيكون أفضل على المدى الطويل.
“ما سبب أهمية خوارزمية الإجماع؟”
قبل الانغماس في الجدل بين POW و PoS ، من المهم أن نفهم سبب أهمية خوارزمية الإجماع في blockchain. المبنىان الرئيسيان لـ blockchain هما اللامركزية والسجلات غير القابلة للتغيير ، وتوفر آلية الإجماع ذلك.
blockchain عبارة عن شبكة لامركزية ، حيث تحتفظ أجهزة الكمبيوتر الموجودة على الشبكة ، والتي تسمى “العقد” ، بقاعدة بيانات موزعة بطريقة مشتركة. يمكن لأي شخص الانضمام إلى blockchain بدون إذن ، ولكل عقدة سجل كامل لجميع المعاملات في blockchain. بشكل فعال ، كل عقدة عبارة عن دفتر أستاذ لجميع المعاملات ، ومن ثم يُطلق على blockchain أيضًا “تقنية دفتر الأستاذ الموزع” (DLT).
يتم تجميع المعاملات في سجلات الحظر ، والتي تسمى أيضًا “الكتل”. يتم ربط الكتل عبر برنامج بروتوكول محدد مسبقًا. الطريقة الوحيدة لتحديث blockchain هي إضافة كتلة جديدة حيث لا يمكن تعديل أو حذف أي كتلة موجودة. يمكن لأي عقدة إضافة كتلة جديدة ، دون تدخل أي سلطة مركزية.
نظرًا لأن كل عقدة يمكن أن تضيف كتلة جديدة ، فإن الحفاظ على الترتيب الصحيح للمعاملات أمر مهم لتكامل البيانات. إذا كان بإمكان العقدة إضافة كتلة مع المعاملات التي لا يوافق عليها باقي المجتمع ، فلن تعتبر الكتلة الجديدة صالحة من قبل الأغلبية. إذا استمرت العقدة التي أضافت الكتلة الجديدة معها ، من خلال إنشاء كتل جديدة فوقها ، مع الاستمرار في تجاهل معايير المجتمع ، فسيضطر بقية المجتمع إلى تقسيم الشبكة ، حتى يتمكنوا من تولي الحالة من الشبكة قبل النزاع ، ومواصلة العمل معها. وهذا يتطلب “هارد فورك” ، والتكرار المتكرر لمثل هذا الانقسام ليس جيدًا لاستقرار blockchain. مطلوب آلية توافق لمنع ذلك.
أيضًا ، يمكن للعقدة الضارة التغلب على الشبكة بهجمات “الحرمان الموزع للخدمة” (DDoS) ، وإنشاء معاملات خاطئة ، على سبيل المثال “مضاعفة الإنفاق”. أي إنفاق نفس الرمز المميز مرتين. هناك حاجة إلى آلية توافق للتحقق من صحة كل معاملة.
في حين أن هناك العديد من خوارزميات الإجماع ، فإن POW هو الأكثر شيوعًا ويستخدمه معظم سلاسل الكتل العامة. نسبيا ، PoS جديد.
“ما هي خوارزمية أسرى الحرب؟”
تم نشر مفهوم خوارزمية POW لأول مرة بواسطة Cynthia Dwork و Moni Naor في مقال عام 1993 ، وقد صاغ هذا المصطلح ماركوس جاكوبسون في عام 1999. شبكة البيتكوين ، التي اخترعها ساتوشي ناكاموتو ، هي أشهر تطبيق لأسر الحرب ، ونحن سوف تستخدم أمثلة منه لتوضيح أسير الحرب.
في Bitcoin blockchain ، يتم تجميع المعاملات في تجمع ذاكرة يسمى “mempool” ، ويتم إنشاء كتلة كل 10 دقائق. ليتم تضمينها في الكتلة التالية ، يجب التحقق من كل معاملة في mempool بواسطة “عمال المناجم” ، أي المستخدمين الذين يتحققون من المعاملة ويستخدمون برامج مصممة خصيصًا وأجهزة ذات أغراض خاصة لعملهم.
تتطلب عملية التحقق من المعاملة ، والتي تسمى أيضًا “التعدين” ، من المعدنين حل لغز التشفير. إنها عملية تنافسية نظرًا لأن المُعدِّن الناجح يحصل على جزء بسيط من العملة المشفرة التي تم إنشاؤها كجزء من المعاملة.
يوفر مستخدم Bitcoin الذي طلب المعاملة بيانات المعاملة إلى المُعدِّن ، وهذا هو الجزء السهل. ومع ذلك ، يحتاج المُعدِّن أيضًا إلى معرفة تجزئة التشفير لآخر كتلة مسجلة. تجزئة آخر كتلة مسجلة هي المرجع لتلك الكتلة ويجب الإشارة إليها عند إنشاء الكتلة الجديدة ، للحفاظ على قدسية السلسلة. هذا هو الجزء الصعب.
تجزئة التشفير لآخر كتلة مسجلة غير معروفة لأي عامل منجم ، ويجب عليهم تجربة رقم تلو الآخر بسرعة عالية لمعرفة ذلك. لا توجد مهارة في هذا الأمر ، فقط القوة الغاشمة ذات القوة الحاسوبية العالية مطلوبة. يعلن عامل المنجم الذي يكسر هذا اللغز الرياضي الضخم ذلك للشبكة. يمكن لجميع عمال المناجم الآخرين رؤية الدليل على الطحن الهائل للأرقام ، وهو أصل اسم “إثبات العمل”. ينشئ عامل المنجم الناجح الكتلة الجديدة ، حيث يتم الآن تسجيل المعاملات من mempool.
إن لغز التشفير غير متماثل ، أي أنه صعب إلى حد ما بالنسبة لعمال المناجم ، ولكن من السهل جدًا رؤية الأدلة على الشبكة. بمرور الوقت ، يصبح اللغز سهلًا جدًا ، ويميل وقت إنشاء الكتلة إلى أقل من 10 دقائق. وبالتالي ، يتم تحديث اللغز كل 14 يومًا ويصبح أكثر صعوبة. بهذه الطريقة ، يستمر اللغز في أن يصبح أكثر تعقيدًا ، ويجب زيادة قوة الحوسبة المطلوبة لحلها.
لشن هجوم DDoS للاستيلاء على الأغلبية ، أي 51٪ من قوة الحوسبة في مثل هذه الشبكة باهظة التكلفة. من المرجح أن ينفق المخترق المحتمل أموالًا أكثر مما يمكن أن يكسبه من خلال القرصنة مثل شبكة. يجعل POW شبكة blockchain آمنة للغاية.
ومع ذلك ، فإن مثل هذا الأمان العالي يأتي بتكلفة عالية. على سبيل المثال:
- متطلبات الطاقة لتعدين البيتكوين مرتفعة للغاية ، وبحلول الوقت الذي ينتهي فيه عام 2018 ، ستكون عمليات تعدين البيتكوين في أيسلندا مستهلك المزيد من الطاقة عن استهلاك الطاقة المحلي للبلاد بالكامل! الإجهاد البيئي الناتج يعطي دعاية سلبية لبيتكوين. يتم دفع فاتورة الطاقة المرتفعة هذه بالعملة الورقية ، والتي سيكون لها تأثير الدومينو في دفع سعر البيتكوين
- إن التحديث المستمر لقوة الحوسبة وأحكام الطاقة ليس بالأمر السهل على عمال المناجم الفرديين ، كما أن تعدين البيتكوين أصبح مركزًا بشكل متزايد مع مشغلين منظمين يديرون منصات تعدين عملاقة ، من أجل توفير الحجم بشكل أفضل. تتعارض هذه المركزية غير المباشرة مع الفرضية الأساسية للامركزية في blockchain.
- “Cryptojacking” ، أي المهاجمين الإلكترونيين الذين يختطفون أجهزة كمبيوتر المستخدمين المطمئنين لتعدين التشفير ، هو تصبح يزداد شيوعًا لأن عمال المناجم عديمي الضمير يستخدمون وسائل غير أخلاقية لتحسين فرصهم في النجاح في بيئة يتناقص فيها “عائد الاستثمار” (RoI). يمكن أن يساعد التصحيح المنتظم للبرامج ونظام التشغيل (OS) في الحماية من Cryptojacking.
“كيف تختلف نقاط البيع؟”
تحتوي شبكة blockchain ذات خوارزمية PoS على عقد محددة مع مسؤولية التحقق من المعاملات. تشترك هذه العقد في الرموز المميزة للعملات الرقمية الخاصة بها ويطلق عليها اسم “الحكام”. هذا يعني ضمناً “الجلد في اللعبة” ، على عكس شبكة Bitcoin حيث قد لا يمتلك المعدنون أي Bitcoin بأنفسهم ، ناهيك عن تكديس عملات Bitcoin الخاصة بهم للتحقق من المعاملات.
كلما زاد المبلغ المعرض للخطر ، وطالت مدة الحصة ، كلما زادت احتمالية حصول الرابح على المزيد من فرص التحقق من صحة الصفقة. تم بالفعل إنشاء جميع الرموز المميزة في وقت سابق ، ولا توجد عملة معدنية جديدة للسك ، ومكافأة صاحب الحساب هي رسوم المعاملة. كلما زادت السمعة ، زادت احتمالية الكسب للمراهن.
نظرًا لعدم وجود لغز تشفير معقد لحلها ، تتطلب خوارزمية PoS طاقة أقل. تسمى عملية التحقق من صحة المعاملة “التزوير” ، وبما أن جميع العقد لا تحتاج إلى المشاركة في عملية التحقق من الصحة ، فإن الشبكة تتمتع بإمكانية تطوير أعلى.
يتيح القضاء على مشاركة الشبكة بأكملها في عملية التحقق من المعاملات تنفيذ حل قياس آخر يسمى “التجزئة”. إنه مفهوم مأخوذ من إدارة قاعدة البيانات ، حيث يتم تخزين الأجزاء الأفقية من قاعدة البيانات في مثيلات خادم منفصلة ، وبالتالي تحسين الكفاءة. في blockchain ، ستحتفظ مجموعة العقد بجزء أفقي من blockchain ، وسيكون لها صاحبها الخاص بها ، وتضفي قابلية توسعة أفضل على الشبكة.
هناك مطبات في نقاط البيع والخبراء يصوغون الحلول. على سبيل المثال:
- يمكن للاعب الخبيث الحصول على عدد كبير جدًا من الرموز المشفرة ، وأن يصبح رابحًا ، وأن يتغلب على جميع الأطراف الأخرى. ومع ذلك ، فإن اقتصاد السوق يحمي من مثل هذه التحركات ، لأن فورة الشراء الكبيرة المفاجئة ستدفع سعر العملة للأعلى بشكل كبير ، وبالتالي سيتم ثني المتسلل.
- قد يذهب الراهب إلى المارقة ويتحقق من صحة المعاملات الضارة. يعمل فريق مشروع Ethereum على بروتوكول “Casper” الجديد الخاص بهم كجزء من خطتهم للانتقال إلى PoS ، وسيضمن البروتوكول الجديد أن يفقد هؤلاء العملاء عملاتهم ، ويمنعون من الرهان في المستقبل.
POW مقابل PoS: أيهما سيمتلك المستقبل?
بينما يوفر POW بالتأكيد أمانًا لامركزيًا أفضل لشبكة blockchain وقد تم اختباره على نطاق واسع في العديد من مشاريع العملات المشفرة ، فإن تكلفة الطاقة الهائلة والضغط البيئي الناجم عن تعدين العملات الرقمية غير المدعومة بأي أصول ملموسة يجتذب تغطية إعلامية سلبية كبيرة. تأثير هذا القلق واضح بالفعل ، على سبيل المثال الصين رسميا المنع التعدين بيتكوين.
في حين أن PoS جديد نسبيًا ، فقد بدأ الاعتماد في الانتعاش ، على سبيل المثال العملة المشفرة المعروفة DASH تستخدمها بالفعل. إذا تمكن ناخبو PoS من طمأنة مجتمع التشفير الأوسع حول قدرة الخوارزمية على حماية الشبكة بشكل مناسب ، فقد يؤدي ذلك إلى ترجيح كفة الميزان لصالحها. إذا أظهر مشروع Ethereum ذو السمعة الطيبة انتقالًا ناجحًا إلى PoS ، فسيكون ذلك بمثابة دفعة كبيرة للخوارزمية. ستحدد الأشهر القليلة القادمة الخوارزمية التي ستصبح حاملة لواء.