الگوریتم اجماع چیست؟ و کاربرد آن در بلاک چین

در بسیاری از موارد و پیرو مقالات تیم توکن باز، شنیده ایم که بستر بلک چین به دلیل شفافیت و قابل بررسی بودنش است که توانسه جای خود را در دنیای دیجیتال، مخصوصا ارز های دیجیتال باز کند، برای اثبات این شفافیت قصد داریم به بررسی الگوریتم اجماع Consensus Algorithms بپردازیم و با مفاهیم آن آشنا شویم. توضیحی بر وجود این شفافیت بلاک چین باید باشد، پس با ما همراه باشید.

مفاهیم کلی:

• الگوریتم اجماع چیست؟
• چه نوع الگوریتمی است؟
• کاربرد الگوریتم اجماع
• انواع الگوریتم
• مزایا و معایب

الگوریتم اجماع چیست؟

الگوریتم اجماع Consensus Algorithms زمانی است که تمام حضار در شبکه ی بلاک چین به یک اتفاق نظر و اشتراک در رابطه با وضعیت DLT یا دفتر کل توزیع شده برسند.

باید بدانیم کار الگوریتم های اجماع، ایجاد اعتبار در بلاک چین و نود ها در فضای محاسبات توزیع شده است. به طور کلی کار الگوریتم اجماع این است که اطمینان حاصل کند که هر بلاک اضافه شده به بستر بلاک چین، نسخه واقعی و تایید شده‌ی هر نود یا گره باشد.

ساختار اجماع به گونه ای است که هدف خاصی را دنبال می کند مانند حق تساوی، مشارکت، سازگاری و غیره این ساختار بسته به حضور هر نود در پروسه‌ی اجماع دارد. باید بدانیم که تکاپوی الگوی اجماع این است که جهت رسیدن به سازگاری اشتراکی تایید شده توسط اعضای کل حضور یافته در شبکه است.

اجماع چه نوع الگوریتمی است؟

الگوریتم اجماع را می توان الگوریتمی دانست که باعث افزایش ایجاد پهنای ICO و توسعه‌ی این شبکه دانست. کار اجماع این است که اطمینان حاصل می کند که شبکه توسعه و پهنای باند، و امنیت نسبتا بالایی پیدا کند. از خصیصه‌های مثبت الگوریتم اجماع می توان به فعالیت در راستای امنیت پهنای باند شبکه و ارتقای آن نسبت به نسخه‌ی قبلی اشاره کرد.

کاربرد الگوریتم اجماع

در این بخش باید خاطر نشان شویم که پروسه ی اجماع 3 استفاده مهم در بستر بلاک چین دارد.

• همگام سازی داده ها بر روی سیستم عضو های شبکه
• انتخاب بعضی از عضو ها به عنوان لیدر و ارتقاء به مقام مدیریت شبکه
• بررسی در مورد درستی یا نادرستی تراکنش‌ها و ذخیره و نگهداری آن بر روی DLT

به مثال زیر توجه کنید:

فرض کنید در یک موسسه اختلاف بین کارمندان در مورد یک موضوع باشد در نهایت تصمیم گیرنده‌ی اصلی مدیر یا مسئول موسسه است و لاغیر.

باید بدانیم کار الگوریتم اجماع آن است که اتحاد نود ها از طریق یک سیستم رای گیری است. بدین صورت که اگر تراکنشی به شبکه ارسال شود، داده‌ی ارسال شده توسط تمامی نود ها بررسی خواهد شد. اگر بر مبنای اطلاعات قبلی تراکنش ها صحیح باشند، نود یک صحت نامه به شبکه مبنی بر تایید و درستی داده‌ها ارسال خواهد کرد.

همانطور که می‌دانیم آنچه یک بلاک را تشکیل می‌دهد گروهی از تراکنش‌ها هستند. زمانیکه گره‌ها یا همان نودها در این شبکه کمی بیشتر از 50 درصد از کنترل شبکه را داشته باشند، مثلا 51 درصد و افزوده شدن بلاک را بلاک چین صحه گذاری کنند، نود ها بلاک جدید را ثبت و تراکنش‌های درون آن موفق خواهد بود.

از معروف ترین و استفاده های ابتدایی بلاک چین ،می توان به رمزارز بیت کوین اشاره کرد. در بستر بلاک چین بیت کوین هر یک بلاک دربرگیرنده داده‌های تراکنشات همچون (ارسال کننده، دریافت کننده، مبلغ مورد ارسال)، هش بلاک فعلی می باشد. نودها در شبکه‌ی بیت کوین با بهره‌جویی از یک الگوریتم اجماع، اقدام به تایید و ثبت تراکنش‌ها در بلاک جدید می‌نماید.

انواع الگوریتم اجماع

الگوریتم اجماع طیف وسیعی دارد اما فقط دو تای آن بسیار کاربردی در دنیای بلاک چین هستند.

این دو عبارتند از :

الگوریتم گواه اثبات سهام (POS):

باید بدانیم بیش‌ترین و مهم‌ترین انتقادی که به این الگوریتم وارد می شود چیست؟ انتقاد وارده بر الگوریتم اثبات سهام، آن است که صرف انرژی در این الگوریتم بسیار بالاست.

براساس دو گزارش خبری منتشر شده از BBC و Coin Telegraph برق مصرفی در این الگوریتم بسیار بالاست. به صورتی که در گزارش بی بی سی، بیت کوین حدود 7.1 گیگاوات که معادل 0.21% برق کل جهان است را مصرف می‌کند.

و در گزارش کوین تلگراف، مقدار انرژی مصرفی شبکه‌ی بیت کوین حدوداً معادل برق مصرفی 10 میلیون خانوار آمریکایی برآورد شده است، که مصرف انرژی این الگوریتم و تخریب زیست محیطی آن به فراهم سازی بستر ساخت الگوریتم های دیگری چون الگوریتم اثبات سهام (Proof of Stack) کمک کرد.

در این الگوریتم پروسه‌ی ماینینگ و ماینر وجود ندارد و نیازی به تجهیزات پر هزینه جهت ماین کردن نیست و صرفا عمل اعتبار سنجی و پروسه‌ی اضافه شدن بلاک به بلاک چین را انجام می‌‌دهد. در این فرآیند مانند POW عضو های شبکه داده‌ها را تصدیق و اجازه اضافه شدن بر بستر بلاک چین را صدور می‌کنند.

افراد کلاهبردار و متقلب در الگوریتم اثبات سهام، جریمه یا به اصلاح رایج این بستر (Slash) می‌شوند. یعنی تمام دارایی آن‌ها درصورت تشخیص تقلب صفر می‌شود.

الگوریتم گواه اثبات کار (POW):

این الگوریتم دسته بندی وسیعی از الگوریتم‌های اجماع محسوب می‌شود. این الگوریتم بر پایه‌ی سازگاری جمعی آلگورند “Algorand” بنا نهاده شده است. بر مبنای این ایده در ساختار اثبات سهام میزان مالکیت هر فرد از توکن‌های موجود در شبکه، نشانگر میزان شانس هر فرد برای اکتشاف بلاک بعدی محسوب می‌شود.

در اینگونه سیستم پارامتر‌های نسبی وزنی دیگری در این پروسه‌ مورد استفاده قرار می‌گیرند. هم اکنون اکثریت رمز ارزها همانند بیت کوین و اتریوم از این الگوریتم استفاده می‌کنند. اما به دلیل ازدیاد مصرف انرژی و بالارفتن دشواری شبکه توسط این الگوریتم این شبکه ها میل به سوی الگوریتم های دیگر همچون گواه اثبات سهام POS پیدا کردند.

وجه تمایز اصلی بین ساختارهای اجماع، نحوه سپردن و پاداش تصدیق معاملات می‌باشد.

مزایا و معایب الگوریتم اجماع

الگوریتم اجماع نیز دارای مزایا و معایبی است، که در ذیل به طور مختصر به شرح آن می‌پردازیم.

مزایا

عدم متمرکز بودن

ساختار پاداش‌ دهی

بدون نیاز به مجوز

سابقه‌ و تجربه خوب و بسیار بالا

معایب

هدر رفتن انرژی

توانایی حمله‌ی ۵۱ درصدی

کند بودن سرعت اضافه شدن بلاک به بلاک‌چین

مقیاس‌ پذیری پایین

برپا کردن استخرهای ماینینگ

“حرف پایانی”

الگوریتم اجماع باعث افزایش اعتماد به شبکه های مبتنی بر بلاکچین می شود. هرچه تعداد نودها و تایید تراکنش ها بیشتر باشد امکان دستکاری و تقلب پایین تر است و به طور کلی الگوریتم اجماع همانند شورای رای گیری بین نودها عمل می کند. به عبارتی دیگر هنگامی که نودها در خصوص تراکنشی به اجماع برسند آن تراکنش قطعی خواهد بود.