الگوریتم ها و پروتکل های مورد استفاده در بلاک چین – crypto.news

تقریباً هیچ جزء بلاک چین وجود ندارد که مهمتر از الگوریتم ها و پروتکل ها باشد. یک عبارت قطعی تر برای هر دو این است که "آنها موتورهای بلاک چین هستند". هنگامی که بیت کوین در سال 2009 به جهان معرفی شد، عباراتی مانند پروتکل اجماع برای عموم رایج تر شد. این تنها راهی است که سیستم های غیرمتمرکز می توانند در مورد اجرای یک فرآیند به توافق برسند.

تعریف اصطلاحات کلیدی

اول از همه، الگوریتم چیست؟ پروتکل چیست؟ الگوریتم به مجموعه‌ای از قوانین یا فرآیندهایی اشاره دارد که در طول فرآیند حل مسائل مانند محاسبات باید دنبال شوند. آنها بیشتر در کامپیوترها قابل اجرا هستند اما محدود به آنها نیستند.

از سوی دیگر، پروتکل، رویه یا سیستمی از قوانین است که اجرای چیزی را کنترل می کند. یک پروتکل اجماع به نوبه خود به این معناست که یک بلاک چین باید در هر زمان حاوی چه چیزی باشد. مهم‌ترین چیزی که تعیین می‌شود این است که آیا بلوکی که اضافه می‌شود همان بلوکی باشد که مورد توافق همه گره‌های شبکه باشد. اصطلاحات پروتکل اجماع و الگوریتم اجماع را می توان به جای یکدیگر استفاده کرد.

پروتکل اجماع / الگوریتم اجماع 

همانطور که مشخص شد، یک پروتکل اجماع نقش کلیدی در تعیین اینکه کدام بلوک به یک بلاک چین اضافه می شود، ایفا می کند. این تعیین از طریق توافق نامه های همه گره ها در شبکه بلاک چین است که به عنوان شبکه تأیید کننده تراکنش شناخته می شود. 

این فرآیند برای بلاک چین که به عنوان سیستمی از دفتر کل غیرمتمرکز عمل می کند، ضروری است. همچنین این چیزی است که یکپارچگی بلاک چین را تضمین می کند و تقلب یا هک سیستم را برای یک بازیگر بسیار دشوار می کند. برای اینکه بتوانید یک بلوک را تغییر دهید و سیستم را تقلب کنید، باید قانون حمله 51% را شکست دهید. این بسیار غیرممکن است، به خصوص برای هر شبکه بزرگ بلاک چین، زیرا باید هزاران گره کامپیوتری را در یک زمان کنترل کرد. با این حال غیرممکن نیست.

انواع اصلی پروتکل های اجماع

با این حال هیچ پروتکل اجماع یکسانی وجود ندارد. خود فضا در طول سال ها به نوآوری ها و تغییرات فوق العاده ای دست یافته است. هر پروتکل جدید اجماع ویژگی‌های بلاک چین را می‌دهد و گاه برتری نسبت به سیستم‌های بلاک چین قبلی دارد. نکته کلیدی در میان لبه ها این است که چگونه بلاک چین آسیب پذیری حمله 51 درصدی را حل می کند یا چگونه سرعت تراکنش را بهبود می بخشد. در زیر دو نوع اصلی پروتکل های اجماع آورده شده است.

اثبات کار

پروتکل اجماع اثبات کار اولین پروتکلی بود که در بلاک چین استفاده شد، در اولین بلاک چین ها مانند بیت کوین و لایت کوین این پروتکل برای اعتبارسنجی تراکنش ها از طریق محاسبه مقادیر هش کار می کند. 

برای محاسبه مقدار هش، یک ماینر باید یک پازل رمزنگاری دشوار را حل کند. تعداد معینی از صفرهای انتهایی که در مقدار هش یافت می شوند، همان چیزی است که هدف فرآیند است. عددی که مقدار هش را با تعداد مشخص شده صفرهای انتهایی در تابع هش ایجاد می کند، nonce نامیده می شود.

پروتکل اجماع برای دفتر کل عمومی بدون مجوز طراحی شده است. برای رسیدن به یک توافق، از توان محاسباتی گره‌های سیستم برای حل یک معمای رمزنگاری و تولید هش استفاده می‌شود. 

بلوک ها به صورت خطی چیده شده اند که هر کدام نشان دهنده گروهی از تراکنش ها هستند. هر تراکنش در بلوک با استفاده از کلیدهای خصوصی و عمومی هر کاربر تأیید شده و به صورت دیجیتالی امضا می شود.

خرابی

PoW در مورد قدرت بسیار خواستار است. به عنوان مثال، فرآیند استخراج بیت کوین نسبت به جمهوری آرژانتین انرژی بیشتری مصرف می کند. سایر پروتکل های جدیدتر در مقایسه با مصرف انرژی کمتری دارند.

اثبات شرط

پروتکل اثبات سهام نیز یکی از قدیمی ترین پروتکل های مورد استفاده در بلاک چین است. اتریوم، که دومین بلاک چین بزرگ است، ظهور بازیکنان برتری را که این پروتکل را انتخاب کردند، نشان داد. 

برخلاف اثبات کار، هیچ هشی توسط ماینرها ایجاد نمی شود. برای تایید یک تراکنش، به هر ماینر یک بلوک اختصاص داده می شود. آنها به نوبه خود باید بخش خاصی از دارایی های رمزنگاری خود را برای شروع اعتبار سنجی کنار بگذارند. این فرآیند به عنوان شرط بندی شناخته می شود، از این رو به آن اثبات سهام می گویند. در تأیید موفقیت آمیز یک تراکنش، به استخراج کننده رمز ارزی که قبلاً در آن شرط بندی کرده بود و همچنین کارمزد تراکنش تعلق می گیرد.

استخراج‌کنندگانی که اعتبارسنجی را انجام می‌دهند بر اساس سهم اقتصادی آنها در شبکه بلاک چین انتخاب می‌شوند. با انجام این کار، این پروتکل می تواند مراکز ماینینگ را غیرمتمرکز کند و همچنین فرصتی را برای هر شرکت کننده در بلاک چین فراهم کند. مصرف بیش از حد برق محدود است.

خرابی

PoS آسیب پذیری های امنیتی را افزایش می دهد. یک مهاجم باید بیش از 50٪ از تمام گره ها را در مقایسه با 51٪ در PoW کنترل کند. احتمال حمله رشوه ای نیز وجود دارد. مهاجم ممکن است تراکنش قربانی را معکوس کند و سپس برای تایید تراکنش به مهاجمان رشوه دهد.

سایر کاربردهای الگوریتم ها و پروتکل ها در بلاک چین

در حالی که پروتکل‌های اجماع کاربرد اصلی پروتکل‌ها و الگوریتم‌ها در زنجیره بلوکی هستند، موارد استفاده دیگری نیز وجود دارد. اولین مورد هنگام انجام معاملات است. الگوریتم‌های تجارت کریپتو، دستورات تجاری را با استفاده از دستورالعمل‌های معاملاتی خودکار اجرا می‌کنند. دستورالعمل ها از پیش برنامه ریزی و طراحی شده اند تا متغیرهای مهمی مانند زمان، حجم معاملات و قیمت ها را در نظر بگیرند.

کاربرد دیگر الگوریتم ها در قالب قراردادهای هوشمند است. آنها قراردادهای خوداجرا بین دو طرف هستند و مستقیماً در کد برنامه نوشته می شوند. آنها در فضای غیرمتمرکز مالی ضروری هستند، که اتفاقاً در حال حاضر پر جنب و جوش ترین فضا در بلاک چین است. این مسئول ایجاد توکن ها و نوآوری های گسترده آنها مانند توکن های غیر قابل تعویض (NFT) است.

نگاهی به دور

الگوریتم‌ها و پروتکل‌ها شاید مهم‌ترین جنبه ارزهای دیجیتال باشند. آنها ستون فقرات اساسی ترین عملیات بلاک چین را تشکیل می دهند.

از طریق پروتکل‌های اجماع، الگوریتم‌ها و پروتکل‌ها تعیین می‌کنند که چگونه تراکنش‌ها توسط شبکه بزرگ گره‌های غیرمتمرکز تایید می‌شوند. آنها امنیت خود بلاک چین را بهبود می بخشند و آن را ضد دستکاری می کنند. دو پروتکل اجماع اصلی، اثبات کار و اثبات سهام به خوبی توضیح داده شده است. موارد دیگر مانند اثبات فضا، اثبات زمان سپری شده و غیره وجود دارد.

الگوریتم‌های معاملاتی و قراردادهای هوشمند نشان‌دهنده راه‌هایی هستند که الگوریتم‌ها برای بلاک چین‌ها حیاتی هستند. چنین دانشی برای هر کسی که به فناوری بلاک چین علاقه دارد بسیار مهم است.