ما هو آلية الإجماع؟
آلية التوافق هي البرمجة والعملية المستخدمة في أنظمة البلوكشين لتحقيق اتفاق موزع حول حالة السجل أو حالة مجموعة البيانات. تستفيد العملات الرقمية والبلوكشين والسجلات الموزعة من استخدامها لأن آليات التوافق تحل محل المدققين والمراجعين البشريين الذين يكونون أبطأ بكثير وأحيانًا غير دقيقين أو غير موثوقين.
النقاط الرئيسية
- آلية الإجماع هي أي طريقة تُستخدم لتحقيق الاتفاق والثقة والأمان عبر شبكة حاسوب لامركزية.
- في سياق البلوكشين والعملات الرقمية، يُعتبر إثبات العمل (Proof-of-Work) وإثبات الحصة (Proof-of-Stake) من أكثر آليات الإجماع شيوعًا.
- تلعب آليات الإجماع دورًا أساسيًا في تأمين المعلومات من خلال استخدام التحقق الجماعي الآلي.
تاريخ آليات الإجماع
عندما بدأت أجهزة الكمبيوتر والشبكات في اكتساب الشعبية في الثمانينيات والتسعينيات، تم إنشاء قواعد بيانات مشتركة بحيث يمكن لعدة مستخدمين الوصول إلى المعلومات التي تخزنها. كان لدى معظمها قاعدة بيانات مركزية مع أذونات يمكن للمستخدمين الوصول إليها من محطات عمل مختلفة. تطورت هذه البنية إلى شبكات مركزية مع مسؤولين يمنحون حقوق المستخدمين ويحافظون على سلامة البيانات.
بعض هذه قواعد البيانات المشتركة تطورت إلى برامج توزع التخزين وقوة المعالجة عبر شبكة من أجهزة التخزين في مواقع مختلفة. واحدة من أهم القضايا التي كانت بحاجة إلى معالجة هي منع التلاعب بالبيانات والوصول غير المصرح به، سواء كان ذلك خبيثًا أم لا. كانت هناك حاجة إلى طريقة لأتمتة إدارة قواعد البيانات الموزعة لضمان عدم تغيير البيانات.
أدى هذا الاحتياج إلى إنشاء توافق موزع ذاتي، حيث تتفق البرامج على الشبكة على حالة قاعدة البيانات باستخدام تقنيات التشفير. تم تصميم الاتفاق ليتم الوصول إليه باستخدام خوارزميات التشفير لإنشاء سلاسل طويلة من الأرقام والحروف الأبجدية الرقمية - تُسمى "هاش" - والتي يتم التحقق منها بعد ذلك بواسطة البرامج التي تعمل على الشبكة. يتغير الهاش فقط إذا تم تغيير المعلومات المدخلة في خوارزمية الهاش، لذا تم تصميم البرامج لمقارنة الهاشات لضمان تطابقها.
عندما يقوم كل برنامج يعمل على الشبكة بإنشاء سلسلة أبجدية رقمية متطابقة، يُقال إن البيانات قد تم الاتفاق عليها بتوافق الآراء من قبل الشبكة. وهكذا، تم إنشاء آليات التوافق، وعادةً ما يُنسب الفضل إلى ساتوشي ناكاموتو، مبتكر البيتكوين المجهول. ومع ذلك، عمل العديد من الأشخاص على آليات التوافق لسنوات قبل أن يصدر ناكاموتو الورقة البيضاء التي جعلت البيتكوين مشهورًا.
عمل علماء البيانات والحاسوب مثل موني ناور، سينثيا دورك، آدم بيك، نيك سزابو، والعديد من الآخرين على تطوير آليات التوافق الشبكي وساهموا فيها.
أنواع آليات الإجماع
هناك أنواع مختلفة من آليات الإجماع، كل منها يعمل على مبادئ مختلفة.
إثبات العمل (PoW) هو آلية توافق شائعة تستخدمها شبكات العملات الرقمية الأكثر شهرة، مثل بيتكوين ولايتكوين. يتطلب من العقدة المشاركة إثبات أن العمل الذي قامت به وقدمته كان صالحًا وأن شبكة كبيرة من البرامج تقوم بالتحقق منه. ومع ذلك، فإن آلية التوافق الخاصة ببيتكوين تتطلب استهلاكًا عاليًا للطاقة وأوقات معالجة طويلة.
إثبات الحصة (PoS) هو آلية توافق شائعة أخرى تطورت كبديل منخفض التكلفة ومنخفض استهلاك الطاقة لـ PoW. يتضمن تخصيص المسؤولية في اقتراح كتل جديدة لعقدة مشاركة بنسبة تتناسب مع عدد رموز العملة الافتراضية المحتفظ بها. ثم يقوم باقي الشبكة بالتحقق من الكتلة وإضافتها إلى سلسلة الكتل إذا تم الوصول إلى توافق.
ومع ذلك، فإن هذا النهج لديه عيب يتمثل في أنه يشجع على الاكتناز بدلاً من الإنفاق.
بينما يُعتبر كل من إثبات العمل (PoW) وإثبات الحصة (PoS) الأكثر انتشارًا في مجال البلوكشين، هناك خوارزميات توافق أخرى. إثبات السعة (PoC) يسمح للعقد المساهمة بمشاركة مساحة التخزين. كلما زادت مساحة القرص الصلب التي تمتلكها العقدة، زادت الحقوق الممنوحة لها في الحفاظ على السجل العام. إثبات النشاط (PoA)، المستخدم في بلوكشين Decred، هو نظام هجين يستخدم جوانب من كل من PoW وPoS. إثبات الحرق (PoB) يتطلب من المتعاملين إرسال كميات صغيرة من العملات الرقمية إلى عناوين محافظ غير قابلة للوصول، مما يؤدي فعليًا إلى "حرقها" وإخراجها من الوجود.
مستقبل آليات الإجماع
منذ أن أصبحت آليات الإجماع شائعة، بدأ الباحثون في تجربتها لمحاولة إيجاد طرق لتوسيع نطاق البلوكشين بشكل آمن مع الحفاظ على اللامركزية. ولهذا الغرض، هناك عدة آليات إجماع مستخدمة، ومعظمها يفشل في تقديم تحسينات للأمان، وقابلية التوسع، واللامركزية في نفس الوقت. بل عادةً ما يتم التضحية بأحد هذه العوامل لتحسين واحد أو اثنين من العوامل الأخرى، حتى على البلوكشين التي تدعي أنها "حلت" هذه المعضلة الثلاثية.
إجماع مدعوم بالذكاء الاصطناعي وتعلم الآلة
لمعالجة هذه المشكلة المستمرة المعروفة باسم "معضلة البلوكشين الثلاثية"، يقترح بعض الباحثين استخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي/تعلم الآلة (AI/ML) في البلوكشين وآليات التوافق. هناك العديد من الطرق المقترحة لتطبيق الذكاء الاصطناعي/تعلم الآلة في البلوكشين—بعضها يستخدم مجموعات من العقد المتنقلة والذكاء الاصطناعي/تعلم الآلة لإدارة العقد، بينما يناقش البعض الآخر استخدام آليات التوافق الحالية لتدريب خوارزميات التوافق المدعومة بالذكاء الاصطناعي/تعلم الآلة.
أهداف تطوير الإجماع
العديد من هذه الأمور يتم تطويرها لمعالجة ثلاث قضايا: أولاً، لإنشاء نماذج مكافآت عادلة؛ ثانياً، لتقليل تأثيرها البيئي؛ وثالثاً، لزيادة سرعتها دون التضحية بالأمان واللامركزية وقابلية التوسع.
إلى أين يتجه هذا؟
إذا كان للمطورين رأيهم (وهو ما سيحدث على الأرجح لأنهم هم من يبتكرون هذه التكنولوجيا)، فإن الحالة الحالية للعملات الرقمية وتقنية البلوكشين ليست ما ستكون عليه في النهاية - ولكن ما ستتحول إليه هو أمر غير معروف آخر.
مثل جميع التطورات التكنولوجية، من المحتمل أن تصبح بيتكوين وغيرها من أنظمة البلوكشين الحالية قديمة مع التقدم الذي يتم إحرازه—حيث يقترح الباحثون بالفعل بروتوكولات توافق تعتمد على الحالة الكمية بالإضافة إلى تلك المعززة بالذكاء الاصطناعي. الخطوة الواضحة التالية هي البلوكشين والعملات الرقمية المعززة بالذكاء الاصطناعي والمبنية على الحالة الكمية.
ما هو آلية الإجماع الأكثر شيوعًا؟
إثبات العمل وإثبات الحصة يبدو أنهما الأكثر استخدامًا في العملات الرقمية. قد تعمل آليات أخرى بشكل أفضل للمؤسسات والشركات أو للاستخدامات الشخصية.
ما هو مثال على خوارزمية الإجماع؟
بناءً على التعريفات الشائعة لآليات الإجماع والخوارزميات، يُعتبر إثبات العمل مثالاً على خوارزمية إجماع. ومع ذلك، تختلف الخوارزميات والآليات في أن الآليات عادةً ما تنفذ العمليات التي تصفها الخوارزميات. في الواقع، على سلاسل الكتل، تخبر خوارزميات الإجماع الآليات بكيفية تحقيق الإجماع.
ما هو آلية الإجماع؟
آلية التوافق هي نظام من العقد المبرمجة للاتفاق على أن حالة البلوكشين أو مجموعة البيانات هي الصحيحة.
الخلاصة
أصبحت آليات الإجماع جزءًا أساسيًا من السجلات الموزعة، وقواعد البيانات، وتقنيات البلوكشين، نظرًا لأن العالم أصبح أكثر رقمية. يتم تحويل ملكية الأصول المادية إلى رموز على السجلات والبلوكشين، والأشخاص الذين ليس لديهم وصول إلى الخدمات المالية يمكنهم الوصول إليها عبر البلوكشين، وتحتاج الشركات إلى أمان البيانات أكثر من أي وقت مضى.
آليات الإجماع تتحقق من مدخلات ومخرجات البيانات، مما يعني تدقيق المعاملات الرقمية الشائعة اليوم تلقائيًا—دون إشراف أو تدخل بشري. إنها تخلق بيئة لا تحتاج فيها إلى الثقة بأن الطرف الآخر في المعاملة صادق، لأن هذه البرامج تضمن أن المعلومات غير قابلة للتغيير وآمنة.