اجماع ناکاموتو چیست؟ راهنمای کامل مبتدیان

الگوریتم های اجماع برای تأیید صحت سیستم عامل های بلاکچین توزیع شده از اهمیت بالاتری برخوردار هستند و روند ایجاد توافق در میان شبکه ای از شرکت کنندگان متقابلاً بی اعتماد هستند..

اجماع ناکاموتو که توسط ساتوشی ناکاموتو برای بیت کوین ایجاد شده است ، به مجموعه قوانینی اشاره دارد که همراه با مدل اجماع اثبات کار در شبکه حاکم بر سازوکار اجماع و اطمینان از ماهیت قابل اعتماد آن است. با این کار ، بیت کوین اولین شبکه تحمل کننده خطای بیزانس (BFT) شد که شبکه Peer to Peer (P2P) را باز و توزیع کرد که از شبکه توزیع شده ای از گره های ناشناس استفاده می کند که برای پیوستن و خروج از شبکه آزاد است..

تحمل گسل بیزانس (BFT)

تحمل گسل بیزانس توانایی یک شبکه رایانه ای توزیع شده برای تحمل خطا با اجماع معتبر با وجود اطلاعات ناقص یا اجزای خراب شبکه است. قبل از بیت کوین ، تنها راه برای حفظ شبکه BFT ، P2P استفاده از یک گروه گره بسته یا نیمه بسته بود. علاوه بر این ، الگوریتم های سنتی BFT مانند تحمل خطای عملی بیزانس (pBFT) از روش انتخاب گره متفاوتی از آنچه در حال حاضر در اجماع ناکاموتو استفاده می شود ، استفاده می کنند.

حفظ BFT در یک شبکه باز و توزیع شده مانند شبکه ای به اندازه بیت کوین مستلزم استفاده از مجموعه خاصی از قوانین است که هم به رمزنگاری و هم به مکانیک های تئوری بازی متکی است تا بتواند محیط بی اعتمادی لازم را برای تسهیل توافق غیرمتمرکز در شبکه انتقال ارزش ایجاد کند.

در سیستم های pBFT ، مدل اجماع فقط در گروه های کوچکی از گره های بسته (50 ~) کار می کند که مقدار قابل توجهی سربار ارتباطی وجود دارد که مانع از کارکرد این مدل های اجماع در مقیاس می شود. دستیابی به اجماع در سیستم های دارای خطاهای دلخواه معمولاً به یک سیستم رأی گیری خاص نیاز دارد تا به دستیابی به اتفاق نظر کمک کند. در رابطه با سیستم عامل های ارز رمزنگاری شده با استفاده از مدل های اجماع pBFT ، این مکانیزم رأی گیری بر روی سیستم گره های چرخان “رهبر” چرخشی در قالب سبک دور برگردان پیش بینی شده است. از آنجایی که این سیستم از شبکه ای از گره های محدود و بسته تشکیل شده است ، بسیار ناچیز است که این گره ها به طور موثر با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند و تعیین می کنند که “رهبر” پیشنهاد کننده هر بلوک جدید کیست.

درباره تحمل گسل عملی بیزانس بیشتر بخوانید

اگر رهبر با سوicious نیت عمل کند ، می توان آنها را با اکثریت آرا از گره ها حذف کرد. با این حال ، این واضح است که در سیستمی مانند بیت کوین که اتفاق نظر در مورد کل وضعیت بلاکچین و اعتبار تمام معاملات آن در هزاران گره در سراسر جهان که به طور مداوم به شبکه متصل و قطع می شوند ، توزیع نشده است ، مقیاس خوبی ندارد. علاوه بر این ، مشارکت در این سیستم اجماع برای دلسرد کردن شرکت کنندگان از عملکرد سوicious ، باید هزینه ای ذاتی داشته باشد..

بنابراین ، برای اینکه بیت کوین به عنوان یک شبکه P2P متحمل به خطای بیزانس فعالیت کند ، الگوریتم اجماع استخراج PoW همراه با مجموعه خاصی از قوانین حاکم بر مکانیزم را برای دستیابی به اجماع بی اعتماد در سراسر شبکه معرفی کرد. از این به عنوان اجماع کلاسیک ناکاموتو یاد می شود.

اجماع ناکاموتو چگونه کار می کند?

اجماع ناکاموتو را می توان تقریباً به 4 قسمت تقسیم کرد.

• اثبات کار (PoW)
• انتخاب بلوک
• کمبود
• ساختار تشویقی

ترکیب و هماهنگی این 4 م componentsلفه بیت کوین به آن اجازه می دهد تا به شبکه توزیع شده برای انتقال ارزش موجود تبدیل شود. این کار با اجماع قابل اعتماد انجام می شود و تا زمانی که اکثریت نیرو در روند استخراج معدن در دست معدنچیان صادق باشد ، ایمن خواهد ماند ، همانطور که در ادامه خواهید دید.

اثبات کار

به طور کلی ، مهمترین موتوری که باعث ایجاد اجماع در بیت کوین می شود پروتکل اجماع اثبات کار است. اساساً ، ماینرها از یک گره کامل خاص برای رقابت در بلوک های استخراج استفاده می کنند تا پاداش بلوکی را که برای هر بلوک با موفقیت استخراج و اعتبارسنجی صادر می شود ، بدست آورند. هزینه این فرآیند استخراج برق است که دارای ارزش مالی جهانی واقعی است ، بنابراین مقدار ذاتی BTC صادر شده برای هر بلوک استخراج شده است.

در مورد استخراج بیت کوین بیشتر بخوانید

PoW در بیت کوین برای جلوگیری از هزینه های مضاعف طراحی شده است. در حالی که طرح امضای دیجیتال در مدل UTXO مالکیت قابل تأیید خروجی معاملات را که باید هزینه شود فراهم می کند ، اما جلوگیری از هزینه های مضاعف را امکان پذیر نمی کند. بلاکچین زنجیره ای از بلوک های داده دارای مهر زمان است که شامل تراکنش هایی است که هر بلوک به بلوک قبلی هش داده شده است. این تغییرناپذیری بلاکچین را فراهم می کند ، اما چگونه می توانید تشخیص دهید زنجیری که در آن هستید صحیح است؟ اینجاست که PoW وارد می شود.

مشارکت در استخراج بر اساس قدرت محاسباتی است ، هرچه قدرت شبکه شما بیشتر باشد ، احتمال استخراج یک بلوک بیشتر است. با این حال ، روند تصادفی است ، بنابراین در واقع یک قرعه کشی با شانس تصادفی برنده شدن است ، بنابراین نمی توان دانست که چه کسی در دور بعدی برنده خواهد شد و هزینه شرکت همچنان افزایش می یابد. به دلیل این مدل ، طولانی ترین زنجیره به عنوان زنجیره معتبر در نظر گرفته می شود زیرا از بزرگترین مجموعه قدرت محاسباتی بدست آمده است. قوانین اعتبارسنجی اطمینان حاصل می کند که بلوک های پیشنهادی کار محاسباتی لازم را برای پذیرفته شدن انجام می دهند. بعلاوه ، تا زمانی که طولانی ترین زنجیره و اکثر قدرت هش شبکه در گره های صادق کنترل می شود ، زنجیره صادق سریعترین و بیشتر از زنجیره های رقابتی رشد می کند.

نتیجه این سیستم این است که وقتی معمای رمزنگاری دور استخراج حل شد ، یک استخراج کننده بلاک را به شبکه پیشنهاد می کند ، اگر تمام تراکنش های درون بلاک دوبرابر نشده باشد ، شبکه بلوک را اعتبار می کند و بلوک به طولانی ترین زنجیره با داشتن یک شبکه گسترده توزیع شده مانند Bitcoin ، هزینه حمله به شبکه از طریق حمله 51٪ بسیار زیاد است و تنها با ادامه رشد شبکه ، فقط بزرگتر می شود.

51٪ ماشین حساب حمله

انتخاب بلوک

فرآیند انتخاب بلوک با استفاده از Nakamoto Consensus یکی از م keyلفه های کلیدی است که آن را از سایر مدل های اجماع متمایز می کند. از آنجا که این مدل با طراحی PoW پیش بینی شده است ، فرایند انتخاب بلوک به طور خاص به فرآیند “قرعه کشی” برای ماینرهایی که برای کسب پاداش بلوک استخراج بلوک بعدی رقابت می کنند ، اشاره دارد..

به یاد داشته باشید ، در pBFT رهبر بلوک از طریق یک فرآیند رأی گیری انتخاب می شود و در هر دور با قالب دور رفت جایگزین می شود. در این سیستم استخراج وجود ندارد ، بلوک هایی انتخاب می شوند که توسط رهبر به زنجیره اضافه شوند و باید حداقل توسط ⅔ گره های دیگر تأیید شوند. در بیت کوین ، هیچ فرایند رأی گیری برای تعیین رهبر بلوک وجود ندارد. درعوض ، از یک معمای رمزنگاری استفاده شده است که بر افزایش یک nonce در بلوک تا زمانی که به مقدار صحیحی که نشان دهنده هش بلوک است و صفر بیت برای شروع nonce لازم است ، استفاده می شود.

ماینرهای موجود در شبکه همه برای حل این معما رقابت می کنند و اولین کسی که راه حل را پیدا می کند دور قرعه کشی را برنده می شود. سپس بلاک توسط ماینر از طریق شبکه به سایر گره های استخراج منتشر می شود که تلویحاً با افزودن بلوک به طولانی ترین زنجیره ، رأی می دهند که بلاک را معتبر بپذیرند. یک نتیجه حاصل از این فرایند حذف تأثیر شخص ثالث بالقوه بر یک رهبر بلوک است زیرا روند تصادفی است و رهبر نمی تواند پیش بینی شود. تنها راه برای برنده شدن در قرعه کشی ، کمک هزینه هش به شبکه به امید برنده شدن است ، و در صورت عدم پیروزی ، انرژی مصرف شده به یک هزینه کاهش یافته تبدیل می شود و به ساختار انگیزه استخراج معدن اضافه می شود. صرف نظر از اینکه بلاک ها را با موفقیت استخراج کنید یا نکنید ، مشارکت یک هزینه ذاتی می شود.

کمبود

قبل از آنکه ارزهای تورمی ناشی از سیستم بانکی ذخیره کسری بر صحنه ارز جهانی مسلط شوند, فلزات گرانبها شکل اصلی ذخیره سازی ارزش و تجارت بود. یکی از دلایل اصلی استفاده از آنها ، و همچنان ارزش تاریخی خود را حفظ می کنند (فکر کنید طلا و نقره) ، کمیاب بودن آنها است. نه تنها کمیاب نیستند ، بلکه برای استخراج و استفاده از آنها به تلاش (PoW در بالا) نیاز است.

کمبود بیت کوین با محدود کردن تعداد کل بیت کوین استخراج شده به 21 میلیون ، بر این اساس استوار است. علاوه بر این ، Bitcoin فقط از طریق فرآیند استخراج به سیستم تزریق می شود و از یک طرح تورمی پیروی می کند که پاداش بلوک هر 210،000 بلوک (4 سال ~) نصف می شود..

ساختار تشویقی

طراحی تورمی بیت کوین مکانیزم انگیزه ای را برای منافع بلند مدت مالکان بیت کوین و شرکت کنندگان در شبکه بیت کوین ایجاد می کند تا علاوه بر حمایت از رشد ارزش بیت کوین ، شبکه را بیشتر ایمن و اعتبار سنجی کند. ماهیت تورمی بیت کوین همچنین یک مدل نظریه بازی تکراری ایجاد می کند که در آن همکاری بین افراد درون شبکه از طریق منافع همسو با بهره گیری از تورم در طولانی مدت بهینه است..

استخراج کنندگان برای تأیید و امنیت شبکه به طور صادقانه انگیزه می گیرند ، زیرا پاداشی که برای استخراج یک بلاک دریافت می کنند بیت کوین است. اگر ارزش بیت کوین کاهش یابد یا شبکه به خطر بیفتد ، نتیجه کار آن است.

مهم این است که بیت کوین ، با استفاده از اجماع ناکاموتو ، یک مورد است مقیاس پذیر از نظر اجتماعی شبکه. از طریق طراحی های تشویقی ، PoW و مجموعه قوانین حاکم بر مکانیک رسیدن به اجماع غیر قابل اعتماد ، بیت کوین با غلبه بر مشکلات ذاتی در طبیعت انسان به منبع معتبر و قانونی ارزش ذاتی تبدیل می شود.

نتیجه

اجماع ناکاموتو اولین مکانیسم اجماعی است که همزمان با اختراع بلاکچین ها توزیع می شود و پس از معمار مرموز آن نامیده می شود. اصطلاح “بلاکچین” این روزها به طور بی رویه به عنوان راه حلی برای هر مشکلی در زیر آفتاب ریخته می شود.

بلاکچین ها یکی از اجزای مهم ارزهای رمزپایه هستند ، با این وجود ، پتانسیل گسترده آنها بدون درهم آمیختن با سایر م componentsلفه های سیستم عامل ها امکان پذیر نخواهد بود. در بیت کوین و برخی دیگر از مدارک ارزهای رمزپایه کار ، این اجماع ناکاموتو است و برای ایجاد شبکه ای با مقیاس اجتماعی مانند بیت کوین بسیار حیاتی است..