الگوریتم اجماع چیست؟ معرفی انواع کاربردهای الگوریتم اجماع

الگوریتم اجماع چیست؟

الگوریتم اجماع راهکاری است که در ارزهای دیجیتال و شبکه های بلاک چین کاربردهای زیادی دارد. اما همانطور که در بخش‌های بالا به آن اشاره کردیم کاربرد این فناوری تنها به بازار ارزهای دیجیتال خلاصه نمی‌شود و در فناوری‌های دیگر نیز کاربرد دارد. اما از آنجایی که در سال‌های اخیر فضای بلاک چین و بازار ارزهای دیجیتال پیشرفت‌های زیادی داشته کاربرد الگوریتم اجماع در فناوری بلاک چین بیشتر به چشم می‌آید.

برهمین اساس بهتر است بدانید بلاک چین سیستمی برای ثبت و ضبط داده‌هایی همچون تراکنش‌های بانکی می‌باشد. به‌صورت ساده الگوریتم اجماع روشی برای به توافق رسیدن اعضای درون شبکه است. به نوعی این مکانیزم فرایندی است که در آن نود یا گره تعیین می‌کنند که کدام تراکنش‌ها در شبکه بلاک چین معتبر است و کدام یک از آن‌ها معتبر نیستند و سپس آن‌ها را تایید یا رد می‌کنند. البته تایید کردن یا رد کردن تراکنش‌ها توسط الگوریتم اجماع طبق قوانینی که از قبل تعیین شده است انجام می‌شود تا این فناوری بتواند از شبکه در مقابل حملات هکرها محافظت کند.

امنیت در الگوریتم اجماع چگونه است؟

امنیت یکی از دلایل مهمی است که از فناوری الگوریتم اجماع در فضای بلاک چین استفاده می‌شود. زیرا در این فناوری داده‌ها و اطلاعات به صورت محفوظ باقی می‌مانند و هرگز از بین نمی‌روند. چرا که اگر اطلاعات یک کامپیوتر از بین برود جای نگرانی وجود ندارد، چون این اطلاعات در هزاران و یا حتی در میلیون‌ها دستگاه دیگر قابل دسترسی است، اما نکته‌ای که باید به آن توجه کرد این است که طبیعتا اگر آپدیتی برای این اطلاعات لازم باشد نیاز به به‌روز رسانی برای تمام دستگاه‌ها است.

کاربردهای الگوریتم اجماع

همانطور که پیش از این توضیح دادیم، الگوریتم اجماع از شبکه بلاک چین در برابر هکرها و تمام کسانی که قصد انتشار مطالب نامعتبر در بلاک چین را دارند، محافظت می‌کند. به نوعی این الگوریتم یک نوع سیستم پاداش برای دیگر گره های شبکه که در تامین امنیت و حفاظت از بلاک چین نقش داشتند نیر در نظر می‌گیرد که این موضوع یکی از کاربردها و ویژگی‌های این فناوری می‌شود. در ادامه چند مورد دیگر از کاربردهای الگوریتم اجماع شرح داده می‌شود.

• تصمیم‌گیری تراکنش برای تایید شدن یا نشدن و ذخیره‌شدن بر روی دفتر کل
• انتخاب گره‌ها برای امور انجام شده
• یکدست‌سازی اطلاعات بر روی سیستم های سرویس دهنده

انواع الگوریتم اجماع

اکنون که با مفهوم الگوریتم اجماع آشنا شدید بهتر است بدانید این فناوری انواع متفاوتی دارد که هر کدام از روش‌های متفاوتی در دستور کار خود استفاده می‌کنند. برهمین اساس ما در این بخش قصد داریم چند مورد از انواع الگوریتم اجماع را به شما معرفی کنیم.

• الگوریتم اجماع اثبات کار (PoW)

• الگوریتم اجماع اثبات سهام (PoS)

• الگوریتم اثبات سهام واگذار شده (DPoS)

• الگوریتم اثبات فعالیت (PoA)

• الگوریتم اثبات اعتبار (PoA)

• الگوریتم اثبات سوزاندن (PoB)

• الگوریتم اجماع اثبات ظرفیت یا (PoC)

• الگوریتم اثبات زمان سپری شده (PoET)

• الگوریتم اجماع اثبات تاریخ (PoH)

• الگوریتم اجماع اثبات اهمیت (PoI)

الگوریتم اجماع اثبات کار (PoW)

در بخش بالا چند نمونه از الگوریتم های اجماع را به شما معرفی کردیم اما بهتر است بدانید دو مورد از این نوع مکانیزم ها نسبت به سایرین از محبوب‌ بیشتری برخوردار هستند که یکی از آن‌ها الگوریتم اجماع اثبات کار است. اثبات کار فرایندی برای حفاظت از حملات اسپم در ایمیل‌ها و DDOS و یا فرستادن دستورات زیاد در شبکه با هدف فشار دادن شبکه طراحی شد. ساتوشی ناکاماتو با ابتکار خود فرآیند اثبات کار را در الگوریتم اجماع در بلاک چین برای به توافق رسیدن چندین نفر بر سر یک مسئله که شناختی از هم ندارند به کار گرفت.

توافق بر روی یک موضوع بین افرادی که یکدیگر را نمی‌شناسند، کار چندان ساده‌ای نیست، حالا سوال اینجاست که در شبکه غیرمتمرکز بلاک چین که افراد همدیگر را نمی‌شناسند. چطور قرار است بر سر یک مسئله به توافق برسند؟ از طرف دیگر باید صحت و اعتبار مطلب نیز تایید شود. راهکار جالب ساتوشی ناکاماتو این بود که اطلاعاتی که باید در بلاک‌ ها بنویسند، با کمک الگوریتمی وابسته به هش SHA-256 هش و رمزنگاری شوند. در میان افراد حاضر در شبکه، کسی که هش درست را پیدا می‌کند، باید برای گرفتن تایید، آن را برای همه اعضای شبکه ارسال کند.

 در همین بین بهتر است بدانید از معروف‌ترین ارزهای دیجیتال که با الگوریتم اثبات کار، به بازار عرضه شدند، می‌توان به بیت کوین، اتریوم، لایت کوین، دوج کوین و … اشاره کرد.

مزایا و معایب الگوریتم اثبات کار

درست است که الگوریتم های اجماع برای شبکه‌های بلاک چین ضروری هستند. اما هر کدام از انواع الگوریتم های اجماع در بلاکچین مزایا و معایب خود را دارند. برهمین اساس در ادامه  به برخی از مهمترین معایب آن‌ها می‌پردازیم.

1-مصرف بالای برق

ماینرها برای حل مسئله بیت کوین و در نتیجه دریافت پاداش باید 24 ساعته و در هفت روز هفته باید دستگاه‌های خود را روشن نگه دارند. با توجه به وجود ماینرهای بیشتر، افراد به دستگاه‌های قوی‌تری احتیاج پیدا می‌کنند. برهمین اساس این دستگاه‌ها برق بیشتری مصرف می‌کنند.

2-حملات 51 درصدی

یکی دیگه از معایب الگوریتم اجماع اثبات کار در صورتی است که شخص، شرکت با سازمانی توانایی تصاحب 51 درصد از قدرت محاسباتی شبکه را مالک باشد، در این صورت عملا این الگوریتم برای تامین امنیت کارساز نخواهد بود و آن شخص یا موسسه می‌تواند با اضافه کردن یک بلاک نامعتبر به شبکه، امنیت شبکه را به خطر بیندازد.

شاید تصور چنین مشکلی برای شبکه Bitcoin با هش بالایی که دارد خیلی منطقی نباشد، اما دیگر رمز ارزها که وسعت شبکه آن‌ها به اندازه بیت کوین نیست، همواره در معرض این خطر هستند.

3-پاداش دهی

افراد دیگر در شبکه به تایید یا رد هش ارسال شده می‌پردازند. در صورتی که بیش از 50 درصد آن را تایید کنند، بلاک به عنوان یک بلاک معتبر بسته می‌شود. در این روش گره ای که موفق به حل مسئله شود پاداش دریافت می‌کند. که این موضوع به عنوان مزایای الگوریتم اجماع اثبات کار شناخته می‌شود.

الگوریتم اجماع اثبات سهام (PoS)

یکی دیگر از روش‌های موجود برای اجماع افراد مستقل حاضر در شبکه، استفاده از الگوریتم اجماع اثبات سهام (Proof of stake) است. در این روش برخلاف روش قبلی به دستگاه‌های سخت افزاری مثل ماینرها نیازی نیست. بلکه افراد حاضر در شبکه با توجه به تعداد سهامی که دارند می‌توانند شانس خود را برای بستن بلاک معتبر آزمایش کنند.

در واقع شما با داشتن ارز مورد نظر و اختصاص آن به شبکه در یک مسابقه شرکت می‌کنید. برهمین اساس با توجه به میزان دارایی شما با داشتن ارز دیجیتال مورد نظر و اختصاص آن شبکه برای شما امتیاز در نظر گرفته می‌‌شود. در این زمان هر چه امتیاز شما بیشتر باشد شانس بیشتری هم برای برنده شدن دارید. در همین بین از معروف ترین ارزهایی که با الگوریتم اثبات سهام به بازار عرضه می‌شوند، می‌توان به سولانا، کاردانو، پولکادات و غیره اشاره کرد.

مزایا و معایب الگوریتم اثبات سهام

اکنون که در خصوص مزایا و معایب الگوریتم اجماع اثبات کار اطلاعاتی به دست آوردید بهتر است در خصوص مزایا و معایب الگوریتم اثبات سهام نیز اطلاعاتی داشته باشد. برهمین اساس در ادامه به این موضوع می‌پردازیم.

1-مصرف پایین انرژی

یکی از مزایای الگوریتم اثبات سهام برخلاف اثبات کار این است که تقریبا در فرایند اثبات سهام هیچ انرژی مصرف نمی‌شود. زیرا این الگوریتم اجماع به صورت اتوماتیک کار می‌کند و نیازی به انرژی ندارد.

2- غیر ممکن بودن حمله 51 درصدی

شخص یا شرکتی که بخواهد این الگوریتم ها را منحرف کند باید بیش از 51 درصد از کل ارزهای موجود را بخرند. در این صورت آن شخص می‌تواند اقدام به نابودی آن شبکه کند. البته آیا به نظر شما منطقی است کسی این گونه دارایی‌های خود را نابود کند؟

3-احتمال double spend

متاسفانه احتمال Double Spend یا خرج دوباره در الگوریتم اثبات سهام بیشتر است که این موضوع به عنوان معایب این فناوری به حساب می‌آید. همچنین برای استیک یا استیکنگ کردن در این فناوری به ارز دیجیتال نیاز است. برهمین اساس با در نظر داشتن تمامی این موضوعات ما در این مقاله قصد داشتیم شما را با این فناوری آشنا کنیم تا با اطلاعات کامل به کار خود در بازار ارزهای دیجیتال ادامه دهید.

جمع بندی

الگوریتم‌های اجماع به‌عنوان عنصر حیاتی در شبکه‌های بلاک چین، تضمین‌کننده اعتبار و یکپارچگی داده‌ها هستند. این الگوریتم‌ها به شبکه‌های غیرمتمرکز اجازه می‌دهند تا بدون نیاز به نهاد مرکزی، تصمیم‌گیری جمعی کنند و توافق را در مورد وضعیت زنجیره بلاک‌ها برقرار سازند. از الگوریتم‌های متداول اجماع می‌توان به اثبات کار (PoW)، اثبات سهام (PoS) و سایر روش‌های نوآورانه اشاره کرد که هر یک ویژگی‌ها و چالش‌های خاص خود را دارند.

با انتخاب الگوریتم مناسب، شبکه‌ها می‌توانند به اهدافی نظیر مقیاس پذیری، امنیت و انرژی‌کارایی دست یابند. با این حال، انتخاب الگوریتم اجماع مناسب با توجه به نیازها و شرایط خاص شبکه بسیار حیاتی است. در نهایت، الگوریتم‌های اجماع نه تنها اساس کارکرد بلاک چین‌ها را تشکیل می‌دهند، بلکه نقش مهمی در شکل‌دهی به آینده فناوری بلاک چین و ایجاد اعتماد در اکوسیستم‌های غیرمتمرکز ایفا می‌کنند. این تکنولوژی می‌تواند زمینه‌ساز توسعه سیستم‌های مالی و اجتماعی جدید باشد.