لا يكاد يكون هناك أي مكونات في blockchain أكثر أهمية من الخوارزميات والبروتوكولات. العبارة الأكثر تحديدًا لكليهما هي "إنهما محركات blockchain". عندما تم طرح البيتكوين للعالم في عام 2009، أصبحت مصطلحات مثل بروتوكول الإجماع أكثر شيوعًا بين الجمهور. إنها الطريقة الوحيدة التي يمكن للأنظمة اللامركزية من خلالها الاتفاق على إدارة العملية.
تعريف المصطلحات الرئيسية
أول الأشياء أولاً، ما هي الخوارزمية؟ ما هو البروتوكول؟ تشير الخوارزمية إلى مجموعة من القواعد أو العمليات التي يجب اتباعها أثناء عملية حل المشكلات مثل العمليات الحسابية. وهي قابلة للتطبيق في الغالب على أجهزة الكمبيوتر على سبيل المثال لا الحصر.
البروتوكول من ناحية أخرى هو الإجراء المحدد أو نظام القواعد التي تحكم تنفيذ شيء ما. ويهدف بروتوكول الإجماع بدوره إلى التحكم في ما يجب أن تحتويه blockchain في أي وقت محدد. وأهم ما يتم تحديده هو ما إذا كانت الكتلة التي تتم إضافتها هي تلك المتفق عليها بين جميع العقد في الشبكة. يمكن استخدام مصطلحات بروتوكول الإجماع وخوارزمية الإجماع بالتبادل.
بروتوكول الإجماع / خوارزمية الإجماع
كما تم إثباته، يلعب بروتوكول الإجماع دورًا رئيسيًا في تحديد الكتل التي تتم إضافتها إلى blockchain. يُشار إلى هذا التحديد من خلال الاتفاقيات المبرمة بين جميع العقد في شبكة blockchain باسم الشبكة التي تتحقق من المعاملة.
هذه العملية لا غنى عنها لـ blockchain الذي يعمل كنظام من دفاتر الأستاذ اللامركزية. وهو أيضًا ما يضمن سلامة blockchain، مما يجعل من الصعب جدًا على أي جهة غش أو اختراق النظام. يجب على المرء التغلب على قاعدة الهجوم بنسبة 51% حتى يتمكن من تغيير الكتلة وخداع النظام. وهذا أمر غير محتمل إلى حد كبير، خاصة بالنسبة لأي شبكة blockchain رئيسية حيث يتعين على المرء التحكم في الآلاف من عقد الكمبيوتر في وقت واحد. إلا أن الأمر ليس مستحيلاً.
الأنواع الرئيسية لبروتوكولات الإجماع
ومع ذلك، لا يوجد بروتوكول إجماع موحد هناك. لقد حقق الفضاء نفسه ابتكارات وتغييرات هائلة على مر السنين. يمنح كل بروتوكول إجماع جديد البلوكشين خصائصه، وفي بعض الأحيان ميزة على أنظمة البلوكشين السابقة. من بين الجوانب الرئيسية هي كيفية حل blockchain لثغرة الهجوم بنسبة 51٪ أو كيفية تحسين سرعة المعاملات. فيما يلي النوعان الرئيسيان لبروتوكولات الإجماع.
دليل العمل
كان بروتوكول إجماع إثبات العمل هو أول بروتوكول تم استخدامه في blockchain، حيث كان موجودًا في أول blockchains مثل Bitcoin و Litecoin. يعمل البروتوكول على التحقق من صحة المعاملات من خلال حساب قيم التجزئة.
لحساب قيمة التجزئة، يجب على عامل التعدين حل لغز تشفير صعب. عدد معين من الأصفار الزائدة الموجودة في قيمة التجزئة هو ما تستهدفه العملية. يُشار إلى الرقم الذي يُنشئ قيمة التجزئة مع العدد المحدد من الأصفار الزائدة في دالة التجزئة باسم nonce.
تم تصميم بروتوكول الإجماع لدفاتر الأستاذ العامة غير المسموح بها. للتوصل إلى إجماع، يتم استخدام القوة الحسابية من العقد الموجودة في النظام لحل لغز التشفير وإنشاء التجزئات.
يتم ترتيب الكتل خطيًا، وتمثل كل منها مجموعة من المعاملات. يتم التحقق من صحة كل معاملة في الكتلة وتوقيعها رقميًا باستخدام المفاتيح الخاصة والعامة لكل مستخدم.
عائق
إثبات العمل أمر صعب للغاية عندما يتعلق الأمر بالطاقة. على سبيل المثال، تستهلك عملية تعدين البيتكوين طاقة أكبر من تلك التي تستهلكها جمهورية الأرجنتين. البروتوكولات الأحدث الأخرى أقل استهلاكًا للطاقة بالمقارنة.
دليل على حصة
يعد بروتوكول إثبات الحصة أيضًا من بين أقدم البروتوكولات المستخدمة في blockchain. شهد Ethereum، وهو ثاني أكبر blockchain، ظهور كبار اللاعبين الذين اختاروا البروتوكول.
على عكس إثبات العمل، لا يتم إنشاء أي تجزئات بواسطة عمال المناجم. للتحقق من صحة المعاملة، يتم تعيين كتلة لكل عامل تعدين. وعليهم بدورهم تخصيص جزء معين من ممتلكاتهم من العملات المشفرة لبدء التحقق من صحتها. تُعرف هذه العملية باسم التوقيع المساحي، ومن هنا جاء اسم إثبات الحصة. عند التحقق من صحة المعاملة بنجاح، يتم منح القائم بالتعدين العملة المشفرة التي كان قد راهن بها سابقًا بالإضافة إلى رسوم المعاملة.
يتم اختيار القائمين بالتعدين الذين يقومون بالتحقق وفقًا لحصتهم الاقتصادية داخل شبكة blockchain. ومن خلال القيام بذلك، يمكن للبروتوكول تحقيق اللامركزية في مراكز التعدين بالإضافة إلى توفير فرصة التوقيع المساحي لكل مشارك في blockchain. الاستهلاك المفرط للكهرباء محدود.
عائق
تعمل تقنية PoS على زيادة الثغرات الأمنية. يحتاج المهاجم إلى التحكم في ما يزيد قليلاً عن 50% من جميع العقد مقارنة بـ 51% في إثبات العمل (PoW). هناك أيضًا احتمال وقوع هجوم رشوة. قد يقوم المهاجم بعكس معاملة الضحية ثم يقوم برشوة المهاجمين للتحقق من صحة المعاملة.
الاستخدامات الأخرى للخوارزميات والبروتوكولات في Blockchain
في حين أن بروتوكولات الإجماع هي التطبيق الأساسي للبروتوكولات والخوارزميات في blockchain، إلا أن هناك حالات استخدام أخرى. الأول هو عند إجراء الصفقات. تقوم خوارزميات تداول العملات المشفرة بتنفيذ أوامر التداول باستخدام تعليمات التداول الآلية. التعليمات مبرمجة مسبقًا ومصممة لمراعاة المتغيرات المهمة مثل الوقت وحجم التجارة والأسعار.
الاستخدام الآخر للخوارزميات هو في شكل عقود ذكية. وهي عقود ذاتية التنفيذ بين طرفين ويتم كتابتها مباشرة في كود البرنامج. فهي لا غنى عنها في مجال التمويل اللامركزي، والذي يعد الفضاء الأكثر حيوية في blockchain حاليًا. وهي مسؤولة عن إنشاء الرموز المميزة وابتكاراتها الشاملة مثل الرموز غير القابلة للاستبدال (NFTs)
تيك اواى
ربما تكون الخوارزميات والبروتوكولات هي الجانب الأكثر أهمية في العملات المشفرة. إنها تشكل العمود الفقري لأبسط عمليات blockchain.
من خلال بروتوكولات الإجماع، تحدد الخوارزميات والبروتوكولات كيفية التحقق من صحة المعاملات من خلال شبكة كبيرة من العقد اللامركزية. إنها تعمل على تحسين أمان blockchain نفسه وجعله مقاومًا للتلاعب. تم شرح بروتوكولي الإجماع الرئيسيين، وهما إثبات العمل وإثبات الحصة، بشكل جيد. ويوجد الكثير منها مثل إثبات المكان، وإثبات الزمن المنقضي، وما إلى ذلك.
تمثل خوارزميات التداول والعقود الذكية الطرق الأخرى التي تعتبر بها الخوارزميات حيوية لسلاسل الكتل. تعتبر هذه المعرفة أمرًا بالغ الأهمية لأي شخص مهتم بتكنولوجيا Blockchain.
المصدر: https://crypto.news/algorithms-and-protocols-as-used-in-blockchain/