إذا كانت Blockchain حيوانًا ، فستكون بروتوكولات الإجماع هي الهيكل العظمي لها. كجزء لا غنى عنه من أي شبكة لامركزية ، فإن بروتوكول الإجماع مسؤول عن التحقق من صحة المعاملات من قبل جميع العقد في الشبكة. يتم ذلك من خلال تحديد صلاحية الكتلة المضافة ، مما يضمن أنها ما اتفقت عليه جميع العقد.
ما هي بروتوكولات الإجماع على أساس النصاب
كانت بروتوكولات الإجماع المستندة إلى النصاب غاضبة جدًا في فضاء blockchain. لكن ما هم؟ هل يقدمون أي ميزة على بروتوكولات الإجماع الأخرى غير القائمة على النصاب؟ كيف أداؤوا؟
النصاب هو مصطلح يستخدم بكثرة في الأنظمة اللامركزية. يشير إلى الحد الأدنى لعدد الأصوات المطلوبة بواسطة معاملة موزعة قبل تنفيذ أي إجراء داخل نظام موزع. يتم تعريف بروتوكول الإجماع على أنه النظام. تحكم ما يحدث في blockchain معين في أي وقت.
بروتوكول الإجماع القائم على النصاب هو بروتوكول يتم فيه اتخاذ قرار إضافة الكتل من خلال تحقيق الحد الأدنى من عدد الأصوات.
الفرق الرئيسي مع بروتوكولات الإجماع الأخرى
جميع بروتوكولات الإجماع لها مطلب أساسي واحد. يجب أن يصل جميع المشاركين في العقد إلى قرار جماعي لقبول أو رفض إضافة كتلة جديدة. ومع ذلك ، فإن عملية التوصل إلى القرار تأخذ خطوة إضافية بموجب البروتوكولات القائمة على النصاب القانوني.
بالنسبة لبروتوكولات الإجماع القائمة على النصاب ، يتبادل المشاركون في العقد الرسائل بمبادرتين رئيسيتين. أولاً ، يجب اقتراح الكتلة على جميع العقد ، وهو أمر لا يمكن القيام به إلا بواسطة زعيم الإجماع. والثاني هو إبلاغ الشبكة بأن المشارك قد قرر الحظر والتحقق من صحته.
يتم تحقيق الإجماع بعد أن اقترح القائد كتلة وقرر غالبية المشاركين والتحقق من صحة الكتلة المقترحة.
تجاوز بروتوكولات الإجماع غير المستندة إلى النصاب
تفتخر البروتوكولات القائمة على النصاب بوجود اختلاف رئيسي واحد على البروتوكولات التي لا تستند إلى النصاب القانوني. أي القدرة على مواصلة العمليات حتى عندما تفشل بعض العقد المشاركة الصحيحة أو تتصرف بشكل ضار.
السبب الرئيسي وراء عدم كون الإجماع تافهاً هو أن الفشل يمكن أن يحدث أثناء إرسال الرسائل واتخاذ القرار من قبل العقد. قد يكون السبب هو انقطاع التيار الكهربائي أو السلوك الضار ، مما يؤدي إلى فقدان الرسائل أو تأخيرها.
يشار إلى السماح بمثل هذا الفشل باسم التسامح البيزنطي مع الخطأ. يمكن أن تتسامح مثل هذه البروتوكولات مع أخطاء التعطل أو الخطأ البيزنطي. أخطاء الأعطال هي عدم استجابة المشاركين أو إجراء عملية جديدة عند تنفيذ الإجماع.
يشير الخطأ البيزنطي إلى مشارك فاشل يمكن أن يكون عاملاً ضارًا. يتميز هذا الوكيل بعرض سلوك عشوائي يختلف عن البروتوكولات الموضوعة واتخاذ أي إجراء.
الحد الأقصى لعدد العقد الخبيثة التي يمكن التسامح معها في البروتوكول القائم على النصاب هو ⅓ من جميع العقد المشاركة في الشبكة. الإجمالي يشمل كلا من العقد الصادقة والخبيثة.
أداء البروتوكولات على أساس النصاب
لقياس أداء بروتوكولات الإجماع على أساس النصاب ، يجب تقسيمها وتحليلها إلى ثلاث مجموعات مختلفة.
أداء البروتوكولات العملية البيزنطية المتسامحة (BFT)
تسمى البروتوكولات بذلك لأنها تحقق عملياً قضيتين رئيسيتين. تعمل على تحسين الاتصال بين المشاركين والمصادقة أثناء إدارتها للبقاء وظيفيًا في البيئات التي يصعب مزامنتها.
تتمركز جميع الاتصالات على القائد المسمى الأساسي ، مع تسمية جميع المشاركين الآخرين بالنسخ المتماثلة. يتم تنفيذ بروتوكول تغيير العرض عندما تفشل العقدة البادئة ، ويكون المشارك التالي في التعميم هو الأساسي الجديد. يتمتع جميع المشاركين بالمعرفة المناسبة بجميع المشاركين وتوقيعاتهم لاتخاذ قرارات تصويت أفضل.
أثناء تقديم حل عملي للخطأ البيزنطي ، واجه البروتوكول مشكلة كبيرة تتعلق بقابلية التوسع. لتحمل السلوك الضار ، يجب على جميع المشاركين معرفة جميع المشاركين الآخرين في العقدة وتبادل عدد كبير من الرسائل. يقدم تعقيدًا حسابيًا في تبادل الرسائل.
يمثل التوسع أيضًا تحديًا لأن إضافة مشارك يكاد يكون مستحيلًا. يعتبر أي مشارك يغادر نهائيًا فاعلًا ضارًا. ستصل أنظمة blockchain الحيوية والديناميكية للغاية بسرعة كبيرة إلى الحد وتؤدي إلى انهيار البروتوكول.
أداء بروتوكولات الاتفاقية البيزنطية الموحدة
بموجب بروتوكول الاتفاقية البيزنطية الفيدرالية (FBA) ، تم تقسيم النصاب القانوني إلى عدة وحدات فيدرالية. تقوم بذلك من خلال وجود العديد من الجنرالات البيزنطيين ، كل منهم مسؤول عن حصة النصاب القانوني. يسمح بزيادة كبيرة في المعاملات ، وانخفاض تكلفة المعاملات وعدد أقل من تبادل الرسائل.
بموجب بروتوكول FBA ، يتم منح كل عقدة مشاركة القدرة على اختيار من يرغبون في الوثوق به. إنه يخلق صعوبة لأي فاعل ضار لأنه يتعين عليه إقناع عدد كبير من العقد الصالحة لتضمين العقد الضارة في قائمتهم الموثوقة.
اكتسبت FBA شعبية متزايدة على مر السنين ، وجذبت أسماء blockchain الكبيرة إلى حظيرتها. أبرزها ريبل وشركة ستيلر. تعتبر هجمات Sybil من أبرز التهديدات ، خاصة بالنسبة لـ Ripple blockchain. يوفر وجود قوائم العقدة الفريدة للمدققين حلاً جيدًا.
أداء البروتوكول المفوض للخطأ البيزنطي المتسامح
يتبع بروتوكول التسامح البيزنطي المفوض (dBFT) نفس نمط التنفيذ مثل BFT. ومع ذلك ، فإنه يختلف من خلال تركيز الإجماع في العديد من المشاركين ، وبالتالي حل مشكلات قابلية التوسع في BFT. يستخدم البروتوكول مفهوم السمعة لاختيار المشاركين بالإجماع.
NEO هو أحد أفضل اللاعبين الذين يستخدمون بروتوكول dBFT. لقد كان امتصاصه ضعيفًا تمامًا بسبب احتمال وجود تهديد أمني خطير. يمكن للقائد الضار استغلال بروتوكول تغيير العرض الخاص به لإنشاء مفترق حتمي. يمكنهم بعد ذلك إنشاء كتلتين جديدتين باستخدام رسائل مختلفة ، مع كون كلا الكتلتين صالحين ومقبولين من قبل المشاركين ، مما يؤدي إلى إنشاء حالتين مختلفتين في الشبكة. الحل هو تجاهل جميع الرسائل التي تم إنشاؤها قبل تغيير العرض.
أداء البروتوكول البيزنطي المتسامح وإثبات الحصة المفوض
يختصر البروتوكول المختلط بـ BFT-dPoS ، وهو يدمج بروتوكولات إثبات الحيازة عالية الأداء مع أمان بروتوكولات BFT. بموجب البروتوكول ، يصوت كل حامل رمز مميز لمنتج كتلة ، مع 21 عقدة حاصلة على أكبر عدد من الأصوات المؤهلة. كل من الـ 21 لديه أطر زمنية ثابتة 0.5 ثانية لإنتاج الكتل ، مع سير العملية أبجديًا.
EOSIO هي إحدى سلاسل الكتل التي تستخدم البروتوكول. تفتخر بإنجازات هائلة مثل قدرات 3000 معاملة في الدقيقة ومستويات أمان BFT. العيب هو القيد على 21 من منشئي الكتل ، مع تأثر التصويت بالأصول المحتفظ بها. يسمح بالتصادم للتحكم في العملية.
مفكرة
تعتبر بروتوكولات الإجماع المستندة إلى النصاب حديثة جدًا مقارنة بالبروتوكولات غير النصابية. ومع ذلك ، فهم يحزمون لكمة لأنهم يحلون مشكلة الخطأ البيزنطي ويسمحون بالتشغيل طالما أن العقد الخبيثة لا تشكل غالبية الشبكة.
يختلف أداؤهم اعتمادًا على فئة البروتوكول في المناقشة ، حيث تقدم BFTs مشكلات قابلية ضخمة للتوسع بينما تقدم FBAs بعض القابلية للتأثر بهجمات Sybil.
تحل dBFTs مشكلة قابلية التوسع ولكن مع إنشاء بروتوكول استغلال عرض التغيير. يقدم BFT-dPoS ما يمكن أن يكون أفضل الميزات ، لكنه يشكل التحكم في المخاطر من خلال التواطؤ. ومع ذلك ، من المتوقع أن يرتفع معدل الاستفادة من البروتوكولات القائمة على النصاب مع حصول الفضاء على المزيد من الابتكارات.
المصدر: https://crypto.news/the-performance-of-quorum-based-consensus-protocols-in-blockchain/