الگوریتم فعلی اتریوم برای اجماع چیست؟

الگوریتم اجماع اتریوم، به عنوان یکی از پایه‌های اصلی بلاکچین، نقش بسیار مهمی در امنیت و کارایی این شبکه اجتماعی دارد. این الگوریتم، به نام “Proof of Stake” یا «اثبات سهم» معروف است و برخلاف الگوریتم‌های معمولی ماینینگ از سیستم مشارکتی برای تصمیم‌گیری در فرایند ایجاد بلاک‌ها استفاده می‌کند. این رویکرد مصرف انرژی را به شدت کاهش داده و سرعت تراکنش‌ها را افزایش می‌دهد. با توجه به نیازهای متغیر بازار، الگوریتم اجماع اتریوم با روزرسانی‌های مداوم موجب می‌شود تا بازدهی و انعطاف‌پذیری بیشتری در معاملات فراهم شود. در این مقاله به مفهوم و اهمیت الگوریتم فعلی اجماع اتریوم می‌پردازیم و نقش آن در پیشرفت تکنولوژی بلاکچین بررسی می‌کنیم.

اتریوم چیست؟

اتریوم یک پلتفرم بلاکچینی است که برای اجرای قراردادهای هوشمند و تبادل دیجیتال ارزها مورد استفاده قرار می‌گیرد. این سیستم بر اساس تکنولوژی بلاکچین اثبات سهام (PoS) کار می‌کند و امکان انجام تراکنش‌ها بدون واسطه را فراهم می‌کند. اتریوم به عنوان یک پایگاه داده عمومی بدون نیاز به مرکزیت و اعتماد به طرف سوم شناخته می‌شود و افراد را قادر می‌سازد به صورت مستقیم با یکدیگر تعامل کرده و قراردادهای هوشمند را اجرا کنند.

منظور از الگوریتم اجماع در ارزهای دیجیتال چیست؟

الگوریتم اجماع، مکانیزمی در علوم کامپیوتر است که برای رسیدن به توافق در فرآیندها و سیستم‌های توزیع‌شده به کار می‌رود. این الگوریتم‌ها وظیفه ایجاد امنیت در شبکه بلاک‌چین را بر عهده دارند. الگوریتم اجماع یا مکانیزم اجماع، پروتکلی است بر اساس آن نودها در بلاک‌چین به توافق مشترک درباره وضعیت داده‌ها می‌رسند و اعتماد به کاربران ناشناس در یک محیط توزیع‌شده فراهم می‌آورند.

اهمیت این الگوریتم‌ها در ارتقای یکپارچگی و امنیت در سیستم‌های محاسباتی است. هر الگوریتم اجماع دارای اهداف و رویه‌های خاصی است که شامل برقراری توافق، تعامل، همکاری، حقوق برابر برای نودها و مشارکت اجباری نودها در فرآیند اجماع می‌شود. این الگوریتم‌ها به‌عنوان عنصر اساسی در شبکه بلاک‌چین، تلاش می‌کنند تا توافق مشترکی را در نفع تمام اعضای شبکه به وجود آورند.

به عنوان مثال، ریپل از نسخه تحمل خطای بیزانس (BFT) ویژه خود استفاده می‌کند، در حالی که شبکه رادیکس الگوریتم اجماع منحصر به فرد خود، سربروس (Cerberus) را برای این کار مورد استفاده قرار می‌دهد. باید توجه داشت که هر شبکه بلاک‌چینی، با انتخاب الگوریتم اجماع مناسب برای خود، روند خاص و پیاده‌سازی خود را دارد.

کاربرد الگوریتم اجماع در شبکه

استفاده از الگوریتم اجماع در بلاک چین یا یک بستر غیرمتمرکز، تعامل و همکاری هماهنگ بین کاربران و کامپیوترها را تسهیل می‌کند. این الگوریتم اجماع به تمامی عوامل یک سیستم، حتی در صورت از دست رفتن برخی از آن‌ها، امکان رسیدن به توافق را فراهم می‌آورد و در مقابل خطا مقاوم است.

در سیستم‌های سنتی، یک نهاد به تنهایی بر تمام سیستم اشراف و کنترل دارد و تغییرات به صورت تعیینی اتفاق می‌افتد. اما در سیستم‌های غیرمتمرکز، هر فردی می‌تواند نقش ایفا کند و اعتماد در محیطی که افراد به یکدیگر اعتماد ندارند، امکان‌پذیر است.

در صنعت ارزهای دیجیتال، ثبت موجودی حساب کاربران در بلاک چین ضروری است. هر نود در شبکه باید نسخه یکپارچه و صحیح از بلاک چین را داشته باشد تا تداوم اطلاعات حفظ شود. رمزنگاری با کلیدهای عمومی در کیف‌پول‌ها از عملیات غیرمجاز جلوگیری می‌کند، اما نیاز به یک منبع استعلام برای اعتماد و تشخیص دسترسی نداشتن به سرمایه وجود دارد. الگوریتم اجماع اثبات کار، طراحی شده توسط ساتوشی ناکاموتو، این امکان را فراهم می‌کند که افراد با یکدیگر همکاری صحیح داشته باشند.

تغییر الگوریتم اجماع اتریوم

الگوریتم اثبات کار در استخراج اتریوم از ای تی هش (Ethash) استفاده می‌کرد. اما با پیاده‌سازی آپگرید مرج (Merge)، اتریوم به الگوریتم اثبات سهام مهاجرت کرده است و دیگر از اثبات کار برای ماینینگ اتریوم استفاده نمی‌شود. Ethash، الگوریتم رمزنگاری این شبکه، در واقع نسخه بهبود یافته‌ای از الگوی دگر-هاشیموتو (Dagger-Hashimoto) است. الگوریتم ایتی هش هنوز هم در استخراج ارزهای دیجیتال در دیگر شبکه‌های اثبات کار غیر اتریومی به‌کار می‌رود.

تغییر الگوریتم اثبات کار به الگوریتم اثبات سهم در اتریوم نشان از یک مرحله مهم در توسعه این شبکه دارد. این گام جهت بهبود کارایی و افزایش پایداری در فعالیت‌های بلاکچین اتریوم اتخاذ شده است. با این تغییر، اتریوم از مدل استخراج معدن به استخراج مبتنی بر سهم مهاجرت کرده است.

تفاوت ناشی الگوریتم اجماع جدید اتریوم

الگوریتم اثبات سهم به جای استفاده از قدرت محاسباتی به عنوان اساس برای ایجاد بلاک از میزان سهام (مقدار ارز دیجیتال در دسترس هر شخص) استفاده می‌کند. این تغییر از یک سیستم مصرف بالای انرژی به سمت یک سیستم سالم‌تر حرکت می‌کند و به عنوان یک پاسخ به مسائل محیط زیستی مطرح شده است.

الگوریتم اثبات سهم به شبکه اتریوم امکان مهاجرت به یک سیستم مقاومت به تغییرات و بهره‌وری بیشتر را می‌دهد. این تغییر در معماری شبکه بهبودهایی در سرعت تراکنش‌ها، افزایش امنیت و کاهش مصرف انرژی را فراهم می‌کند. اتریوم با این تحول، به دنبال ایجاد یک سیستم کارآمدتر و پایدارتر در دنیای بلاکچین است.

الگوریتم فعلی اجماع اتریوم

در سال ۲۰۱۱، الگوریتم اجماع اثبات سهام به‌عنوان جایگزینی برای الگوریتم اثبات کار معرفی شد. این دو الگوریتم، با اهداف مشابه، ویژگی‌ها و عملکرد متفاوتی در تایید بلوک‌های جدید در شبکه ارائه می‌دهند.

الگوریتم اثبات سهام از اثبات کار با این تفاوت که بلوک‌ها بر اساس میزان سهام یا سپرده‌گذاری اعضای شبکه اعتبارسنجی می‌شوند، استفاده می‌کند. در این سیستم، اعتبارسنج‌ها سهام را به عنوان مرجع در قالب پول یا توکن‌های دیجیتال نگهداری می‌کنند و به‌جای اجرای توابع هش، به تصادف انتخاب می‌شوند.

سیستم‌های اثبات سهام ممکن است این الگوریتم را به‌شکل‌های مختلفی اجرا کنند اما به‌طور کلی فرآیندهای انتخابی شبه‌تصادفی و بر اساس نیروی محاسباتی اختصاص داده‌شده یک نود استفاده می‌کنند تا امنیت شبکه را تضمین کنند.

اتریوم، که بزرگ‌ترین شبکه بلاک‌چین توسعه‌دهندگان است، این تغییر را از اثبات کار به اثبات سهام انجام داد تا مقیاس‌پذیری شبکه را افزایش داده و مصرف انرژی را کاهش دهد. ارتقای مرج اتریوم (Ethereum Merge) به عنوان مرحله اصلی در این انتقال مهم عنوان می‌شود.

ایده اصلی در این سیستم این است که امنیت و اعتبار شبکه بلاک چین به نفع هر عضوی باشد که به مقدار زیادی در توکن‌های شبکه سرمایه‌گذاری کرده است.

عملکرد الگوریتم اثبات سهم اتریوم

اعتبارسنج‌ها یا سرمایه‌گذاران در کوین‌های سیستم سرمایه‌گذاری می‌کنند و بخشی از این سرمایه را به‌عنوان سپرده یا سهام در شبکه قرار می‌دهند. در ادامه، تمامی اعتبارسنج‌ها به تایید بلوک‌ها مشغول می‌شوند. میزان پاداشی که اعتبارسنج‌ها دریافت می‌کنند بر اساس تعداد بلوک‌های تایید شده توسط آن‌ها در بلاک‌چین محاسبه می‌شود. در نهایت، اعتبارسنج‌ها بر اساس سهام مالی خود در شبکه برای تولید بلوک جدید انتخاب می‌شوند.

بنابراین الگوریتم اثبات سهام (PoS) اعتبارسنج‌ها را با استفاده از یک مکانیزم انگیزشی و پاداشی به توافق مشترک می‌رساند. این الگوریتم با مصرف کمتر انرژی نسبت به الگوریتم اثبات کار از لحاظ محیط زیستی موثرتر است و برای بهبود امنیت، اعتبارسنجی تراکنش‌ها و ارتقای عملکرد شبکه استفاده می‌شود. برخی از ارزهای دیجیتال معروف از جمله اتریوم، تزوس، اِستیم و گریدکوین از این پروتکل استفاده می‌کنند.

ویژگی مهم‌ترین الگوریتم اثبات سهام، عدم نیاز به حل مسائل پیچیده یا رمزنگاری است. همچنین این الگوریتم مصرف انرژی کمتری نسبت به الگوریتم اثبات کار دارد. از جمله معایب آن نیز می‌توان به امکان برگرداندن تراکنش‌های قربانی توسط یک مهاجم اشاره کرد. علاوه بر این، الگوریتم اثبات سهام برای افراد ثروتمندتر مناسب‌تر به‌شمار می‌رود؛ زیرا قدرت ماینینگ از طریق تعداد کوین‌های سپرده‌گذاری شده هر اعتبارسنج مشخص می‌شود و افراد با سپرده بیشتر، امکان انتخاب بیشتری برای تولید بلوک جدید دارند. برای تبدیل شدن به اعتبارسنج در شبکه اتریوم، حداقل ۳۲ واحد اتریوم به عنوان استیک مورد نیاز است.

مزایای الگوریتم اجماع سهم (PoS) اتریوم

الگوریتم اثبات سهام (PoS) در اتریوم، مجموعه‌ای از مزایا و امکانات را ارائه می‌دهد که این شبکه را از الگوریتم اثبات کار (PoW) متمایز می‌سازد. برخی از مزایای الگوریتم اثبات سهام اتریوم عبارتند از:

1.      کارآیی بیشتر در زمینه انرژی:

PoS مقایسه‌شده با PoW، مصرف انرژی بسیار کمتری دارد. این الگوریتم بدون نیاز به حل مسائل پیچیده محاسباتی، مصرف انرژی را به‌طور چشم‌گیری کاهش می‌دهد. این ویژگی موجب کاهش اثرات منفی بر محیط زیست و ایجاد یک محیط سازگارتر با انرژی می‌شود.

2.      مقیاس‌پذیری بهتر:

PoS بهترین استفاده را از قابلیت مقیاس‌پذیری ارائه می‌دهد. افزایش تراکنش‌ها و انتقال از PoW به PoS باعث افزایش سرعت و کارایی شبکه می‌شود. این ویژگی حیاتی است زیرا باعث می‌شود تا شبکه بتواند با تعداد بیشتری از تراکنش‌ها و دستگاه‌ها مقابله کند.

3.     تشویق به نگه‌داری توکن‌ها:

در PoS، افراد با نگه‌داشتن و سپرده‌گذاری توکن‌ها، به نمایندگان شبکه تبدیل می‌شوند. این تشویق به نگهداری توکن‌ها و عدم فروش آنها به سازمان‌های ماینینگ تشویق می‌کند و به نوعی میزان استحکام و پایداری شبکه را افزایش می‌دهد.

4.     اهش امکان حملات:

PoS از نظر امنیتی به حملات ۵۱ درصدی و اکثر حملاتی که در PoW ممکن است رخ دهند، مقاوم‌تر می‌شود. این الگوریتم با تکیه بر سهام و سپرده‌های نگه‌دارندگان توکن، حملاتی را که به تصرف اکثریت قدرت محاسباتی منجر می‌شوند کاهش می‌دهد.

5.      افزایش انعطاف‌پذیری:

الگوریتم اجماع اتریوم جدید به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد برای تغییراتی در الگوریتم اجماع شبکه ارائه دهند و این انعطاف‌پذیری از نظر پیشرفت‌های تکنولوژیک و تغییرات شرایط بازار بسیار ارزشمند است.

6.      اقتصادی‌تر بودن:

الگوریتم اثبات سهم با کاهش نیاز به تجهیزات پرهزینه و مصرف انرژی بسیار بالا، به‌طور کلی اقتصادی‌تر است. این ویژگی به سازمان‌ها و افراد امکان می‌دهد به راحتی و با هزینه کمتری در فعالیت‌های مرتبط با شبکه شرکت کنند.

از این مزایا به عنوان دلایلی اصلی انتخاب الگوریتم اثبات سهام در اتریوم برای ارتقای مرحله مرج (Ethereum Merge) و انتقال از PoW به PoS مطرح شده است.

درآمدزایی از الگوریتم جماع اتریوم

در الگوریتم اثبات سهام (PoS) اتریوم، کسانی که سرمایه‌گذاری می‌کنند و توکن‌های خود را به عنوان سهام (Stake) در شبکه نگه می‌دارند، فرصت درآمدزایی دارند. نحوه درآمدزایی در این الگوریتم به نام «استیکینگ» (Staking) مشهور است؛ زیرا در این فرآیند افراد سرمایه‌گذار به نمایندگان شبکه تبدیل می‌شوند و از فعالیت‌های خود در تأمین امنیت و تراکنش‌های شبکه پاداش دریافت می‌کنند.

توکن‌هایی که به عنوان سپرده (Stake) در شبکه قرار داده می‌شوند، به عنوان وثیقه برای اجرای وظایف مختلف در شبکه و حفظ امنیت آن عمل می‌کنند. این افراد به نمایندگان (Validators) تبدیل شده و در فعالیت‌هایی مانند تصویب بلوک‌ها، اجرای قراردادهای هوشمند و تأیید تراکنش‌ها مشارکت دارند.

انواع پاداش‌های درآمدزایی در استیکینگ به صورت زیر توضیح داده می‌شود:

7.      پاداش بلوک:

نمایندگان شبکه (Validators) که بلوک‌های جدید را به شبکه اضافه می‌کنند و تصویب می‌کنند، پاداشی به عنوان جایزه بلوک دریافت می‌کنند. این پاداش از هزینه تراکنش‌ها و هزینه‌های دیگر در شبکه تأمین می‌شود.

8.      پاداش سهام:

سرمایه‌گذارانی که توکن‌های خود را به عنوان سپرده در شبکه نگه می‌دارند، نیز به عنوان جایزه پاداش سهام بهره‌مند می‌شوند. این پاداش بر اساس میزان سهام هر سرمایه‌گذار و مدت زمانی که سهام نگه‌داشته شده است، محاسبه می‌شود.

9.      پاداش قراردادهای هوشمند:

سرمایه‌گذاران ممکن است در قراردادهای هوشمند شرکت کنند و در فعالیت‌های مرتبط با اجرای این قراردادها مشارکت داشته باشند. برای این مشارکت‌ها نیز پاداشی دریافت می‌کنند.

نحوه توزیع پاداش‌ها و ارزیابی سطح سهام هر سرمایه‌گذار ممکن است بر اساس قوانین و پارامترهای مختلفی که در پروتکل PoS تعیین شده‌اند، متغیر باشد. این نظام تشویقی سرمایه‌گذاران را به حفظ امنیت و پایداری شبکه تشویق می‌کند و به شبکه اتریوم امکان پیشرفت و ارتقا می‌دهد.

جمع‌بندی

الگوریتم اثبات سهام اتریوم با انجام تغییرات اساسی و ارتقای مرحله مرج، جهت افزایش مقیاس‌پذیری و کاهش مصرف انرژی شبکه اتریوم ایجاد شده است. این الگوریتم، با تبدیل توکن‌ها به سهام و نمایندگی در شبکه، افراد را به مشارکت در امور امنیتی و تصویب بلوک‌ها تشویق می‌کند. سرمایه‌گذاران با نگهداری توکن‌های خود به عنوان سهام، از پاداش‌های بلوک سهام و مشارکت در قراردادهای هوشمند بهره‌مند می‌شوند. این الگوریتم باعث افزایش بهره‌وری شبکه، کاهش مصرف انرژی و افزایش امنیت آن می‌شود.

ارتقای مرج اتریوم به الگوریتم اثبات سهام نه تنها از لحاظ فنی بلکه از نظر محیط زیستی نیز گام مهمی به‌شمار می‌آید. این تغییرات نشان‌دهنده تعهد جدی اتریوم به بهبود استحکام و عملکرد شبکه و همچنین حمایت از جامعه کاربری گسترده آن است. به طور کلی، الگوریتم اجماع اتریوم نشان دهنده تلاش‌های پیشرفته در حوزه بلاک‌چین و ارزهای دیجیتال برای تحقق اهداف مهمی نظیر مقیاس‌پذیری، پایداری و حفاظت از محیط زیست است.