مکانیزم اجماع چیست 🤝| نحوه عملکرد Consensus Mechanism

مکانیزم اجماع: مکانیزم اجماع (Consensus Mechanism) یا همان الگوریتم اجماع، یک مکانیزم تحمل خطا (Fault-Tolerant) است که در سیستم‌های کامپیوتری و بلاک‌چین مورد استفاده قرار می‌گیرد. مکانیزم اجماع، فرآیندی است که برای رسیدن به یک توافق مشخص درباره یک مقدار داده واحد یا یک حالت شبکه مشخص در میان فرآیند‌های توزیع‌شده یا سیستم‌های چند عاملی، مانند ارزهای دیجیتال مورد استفاده قرار می‌گیرد. به عبارت دیگر، کاربران یک شبکه از مکانیزم اجماع برای تصمیم‌گیری استفاده می‌کنند. روش‌های پرداخت ارزی مانند خرید و فروش ارز دیجیتال کاربران بسیار زیادی را به خود جذب کرده‌اند. اما این حوزه اصطلاحات تخصصی زیادی مثل مکانیزم اجماع دارد بنابراین تصمیم گرفتیم که امروز Consensus Mechanism را از جهات مختلف مورد بررسی قرار دهیم، پس تا انتهای این مطلب با ما همراه باشید.

تعریف جامع مکانیزم اجماع

در دنیای کریپتوکارنسی یک اصل مهم وجود دارد و آن هم فعالیت، بدون نظارت یک نهاد مرکزی است. برای مثال، ارزهای دیجیتال بر پایه غیرمتمرکز بودن استوار هستند. این موضوع به این معنی است که شبکه هیچ قانون‌گذاری ندارد. درست در همین لحظه، مکانیزم اجماع وارد عمل می‌شود.

برای مثال در بلاک‌چین بیت کوین، مکانیزم اجماع به عنوان الگوریتم اجماع کار (Proof-of-Work) شناخته می‌شود. این مکانیزم به منظور اثبات صداقت و اعتبار نودهای شبکه (ماینرها)، پازل‌های سخت و قراردادی را در اختیار آن‌ها قرار می‌دهد و نودها برای حل آن‌‌ها به سیستم‌هایی با توان محاسباتی بالا نیاز دارند.

به طور کلی، مکانیزم اجماع را می‌توان در موارد زیر خلاصه کرد:

• هر روشی که منجر به توافق، اعتماد و برقراری امنیت در میان شبکه‌های غیرمتمرکز می‌شود، به نوعی مکانیزم اجماع به حساب می‌آید.
• در حوزه بلاک‌چین و کریپتوکارنسی، الگوریتم‌های اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS) به عنوان مکانیزم اجماع در شبکه اجرا می‌شود.
• موضوع مصرف انرژی زیاد الگوریتم اثبات کار، همواره یکی از بحث‌ برانگیز‌ترین موضوعات در میان منتقدین بیت کوین به شمار می‌آید. این موضوع باعث ابداع مکانیزم‌های جدید شده و یا موجب کوچ کردن بعضی از ارزهای دیجیتال به الگوریتم‌های کم مصرفت‌تر شده است.

در شبکه‌های متمرکز، کنترل و بروزرسانی دیتابیس و حاکمیت تمامی داده‌های موجود در دست یک نهاد مرکزی است. برای مثال، سیستم راهنمایی و رانندگی را در نظر بگیرید، تمام اطلاعات افرادی که برای شرکت در آزمون گواهینامه رانندگی ثبت نام می‌کنند در دیتابیس اداره راهنمایی و رانندگی ذخیره می‌شود. یک نهاد مرکزی امکان افزودن، حذف‌کردن و بروزرسانی اسامی افرادی که در امتحان شرکت قبول شده‌اند را بر عهده دارد.

بلاکچین‌های عمومی که به عنوان یک شبکه غیر‌متمرکز شناخته می‌شوند، در واقع، سیستم‌های خودمختاری هستند که بدون نظارت یک نهاد مرکزی در مقیاسی جهانی فعالیت می‌کنند. در حقیقت، هزاران کاربر بلاک‌چین وظیفه اعتبارسنجی تراکنش‌ها و ساخت بلاکی‌های جدید را بر عهده دارند. ماهیت دینامیک بلاک‌چین، دفاتر توزیع اشتراکی برای تایید درستی یک تراکنش، به یک مکانیزم ایمن، مورد اطمینان، کاربردی، بلادرنگ (Real-Time) و منصفانه نیاز دارد. این وظیفه خطیر برعهده مکانیزم اجماع است که در عمل، مجموعه‌ای از قوانین است که درستی و مشروعیت اعضای شبکه (نودها یا تراکنش‌سازها) را مورد بررسی قرار می‌‌دهد.

انواع مختلف مکانیزم اجماع

انواع مختلفی از مکانیزم اجماع وجود دارد که هر کدام در شرایط خاص خود، کارآیی دارند. الگوریتم اثبات کار یا همان Proof-of-Work، نوع بسیار کاربردی الگوریتم اجماع است که در ارزهای دیجیتال بسیار معروف نظیر بیت کوین و لایت کوین مورد استفاده قرار می‌گیرد. این الگوریتم به یک نود یا همان شرکت‌کننده نیاز دارد. نودها از طریق الگوریتم اجماع باید پایان کار خود را ثابت کنند تا شبکه مجددا، اجازه افزودن تراکنش به بلاک‌چین را به آن‌ها بدهد. البته باید خاطر نشان کرد که این فرآیند ماینینگ به انرژی مصرفی بسیار زیادی نیاز داشته و زمان زیادی را نیز اتلاف خواهد کرد.

الگوریتم اثبات سهام یا Proof-of-Stake نیز یکی دیگر از انواع مکانیزم اجماع به شمار می‌رود که به عنوان جایگزینی کم هزینه‌ و کم مصرف‌تر از الگوریتم اثبات کار، مورد استفاده قرار می‌گیرد. اساس کار این الگوریتم به این شکل است که مسئولیت نگهداری از دفتر توزیع کل یک شبکه با توجه به میزان توکنی که هر شرکت‌کننده در اختیار دارد، تقسیم می‌شود.

در حقیقت کاربران با خرید و سپرده‌گذاری توکن بومی یک شبکه در همان پلتفرم، در سود آن سهیم می‌شوند. این موضوع یک مشکل بزرگ دارد و آن مشکل این است که اعضای یک شبکه به جای خرج‌کردن یک ارز دیجیتال و جا ناداختن هر چه بیش‌تر آن، به احتکار آن روی خواهد آورد.

اثبات کار و اثبات سهام از متداول‌ترین انواع مکانیزم اجماع در فضای بلک‌چین محسوب می‌شوند. البته، الگوریتم‌های دیگری نظیر اثبات حجم (Proof-of-Capacity) نیز وجود دارند که امکان به اشتراک‌گذاری فضای حافظه نودها در بستر بلاکچین را فراهم می‌سازد. در حقیقت، هر چقدر، فضای حافظه یا هارد دیسک یک نود بیشتر باشد، سهم او در قبال نگه‌داری از دفتر توزیع کل بیشتر خواهد بود.

الگوریتم اثبات فعالیت یا همان Proof-of-Activity که بر روی اکوسیستم ارز دیجیتال دکرید (Decred) فعالیت دارد، یک الگوریتم دوگانه است که از ترکیب دو مکانیزم اثبات کار و اثبات سهام به وجود آمده است. الگوریتم اثبات سوزاندن (Proof-of-Burn) نیز یکی دیگر از انواع الگوریتم اجماع است که تراکنش‌ساز برای تایید یک تراکنش باید مقدار بسیار ناچیزی از آن ارز دجیتال را به یک آدرس کیف پول غیرقابل دسترس ارسال کند و در اصطلاح «توکن‌سوزی» صورت بگیرد.

یکی دیگر از انواع الگوریتم‌های اجماع، الگوریتم اثبات تاریخچه (Proof-of-History) است که توسط شبکه سولانا طراحی و اجرا گردیده است. این مکانیزم مانند الگوریتم زمان سپری شده یا Proof-of-Elapsed-Time، با رمزنگاری مسیر زمان و بدون دخالت منابع دیگر، خود به مقوله اجماع دست پیدا می‌کند.

مکانیزم اجماع بایننس کوین چیست ؟

بایننس کوین یا همان BNB، توکن اختصاصی صرافی Binance محسوب می‌شود که با هدف پرداخت کارمزد تراکنش‌ها و هزینه‌های صرافی وارد بازار شده است. این ارز دیجیتال قابل استخراج نیست، یعنی کاربران همانند بیت‌کوین نمی‌توانند توسط سیستم‌های کامپیوتری و با حل کردن الگوریتم‌های ریاضی، بلاک‌های جدید ایجاد کرده و در ازای آن پاداش دریافت کنند.

در حقیقت امکان استخراج رمز‌ارز BNB به شکلی که ارزهای دیجیتالی با الگوریتم اثبات کار را می‌توان استخراج کرد، امکان پذیر نیست. بلاکچین بایننس از مکانیزم تحمل خطای Byzantine Fault-Tolerance یا همان BFT استفاده می‌کند، بنابراین امکان استخراج مستقل کاربران وجود ندارد. از دلایل دیگر این‌که بایننس کوین غیرقابل استخراج است، این است که تعداد کل توکن‌های بایننس از ابتدا اعلام شده و توسط تیم توسعه دهنده استخراج شده‌اند که در یک عرضه عمومی در اختیار کاربران قرار گرفته است.

در حقیقت حدود 200زمیلیون توکن BNB در عرضه اولیه استخراج شده است. با این‌که بخشی از این مقدار تاکنون دچار توکن‌سوزی شده است اما هیچ توکن دیگری برای استخراج وجود ندارد.

مکانیزم اجماع پولکادات چیست ؟

پولکادات یک اکوسیستم بلاک‌چینی نسل سوم است که پلتفرم‌های مختلف را به یکدیگر متصل می‌کند. توکن بومی شبکه DOT نام دارد. شبکه Polkadot از الگوریتم اثبات سهام نمایندگی شده (Delegated Proof of Stake) برای اعتبارسنجی و تامین امنیت شبکه استفاده می‌کند. این الگوریتم در واقع مانند یک رای‌گیری دموکراتیک است، به گونه‌ای که کاربران برای تایید بلاک‌ها، برخی از افراد را به عنوان نماینده خود انتخاب می‌کنند.

در واقع، مانند مکانیزم اجماع اثبات سهام، افرادی که در استخر نقدینگی شبکه سپرده‌گذاری کرده‌اند با رای‌گیری چند نماینده را به عنوان اعتبارسنج انتخاب می‌کنند. میزان سود این نمایندگان به میزان دارایی که در شبکه سپرده‌گذاری کرده‌اند بستگی دارد.

پروژه Pow

پروژه Pow یا همان اثبات کار (Proof of Work) به رمزارزهایی گفته می‌شود که از طریق الگوریتم اثبات سهام فعالیت دارند. همان‌طور که در بالا به آن اشاره کردیم، پروژه‌های که مبتنی بر pow گردانده می‌شوند، مصرف انرژی بسیاری بالایی دارند اما بیشتر ارزهای دیجیتال معتبر همچنان از این نوع مکانیزم اجماع استفاده می‌کنند. از معروف‌ترین پروژه‌های pow می‌توان به بیت کوین، لایت کوین، ارز دیجیتال اتریوم کلاسیک، مونرو، بیت کوین کش و زد کوین اشاره کرد.

البته باید در نظر داشت که مکانیزم اجماع هر طور که باشد برای افزایش امنیت شیکه است و هر کدام از انواع الگوریتم‌ها طرفداران خاص خود را دارند. برای مثال، برخی از طرفداران ارز دیجتال اتریوم با تغییر نوع مکانیزم اجماع آن از اثبات کار به اثبات سهام مخالفند. آن‌ها عقیده دارند که الگوریتم pow برخلاف مصرف بی‌رویه انرژی از پروتکل‌های امنیتی پیشرفته‌تری برخوردار است.

سخن پایانی

مکانیزم اجماع یکی از اساسی‌ترین موضوعات ارزهای دیجیتال و برنامه‌های غیرمتمرکز است. در واقع، شبکه‌های غیرمتمرکز بر پایه عدم نظارت یک نهاد مرکزی، فعالیت می‌کنند اما برای تصمیم‌گیری به یک الگوریتم اجماع نیاز دارند. اگرچه قانون‌گذاری در این شبکه‌ها وجود ندارد اما کاربران و اعضای آن از طریق مختلف مانند اثبات کار و یا اثبات سهام برای شبکه تصمیم‌گیری کرده و تراکنش‌های موجود در بلاک‌چین را اعتبار‌سنجی می‌کنند. در این مطلب، ضمن معرفی کامل مکانیزم اجماع کار، انواع مختلف آن را نیز با یکدیگر مورد بررسی قرار دادیم؛ امیدواریم این مطلب برای شما مفید واقع شده باشد.