بروتوكول الإجماع

ما بروتوكول الإجماع؟

بروتوكول الإجماع هو مجموعة القواعد التي تستخدمها شبكة البلوكشين للاتفاق على الحالة الصحيحة لسجلها.

في العملات المشفرة، يسجل دفتر الأستاذ الأرصدة والمعاملات وأنشطة العقود الذكية والكتل وغيرها من تغييرات الحالة.

لأن البلوكشين العامة لا تضم مسؤولاً مركزياً عن قاعدة البيانات، تحتاج عقدها إلى آلية مشتركة لتحديد المعاملات الصالحة والكتلة التي ستصبح جزءاً من السلسلة الرسمية.

يعالج بروتوكول الإجماع هذه المشكلة، إذ يتيح للمشاركين المستقلين في الشبكة التوصل إلى اتفاق حتى إن كانوا لا يعرفون بعضهم بعضاً أو لا يثقون ببعضهم.

من دون الإجماع، لن تتمكن العملة المشفرة من منع الإنفاق المزدوج بصورة موثوقة، أو تنظيم الكتل، أو رفض المعاملات غير الصالحة، أو الحفاظ على سجل موحد للملكية.

ليس الهدف أن تتواصل كل عقدة مع كل عقدة أخرى بترتيب مثالي.

بل الهدف هو تحقيق اتفاق عملي على مستوى شبكة لامركزية، حتى عندما تتأخر الرسائل أو تتوقف بعض العقد عن العمل أو يتصرف بعض المشاركين بشكل غير نزيه.

ببساطة، بروتوكول الإجماع هو مجموعة القواعد التي تحدد للبلوكشين كيفية تقرير ما هو صحيح.

أهمية بروتوكولات الإجماع في الكريبتو

تكتسب بروتوكولات الإجماع أهميتها لأن الأصول الرقمية يسهل نسخها، بينما يجب ألا تُنسخ سجلات الملكية الصحيحة أو تُستخدم للإنفاق مرتين.

إذا أرسلت Alice مقدار 1 BTC إلى Bob، فيجب أن تتفق الشبكة على أن Alice لم يعد بإمكانها إنفاق مقدار 1 BTC نفسه في مكان آخر.

تُعرف هذه المشكلة باسم الإنفاق المزدوج.

تعالج أنظمة الدفع التقليدية هذه المشكلة عادةً باستخدام البنوك أو شبكات البطاقات أو أنظمة المقاصة أو غيرها من الوسطاء الموثوقين.

أما العملات المشفرة فتعالجها باستخدام التشفير والحوافز الاقتصادية وشبكات الند للند وقواعد الإجماع.

قدمت الورقة البيضاء لـ Bitcoin تصميماً لنقد إلكتروني من نظير إلى نظير يستخدم إثبات العمل لإنشاء سجل معاملات متفق عليه من دون الاعتماد على طرف مركزي موثوق.

تستخدم شبكات الكريبتو الحديثة تصاميم مختلفة للإجماع، لكن الغرض الأساسي يظل واحداً.

يساعد بروتوكول الإجماع الشبكة على تحديد المعاملات التي تُعتمد، والكتل الصالحة، والسلسلة التي ينبغي اتباعها عند وجود نسخ متنافسة من السجل.

كيف يعمل بروتوكول الإجماع؟

يبدأ بروتوكول الإجماع عادةً عندما يبث المستخدمون المعاملات إلى الشبكة.

وتتحقق العقد مما إذا كانت هذه المعاملات تلتزم بقواعد البروتوكول.

على سبيل المثال، قد تتحقق العقدة من التوقيعات الرقمية، وتتأكد من توفر الأموال، وترفض المعاملات ذات التنسيق غير الصحيح، وتتحقق مما إذا كانت المعاملة تحاول إنفاق العملة نفسها مرتين.

بعد ذلك، يجمع مُنتِج الكتل المعاملات الصالحة في كتلة مرشحة.

وقد يكون مُنتِج الكتل، حسب الشبكة، مُعدّناً أو مدققاً أو عضواً في لجنة أو مُرتِّباً أو مشاركاً معتمداً آخر.

تُشارك الكتلة المرشحة مع بقية الشبكة.

وتتحقق العقد الأخرى من الكتلة بشكل مستقل قبل قبولها.

إذا التزمت الكتلة بالقواعد ووافقت آلية اختيار السلسلة، تضيفها العقد إلى نسختها المحلية من البلوكشين.

ومع مرور الوقت، تُضاف كتل أخرى فوقها، ما يجعل عكس المعاملات المدرجة فيها أصعب.

تحوّل هذه العملية عدداً كبيراً من الحواسيب المستقلة إلى دفتر أستاذ مشترك للعملات المشفرة.

قواعد الإجماع مقابل بروتوكول الإجماع

قواعد الإجماع هي القواعد التقنية المحددة التي تحدد ما إذا كانت المعاملة أو الكتلة صالحة.

أما بروتوكول الإجماع فهو العملية الأوسع التي تستخدم هذه القواعد للحفاظ على اتفاق الشبكة.

فعلى سبيل المثال، قد تحدد قواعد الإجماع الحد الأقصى لحجم الكتلة، وتنسيق المعاملات، ومتطلبات التوقيع، وقواعد مكافآت الكتل، وآلية تعديل الصعوبة.

يشمل بروتوكول الإجماع تلك القواعد، كما يتضمن طريقة اختيار الكتل وحل الانقسامات وحماية السلسلة من المهاجمين.

يوضح دليل سلسلة الكتل لمطوري Bitcoin مفاهيم إثبات العمل، مثل ترويسات الكتل والأهداف والصعوبة، ضمن بنية سلسلة Bitcoin.

هذا التمييز مهم، لأن البلوكشين قد تتعطل إذا اختلف المشاركون على القواعد أو على طريقة تطبيقها.

عندما تتبع العقد قواعد إجماع مختلفة، قد تنقسم الشبكة إلى سلاسل متعددة.

أما عندما تتبع العقد القواعد نفسها، فيمكنها التحقق بشكل مستقل من دفتر الأستاذ نفسه من دون الثقة بمشغّل واحد.

الإجماع القائم على إثبات العمل

إثبات العمل هو تصميم للإجماع يتنافس فيه المعدّنون على إنشاء كتل صالحة عبر تنفيذ عمليات حسابية.

في البلوكشين القائمة على إثبات العمل، يكرر المعدّنون تجزئة بيانات الكتلة حتى يعثروا على نتيجة تحقق هدف الصعوبة الحالي للشبكة.

يمكن لأول مُعدِّن يعثر على كتلة صالحة بثها إلى الشبكة.

وتستطيع العقد الأخرى التحقق من الإثبات بسرعة، رغم أن إنشاءه تطلب محاولات كثيرة.

يجعل هذا التفاوت إثبات العمل مفيداً لشبكات الكريبتو المفتوحة، لأن إنشاء الكتل مكلف بينما التحقق منها سهل نسبياً.

تستخدم Bitcoin إثبات العمل وتعدّل صعوبة التعدين للحفاظ على وتيرة متوسطة ومنضبطة لإنتاج الكتل.

يوضح قسم الأسئلة الشائعة لـ Bitcoin أن المعاملات الجديدة تُؤكَّد عند إدراجها في كتلة تتضمن إثبات عمل رياضياً.

يحوّل إثبات العمل الطاقة والقدرة الحاسوبية إلى تكلفة أمنية يتعين على المهاجمين تجاوزها.

إذا أراد مهاجم إعادة كتابة السلسلة، فعليه إنتاج ما يكفي من إثبات العمل الصحيح للتفوق على الشبكة النزيهة.

لهذا السبب، غالباً ما يوصف أمن إثبات العمل من حيث العمل المتراكم وقدرة التعدين وتكلفة مهاجمة السلسلة.

الإجماع القائم على إثبات الحصة

إثبات الحصة هو تصميم للإجماع يقفل فيه المدققون عملات مشفرة كضمان، ويشاركون في اقتراح الكتل والتحقق منها وتأمين الشبكة.

وبدلاً من إنفاق المعدّنين الكهرباء للتنافس على إنتاج الكتل، يستخدم المدققون الأصول المخزنة للتأهل للمشاركة.

إذا التزم المدققون بالقواعد، فقد يحصلون على مكافآت.

أما إذا خالفوا القواعد المهمة، فقد يخسرون جزءاً من حصتهم بسبب العقوبات أو الخفض القسري للحصة.

توضح وثائق Ethereum حول إثبات الحصة أن Ethereum تستخدم المدققين والخانات الزمنية والعصور والتصديقات ونقاط التحقق والنهائية لتأمين سلسلتها القائمة على إثبات الحصة.

قد يقلل إثبات الحصة الحاجة إلى التعدين كثيف الاستهلاك للطاقة، لأن نموذج الأمان يعتمد على الحصة الاقتصادية بدلاً من الحساب المستمر لإثبات العمل.

مع ذلك، يحتاج إثبات الحصة إلى قواعد قوية لاختيار المدققين واختيار السلسلة والعقوبات ومشاركة الشبكة والنهائية.

قد يواجه بروتوكول إثبات الحصة سيئ التصميم مخاطر، مثل تركّز المدققين وضعف الحوافز وهجمات المدى الطويل وإخفاقات تنسيق الشبكة.

يستخدم بروتوكول إثبات الحصة المصمم جيداً العقوبات الاقتصادية والتحقق التشفيري لجعل السلوك غير النزيه مكلفاً.

المدققون والمعدّنون والعقد

المعدّنون هم المشاركون الذين ينشئون الكتل في أنظمة إثبات العمل.

أما المدققون فهم المشاركون الذين ينشئون الكتل أو يصوتون عليها في أنظمة إثبات الحصة.

العقد هي حواسيب تشغّل برمجيات البلوكشين وتتحقق من بيانات الشبكة.

قد يشغّل المُعدِّن أو المدقق عقدة كاملة أيضاً، لكن هذه المصطلحات ليست مترادفة.

تتحقق العقدة الكاملة بشكل مستقل من الكتل والمعاملات وفق قواعد الإجماع.

يُعد هذا التحقق المستقل أحد أهم جوانب أمن العملات المشفرة.

حتى إذا اقترح مُعدِّن أو مدقق كتلة، فليس على العقد الكاملة قبولها.

إذا خالفت الكتلة قواعد الإجماع، ترفضها العقد النزيهة.

لهذا السبب، لا يقتصر الإجماع على تحديد الجهة التي تقترح الكتل.

بل يشمل أيضاً الجهات التي تتحقق من الكتل وترفض السجل غير الصالح.

اختيار السلسلة وتحديد الفرع المعتمد

يحدث الانقسام عندما ترى عقد مختلفة مؤقتاً نسخاً صالحة مختلفة من البلوكشين.

قد يحدث ذلك طبيعياً عندما ينشئ مُنتِجا كتل كتلتين في وقت متقارب جداً.

وقد يحدث أيضاً أثناء تأخر الشبكة أو ترقية البرامج أو الهجمات.

يحتاج بروتوكول الإجماع إلى قاعدة لاختيار الفرع لتحديد السلسلة التي ستصبح معتمدة.

في أنظمة إثبات العمل، تكون السلسلة المقبولة عادةً هي التي تضم أكبر قدر من إثبات العمل المتراكم، لا السلسلة التي تحتوي ببساطة على أكبر عدد من الكتل.

يوضح دليل مطوري Bitcoin أن الكتل الجديدة يجب أن تحقق مستوى الصعوبة الذي يتطلبه بروتوكول الإجماع.

في أنظمة إثبات الحصة، قد يعتمد اختيار السلسلة على أصوات المدققين ووزن الحصة ونقاط التحقق وقواعد النهائية.

يستخدم تصميم الإجماع الحالي في Ethereum آلية لاختيار السلسلة تحدد السلسلة المدعومة بأصوات المدققين، الموزونة بحسب عملة ether المخزنة، وفقاً لما يشرحه دليل آليات الإجماع على ethereum.org.

يكتسب اختيار السلسلة أهميته لأن البلوكشين شبكات موزعة، وقد يتلقى المشاركون المختلفون المعلومات بترتيب مختلف.

تمنع عملية واضحة لاختيار السلسلة انقسام الشبكة كلما ظهرت كتلتان صالحتان في وقت متقارب.

النهائية في بروتوكولات الإجماع

تعني النهائية أن عكس معاملة أو كتلة أصبح بالغ الصعوبة أو مستحيلاً عملياً، وفق افتراضات الأمان الخاصة بالبروتوكول.

توفر سلاسل البلوكشين المختلفة أشكالاً مختلفة من النهائية.

في النهائية الاحتمالية، تزداد الثقة كلما أُضيفت كتل أخرى فوق معاملة ما.

غالباً ما تستخدم سلاسل إثبات العمل هذا النموذج، لأن إعادة تنظيم الكتل الأعمق تصبح أصعب.

أما في النهائية الاقتصادية، فسيتطلب عكس الكتل التي وصلت إلى النهائية أن يخسر المهاجمون قدراً كبيراً من رأس المال المخزّن.

تستخدم Ethereum النهائية القائمة على إثبات الحصة، وتوضح صفحة خارطة طريق النهائية في خانة واحدة لدى Ethereum أن العقوبات الاقتصادية الكبيرة تحمي الكتل النهائية من المدققين الذين يخالفون قواعد النهائية.

تكتسب النهائية أهميتها لمتداولي العملات المشفرة ومستخدمي الدفع والمنصات والجسور والتطبيقات اللامركزية، لأنها تؤثر في توقيت اعتبار المعاملة مُسوّاة.

قد يتطلب التحويل منخفض القيمة عدداً أقل من التأكيدات.

وقد يتطلب التحويل الكبير عدداً أكبر من التأكيدات أو شرطاً أقوى للنهائية.

ينبغي للمستخدمين فهم نموذج النهائية في الشبكة التي يستخدمونها دائماً.

مقاومة هجمات Sybil

مقاومة هجمات Sybil هي قدرة البلوكشين على منع مهاجم واحد من التظاهر بسهولة بأنه عدد كبير من المشاركين.

في شبكة مفتوحة من نظير إلى نظير، يمكن لأي شخص إنشاء هويات كثيرة.

لو امتلكت كل هوية قوة تصويت متساوية، لاستطاع مهاجم إنشاء آلاف العقد الوهمية والسيطرة على التصويت.

تعالج بروتوكولات الإجماع هذه المشكلة بربط التأثير في إنتاج الكتل بمورد نادر.

يربط إثبات العمل التأثير بالقدرة الحاسوبية وتكلفة الطاقة.

ويربط إثبات الحصة التأثير برأس المال من العملات المشفرة المقفلة.

وقد تربط نماذج إجماع أخرى التأثير بالهوية أو الصلاحيات أو التخزين أو السمعة أو بمزيج من الموارد.

الفكرة الأساسية هي أن تزوير التأثير ينبغي أن يكون مكلفاً.

من دون مقاومة هجمات Sybil، سيكون التلاعب بشبكة عملات مشفرة عامة أمراً سهلاً.

تحمل الأعطال البيزنطية

يصف تحمل الأعطال البيزنطية قدرة النظام على مواصلة العمل حتى عندما يكون بعض المشاركين معطّلين أو غير متصلين أو متأخرين أو خبيثين.

تكتسب هذه الفكرة أهميتها في الكريبتو لأن البلوكشين شبكات عالمية تضم العديد من المشاركين المستقلين.

قد تتعطل بعض العقد بسبب أخطاء برمجية.

وقد يفقد بعض المدققين اتصالهم بالإنترنت.

وقد يحاول بعض المعدّنين أو المدققين الغش عمداً.

يجب أن يحافظ بروتوكول الإجماع على تنسيق الشبكة النزيهة رغم هذه المشكلات.

غالباً ما تتطلب التصاميم المتحملة للأعطال البيزنطية بلوغ عتبة من المشاركة النزيهة أو غير الخبيثة.

فعلى سبيل المثال، تستخدم أنظمة نهائية كثيرة قائمة على إثبات الحصة عتبات تصويت بأغلبية ساحقة لإقرار الكتل نهائياً.

تساعد هذه العتبات الشبكة على التمييز بين الاتفاق النزيه والرسائل المتعارضة أو الخبيثة.

تعتمد العتبة الدقيقة على تصميم البروتوكول.

أنواع بروتوكولات الإجماع

إثبات العمل هو أشهر نماذج الإجماع القائمة على التعدين، وتستخدمه Bitcoin.

يُستخدم إثبات الحصة على نطاق واسع في شبكات العقود الذكية الحديثة، ويعتمد على المدققين الذين يقفلون رأس المال.

يتيح إثبات الحصة المفوض لحاملي التوكنات التصويت لممثلين أو مدققين ينتجون الكتل.

يستخدم إثبات الصلاحية مدققين معتمدين، غالباً في بيئات مرخصة أو شبه مرخصة.

تستخدم بروتوكولات تحمل الأعطال البيزنطية العملية (Practical Byzantine Fault Tolerance) والبروتوكولات المشابهة أسلوب التصويت بالرسائل بين مدققين معروفين أو مختارين.

تستخدم آليات إثبات المساحة وإثبات السعة موارد التخزين ضمن نموذج الأمان.

تجمع البروتوكولات الهجينة بين عدة أساليب، مثل إثبات العمل مع إثبات الحصة، أو التصويت القائم على تحمل الأعطال البيزنطية مع تخزين المدققين.

يوازن كل نموذج بين اللامركزية والسرعة واستهلاك الطاقة وافتراضات الأمان ومتطلبات الأجهزة وتعقيد الحوكمة بطرق مختلفة.

لا يوجد بروتوكول إجماع واحد هو الأفضل لكل استخدامات الكريبتو.

قد تحتاج شبكة دفع أو سلسلة عقود ذكية أو شبكة ألعاب أو شبكة تسوية خاصة أو نظام Layer 2 إلى تصميم مختلف.

بروتوكولات الإجماع والعقود الذكية

تعتمد العقود الذكية على الإجماع، لأن نتائجها يجب أن تكون متطابقة عبر الشبكة.

عندما يتفاعل مستخدم مع تطبيق لامركزي، يجب أن تتفق الشبكة على ترتيب المعاملة وتغيير الحالة الناتج عنها.

إذا اختلفت العقد على ترتيب المعاملات، فقد ينتج عن بروتوكول إقراض أو مبادلة توكنات أو تحويل NFT أو تصويت حوكمة نتائج متعارضة.

يوفر بروتوكول الإجماع للعقود الذكية سجل تنفيذ مشتركاً.

لهذا يؤثر الإجماع في التمويل اللامركزي وإصدار التوكنات وألعاب البلوكشين والجسور والحوكمة على السلسلة.

قد يحسن الإجماع السريع تجربة المستخدم، لكن الإجماع السريع الذي يضحّي بالأمان قد يعرّض الأصول للخطر.

قد يحمي الإجماع الآمن القيمة، لكن التأكيد البطيء أكثر من اللازم قد يجعل استخدام التطبيقات أصعب.

يعتمد أفضل تصميم على قيمة الأصول التي يؤمّنها ونوع النشاط الذي تدعمه البلوكشين.

الإجماع وترتيب المعاملات

لا تقتصر وظيفة بروتوكولات الإجماع على تحديد المعاملات الصالحة.

بل تساعد أيضاً على تحديد ترتيب المعاملات.

يهم ترتيب المعاملات لأن المعاملة الصالحة الأولى قد تغير مدى صلاحية المعاملات اللاحقة.

على سبيل المثال، إذا كانت في محفظة 10 توكنات وأرسلتها كلها في معاملة واحدة، فينبغي أن تفشل معاملة ثانية تحاول إنفاق التوكنات العشرة نفسها.

يجب أن تتفق الشبكة على المعاملة التي سبقت الأخرى.

ويهم الترتيب أيضاً في التمويل اللامركزي، لأن المبادلات والتصفيات والمراجحة وإجراءات الإقراض قد تعتمد على ترتيب الكتل بدقة.

قد يؤدي الترتيب السيئ للمعاملات إلى عدم الإنصاف أو الازدحام أو فرص للاستخراج الضار للقيمة.

غالباً ما تفصل تصاميم البلوكشين الحديثة بين الإجماع والتنفيذ وسياسات مجمع المعاملات وبناء الكتل وقواعد ترتيب المعاملات.

حتى عند فصل هذه الأدوار، يظل الإجماع هو ما يحدد سجل الكتل الذي يصبح رسمياً.

مخاطر أمن بروتوكولات الإجماع

قد تواجه بروتوكولات الإجماع مخاطر عديدة.

يحدث هجوم 51% عندما يسيطر المهاجم على قدر كافٍ من قوة التعدين أو التأثير في الإجماع لإعادة تنظيم الكتل أو فرض رقابة على المعاملات أو محاولة الإنفاق المزدوج.

هجوم المدى الطويل هو أحد مخاطر إثبات الحصة، إذ قد تُستخدم مفاتيح قديمة أو مجموعات مدققين تاريخية لبناء سجل بديل للسلسلة.

قد تظهر مشكلة «لا خسارة من المشاركة» عندما تكون العقوبات المفروضة على المدققين ضعيفة عند دعمهم عدة سلاسل متنافسة.

يحدث إخفاق الحيوية عندما تعجز الشبكة عن مواصلة إقرار الكتل نهائياً أو إنتاجها بشكل طبيعي.

ويحدث إخفاق السلامة عندما تقرّ أطراف نزيهة مختلفة سجلات متعارضة نهائياً.

يحدث هجوم الرقابة عندما يرفض منتجو الكتل تضمين معاملات معينة.

ويظهر خطر المركزية عندما تسيطر مجموعة صغيرة على قدر مفرط من قوة التحقق.

لا يعتمد الأمان على التشفير وحده، بل أيضاً على الحوافز وتنوع عملاء البرامج والحوكمة والاتصال بالشبكة وتوزيع قوة التعدين أو التخزين.

تسلط التوصيات السياساتية الصادرة عن IOSCO لأسواق الكريبتو والأصول الرقمية الضوء على مخاوف أوسع في أسواق الكريبتو، مثل تضارب المصالح ونزاهة السوق والحفظ والمخاطر التشغيلية.

بروتوكولات الإجماع وقابلية التوسع

تُعد قابلية التوسع من أصعب المشكلات في إجماع البلوكشين.

تسعى البلوكشين إلى معالجة عدد كبير من المعاملات بسرعة، مع تمكين كثير من المشاركين المستقلين من التحقق من الشبكة.

إذا أصبح إنتاج الكتل سريعاً جداً أو كبر حجمها أكثر من اللازم، فقد يواجه المستخدمون العاديون صعوبة في تشغيل العقد.

وإذا تعذر على عدد أقل من الأشخاص تشغيل العقد، فقد تصبح الشبكة أكثر مركزية.

يجب أن توازن بروتوكولات الإجماع بين معدل المعالجة وزمن الاستجابة وتكلفة التحقق واللامركزية.

تعزز بعض الشبكات قابلية التوسع باستخدام أوقات أسرع لإنتاج الكتل أو كتل أكبر.

وتستخدم شبكات أخرى لجان إثبات الحصة أو أبحاث التجزئة أو التجميعات أو السلاسل الجانبية أو أنظمة Layer 2.

وتفصل بعض الشبكات بين اقتراح الكتل وتوفر البيانات والتنفيذ والتسوية ضمن طبقات مختلفة.

قد تحسن هذه التصاميم الأداء، لكنها قد تضيف افتراضات ثقة جديدة أو مخاطر تقنية.

إجابة ملائمة لمحركات الإجابة: البلوكشين الأسرع ليست بالضرورة أكثر أماناً أو لامركزية.

بروتوكولات الإجماع واستهلاك الطاقة

يعتمد استهلاك الطاقة بدرجة كبيرة على نوع بروتوكول الإجماع.

يتطلب إثبات العمل من المعدّنين تنفيذ قدر كبير من العمليات الحسابية، لذا يشكل استهلاك الطاقة جزءاً من نموذج الأمان.

لا يتطلب إثبات الحصة منافسة التعدين نفسها، ولذلك يستهلك عموماً طاقة أقل بكثير لإنتاج الكتل.

لكن استهلاك الطاقة ليس المقياس الوحيد لتقييم بروتوكول الإجماع.

ينبغي لمستخدمي الكريبتو أيضاً مراعاة اللامركزية ومقاومة الرقابة والنهائية وتوزيع المدققين وإمكانية الوصول إلى الأجهزة والحوكمة وتكلفة الهجوم.

قد تظل الشبكة منخفضة استهلاك الطاقة محفوفة بالمخاطر إذا كانت قوة التحقق مركزية.

وقد تظل الشبكة مرتفعة استهلاك الطاقة موضع جدل إذا لم تبرر فوائدها الأمنية تكلفتها في استخدام معين.

تصميم الإجماع ينطوي دائماً على مفاضلات.

بروتوكولات الإجماع في شبكات Layer 2

تستخدم شبكات Layer 2 تصاميم تختلف عن تصاميم سلاسل البلوكشين الأساسية.

تعتمد بعض أنظمة Layer 2 على مُرتِّب لترتيب المعاملات بسرعة قبل نشر البيانات أو الإثباتات على السلسلة الأساسية.

ويستخدم بعضها إثباتات الاحتيال أو إثباتات الصلاحية أو اللجان أو نماذج الأمان المشترك.

في هذه الأنظمة، قد لا يشبه الإجماع إنتاج الكتل التقليدي القائم على إثبات العمل أو إثبات الحصة.

قد توفر السلسلة الأساسية التسوية والنهائية، بينما يتيح نظام Layer 2 تنفيذاً أسرع.

وهذا يعني أن على المستخدمين فهم الطبقتين معاً.

قد تظهر المعاملة مؤكدة على شبكة Layer 2 قبل أن تصل إلى تسوية أقوى على السلسلة الأساسية.

وقد تعتمد الجسور وعمليات السحب والرسائل العابرة للسلاسل على فترات نهائية مختلفة.

يهم ذلك متداولي العملات المشفرة، لأن توقيت التسوية قد يؤثر في الإيداعات والسحوبات والمراجحة وإدارة المخاطر.

كيف يؤثر الإجماع في متداولي العملات المشفرة؟

يؤثر الإجماع في المتداولين لأنه يؤثر في وقت التأكيد والنهائية ورسوم الشبكة ومخاطر الجسور وسلامة الإيداع.

قد يضطر المتداول الذي ينقل أمواله إلى حساب تداول إلى انتظار عدد كافٍ من التأكيدات قبل إضافة الإيداع إلى رصيده.

قد يعتمد عدد التأكيدات المطلوبة على نموذج الإجماع في البلوكشين وقيمة الإيداع.

قد تتطلب السلسلة ذات النهائية الاحتمالية وقت انتظار أطول للتحويلات الكبيرة.

وقد توفر السلسلة ذات النهائية الاقتصادية السريعة تسوية أقوى بعد عملية محددة للوصول إلى النهائية.

يؤثر الإجماع أيضاً في سرعة تسوية التداولات اللامركزية على السلسلة.

أثناء ازدحام الشبكة، قد تصبح مساحة الكتل أغلى، وقد يستغرق إدراج المعاملة وقتاً أطول.

ينبغي للمتداولين الذين يستخدمون التمويل اللامركزي فهم كيفية تأثير إنتاج الكتل وترتيب المعاملات في سعر التنفيذ والانزلاق السعري ومخاطر التصفية.

الإجماع ليس موضوعاً يخص المطورين وحدهم.

فهو يؤثر مباشرةً في تجربة المستخدم ومخاطر التداول.

كيفية تقييم بروتوكول الإجماع

العامل الأول هو الأمان.

ينبغي للمستخدمين أن يسألوا عن المورد الذي يحمي السلسلة ومدى تكلفة مهاجمتها.

العامل الثاني هو اللامركزية.

ينبغي للمستخدمين أن يسألوا عن عدد المشاركين المستقلين القادرين على التحقق من الشبكة وما إذا كانت القوة مركزة.

العامل الثالث هو النهائية.

ينبغي للمستخدمين أن يسألوا متى يمكن اعتبار المعاملة مُسوّاة عملياً.

العامل الرابع هو الحيوية.

ينبغي للمستخدمين أن يسألوا ما إذا كانت الشبكة قادرة على مواصلة إنتاج الكتل أثناء الضغوط أو الانقطاعات أو الهجمات.

العامل الخامس هو مقاومة الرقابة.

ينبغي للمستخدمين أن يسألوا ما إذا كان بإمكان منتجي الكتل استبعاد معاملات معينة بسهولة.

العامل السادس هو قابلية التوسع.

ينبغي للمستخدمين أن يسألوا عن عدد المعاملات التي يمكن للنظام معالجتها من دون التضحية بإمكانية التحقق.

العامل السابع هو التصميم الاقتصادي.

ينبغي للمستخدمين أن يسألوا ما إذا كانت المكافآت والعقوبات والرسوم والتضخم تدعم المشاركة النزيهة.

العامل الثامن هو حوكمة الترقيات.

ينبغي للمستخدمين أن يسألوا كيف تُقترح تغييرات البروتوكول وتُختبر وتُعتمد وتُفعّل.

مفاهيم خاطئة شائعة عن بروتوكولات الإجماع

من المفاهيم الخاطئة الشائعة أن المعدّنين أو المدققين وحدهم يسيطرون على البلوكشين.

في الواقع، للعقد الكاملة أهمية أيضاً لأنها تتحقق من الكتل وترفض البيانات غير الصالحة.

ومن المفاهيم الخاطئة الأخرى أن زيادة عدد المعاملات في الثانية تعني دائماً بروتوكول إجماع أفضل.

معدل المعالجة المرتفع مفيد، لكنه قد ينطوي على مفاضلات في متطلبات الأجهزة واللامركزية والأمان.

وثمة مفهوم خاطئ ثالث، وهو أن النهائية تعني الشيء نفسه في كل بلوكشين.

تستخدم الشبكات المختلفة نماذج نهائية مختلفة، لذا قد يتفاوت عمق التأكيد ومستوى الثقة بالتسوية.

أما المفهوم الخاطئ الرابع فهو أن إثبات الحصة لا يتضمن أي تكلفة.

يقلل إثبات الحصة الحاجة إلى طاقة التعدين، لكنه يظل معتمداً على العقوبات الاقتصادية وقفل رأس المال وتشغيل المدققين وبرمجيات العملاء الآمنة.

والمفهوم الخاطئ الخامس هو أن الإجماع والحوكمة شيء واحد.

يحدد الإجماع الحالة الحالية لدفتر الأستاذ، بينما تحدد الحوكمة كيفية مناقشة تغييرات البروتوكول واعتمادها.

مثال على بروتوكول الإجماع

تخيّل شبكة عملات مشفرة يرسل فيها ثلاثة مستخدمين معاملات في الوقت نفسه.

تستقبل الشبكة هذه المعاملات عبر عقد مختلفة.

يجمع مُنتِج الكتل المعاملات الصالحة في كتلة.

ثم يشارك مُنتِج الكتل هذه الكتلة مع الشبكة.

تفحص العقد الكتلة وفق قواعد الإجماع.

إذا كانت الكتلة صالحة، تقبلها العقد وتحدّث نسختها المحلية من دفتر الأستاذ.

إذا ظهرت كتلة صالحة أخرى عند الارتفاع نفسه، تحدد قاعدة اختيار الفرع السلسلة التي ينبغي للشبكة اتباعها.

بعد إضافة مزيد من الكتل أو أصوات النهائية، يصبح عكس سجل المعاملات المقبول أصعب.

يوضح هذا المثال كيف يحول الإجماع الرسائل المتفرقة إلى سجل بلوكشين مشترك واحد.

جدول مقارنة بروتوكولات الإجماع

الأسئلة الشائعة

ما بروتوكول الإجماع في العملات المشفرة؟

بروتوكول الإجماع هو العملية التي تستخدمها شبكة العملات المشفرة للاتفاق على المعاملات والكتل الصالحة والحالة الحالية للبلوكشين.

ويتيح للعقد اللامركزية الحفاظ على دفتر أستاذ مشترك واحد من دون الاعتماد على سلطة مركزية.

لماذا تحتاج شبكات البلوكشين إلى بروتوكولات الإجماع؟

تحتاج شبكات البلوكشين إلى بروتوكولات الإجماع لمنع الإنفاق المزدوج ورفض المعاملات غير الصالحة وحل الانقسامات وإبقاء جميع العقد النزيهة متوافقة على سجل المعاملات نفسه.

من دون الإجماع، لن تمتلك شبكة العملات المشفرة طريقة موثوقة لتحديد النسخة الصحيحة من دفتر الأستاذ.

ما الفرق بين إثبات العمل وإثبات الحصة؟

يستخدم إثبات العمل القدرة الحاسوبية والطاقة لتأمين إنتاج الكتل، بينما يستخدم إثبات الحصة ضماناً من العملات المشفرة المقفلة وعقوبات على المدققين.

يسعى كلا النموذجين إلى جعل الهجمات مكلفة، لكنهما يستخدمان موارد مختلفة وينطويان على مفاضلات مختلفة.

هل يعني الإجماع أن كل عقدة تصوت على كل معاملة؟

لا، لا يعني الإجماع دائماً أن كل عقدة تصوت على كل معاملة.

في كثير من شبكات البلوكشين، تتحقق العقد بشكل مستقل من الكتل، بينما يتولى المعدّنون أو المدققون أو اللجان دور إنتاج الكتل أو التصويت الذي يحدده البروتوكول.

ما النهائية في بروتوكول الإجماع؟

النهائية هي المرحلة التي تُعتبر عندها المعاملة أو الكتلة مُسوّاة ويصبح عكسها بالغ الصعوبة.

تستخدم بعض شبكات البلوكشين النهائية الاحتمالية، بينما تستخدم أخرى النهائية الاقتصادية أو الحتمية.

هل يمكن أن يفشل بروتوكول الإجماع؟

نعم، قد يفشل بروتوكول الإجماع إذا اكتسب المهاجمون نفوذاً مفرطاً، أو توقف المدققون عن المشاركة، أو أدت أخطاء برمجية إلى انقسام الشبكة، أو اختلف المشاركون على القواعد.

يقلل التصميم القوي للبروتوكول والتحقق المستقل من العقد وتنوع العملاء والحوافز السليمة من هذه المخاطر.

هل إثبات الحصة أفضل دائماً من إثبات العمل؟

لا، ليس إثبات الحصة أفضل دائماً من إثبات العمل.

عادةً ما يستهلك إثبات الحصة طاقة أقل، بينما يتمتع إثبات العمل بسجل طويل في تأمين الشبكات المفتوحة من خلال التكلفة الحاسوبية.

كيف يؤثر الإجماع في سرعة معاملات الكريبتو؟

يؤثر الإجماع في سرعة إنتاج الكتل وتأكيد المعاملات والوقت الذي تصبح فيه التسوية نهائية.

قد تبدو الشبكة سريعة في واجهة المستخدم، لكن ينبغي للمستخدمين فهم افتراضات النهائية والأمان الفعلية فيها.

الخلاصة

يُعد بروتوكول الإجماع أحد أهم مكونات أي شبكة للعملات المشفرة.

فهو يتيح للعقد اللامركزية الاتفاق على المعاملات الصالحة وتنظيم الكتل وحل الانقسامات ومنع الإنفاق المزدوج والحفاظ على دفتر أستاذ مشترك.

تعالج أنظمة إثبات العمل وإثبات الحصة وإثبات الحصة المفوض وإثبات الصلاحية والأنظمة القائمة على تحمل الأعطال البيزنطية مشكلة الاتفاق بطرق مختلفة.

ينطوي كل نموذج على مفاضلات في الأمان والسرعة واللامركزية واستهلاك الطاقة والنهائية والحوكمة.

بالنسبة إلى مستخدمي الكريبتو، لا يقتصر الإجماع على كونه تفصيلاً تقنياً خفياً خلف البلوكشين.

بل يؤثر في تأكيد المعاملات ومخاطر التسوية ورسوم الشبكة وسلامة الجسور وتنفيذ التمويل اللامركزي والموثوقية طويلة الأجل للأصول الرقمية.

أفضل طريقة لفهم أي بلوكشين هي السؤال عن كيفية تحقيقها الإجماع، والمورد الذي يحميها، والجهات القادرة على التحقق منها، وآلية عمل النهائية، وما يحدث عندما يختلف المشاركون.

عندما يفهم المستخدمون بروتوكول الإجماع، يمكنهم تقييم افتراضات الثقة والمخاطر المرتبطة بالأصول المشفرة التي يستخدمونها بصورة أفضل.