مکانیزم اجماع (Consensus Mechanism) چیست؟ [برای مبتدیان ارز دیجیتال]

چگونه یک شبکه غیرمتمرکز بدون رئیس و مرجع قدرت تصمیم می‌گیرد؟ جواب در مکانیزم اجماع نهفته است — موتور نامرئی که بلاکچین را امن و با اعتماد ساخته است.

مکانیزم اجماع چیست؟

معنای مکانیزم سازوکار، فرآیند، و طرزکار است. و معنای اجماع اتفاق نظر است.

پس؛ مکانیزم اجماع در یک شبکه بلاکچین، توافق اعضای آن روی درستی یا نادرستی داده‌ها (مانند درستی تراکنش‌ها ) است.

در این‌جا منظور از اعضای یک شبکه غیرمتمرکز شخص واقعی (مثل احمد و محمود) نیست. بلکه منظور کمپیوتر‌های یک شبکه بلاکچین است که در تایید تراکنش‌ها، امنیت، و تمرکززدایی سهیم است. کمپیوتر‌های شبکه با بررسی داده‌ها باهم توافق کرده و بلاک‌های جدید می‌سازند.

برای رسیدن به اجماع، باید حداقل 51 درصد در شبکه بیت‌کوین و 66.7 درصد در اتریوم در مورد درستی یک تراکنش رای دهند تا بلاک جدید ایجاد گردد. شبکه‌های دیگر با کمی تغییرات شبیه بیت‌کوین و اتریوم است.

ورود و خروج در این شبکه به عنوان یک عضو با تکمیل حداقل امکانات مورد نیاز آزاد است. برای نمونه، شما می‌توانید با استیکینگ 32 اتریوم، حداقل سرعت دانلود اینترنت 25 ام‌بی در ثانیه، 200 جی‌بی حافظه، پردازش‌گر دو هسته‌ای 2 گیگاهرتز، و 6 جی‌بی رم به عنوان یک اعتبارسنج شرکت کنید.

چرا به مکانیزم اجماع نیاز داریم؟

مکانیزم اجماع برای تمرکزدایی ضروری است و تا حدی مانند انتخابات در یک نظام دموکراسی کار می‌کند. در این‌جا سِه دلیل عمده آن را آورده‌ایم و قرار زیر است.

1. عدم اعتماد در سیستم غیر متمرکز

یک شبکه بلاکچین به اساس عدم اعتماد به تصمیم‌گیرندگان ساخته می‌شوند. به این منظور که شما به نهاد یا گروه خاصی اعتماد نمی‌کنید تا برای شبکه و به نفع شبکه کار کند.

به همین‌ خاطر، سیستم را غیرمتمرکز ساخته و به اساس توافق نظر اعضا کار می‌کند.

البته در این سیستم، مانند انتخابات در دموکراسی نیست که یک نفر حق یک رای داشته باشند. بلکه قدرت رای آن‌ ها بستگی به میزان سکه‌های استیک شده یا قدرت کمپیوتر آنها دارد.

برای مثال؛ در مکانیزم اثبات کار بیتکوین میزان قدرت کمپیوتر و سوخت انرژی قدرت تصمیم‌گیری و رای شما را تعیین می‌کند. و در اتریوم و سولانا، مقدار ارزهای استیک (قفل) شما میزان یا سنگینی رای شما را تعیین می‌کند.

این یک سیستم عادلانه است. چرا؟ چون به هر میزان که استیک شما افزایش پیدا کند به همان میزان منفعت شما با منفعت شبکه نزدیک می‌شود. به هر میزان که اعتماد رشد کند، شبکه نیز رشد می‌کند.

2. جلوگیری از تقلب و مصرف متعدد

مکانیزم اجماع از تقلب و مصرف دوبار جلوگیری می‌کند.

چطور؟

در یک شبکه بلاکچین باید حداقل 51 درصد در بیت‌کوین 66.7 درصد اتریوم مشترکین اتفاق نظر داشته باشند که یک تراکنش معتبر است. با این روش، تقلب و مصرف دوبار به گونه اقتصادی ناممکن می‌سازد. امروز پیش‌بینی می‌شود که حدود 100 تا 120 ملیارد دلار/دالر در بخش استخراج بیت‌کوین سرمایه‌گذاری شده است. در این صورت اگر کسی بخواهند که تقلب کند بیش‌ از 50 ملیارد دالر لازم دارند که به نفع خود تراکنش‌ها را تغییر دهند. فرض کنیم که این کار را کرد. در این صورت بیت‌کوین اعتبار خود را از دست داده و ارزش ممکن است بطور کامل سقوط کند. در چنین شرایط نیز، متقلبین ضرر می‌کند.

در مورد بلاکچین‌های که از اثبات سهام استفاده می‌کند نیز صدق می‌کند. شما باید بیش‌تر از 66 درصد اتریوم که روی شبکه قفل شده است، قفل کنید تا بتوانید سیستم را به نفع خود تغییر دهید. در این صورت نیز برای متقلب هزینه‌بر و از نگاه اقتصادی منفعتی ندارد.

3. عدم وجود فساد اداری

مکانیزم اجماع با رای مشترکین شبکه طوری کار می‌کند که فساد اداری ممکن نشوند.

رشوه‌ دادن به اعتبارسنج‌ها و ایجاد گره (نود) زیاد — اقتصادی و به نفع گروه فاسد نیست. حتا اگر هکر‌ها یا مفسدین تلاش کنند که گره‌ها را رشوه بدهند نقطه بررسی (چک پوینت) آن را رد می‌کند. بلاکچین نیز مانند دنیای واقعی برای محکم‌ کردن امنیت نقطه بررسی دارند.

در ضمن؛ پاداش صادقانه سود بیش‌تری دارند. کسانی که تلاش برای تقلب کنند، از استیک آن کاسته شده و از شبکه اخراج می‌گردد.

انواع مکانیزم اجماع

انواع زیادی از مکانیزم اجماع وجود دارد. به مرور زمان مکانیزم‌های جدیدی برای رسیدن به اتفاق نظر معرفی می‌گردد که خود نشان تکامل تکنالوژی بلاکچین است.

اما؛ دو مشهورترین آن‌ها اثبات کار (Proof of Work — PoW) و اثبات سهام (Proof of Stake — PoS) است.

در این قسمت دو مشهورترین مکانیزم اجماع که اثبات کار و اثبات سهام است توضیح می‌دهیم:

اثبات کار (Proof of Work — PoW)

در اثبات کار، کمپیوتر‌های متصل به شبکه باید کار خود را ثابت کند تا پاداش دریافت کند.

کار آنها چیست؟

کمپیوترهای متصل به شبکه هر کدام تلاش دارند که با حل معماهای ریاضی یک تراکنش‌ را تایید کند. هر کدام که زودتر از همه این کار را انجام داد حق ساخت بلاک جدید را پیدا کرده و دیگران کار آن را تایید می‌کند. در اثبات کار به این نوع کمپیوتر‌ استخراج کننده می‌گوید. این مکانیزم تا هنوز معروف بوده و نقطه ضعف آن در این است که انرژی بیش‌تر و تجهیزات بیش‌تر نیاز دارد.

پاداش استخراج کنند‌ها چیست؟

استخراج کننده اولی که بلاک جدید ساخته بود پاداش از نوع ارز شبکه مثل بیت‌کوین در شبکه بیت‌کوین و دوج‌کوین در شبکه دوج‌کوین در یافت می‌کند. پاداش آن‌ها دو نوع اند: ارزهای جدید که وارد بازار می‌شود و هزینه تراکنش که فرستنده پرداخت می‌کند.

ده (10) ارز مشهور که از مکانیزم اثبات کار استفاده می‌کند قرار زیر است:

1. بیت‌کوین (‌Bitcoin — BTC)
2. دوج‌کوین (Dogecoin — DOGE)
3. بیت‌کوین کش (Bitcoin Cash — BCH)
4. لایت‌کوین (Litecoin — LTC)
5. مونرو (Monero — XMR)
6. راون‌کوین (Ravencoin — RVN)
7. کاسپا (Kaspa — KAS)
8. ز کش (Zcash — ZEC)
9. بیت‌کوین اس‌وی (Bitcoin SV — BSV)
10. دش (Dash— DASH )

اثبات سهام (Proof of Stake — PoS)

اثبات سهام توسط سانی کینگ (Sunny King) و اسکات ندال (Scott Nada) اختراغ شده و در بلاکچین پیر‌کوین (Peercoin — PPC) کار گرفته شد. امروز مشهورترین ارز که از اثبات سهام استفاده می‌کند، اتریوم است.

در اثبات سهام گره‌ها (نودها) وظیفه اعتبارسنج را داشته و طبق قرارداد هوشمند استیکینگ کار می‌کند.

در اثبات سهام مانند اثبات کار بیت‌کوین نود‌ها استخراج کننده نیست بلکه طبق قرارداد هوشمند سکه‌های جدید ضرب زده شده و به اعتبار‌سنج‌ها داده می‌شود.

یک اعتبارسنج‌ در این مکانیزم فرصت ایجاد بلاک‌های جدید و دریافت پاداش طبق مقدار ارز استیک شده خود دارند. به هر میزان که ارز بیش‌تر استیک کنند، به همان میزان نوبت‌ بیش‌تر برای پیش‌نهاد بلاک‌های جدید و دریافت پاداش دریافت می‌کنند.

یعنی‌؛ مانند اثبات کار بیت‌کوین کمپیوتر‌ها برای بدست آوردن بیت‌کوین های جدید باهم رقابت نمی‌کند بلکه با قفل کردن (استیک کردن) ارز رقابت می‌کند.

در زیر ارزهای مشهور را می‌بینید که مکانیزم اثبات سهام کار می‌کند:

1. اتریوم (Ethereum — ETH)
2. سولانا (Solanal — SOL)
3. کاردانو (Cardano — ADA)
4. سوی (Sui Network — SUI)
5. تُن (The Open Network — TON)

انواع دیگر مکانیزم اجماع

در پهلوی مکانیزم اجماع اثبات کار و اثبات سهام، مکانیزم‌های دیگری نیز ظهور کرده است که مستقل و یا همراه با دیگر مکانیزم کار کرده و یک نسخه دو رگه (هایبرید) را ساخته است.

• اثبات فعالیت (Proof of Activity — PoA)
• اثبات سابقه یا تاریخچه (Proof of History — PoH)
• اثبات اهمیت (Proof of Importance — PoI)
• اثبات ظرفیت (Proof of Capacity — PoC)
• اثبات سوزاندن (Proof of Burn — PoB)
• اثبات اختیار (Proof of Authority — PoA)
• اثبات سهام واگذار شده (Delegated Proof of Stake — DPoS)
• اثبات زمان سپری شده (Proof of Elapsed Time — PoET)

چگونه یک مکانیزم اجماع کار می‌کند؟

وظیفه مکانیزم اجماع این است که مشترکین شبکه روی یک واقعیت اتفاق نظر داشته باشند.

اساساً، مکانیزم اجماع برای این ساخته می‌شود که از معتبر بودن بلاک‌های جدید در شبکه اطمینان حاصل گردد. زیر نظر این مکانیزم، تمام نود‌های مشترک در شبکه باید اتفاق نظر داشته باشند که کدام بلاک اضافه گردد و کدام بلاک رد گردد. در نهایت، بلاک‌های که بیش‌ترین رای را دریافت می‌کند به بلاکچین اضافه می‌گردد.

برای جلوگیری از تقلب در مکانیزم اثبات سهام مجازات معرفی شده است. اگر کسی قصد داشته باشند که بلاک غیرمعتبر معرفی کند، از سهام (ارزهای استیک شده) کسر می‌گردد که به آن Slashing می‌گویند. اما؛ در اثبات کار بیت‌کوین، معرفی بلاک غیرمعتبر رد شده و هزینه برق، تجهیزات و… به‌خاطر که گران‌قیمت است نقش مجازاد را بازی می‌کند.

اگر مکانیزم اجماع در مراحل ارسال یک ارز دیجتیال در نظر بگیرم پس از تایید نود‌‌ها (کمپیوتر‌ها) صورت می‌گردد که طبق مراحل زیر است:

• یک کاربر اقدام به ارسال ارز دیجتیال می‌کند
• نود‌ها (کمپیوترها) تراکنش را تایید می‌کند
• اعتبارسنج‌ها یا استخراج کننده‌ها به اجماع می‌رسد
• تراکنش در بلاکچین اضافه می‌گردد.