پروتکل‌های اجماع یکی از مهم ترین اجزای فناوری بلاک‌چین هستند. این پروتکل‌ها سیستمی از قراردادها یا قوانین برای یک بلاک‌چین می‌سازند.

یکی از وعده‌های بلاک‌چین ایجاد یک سیستم بدون نیاز به اعتماد است که برای بررسی و تایید تراکنش‌ها از نظر اعضا استفاده می‌کند. شبکه‌های مختلف برای دستیابی به این هدف از روش‌های متفاوتی استفاده می‌کنند که در مجموع به آنها پروتکل اجماع گفته می‌شود. پروتکل اجماع در اصل قوانینی است که یک شبکه بر اساس آن کار می‌کند.

در این مطلب به شما خواهیم گفت که پروتکل اجماع چیست، چطور کار می‌کند و امروزه چه انواعی از آن محبوب و پرطرفدار هستند.

پروتکل اجماع چیست؟

یک بلاک‌چین یا دفتر کل توزیع شده، روی نودهای مختلفی توزیع می‌شود که کار آنها اعتبارسنجی تراکنش‌های شبکه است. این مفهوم یکی از مهم ترین ایده‌ها در پیاده سازی بلاک‌چین بوده و باعث غیرمتمرکز شدن آن می‌شود.

در نتیجه، همه می‌توانند اطلاعات دلخواهشان را ارسال کنند تا در یک بلاک‌چین ذخیره شوند بنابراین وجود فرایندهایی برای دستیابی به توافق درباره اینکه چه اطلاعاتی به شبکه اضافه شود یا نشود، مهم است. به این قوانین پروتکل اجماع گفته می‌شود. این قوانین به اعتبارسنجی تراکنش‌ها و حفظ امنیت شبکه کمک می‌کنند.

در ابتدا پروتکل اجماع پیش از شروع به کار بلاک‌چین مشخص می‌شد اما شبکه‌هایی مثل اتریوم همچنان که در حال کار هستند، پروتکل اجماع خودشان را تغییر می‌دهند.

پروتکل‌های اجماع چطور کار می‌کنند؟

پروتکل اجماع قلب اصلی یک شبکه بلاک‌چین است و راهی برای بررسی معتبر بودن تراکنش‌ها فراهم می‌کند. این پروتکل راهکاری برای بررسی و تایید داده‌هایی است که باید به رکورد یک بلاک‌چین اضافه شود. از آنجایی که شبکه‌های بلاک‌چین معمولاً یک نهاد و قدرت متمرکز ندارند که تعیین کند چه چیزی درست یا نادرست است، نودهای بلاک‌چین باید با پیروی از قوانین یا پروتکل‌های از پیش تعریف شده درباره وضعیت شبکه به توافق برسند.

پروتکل اجماع بیت‌کوین از نوع اثبات کار است که یک فرایند ماینینگ برای اعتبارسنجی و تایید تراکنش‌هاست. سایر انواع پروتکل‌های اجماع عبارتند از اثبات سهام و اثبات اعتبار.

می توان اجماع نظر را به صورت یک قرارداد، پروتکل یا قانون تعریف کرد. به بیان ساده پروتکل‌های اجماع «قوانین توافقنامه» هستند.

پروتکل‌های اجماع چه کاری انجام می‌دهد؟

پیشگیری از کنترل شبکه توسط یک شخص یا نهاد خاص

اگر شبکه‌ای دارای پروتکل اجماع باشد، در این صورت همه اعضا باید درباره وضعیت آن اتفاق نظر داشته باشند بنابراین داده‌ها به عنوان واقعیت ثبت می‌شوند و بلاک‌چین می‌تواند با اضافه شدن داده‌های بیشتر در اثر اجرای تراکنش‌ها یا قراردادهای هوشمند، باز هم به کار خود ادامه دهد.

ایجاد اعتماد بین اعضای یک شبکه غیرمتمرکز، بدون نیاز به وجود یک نهاد حاکم

پروتکل اجماع مانع از کنترل یک بلاک‌چین یا تحریف واقعیت آن توسط یک موجودیت خاص می‌شود.

خرج کردن دوباره یک نمونه از اتفاقی است که وقتی یک موجودیت سعی دارد با ایجاد یک نسخه از بلاک‌چین برای خودش، کنترل شبکه را در اختیار بگیرد رخ می‌دهد. مثلاً مهاجم می‌تواند مقداری بیت‌کوین خرج کند، سپس بلاکی که قرار است روی بلاک‌چین ثبت شود را تغییر دهد طوری که انگار این مبلغ اصلاً خرج نشده بود. مهاجم می‌تواند نسخه خودش از بلاک‌چین را که خرج کردن این مبلغ از آن حذف شده، روی شبکه مخابره کند. به این ترتیب مهاجم مقداری بیت‌کوین خرج کرده اما خرج کردن آن روی زنجیره ثبت نشده در نتیجه می‌توان دوباره آن را خرج کرد.

پروتکل بیت‌کوین یعنی پروتکل اثبات کار از رخ دادن چنین اتفاقی پیشگیری می‌کند چون وقتی نسخه بلاک‌چین مهاجم با سایر نسخه‌ها که بقیه نودها در اختیار دارند مقایسه شود، تفاوت آن مشخص شده در نتیجه سایر نودها آن را رد می‌کنند.

بعضی از انواع پروتکل‌های اجماع

اثبات کار (PoW): اولین بلاک‌چین جهان یعنی بیت‌کوین از اثبات کار استفاده می‌کند. ماینرها یعنی نودهایی که مسائل محاسباتی یا رمزنگاری را حل می‌کنند، برای اعتبارسنجی تراکنش‌ها در بلاک‌چین بیت‌کوین از قدرت کامپیوترهای خودشان استفاده می‌کنند. ماینرهایی که یک مسئله را حل کرده و تراکنش را به درستی اعتبارسنجی کنند، بیت‌کوین پاداش می‌گیرند.

اثبات سهام (PoS): اتریوم از سمت اثبات کار به اثبات سهام در حال حرکت است. در اثبات سهام، به جای ماینر forger یا اعتبارسنج وجود دارد. این نودها مقداری ارز دیجیتال به عنوان وثیقه گرو می‌گذارند که به آنها شانس اعتبارسنجی بلاک‌ها را می‌دهد. نودی که این کار را با موفقیت انجام دهد، کارمزد تراکنش را به عنوان پاداش دریافت می‌کند. این وثیقه مانع از تلاش برای فریب دادن دیگران می‌شود چون اگر ثابت شود که نودی تراکنش‌های نادرستی را به شبکه اضافه کرده، مبلغ وثیقه از او گرفته می‌شود.

اثبات سهام محول شده (DPoS): این روش شباهت زیادی به اثبات سهام دارد اما در اینجا کاربران متناسب با مبلغ وثیقه، می‌توانند برای انتخاب شاهد رای بدهند. این شاهدان بلاک‌چین‌ها را ایمن سازی و اعتبارسنجی می‌کنند، خود آنها نیازی به ارز دیجیتالشان ندارند اما به رای نیاز دارند. این پروتکل نسبت به بقیه متمرکزتر است و در BitShares، Steem و EOS از آن استفاده می‌شود.

اثبات اعتبار (PoA): در PoA که متمرکزترین مکانیزم اجماع نظر است، اعتبارسنج‌ها از پیش مشخص می‌شوند. بلاک‌های جدید تنها وقتی در بلاک‌چین ساخته می‌شوند که اعتبارسنج‌ها اکثریت را در اختیار داشته باشند. این پروتکل شبیه اثبات سهام است. این اعتبارسنج‌ها برای عموم مردم شناخته شده و مسئول اعتبارسنجی هستند. بلاک‌چین جدید Elysian و یکسری از تست نت‌ها (یا بلاک‌چین‌های تستی) اتریوم هم از همین روش استفاده می‌کنند.

آینده

پروتکل‌های اجماع مثل همه فناوری‌های بلاک‌چین در حال رشد و توسعه هستند تا با چالش‌های شبکه‌های غیرمتمرکز مقابله کنند. هیچ یک از این پروتکل‌ها کامل و بی نقص نیست و هر یک مشکلات خاص خود را دارند.

اثبات کار که توسط بیت‌کوین استفاده شد منجر به مصرف قدرت پردازشی و برق زیادی می‌شود، تایید تراکنش‌ها در این پروتکل زمانبر است در نتیجه برای کاربردهای روزمره مناسب نیست. راهکارهایی برای حل این مشکل بیت‌کوین طراحی شده از جمله شبکه لایتنینگ.

همچنین باید مفهوم تمرکززدایی را هم در نظر داشت. اثبات کار بشدت غیرمتمرکز است چون نودهای زیادی کار اعتبارسنجی بلاک‌ها را انجام می‌دهند. اما در شبکه‌های جدیدتر برای بهبود سرعت، میزان متمرکزسازی افزایش یافته است. بحث تمرکززدایی در جامعه بلاک‌چین همیشه وجود داشته و انتظار می‌رود که همچنان جزء یکی از بحث‌های داغ این حوزه باقی بماند.