درک اطمینان در بلاک چین

در بلاک چین، نهایی بودن به تایید غیرقابل تغییر یک تراکنش یا بلوک تراکنش ها اشاره دارد.

در سیستم های مالی سنتی، پس از تایید یک تراکنش، نمی توان آن را معکوس کرد. به طور مشابه، دستیابی به نهایی شدن در یک شبکه بلاک چین تضمین می کند که تراکنش دائمی است و پس از اضافه شدن به بلاکچین قابل تغییر نیست. این مفهوم برای ایمن و معتبر بودن بلاک چین بسیار مهم است.

نهایی شدن از طریق استفاده از اجماع شبکه بلاک چین حاصل می شود. شبکه‌های بلاک چین مختلف از الگوریتم‌های اجماع مختلفی استفاده می‌کنند که هر کدام از روش‌های منحصربه‌فردی برای تأیید تراکنش‌ها و اطمینان از نهایی‌بودن، مانند اثبات کار (PoW)، اثبات سهام (PoS)، یا تحمل خطای عملی بیزانسی استفاده می‌کنند.

انواع اطمینان در بلاک چین

قطعیت در بلاک چین می تواند احتمالی، اقتصادی، آنی، بدون قید و شرط یا مربوط به کل وضعیت بلاک چین باشد.

انواع مختلفی از نهایی بودن در بلاک چین وجود دارد که هر کدام درجه متفاوتی از نهایی بودن و برگشت ناپذیری را در مورد تراکنش ها و بلاک ها تعریف می کنند. انواع اصلی قطعیت در بلاک چین به شرح زیر است:

قطعیت احتمالی

در اکثر سیستم‌های بلاک چین، به ویژه سیستم‌هایی که از اجماع PoW مانند بیت‌کوین استفاده می‌کنند، قطعیت احتمالی است. هنگامی که بلوک ها در بالای تراکنش تایید شده قرار می گیرند، پس از اینکه در یک بلوک گنجانده شد، احتمال معکوس شدن تراکنش به طور تصاعدی کاهش می یابد.

اطمینان اقتصادی

مفهوم اطمینان اقتصادی اغلب با سیستم‌های PoS مرتبط است. یک معامله از نظر اقتصادی نهایی در نظر گرفته می‌شود اگر برگشت از نظر مالی غیرقابل دوام باشد. در PoS، اعتباردهنده‌ها یا گره‌ها باید مقدار معینی از ارز دیجیتال را به عنوان وثیقه ارائه دهند. اگر آنها معاملات متقلبانه را تأیید کنند، خطر از دست دادن سهام خود را دارند و از نظر اقتصادی انجام بد نیت غیر منطقی است.

دقت فوری

شبکه ریپل اطمینان نزدیک به آنی را ارائه می‌کند و اطمینان می‌دهد که تراکنش بلافاصله پس از ثبت در دفتر، تأیید و غیرقابل برگشت است. تراکنش‌ها توسط 150 اعتبارسنجی تأیید می‌شوند. این اعتباردهنده‌ها به طور بالقوه می‌توانند جایگاهی را در لیست 35 اعتبارسنجی Unique Node Ripple کسب کنند.

یقین بی قید و شرط

پس از تایید یک تراکنش، به طور کامل و بدون قید و شرط نهایی در نظر گرفته می شود. در هیچ موردی نمی توان معامله را لغو کرد. دستیابی به یقین بی قید و شرط می تواند دشوار باشد و اغلب به درجه ای قوی از تمرکز یا یک روش منحصر به فرد اجماع نیاز دارد.

اعلام یقین

در برخی از سیستم های بلاک چین، نهایی بودن به وضعیت دقیق بلاک چین اشاره دارد، نه فقط به تراکنش ها. انتقال حالت (تغییر در وضعیت بلاک چین، مانند تراکنش یا اجرای یک قرارداد هوشمند) پس از تکمیل نمی‌تواند تغییر یا لغو شود. دستیابی به دقت حالت برای کاربردهایی مانند قراردادهای هوشمند ضروری است، جایی که دقت کل حالت برنامه حیاتی است.

چرا دقت در بلاک چین مهم است؟

در بلاک چین، نهایی بودن اطمینان لازم را برای اعتبار و ماندگاری تراکنش فراهم می کند و آن را به یک مفهوم اساسی برای قابلیت اطمینان و عملکرد فناوری تبدیل می کند.

اطمینان سطح بالایی از امنیت و اطمینان در سیستم را تضمین می کند. این تضمین می کند که پس از تایید یک تراکنش، نمی توان آن را تغییر داد یا معکوس کرد. با تأیید قانونی بودن و ثبت شدن تراکنش در بلاک چین، قطعی بودن از مشکل هزینه مضاعف جلوگیری می کند، زیرا می توان از یک دارایی دیجیتالی بیش از یک بار استفاده کرد.

به عنوان مثال، اگر شخصی یک بیت کوین (BTC) داشته باشد و سعی کند آن را در دو تراکنش جداگانه به دو گیرنده مختلف منتقل کند، ممکن است دو برابر هزینه شود. فناوری بلاک چین با تضمین دقت از این اتفاق جلوگیری می کند. پس از تایید و ثبت تراکنش در بلاک چین، دارایی دیجیتال خرج شده در نظر گرفته می شود و نمی توان از آن در تراکنش های دیگر استفاده کرد.

در زمینه قراردادهای هوشمند، دقت بسیار مهم است. جزئیات توافق بین خریدار و فروشنده مستقیماً در قراردادهای هوشمند تعبیه شده است که کدهای خوداجرایی هستند. نهایی بودن تضمین می کند که نتایج این توافقات قطعی و غیرقابل تغییر است.

علاوه بر این، دقت به این معناست که چگونه برنامه‌های غیرمتمرکز (DApps) تضمین می‌کنند که عملیات آنها ایمن و قابل اعتماد هستند. نهایی بودن تضمین می کند که تصمیمات و اقدامات انجام شده در این برنامه ها غیر قابل تغییر و برگشت ناپذیر هستند. علاوه بر این، بلاک چین با نهایی کردن تراکنش ها، اعتماد کاربران و اعضای شبکه را بهبود می بخشد. دانستن برگشت ناپذیر بودن تراکنش ها باعث افزایش اعتماد کاربران به سیستم می شود.

چالش های دستیابی به نهایی شدن در بلاک چین

مسائلی مانند فورک، تأخیر شبکه، آسیب پذیری قراردادهای هوشمند و حملات 51 درصدی از نهایی شدن تراکنش های بلاک چین جلوگیری می کند.

فورک زمانی اتفاق می افتد که بلاک چین به چندین مسیر تقسیم می شود و نسخه های مختلفی از تاریخچه تراکنش تولید می کند. روش اجماع به دلیل این تفاوت مورد آزمایش قرار می گیرد، و تعیین اینکه کدام نسخه مشروع است را دشوار می کند و قطعیت را به تاخیر می اندازد.

به عنوان مثال، هارد فورک ها می توانند ناشی از اختلاف نظر بین جامعه یا توسعه دهندگان بر سر به روز رسانی پروتکل باشند. تا زمانی که مشکل حل نشود، گروه‌های مختلف ممکن است به حمایت از بلاک چین‌های PoW ادامه دهند و نتیجه نهایی به دست نیاید.

تأخیر شبکه یا تأخیر در ارتباط داده بین گره ها، مسائل را پیچیده تر می کند. اتصالات آهسته شبکه می تواند انتشار اطلاعات تراکنش ها را در سراسر شبکه بلاک چین به تاخیر بیاندازد و باعث ایجاد خطا در پردازش و تأیید تراکنش شود.

علاوه بر این، آسیب‌پذیری قرارداد هوشمند می‌تواند منجر به رفتار غیرمنتظره‌ای شود که به بازیگران بد اجازه می‌دهد از آن سوء استفاده کرده و تراکنش‌ها را معکوس کنند. به طور مشابه، در یک بلاک چین PoW، نهادی که بیش از 50 درصد از قدرت استخراج شبکه را در اختیار دارد، می‌تواند تاریخچه بلاک چین را تغییر داده و تراکنش‌ها را معکوس کند. این دقت و امنیت را تضعیف می کند.

با توجه به این نگرانی‌ها، یکپارچگی بلاک چین به خطر افتاده است و نیاز به اجرای الگوریتم‌های اجماع قوی و پروتکل‌های شبکه موثر توسط توسعه‌دهندگان برای کاهش مشکلات فورکی و تأخیر و تضمین خاتمه به موقع و ایمن تراکنش‌ها دارد.

تکنیک ها و الگوریتم های اجماع برای افزایش دقت

زمان‌های تایید طولانی‌تر، تأییدهای متعدد و الگوریتم‌های امنیتی پیشرفته مانند PoS Pure Algorand، PoS واگذار شده (DPoS) و HoneyBadgerBFT می‌توانند به افزایش اطمینان بلاک چین کمک کنند.

یک رویکرد شامل دوره‌های تأیید طولانی‌تر است، که اجازه می‌دهد تا قبل از پذیرش نهایی تراکنش، تعداد بیشتری تأیید شود. هر چه مدت زمان مورد نیاز برای دستیابی به اجماع طولانی‌تر باشد، احتمال اعتبارسنجی و برگشت ناپذیر شدن یک تراکنش به‌طور قابل‌توجهی افزایش می‌یابد.

علاوه بر این، استفاده از تکنیک تأیید چندگانه، که در آن تراکنش‌ها توسط بسیاری از گره‌ها یا اعتبارسنجی‌ها بررسی می‌شوند، یک لایه امنیتی اضافی را فراهم می‌کند و از اجماع گسترده‌تر اطمینان حاصل می‌کند و احتمال خطا یا حملات مخرب را کاهش می‌دهد.

علاوه بر این، الگوریتم‌های اجماع نوآورانه Algorand مانند Pure PoS، DPoS و HoneyBadgerBFT صنعت را متحول کرده‌اند. Algorand از یک روش PoS ترکیب شده با پروتکل توافق بیزانس برای اطمینان از نهایی شدن سریع و غیرقابل برگشت تراکنش ها استفاده می کند.

DPoS با پیاده سازی یک سیستم مبتنی بر شهرت که در آن گروه کوچکی از نمایندگان مورد اعتماد تراکنش ها را تأیید می کنند، کارایی و دقت شبکه را افزایش می دهد. به طور مشابه، الگوریتم HoneyBadgerBFT با دستیابی به اجماع بیزانسی ناهمزمان حتی در حضور گره های مخرب یا تاخیرهای شبکه، دقت و امنیت را افزایش می دهد.

روندها و تحولات آینده در دستیابی به نتایج سریعتر و قابل اعتمادتر

اساساً، برای دستیابی به یک نتیجه سریعتر و قابل اعتمادتر در آینده، یک استراتژی چند رشته ای با ترکیب تکنیک های مختلف اجماع، رمزگذاری پیشرفته و قابلیت همکاری بهبود یافته مورد نیاز است.

ظهور مدل های اجماع ترکیبی یکی از این روند است. این الگوریتم‌های اجماع ترکیبی، مزایای الگوریتم‌های اجماع مختلف را با هم ترکیب می‌کنند و تلاش می‌کنند تا مقیاس‌پذیری و عملکرد را با حفظ امنیت قوی افزایش دهند. پروژه‌ها در حال آزمایش با ترکیب روش‌های PoS هستند زیرا نسبت به تکنیک‌های PoW انرژی بسیار کمتری مصرف می‌کنند و زمان‌های تایید را سرعت می‌بخشند.

علاوه بر این، علاقه فزاینده ای به روش های رمزگذاری پیشرفته مانند اثبات های دانش صفر (ZK) و فناوری های نوآورانه مانند شاردینگ وجود دارد. مدارک دانش صفر با اجازه دادن به طرفین برای تأیید تراکنش ها بدون افشای اطلاعات خصوصی، کارایی و حریم خصوصی را افزایش می دهند. شاردینگ، روشی برای تقسیم بلاک چین به قطعات کوچکتر و قابل مدیریت تر، بار محاسباتی گره ها را کاهش می دهد و پردازش تراکنش ها را سرعت می بخشد.

توسعه محاسبات کوانتومی ممکن است تکنیک‌های رمزگذاری فعلی را منسوخ کند و نیاز به ایجاد الگوریتم‌های مقاوم در برابر کوانتومی داشته باشد. برای حفظ امنیت و نهایی بودن تراکنش ها در مواجهه با تهدیدات کوانتومی، شبکه های بلاک چین به طور فعال در حال بررسی راه حل های رمزنگاری مقاوم در برابر کوانتومی هستند.

تمرکز دیگر این است که چگونه بلاک چین های مختلف با یکدیگر تعامل دارند. به لطف استفاده از پروتکل هایی مانند Polkadot و Cosmos، تراکنش های بین شبکه ها را می توان به سرعت و روان انجام داد. این قابلیت متقابل اثربخشی کلی سیستم های بلاک چین را افزایش می دهد و نتیجه سریعتر و قابل اعتمادتری ارائه می دهد.