فهم آليات إجماع البلوكتشين: PoW و PoS و DPoS

عندما يدخل القادمين الجدد إلى مساحة البلوكشين، غالبًا ما يشعرون بالارتباك بسبب وفرة المصطلحات التقنية والاختصارات. إنه يشبه دراسة لغة جديدة حيث تخلق المصطلحات غير المألوفة شعورًا بالخوف.

نظرًا للطبيعة العالمية لتكنولوجيا blockchain، فإن المصطلحات التقنية الإنجليزية لا مفر منها. اليوم، دعونا نفكك ثلاثة آليات توافق أساسية: PoW و PoS و DPoS. 🤔

1. PoW (إثبات العمل): آلية التوافق الأصلية

إثبات العمل (PoW) يستمد اسمه من مبدئه الأساسي: المكافآت تتناسب مع الجهد. هذه الآلية تتحقق من المساهمات من خلال العمل الحسابي، محددةً حقوق التحقق من الكتل والمكافآت بناءً على الموارد المساهمة.

تعتمد عملية التحقق على أجهزة الكمبيوتر التي تحل مسائل رياضية معقدة. فكر في الأمر كمنافسة حيث يقوم المشاركون بحل نفس اللغز - من يحلها أولاً يكسب الحق في التحقق من المعاملات ( وإنشاء كتلة ) ويتلقى العملات الرقمية المُنتَجة حديثًا كمكافأة.

في شبكة البيتكوين، يحصل أول مُعدٍ يحل اللغز التشفيري على البيتكوين كمكافأة على عمله الحسابي.

مزايا PoW:

• تنفيذ خوارزمية بسيطة
• عتبة أمان عالية ( يتطلب الهجوم على الشبكة موارد حاسوبية هائلة )
• نموذج أمان مجرب في المعارك مع أكثر من عقد من الزمان من المرونة المثبتة

عيوب PoW:

• المنافسة التي تتطلب موارد كثيفة تهدر الكهرباء
• دورات التأكيد الطويلة تجعل المعاملات عالية الإنتاجية تحديًا
• المخاوف البيئية بسبب استهلاك الطاقة الضخم

آلية إثبات العمل (PoW) لبيتكوين، على سبيل المثال، تستهلك مليارات الدولارات من الكهرباء سنويًا، مما يجذب انتقادات كبيرة بسبب تأثيرها على البيئة.

التطبيقات في العالم الحقيقي: تعتبر بيتكوين، لايتكوين، ودوجكوين أمثلة بارزة على الشبكات التي تستخدم آلية إجماع إثبات العمل (PoW). تظل بيتكوين هي الأكثر أمانًا والأكثر اعتمادًا في تنفيذ هذه الآلية.

2. PoS (إثبات الحصة): البديل الموفر للطاقة

إثبات الحصة (PoS) يختار المدققين بناءً على كمية ومدة حيازة العملات المشفرة. ببساطة، المستخدمون الذين لديهم المزيد من الرموز المحتفظ بها لفترات أطول لديهم احتمالات أعلى لأن يتم اختيارهم للتحقق من المعاملات وإنشاء كتل جديدة.

مزايا PoS:

• كفاءة الطاقة - تقضي على المنافسات الحاسوبية، مما يقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة
• عتبة هجوم عالية - الحصول على 51% من الرموز المرهونة مكلف للغاية ويتطلب الاحتفاظ بها لفترات طويلة
• توليد الكتل والتأكيد بشكل أسرع، مما يحسن من إجمالي قدرة النظام وكفاءته

عيوب PoS:

• الميل نحو تركيز الحصة - يحصل الحائزون الأكبر على مكافآت بشكل متناسب أكثر، مما قد يؤدي إلى المركزية
• انخفاض السيولة حيث يتم تحفيز المستخدمين للاحتفاظ بالرموز للحصول على مكافآت التخزين بدلاً من استخدامها في النظام البيئي

التطبيقات في العالم الحقيقي: إثريوم (بعد الدمج)، كاردانو، وسولانا تستخدم أنواع مختلفة من إجماع PoS. انتقال إثريوم من PoW إلى PoS في عام 2022 قلل من استهلاك الطاقة بنسبة تقارب 99.95%، مما يوضح الفوائد البيئية لهذه الآلية.

3. DPoS (إثبات الحصة المفوضة): نموذج الممثل

إثبات الحصة المفوضة (DPoS) يعمل بطريقة مشابهة لنظام انتخابات مجلس الإدارة. يقوم حاملو الرموز بالتصويت لعدد محدود من المفوضين الذين يتحققون من المعاملات وينشئون الكتل نيابة عنهم. إذا فشل المفوضون المنتخبون في أداء واجباتهم في الوقت المحدد (إنشاء الكتل المفقودة)، يمكن للشبكة التصويت لإخراجهم واستبدالهم بمفوضين جدد.

من منظور معين، يمثل DPoS نظامًا شبه مركزي أو نموذج "مركزي ضعيف" يوازن بين الكفاءة واللامركزية.

مزايا DPoS:

• تحقق عالي الكفاءة مع عدد أقل من العقد، مما يتيح زيادة في سرعة المعاملات
• الحكم الديمقراطي من خلال آلية التصويت
• خفض الحواجز أمام المشاركة للمستخدمين العاديين الذين يمكنهم تفويض حصتهم

عيوب DPoS:

• تقليل اللامركزية حيث تتركز السلطة بين عدد قليل من الممثلين المنتخبين
• إمكانية اللامبالاة من الناخبين أو شراء الأصوات الذي قد يهدد أمان الشبكة
• بعض درجة من السيطرة المركزية في إنتاج الكتل

التطبيقات في العالم الحقيقي: تقوم EOS و TRON و BitShares بتنفيذ إجماع DPoS. عادةً ما تحقق هذه الشبكات من خلال ذلك قدرة أعلى على معالجة المعاملات على حساب بعض اللامركزية، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب أداءً عاليًا.

التحليل المقارن 🔍

تقدم كل آلية إجماع تنازلات مختلفة بين الأمان واللامركزية وقابلية التوسع:

| الآلية | كفاءة الطاقة | اللامركزية | سرعة المعاملات | نموذج الأمان | |-----------|-------------------|------------------|-------------------|---------------| | إثبات العمل | منخفض جداً | مرتفع | منخفض | تكلفة حسابية | | PoS | عالي | متوسط-عالي | متوسط-عالي | المصلحة الاقتصادية | | DPoS | عالي جداً | متوسط-منخفض | عالي جداً | حصة مفوضة |

نتطلع 🚩

تستمر صناعة blockchain في تجربة آليات توافق مختلفة، كل منها له مزايا وقيود متميزة. لا توجد آلية متفوقة عالميًا - يعتمد الخيار الأمثل على حالات الاستخدام والأولويات المحددة.

مع تطور تقنية blockchain، يمكننا توقع تحسين مستمر لآليات الإجماع. الاتجاه يتجه نحو حلول أكثر كفاءة في استخدام الطاقة تحافظ على الأمان بينما تحسن قابلية التوسع - وهو اتجاه واعد لنمو الصناعة المستدام.