چرا محیط های اجرایی قابل اعتماد برای بلاک چین های اثبات سهام یکپارچه خواهند بود

از زمان اختراع بیت کوین، ما شاهد هجوم فوق العاده ای از خلاقیت علوم کامپیوتر در جامعه باز بوده ایم. علیرغم موفقیت آشکار، بیت کوین دارای چندین کاستی است. خیلی کند است، خیلی گران است، قیمت آن بسیار نوسان است و معاملات خیلی عمومی هستند.

پروژه های مختلف ارزهای دیجیتال در فضای عمومی سعی در حل این چالش ها داشته اند. علاقه خاصی در جامعه برای حل چالش مقیاس پذیری وجود دارد. الگوریتم اجماع اثبات کار بیت کوین تنها از هفت تراکنش در ثانیه پشتیبانی می کند. سایر بلاک چین‌ها مانند اتریوم 1.0 که بر الگوریتم اجماع اثبات کار نیز متکی است، عملکرد متوسطی را نشان می‌دهند. این تأثیر نامطلوبی بر کارمزد معاملات دارد. کارمزد تراکنش ها با میزان ترافیک شبکه متفاوت است. گاهی اوقات هزینه ها ممکن است کمتر از 1 دلار و در برخی مواقع بیشتر از 50 دلار باشد.

بلاک چین های اثبات کار نیز بسیار انرژی بر هستند. از زمان نگارش این مقاله، فرآیند ایجاد بیت کوین سالانه حدود 91 تراوات ساعت برق مصرف می کند. این انرژی بیشتر از انرژی مصرف شده توسط فنلاند، کشوری با حدود 5.5 میلیون نفر است.

در حالی که بخشی از مفسران وجود دارند که این را به‌عنوان هزینه‌ای ضروری برای حفاظت از کل سیستم مالی به‌جای هزینه اجرای یک سیستم پرداخت دیجیتالی می‌دانند، بخش دیگری وجود دارد که فکر می‌کند این هزینه می‌تواند توسط توسعه پروتکل‌های اجماع اثبات سهام پروتکل های اجماع اثبات سهام نیز توان عملیاتی بسیار بالاتری را ارائه می دهند. هدف برخی از پروژه های بلاک چین، ارائه بیش از 100000 تراکنش در ثانیه است. در این سطح عملکرد، بلاک چین ها می توانند با پردازشگرهای پرداخت متمرکز مانند ویزا رقابت کنند.

تغییر به سمت اجماع اثبات سهام بسیار مهم است. Tendermint یک چارچوب اجماع اثبات سهام محبوب است. چندین پروژه مانند Binance DEX، Oasis Network، Secret Network، Provenance Blockchain و بسیاری دیگر از چارچوب Tendermint استفاده می کنند. اتریوم در حال گذار به سمت تبدیل شدن به یک شبکه مبتنی بر اثبات سهام است. اتریوم 2.0 احتمالاً در سال 2022 راه اندازی می شود اما در حال حاضر این شبکه بیش از 300000 اعتبار سنجی دارد. پس از اینکه اتریوم این انتقال را انجام داد، این احتمال وجود دارد که چندین بلاک چین مبتنی بر ماشین مجازی اتریوم (EVM) از این روش پیروی کنند. علاوه بر این، چندین بلاک چین غیر EVM مانند Cardano، Solana، Algorand، Tezos و Celo وجود دارد که از اجماع اثبات سهام استفاده می کنند.

بلاک چین های اثبات سهام نیازمندی های جدیدی را معرفی می کنند

همانطور که بلاک چین های اثبات سهام پابرجا می شوند، مهم است که عمیق تر به تغییراتی که در حال آشکار شدن هستند کاوش کنیم.

اول، دیگر «ماینینگ» وجود ندارد. درعوض، «سرمایه گذاری» وجود دارد. Staking فرآیندی است برای به خطر انداختن ارز بومی بلاک چین برای به دست آوردن حق اعتبارسنجی تراکنش ها. ارز رمزنگاری شده برای تراکنش ها غیرقابل استفاده است، یعنی نمی توان از آن برای انجام پرداخت ها یا تعامل با قراردادهای هوشمند استفاده کرد. اعتبار سنجی هایی که ارزهای دیجیتال را به اشتراک می گذارند و تراکنش ها را پردازش می کنند، کسری از هزینه هایی را که توسط نهادهایی که تراکنش ها را به بلاک چین ارسال می کنند، پرداخت می کنند. بازده سهام اغلب در محدوده 5٪ تا 15٪ است.

دوم، بر خلاف اثبات کار، اثبات سهام یک پروتکل اجماع مبتنی بر رأی است. هنگامی که یک اعتبارسنجی ارز دیجیتال را به اشتراک می گذارد، متعهد می شود که آنلاین بماند و در مورد تراکنش ها رای دهد. اگر به دلایلی تعداد قابل توجهی از اعتبار سنجی ها آفلاین شوند، پردازش تراکنش به طور کامل متوقف می شود. این به این دلیل است که برای افزودن بلاک‌های جدید به بلاک چین، به اکثریت آرا نیاز است. این کاملاً یک انحراف از بلاک چین های اثبات کار است که در آن ماینرها می توانند هر طور که می خواهند بیایند و بروند، و پاداش بلندمدت آنها به میزان کاری که در حین شرکت در پروتکل اجماع انجام داده اند بستگی دارد. در بلاک چین های اثبات سهام، گره های اعتبارسنجی جریمه می شوند و اگر آنلاین نمانند و به تراکنش ها رای ندهند، بخشی از سهام آنها از بین می رود.

سوم، در بلاک چین های اثبات کار، اگر یک ماینر برای مثال با تلاش برای فورک کردن بلاک چین رفتار نادرست داشته باشد، در نهایت به خود آسیب می رساند. ماینینگ روی یک بلوک نادرست، هدر دادن تلاش است. این در بلاک چین های اثبات سهام صادق نیست. اگر یک فورک در بلاک چین وجود داشته باشد، یک گره اعتبار سنجی در واقع برای پشتیبانی از زنجیره اصلی و فورک تشویق می شود. این به این دلیل است که همیشه احتمال کمی وجود دارد که زنجیره دوشاخه در دراز مدت تبدیل به زنجیره اصلی شود.

مجازات رفتار نادرست بلاک چین

بلاکچین‌های اولیه اثبات سهام این مشکل را نادیده گرفتند و به گره‌های اعتبارسنجی که در اجماع شرکت می‌کردند، بدون رفتار نادرست متکی بودند. اما این فرضیه خوبی برای دراز مدت نیست و بنابراین طرح های جدیدتر مفهومی به نام “slashing” را معرفی می کنند. در صورتی که یک گره اعتبار سنجی مشاهده کند که گره دیگری بد رفتار کرده است، برای مثال با رأی دادن به دو بلوک جداگانه در یک ارتفاع، ناظر می تواند گره مخرب را قطع کند. گره بریده شده بخشی از ارز رمزنگاری شده خود را از دست می دهد. بزرگی یک ارز دیجیتال کاهش یافته به بلاک چین خاص بستگی دارد. هر بلاک چین قوانین خاص خود را دارد.

چهارم، در بلاک چین‌های اثبات سهام، پیکربندی‌های نادرست می‌تواند منجر به کاهش قیمت شود. یک پیکربندی نادرست معمولی، حالتی است که در آن اعتباردهنده‌های متعدد، که ممکن است متعلق به یک نهاد یا اداره شوند، در نهایت از یک کلید برای اعتبارسنجی تراکنش‌ها استفاده کنند. به راحتی می توان فهمید که چگونه این امر می تواند منجر به بریده شدن شود.

در نهایت، بلاک چین‌های اثبات سهام اولیه محدودیت سختی در مورد تعداد اعتباردهنده‌هایی داشتند که می‌توانستند در اجماع شرکت کنند. این به این دلیل است که هر اعتبار سنجی یک بلوک را دو بار امضا می کند، یک بار در مرحله آماده سازی پروتکل و یک بار در مرحله commit. این امضاها جمع می شوند و می توانند فضای کمی را در بلوک اشغال کنند. این بدان معناست که بلاک چین های اثبات سهام متمرکز تر از بلاک چین های اثبات کار هستند. این یک مشکل جدی برای طرفداران تمرکززدایی است و در نتیجه، بلاک چین های جدیدتر اثبات سهام به سمت سیستم های رمزنگاری جدیدتر که از تجمع امضا پشتیبانی می کنند، تغییر می کند. به عنوان مثال، سیستم رمزنگاری Boneh-Lynn-Sacham (BLS) از تجمع امضا پشتیبانی می کند. با استفاده از سیستم رمزنگاری BLS، هزاران امضا را می توان به گونه ای جمع کرد که امضای انبوه تنها فضای یک امضا را اشغال کند.

اینکه چگونه محیط‌های اجرایی قابل اعتماد می‌توانند در زنجیره‌های بلاک‌های اثبات سهام یکپارچه باشند

در حالی که فلسفه اصلی بلاک‌چین‌ها حول مفهوم عدم اعتماد می‌چرخد، محیط‌های اجرایی قابل اعتماد می‌توانند برای بلاک چین‌های اثبات سهام یکپارچه باشند.

مدیریت ایمن کلیدهای اعتبارسنجی با عمر طولانی

برای بلاک چین های اثبات سهام، کلیدهای اعتبارسنجی باید به طور ایمن مدیریت شوند. در حالت ایده آل، چنین کلیدهایی هرگز نباید به صورت متن واضح در دسترس باشند. آنها باید در محیط های اجرایی قابل اعتماد تولید و استفاده شوند. همچنین، محیط های اجرایی قابل اعتماد باید از بازیابی فاجعه و در دسترس بودن بالا اطمینان حاصل کنند. آنها باید همیشه آنلاین باشند تا نیازهای گره های اعتبارسنجی را برآورده کنند.

اجرای ایمن کدهای حیاتی

امروزه محیط های اجرایی قابل اعتماد بیش از مدیریت کلید ایمن قادر به انجام آن هستند. آنها همچنین می توانند برای استقرار کدهای حیاتی که با یکپارچگی بالا عمل می کنند استفاده شوند. در مورد تایید کننده های اثبات سهام، مهم است که پیام های متناقض امضا نشوند. بر اساس چندین پروتکل بلاک چین اثبات سهام، امضای پیام‌های متناقض می‌تواند منجر به جریمه‌های اقتصادی شود. کدی که وضعیت بلاک چین را ردیابی می‌کند و تضمین می‌کند که اعتبارسنجی‌ها پیام‌های متناقض را امضا نمی‌کنند، باید با یکپارچگی بالا اجرا شوند.

نتیجه گیری

اکوسیستم بلاک چین به روش های بسیار اساسی در حال تغییر است. تغییر بزرگی به سمت استفاده از اجماع اثبات سهام وجود دارد زیرا در مقایسه با الگوریتم اجماع اثبات کار، عملکرد بالاتر و ردپای انرژی کمتری را ارائه می دهد. این یک تغییر ناچیز نیست.

گره های اعتبار سنجی باید آنلاین بمانند و برای آفلاین شدن جریمه می شوند. مدیریت ایمن کلیدها و همیشه آنلاین یک چالش است.

برای اینکه پروتکل در مقیاس عمل کند، چندین بلاک چین مجازات هایی را برای رفتار نادرست معرفی کرده اند. گره های اعتبار سنجی همچنان به دلیل پیکربندی نادرست یا حملات مخرب به آنها از این مجازات ها رنج می برند. برای حفظ ماهیت توزیع شده در مقیاس بزرگ بلاک چین ها، سیستم های رمزنگاری جدید در حال اتخاذ هستند. محیط‌های اجرایی قابل اعتمادی که بازیابی فاجعه، در دسترس بودن بالا، پشتیبانی از سیستم‌های رمزنگاری جدید مانند BLS را ارائه می‌دهند و امکان اجرای کد سفارشی با یکپارچگی بالا را فراهم می‌کنند، احتمالاً بخشی جدایی‌ناپذیر از این تغییر از اثبات کار به اثبات سهام خواهند بود. بلاک چین ها

پرالهاد دشپنده، دکترا، معمار ارشد راه حل در Fortanix است.