ما هو بروتوكول الإجماع النجمي لشبكة باي؟

شبكة بيالصورة بروتوكول توافق ممتاز لقد كان هذا الموضوع محل نقاش في العديد من المنشورات سابقًا. ومع ذلك، هل لا يزال الكثيرون يفهمون معناه الحقيقي، في حين يعتبره بعض الرواد آلية إجماع البلوك تشين الخاصة بالبروتوكول؟ باختصار، لا تعتمد شبكة باي على نظام إجماع جديد خاص بها. 

تستخدم تقنية البلوك تشين الخاصة بها نسخة معدلة من بروتوكول إجماع ستيلر (SCP)، والذي يعتمد على نموذج محدد رسميًا يسمى الاتفاقية البيزنطية الفيدرالية (FBA). يكمن الجواب الأطول والأكثر أهمية في كيفية عمل بروتوكول SCP، ولماذا يختلف عن إثبات العمل وإثبات الحصة، وكيف تقوم شبكة Pi بتعديله لدعم شبكة تعتمد على الهوية وتركز على الأجهزة المحمولة أولاً.

تشرح هذه المقالة التقنية من مبادئها الأساسية. وتركز على كيفية التوصل إلى توافق في الآراء، والضمانات التي يوفرها بروتوكول SCP، وأوجه اختلاف تطبيق شبكة Pi عن التصميم الأصلي لشبكة Stellar. وكما هو الحال دائمًا، فإن الهدف هو توضيح آليات العمل، وليس الترويج لنتائج أو التكهن بأهميتها بالنسبة لـ تقنية بلوك تشين باي في عام 2026 وبعده.

أسس بروتوكول الإجماع النجمي والاتفاقية البيزنطية الموحدة

كما سبق أن أوضحنا، تعتمد آلية الإجماع في شبكة باي على بروتوكول SCP الخاص بسلسلة كتل ستيلر، والذي تم تقديمه في عام 2015. وقد صممه عالم حاسوب من جامعة ستانفورد. ديفيد مازيير وتم تنفيذه على ممتاز الشبكة. بدلاً من الاعتماد على التعدين أو المصالح الاقتصادية، يستخدم SCP اتفاقًا بين العقد يحدد بشكل صريح من يثقون به.

يُعدّ FBA جوهر بروتوكول SCP. تفترض أنظمة تحمل الأخطاء البيزنطية التقليدية، مثل PBFT، قائمة ثابتة من المدققين. هذا الافتراض يُقيّد الانفتاح ويُصعّب المشاركة العالمية. يُلغي FBA شرط العضوية الثابتة. يختار كل عقدة بشكل مستقل شرائح النصاب الخاصة بها، وهي مجموعات فرعية من العقد الأخرى التي تعتبرها كافية للتوصل إلى اتفاق. النصاب هو مجموعة من العقد حيث يمتلك كل عضو شريحة نصاب واحدة على الأقل مُضمنة بالكامل ضمن تلك المجموعة. 

يتحقق الإجماع عندما تتداخل هذه الشرائح بما يكفي لتشكيل النصاب القانوني. وتعتمد السلامة على تقاطع النصاب القانوني، أي أن أي مجموعتين قانونيتين يجب أن تشتركا في عقدة واحدة على الأقل نزيهة. أما استمرارية الشبكة فتعتمد على قدرتها على تشكيل النصاب القانوني حتى في حال تعطل بعض العقد.

يُتيح هذا النموذج مشاركة مفتوحة مع التسامح مع الأخطاء البيزنطية. عمليًا، يستطيع بروتوكول SCP التعامل مع أي سلوك خاطئ طالما بقي تقاطع النصاب قائمًا بعد إزالة العقد المعيبة.

المبادئ الأساسية لبرنامج FBA وبرنامج SCP

يعمم اتفاق بيزنطة الموحد مفهوم تحمل الأخطاء البيزنطية الكلاسيكي دون افتراض مجموعة مدققين ثابتة. يحدد كل عقد مستوى الثقة محليًا بدلاً من وراثته من قاعدة عامة.

الاول هو تقسيم النصاب القانونيتُقرر العُقد بنفسها العُقد الأخرى التي تعتمد عليها. ولا تكون هذه الشرائح موحدة عبر الشبكة، بل تعكس الثقة الاجتماعية أو التنظيمية أو التشغيلية.

اكتشف المشاريع الواعدة...

مشاريع واعدة...

(إعلان)

تستمر المقالة...

الثاني هو تقاطع النصابلضمان سلامة البروتوكول، يجب أن تتقاطع جميع النصابات التي يمكن تشكيلها، حتى بعد إزالة العقد المعيبة. إذا فشل التقاطع، فإن الشبكة معرضة لخطر اتخاذ قرارات متضاربة.

الثالث هو مفهوم العقد السليمة والملوثةالعقد السليمة هي تلك التي لا تزال قادرة على العمل بشكل صحيح بعد إزالة العقد المعيبة. أما العقد الملوثة فهي سليمة من الناحية التقنية، لكنها تعتمد على العقد المعيبة لتحقيق التقدم، وبالتالي تفقد حيويتها.

الرابع هو مجموعات قابلة للاستغناء عنهايُحدد النموذج الرسمي لبروتوكول SCP مجموعات من العقد التي يمكن إزالتها مع الحفاظ على تقاطع النصاب والتوافر. وهذا يسمح للبروتوكول بالتفكير بدقة في تحمل الأعطال دون الحاجة إلى عتبة عددية صارمة.

تُعطي هذه الخصائص مجتمعةً بروتوكول SCP ما يُسميه مصمموه "الأمان الأمثل". ويُضمن التوافق كلما كان ذلك ممكناً نظرياً في ظل ظروف الشبكة غير المتزامنة.

كيف توصلت مؤسسة SCP إلى توافق في الآراء

يتوصل بروتوكول SCP إلى اتفاق في مرحلتين متميزتين لكل خانة، حيث تمثل الخانة كتلة أو مجموعة معاملات.

تختار مرحلة الترشيح قيمة مرشحة. تقوم العُقد بترشيح مجموعات المعاملات باستخدام التصويت الموحد. ولتجنب الفوضى، تُعطى الأولوية للترشيحات باستخدام دوال التجزئة المشفرة. بمرور الوقت، تتقارب العُقد السليمة على نفس القيمة المركبة، والتي عادةً ما تكون اتحادًا لمعاملات صالحة.

بمجرد اكتمال الترشيح، ينتقل البروتوكول إلى مرحلة التصويت. في هذه المرحلة، تصوّت العُقد على بطاقات اقتراع مُعرّفة بعداد وقيمة. يزداد العداد إذا تعثّر التقدم. تمر العُقد بخطوات الإعداد والالتزام والتصدير. تُصدّر القيمة عندما يُؤكدها النصاب القانوني، مما يجعل القرار نهائيًا.

تُوقّع جميع الرسائل باستخدام مفاتيح تشفير. وتُستخدم دوال التجزئة لتحديد الأولويات ودمج القيم. تمنع هذه الآليات التزوير وهجمات إعادة الإرسال.

في شبكات الإنتاج، تصل عملية SCP عادةً إلى مرحلة الحسم في غضون 3 إلى 5 ثوانٍ. لا توجد نافذة تسوية احتمالية، كما هو الحال في إثبات العمل. بمجرد تحديد قيمة خارجية، لا يمكن عكسها دون الإخلال بتقاطع النصاب.

مقارنة بآليات الإجماع الأخرى

يختلف نظام SCP اختلافًا جوهريًا عن نظام إثبات العمل ونظام إثبات الحصة.

دليل العمل يعتمد على قوة الحوسبة ويفترض أن غالبية قوة التجزئة نزيهة. نهائية النتائج احتمالية، واستهلاك الطاقة مرتفع.

إثبات الحصة يعتمد على المصلحة الاقتصادية. ويعتمد الاتفاق على افتراضات حول السلوك الرشيد وتوزيع رأس المال.

على النقيض من ذلك، يعتمد بروتوكول SCP على علاقات ثقة صريحة. فهو لا يستهلك طاقة ولا يوازن النفوذ بحجم الحصة. ويُحدد تحمل الأعطال من خلال هيكل النصاب القانوني وليس ملكية الرموز. وهذا ما يجعل بروتوكول SCP مناسبًا للشبكات التي تُعطي الأولوية لانخفاض زمن الاستجابة وإمكانية التنبؤ بالنتائج النهائية.

كيف تتكيف شبكة باي مع بروتوكول SCP

لم يبتكر مشروع Pi Network بروتوكول إجماع جديدًا، بل قام بتكييف بروتوكول SCP لدعم شريحة واسعة من المستخدمين الأفراد بدلًا من مجموعة صغيرة من المدققين المؤسسيين. يعتمد المشروع على شفرة المصدر المفتوح لشبكة Stellar مع تعديل آلية بناء الثقة ومكافأة المشاركة.

أبرز التعديلات هو استخدام دوائر الأمان. يُشجع المستخدمون على إضافة ما بين ثلاثة إلى خمسة جهات اتصال موثوقة. تتجمع هذه الدوائر لتشكل رسمًا بيانيًا عالميًا للثقة. تستخدم العقد هذا الرسم البياني لتحديد تكوين شريحة النصاب القانوني الخاصة بها.

الهدف هو ترسيخ الثقة في العلاقات الإنسانية الحقيقية بدلاً من المؤسسات. ويساعد التحقق من الهوية من خلال عمليات "اعرف عميلك" على الحد من هجمات انتحال الهوية. في هذا النموذج، تنبع الثقة من الأفراد الذين تم التحقق من هويتهم عبر العلاقات الاجتماعية.

تُحدد شبكة Pi أيضًا أدوارًا متعددة للمشاركين. الرواد هم مستخدمون منتظمون للتطبيق يسجلون دخولهم يوميًا. يُعزز المساهمون شبكة الثقة بإضافة جهات اتصال. يقوم السفراء بتجنيد مستخدمين جدد. تُشغل العُقد برنامج SCP على أجهزة سطح المكتب أو أجهزة الكمبيوتر المحمولة وتشارك مباشرةً في عملية الإجماع. تعمل بعض العُقد بمنافذ مفتوحة وتوافر أعلى، مما يزيد من تأثيرها في تشكيل النصاب القانوني.

لا يُعدّ التعدين في شبكة باي تعدينًا بالمعنى المتعارف عليه لآلية إثبات العمل، بل هو عملية توزيع مُجدولة تُنسقها بروتوكولات SCP. تُخصص المكافآت بناءً على الدور والنشاط ووقت التشغيل ومساهمات الثقة. لا توجد مجمعات تعدين ولا حسابات تنافسية.

معالجة المعاملات وأداؤها

تُرسل المعاملات في شبكة باي عبر تطبيقات الهاتف المحمول وتُحال إلى العُقد. تتحقق العُقد من صحة التوقيعات وسجل المعاملات قبل إدراج المعاملات في مجموعات الترشيح.

تتميز رسائل الإجماع بخفتها، ويتم تبادلها عبر الشبكات القياسية. وتُنتج الكتل كل خمس ثوانٍ تقريبًا. وقد تراوحت أهداف الشبكة الأولية بين مئات وآلاف المعاملات في الثانية، وذلك تبعًا لمشاركة العقد وحجم الرسائل.

تُستخدم رسوم المعاملات بشكل أساسي كآلية لتحديد الأولويات وليست كمصدر للدخل. وتستمد كفاءة البروتوكول من عدم الحاجة إلى التعدين ومن صغر حجم الرسائل المطلوبة للتصويت الموحد.

ممتلكات الضمانات الأمنية

من الناحية التقنية، ترث شبكة Pi ضمانات الأمان الأساسية لبروتوكول SCP. وتشمل هذه الضمانات الحتمية النهائية، ومقاومة الأخطاء البيزنطية في ظل تقاطع النصاب، والسلامة التشفيرية للرسائل.

يُضيف البُعد الاجتماعي الإضافي مفاضلات جديدة. فبينما تُسهم دوائر الأمان وعمليات اعرف عميلك في الحد من انتشار الحسابات الوهمية، فإنها تُنشئ أيضًا تبعيات على أنظمة التحقق وبنية شبكة الثقة. وإذا ما أصبحت الثقة مركزية بشكل مفرط، أو إذا اعتمد العديد من المستخدمين على مجموعة صغيرة من العُقد، فقد يضعف تقاطع النصاب القانوني.

لا يتطلب بروتوكول SCP نفسه أن تكون الثقة عالمية أو موحدة. يعتمد أمانه على خيارات التكوين التي يتخذها مشغلو العقد. وهذا يضع مسؤولية على الشبكة لتشجيع وجود شرائح متنوعة ومترابطة بشكل جيد.

القيود والانتقادات

تركز العديد من الانتقادات الموجهة إلى تطبيق الإجماع في شبكة باي على اللامركزية وقابلية التوسع.

في المراحل المبكرة، لعب عدد محدود من العقد الأساسية دورًا هامًا في الحفاظ على تقاطع النصاب. وهذا يخلق تصورات بالسيطرة المركزية، حتى وإن كان البروتوكول الأساسي يدعم اللامركزية.

تُعدّ قابلية التوسع مصدر قلق آخر. فمع ازدياد عدد العُقد، يزداد تعقيد الرسائل. وقد أثبت بروتوكول SCP فعاليته في بيئة الإنتاج على شبكة Stellar، إلا أن تركيز شبكة Pi على تشغيل العُقد بشكل فردي يُؤدي إلى تباين في وقت التشغيل والاتصال.

الخاتمة

يمثل استخدام شبكة Pi لبروتوكول إجماع ستيلر محاولةً لتطبيق نموذج إجماع مدروس جيدًا على بيئة سوقية واسعة النطاق وموجهة نحو الأجهزة المحمولة. يوفر بروتوكول إجماع ستيلر سرعةً في إتمام الاتفاق، واستهلاكًا منخفضًا للطاقة، وضمانات أمان رسمية من خلال اتفاقية بيزنطية موحدة. وتوسع شبكة Pi هذا الإطار من خلال دمج الثقة الاجتماعية والتحقق من الهوية في عملية تكوين النصاب وتوزيع المكافآت.

والنتيجة هي نظام يُعطي الأولوية لإمكانية الوصول والمشاركة البشرية، مع الاعتماد على أبحاث توافقية راسخة. لا تكمن نقاط قوته وضعفه في تقنيات تشفير غير مُختبرة، بل في خيارات التكوين، وحوافز الشبكة، والحوكمة. يُعد فهم هذه الآليات أساسيًا لتقييم شبكة باي من الناحية التقنية، لا بناءً على التكهنات أو الروايات التسويقية.

مصادر:

• الورقة البيضاء لـ PI 2021تمكين التعدين على الهواتف المحمولة
• بروتوكول الإجماع النجمينموذج اتحادي للتوافق على مستوى الإنترنت
• موقع ممتازآلية إثبات الاتفاق الخاصة بمؤسسة SCP
• العقل الناشئما هو الاتفاق البيزنطي الموحد؟