الگوریتم گواه اثبات کار پاسخگوی تمام کاربردهای بلاکچین نیست!

۱۱ سال قبل وایت پیپر بیت کوین در تاریخ ۳۱ اکتبر ۲۰۰۸ منتشر شد. از شروع آرام خود تا ارزش بازار ۳۰۰ میلیارد دلاری، موفقیت بیت کوین واقعا یک دستاورد مثال زدنی می‌باشد.

بیت کوین چیست؟ پرسشی با پاسخ های بسیار زیاد. طلای دیجیتال، پول جادویی اینترنتی، سرمایه گذاری امن در مقابل ریسک های کلان، جنون گل لاله؟ به هر ترتیب یک نکته کاملا مشخص است: بیت کوین بازار خود به عنوان شکل جدیدی از پول که متعلق به مردم می‌باشد را پیدا کرده است. برند بیت کوین در سراسر جهان شناخته شده است، تعداد کاربران آن به سرعت در حال افزایش است و توسعه دهندگان به سمت این اکوسیستم جذب می‌شوند.

هرچند بیت کوین درمان تمام مشکلات نمی‌باشد. هنگامی که ساتوشی بیت کوین را عرضه کرد، در طراحی آن تصمیماتی گرفت که به ازای مقیاس پذیری سطحی و کم و زبان اسکریپت نویسی تشریحی، تبدیل به پولی شود که در مقابل حملات مقاوم می‌باشد. یکی از این تصمیمات مهم، پیاده سازی سیستم گواه اثبات کار (PoW) توزیع شده برای ایجاد اجماع شبکه بود. به عبارت دیگر، بیت کوین پول بسیار خوبی است اما برای کاربردهای بالقوه دیگر بلاکچین آنچنان خوب نیست.

از این موضوع می‌توان فهمید که تصمیمات با هزینه ها و عواقبی مواجه هستند و بیت کوین نیز مسیر خود را مستحکم کرده است. این موضوع فرصت های بیشتری را برای ساختارهای بلاکچین جایگزین فراهم می‌کند تا در بازارهای مختلف نظیر مدیریت زنجیره تامین، نرم افزارهای شرکتی، شبکه های اجتماعی، رای گیری، بازارهای پیش بینی و بسیاری موارد دیگر ارزشمند شوند.

کاربردهای غیرمالی بلاکچین

پول کاربرد مهمی از فناوری بلاکچین است، اما این فقط بخش کوچکی از کاربردهای عظیم بلاکچین است. در ادامه به بعضی از کاربردهای دیگر بلاکچین می‌پردازیم.

مدیریت زنجیره تامین

از بلاکچین می‌توان برای ایجاد دیتابیس به اشتراک گذاشته شده ای استفاده کرد که مسیر تولید یک آیتم از مواد خام یا یک محصول را تا رسیدن به دستان مشتری رصد و پیگیری کند. در حال حاضر این موضوع در صنعت خرید و فروش بازارها و فروشگاه ها در حال آزمایش است تا از گسترش مواد غذایی فاسد و آلوده جلوگیری شود.

بازارهای پیش بینی بر بستر بلاکچین

بازارهای پیش بینی به کاربران امکان می‌دهد تا بر روی نتیجه رویدادهایی نظیر ورزش یا انتخابات پیش بینی کنند. به دلیل آنکه متوقف ساختن بلاکچین های عمومی دشوار می‌باشد، این بلاکچین ها برای کاربردهای شبه قانونی بسیار مناسب می‌باشند. بازارهای پیش بینی مثال خوبی هستند که در بعضی از کشورها قانونی و در بعضی دیگر غیرقانونی می‌باشند. در حال حاضر، چندین پروژه نظیر Augur و Gnosis بر روی بازارهای پیش بینی کار می‌کنند.

شبکه های اجتماعی بر بستر بلاکچین

پلتفرم های شبکه های اجتماعی به شدت به اثرات شبکه تعداد کاربران خود وابسته می‌باشند. به عبارت دیگر، مردم می‌خواهند از پلتفرمی استفاده کنند که تمام دوستان آنها نیز از آن پلتفرم استفاده می‌کنند. این واقعیت باعث یکه تازی فیسبوک شده است، به طوری که کاربران فیسبوک این پلتفرم را برای پیوستن به پلتفرم دیگر ترک نمی‌کنند. جذب مخاطبان فیسبوک باعث شده است که این شرکت با سانسور کردن سخنرانی ها و فروش اطلاعات خصوصی به پیشنهادهای بزرگتر، از کاربران خود استفاده کند.

پلتفرم شبکه اجتماعی بر بستر بلاکچین می‌تواند طوری طراحی و مهندسی شود تا از سانسور کردن صحبت افراد جلوگیری شود. اگر شبکه های اجتماعی و هویت دیجیتال در بلاکچین را ترکیب کنیم، کاربران می‌توانند مالک اطلاعات خود باشند و این اطلاعات را به آسانی به پلتفرمی دیگر انتقال دهند. این موضوع باعث تغییر توازن قدرت به سمت کاربران می‌شود و یک برد بزرگ برای مردم سراسر جهان است.

گواه اثبات کار دارای عملکرد محدودی است

تمام کاربردهای فوق برای بلاکچینی که مبتنی بر گواه اثبات کار است مناسب نیست. در عوض، این کاربردها (و بسیاری از کاربردهای دیگر) به مقیاس پذیری بیشتر نیاز دارد تا تاییدیه تراکنش ها را سریعتر ارائه دهد. شبکه اجتماعی را تصور کنید که باید یک ساعت صبر کنید تا یک عکس را لایک کنید.

واقعیت این است که افراد کمی بر روی کاربردهای غیرمالی بلاکچین در حال کار و ایجاد نوآوری می‌باشند. احتمالات بی شماری در بلاکچین وجود دارد و اکنون زمان آن رسیده است که صنایع مختلف، تمرکز خود را معطوف به این جریان کنند.

مکانیزم های اجماع جایگزین

در این مقاله به این موضوع پرداختیم که بلاکچین علاوه بر پول، کاربردهای بسیار بیشتری دارد و هر کدام از این کاربردها به جایگزینی برای گواه اثبات کار نیاز دارند.

بیش از ۴۰ مکانیزم اجماع برای استفاده در بلاکچین وجود دارد. در ادامه به بررسی چند مورد از مکانیزم های اجماع جایگزین گواه اثبات کار می‌پردازیم.

گواه اثبات سهام

با وجود گواه اثبات سهام، شرکت کنندگان شبکه سرمایه خود را در خطر قرار می‌دهند تا بلاکچین را معتبر سازند. عوامل مخرب از انجام اقدامات خرابکارانه در این مکانیزم اجماع پشیمان می‌شوند زیرا خطر از دست دادن توکن های خود را احساس می‌کنند.

گواه اثبات سهام، مقیاس پذیری را اندکی بهبود می‌بخشد و منابع مورد نیاز برای ایمن سازی زنجیره را کاهش می‌دهد. شبکه های مبتنی بر گواه اثبات سهام در معرض خطر “رویدادهای قوی سیاه” می‌باشند. رویدادهای قوی سیاه در واقع به اثرات شدید ناشی از برخی از رویدادهای غیرقابل‌پیش‎بینی و نادر گفته می شود که معمولا انسان در صدد یافتن توضیحاتی ساده برای این حوادث است.

گواه اثبات سهام وکالتی

در گواه اثبات سهام وکالتی، شرکت کنندگان شبکه در خصوص انتخاب تعداد کمی از نمایندگان رای می‌دهند که دفترکل را از جانب آنها نزد خود حفظ کنند. این ساختار بسیار مشابه دموکراسی است.

کاهش تعداد نودها منجر به افزایش خروجی و راندمان شبکه می‌شود. شبکه های مبتنی بر گواه اثبات سهام وکالتی در معرض خطر متمرکز شدن هستند و بسیار مستعد تبدیل به سیستم الیگارشی (حکومت اقلیت بر اکثریت) می‌باشند.

علاوه بر گواه اثبات کار، گواه اثبات سهام و گواه اثبات سهام وکالتی، مکانیزم های اجماع بسیار زیاد دیگری وجود دارند که به طور گسترده مورد استفاده قرار نمی‌گیرند. اکثر این مکانیزم ها در مرحله آزمایشی می‌باشند. بعضی از این مکانیزم ها عبارتند از:

گواه اثبات ظرفیت (Proof of capacity)

اگرچه این مکانیزم مشابه به گواه اثبات کار می‌باشد، اما از فضای ذخیره سازی به جای منابع محاسباتی استفاده می‌کند. این موضوع، جایگزینی برای گواه اثبات کار ارائه می‌دهد که بیشتر حامی محیط زیست می‌باشد و در مقابل متمرکز شدن شبکه توسط گروه های ماینینگ استفاده کننده از سخت افزارهای قدرتمند و تخصصی از آسیب پذیری کمتری برخوردار است.

پروتکل هش گراف (Hash graph)

اگرچه این پروتکل از نظر فنی یک بلاکچین نمی‌باشد، اما هش گراف از گراف غیرمدور جهت دار استفاده می‌کند که این موضوع کاربردهای مشابهی را امکان پذیر می‌سازد. به عبارت دیگر، هش گراف از پروتکل شایعه (Gossip) برای گسترش اطلاعات در سراسر شبکه، و از مکانیزم رای گیری مجازی برای دستیابی به اجماع استفاده می‌کند. هش گراف ها بسیار مقیاس پذیر می‌باشند زیرا هر دستگاه به جای اشتراک گذاری منابع در سراسر نودها، نسخه دفترکل خود را نگهداری می‌کند.

گواه اثبات مشارکت (Proof of Participation)

هدف سیستم گواه اثبات مشارکت این است که از ایمن بودن بلاکچین اطمینان حاصل شود. این امر با مشارکت تمام نودها در حفظ و نگهداری شبکه محقق می‌شود. گواه اثبات مشارکت برای کاربردهای غیرمالی بسیار مناسب می‌باشد.

نتیجه گیری

مکانیزم اجماع گواه اثبات کار برای بیت کوین بسیار خوب است، اما در خصوص سایر کاربردهای بلاکچین مناسب نمی‌باشد. همانطور که در این مقاله بیان شد، روش های بسیار زیادی برای ایجاد اجماع در شبکه توزیع شده وجود دارد. با وجود صنعت نوپایی همچون بلاکچین، این نکته از اهمیت ویژه ای برخوردار است که به تحقیقات خود در زمینه دستیابی به ساختارهای برجسته بلاکچین ادامه دهیم. مکانیزم های جدید اجماع، کاربردهای جدیدی برای فناوری بلاکچین ایجاد خواهند کرد. در این عرصه محدودیتی وجود ندارد.