هندسة شبكة Algorand

تم تصميم شبكة ألغوراند كنظام مركزي بالكامل، مع عقد موزعة عالميًا تساعد في الحفاظ على سلسلة الكتل وضمان وظائفها. تتحمل هذه العقد مسؤولية تخزين نسخة من حالة سلسلة الكتل، وتحقق صحة المعاملات، والمشاركة.

أنواع العقد والأدوار
تتكون هندسة Algorand من نوعين رئيسيين من العقد: عقد المشاركة وعقد الريلي:

مُعقد الشبكة
تعتبر العقد المشاركة أساسية لآلية توافق الشبكة. فهي مسؤولة عن تحقق الصفقات، والمشاركة في اقتراح الكتل، والتصويت، وعمليات الشهادة. يمكن لأي مستخدم يمتلك رموز ALGO تشغيل عقد المشاركة، مما يضمن بقاء الشبكة شاملة ولامركزية. تتواصل هذه العقد مباشرة مع عقد الريليه لنشر الصفقات والكتل عبر الشبكة.

العقد الوسيط
تعمل العقد المتكررة كمحاور ذات سعة عالية داخل الشبكة. لا تشارك مباشرة في عملية التوافق ولكنها تعمل كوسطاء لتسهيل توزيع البيانات بكفاءة، مثل الكتل والمعاملات. من خلال العمل كنقاط اتصال مركزية، تعزز العقد المتكررة الأداء وقابلية التوسع للشبكة مع الحفاظ على الهيكل اللامركزي.

فصل الأدوار بين العقد المشاركة والعقد البديل يساعد على تحسين كفاءة الشبكة وقابليتها للتوسع دون المساس بأمانها أو شموليتها.

بروتوكول النميمة

بروتوكول النميمة هو آلية تواصل أساسية ضمن شبكة Algorand، مصممة لتيسير نشر المعلومات بسرعة وكفاءة بين العقد في نهج لامركزي. يعمل هذا البروتوكول نداً إلى ند، مستلهماً من كيفية انتشار المعلومات في الحياة الواقعية — حيث تقوم العقد بمشاركة البيانات مع أقرانها، الذين بدورهم ينقلونها إلى الآخرين. يضمن هذا العملية التكرارية والموزعة أن يتلقى كل عقد في الشبكة في النهاية نفس المعلومات دون الاعتماد على السلطات المركزية.

السمات الرئيسية لبروتوكول النميمة تتضمن:

• اللامركزية: لا يتحكم أي عقد أو خادم مركزي في نشر المعلومات، مما يضمن أن تبقى المنصة قوية ضد الأعطال أو الهجمات.
• الكفاءة: يقلل البروتوكول من التأخير عن طريق توزيع البيانات بزيادات صغيرة على عدة عقد في نفس الوقت.
• قابلية التوسع: يمكن للشبكة استيعاب عدد كبير من العقد أثناء الحفاظ على سرعة التواصل.

اللامركزية والأمان

تضمن الهندسة المعمارية اللامركزية لشبكة Algorand أن لا يمتلك أي كيان أو منظمة واحدة السيطرة على الشبكة. يتم ذلك من خلال توزيع العُقد عالميًا والسماح لأي مستخدم بتشغيل عُقد مشاركة. من خلال تمكين المشاركة الواسعة، يقلل Algorand من احتمالية التواطؤ أو التلاعب، مما يعزز مرونة الشبكة ضد الهجمات.

اعتماد الشبكة على تقنيات التشفير، مثل الوظائف العشوائية القابلة للتحقق (VRFs)، يضمن أن اختيار العقد لمهام التوافق يظل عشوائيًا ومحصنًا ضد التلاعب. هذا العشوائية تقضي على التنبؤ، مما يجعل من الشبه المستحيل مهاجمة العقد الخاصة أو التسويغ على الشبكة.

قابلية التوسع والأداء

تم تصميم هندسة Algorand لدعم إنتاج المعاملات العالي وانخفاض التأخير، مما يجعله مناسبًا لمجموعة واسعة من التطبيقات. تساعد عقد الريلي على تبسيط التواصل، مما يقلل من الوقت المطلوب لانتشار المعاملات والكتل عبر الشبكة. بالإضافة إلى ذلك، فإن الطبيعة الخفيفة لعقد المشاركة تضمن أن يتمكن المستخدمون من المساهمة في عمل الشبكة دون الحاجة إلى أجهزة متخصصة أو موارد حوسبة واسعة.

الاعتبارات البيئية

تتماشى هندسة الشبكة مع التزام الغرض من الاستدامة في Algorand. على عكس الأنظمة المستهلكة للطاقة مثل دليل العمل، تتطلب هندسة Algorand وآلية الإجماع Pure Proof-of-Stake استهلاكًا طاقيًا أدنى. تسمح هذه التصميمات للشبكة بالحفاظ على أداء وأمان عاليين مع تقليل كبير لتأثيرها البيئي.

عملية اقتراح الكتلة والانتهاء منها

يعمل عملية اقتراح واستكمال كتل Algorand في خطوات متميزة. في كل جولة، يتم اختيار مجموعة فرعية من المستخدمين، المعروفة باسم لجنة الاقتراح، من خلال الفرز التشفيري لاقتراح كتل جديدة. يقوم كل مستخدم محدد بتجميع كتلة ونشرها في الشبكة، بما في ذلك البراهين التشفيرية لإظهار عضويتهم في اللجنة.

ينتظر العقد لفترة محددة لتلقي اقتراحات الكتل. يتم اختيار لجنة جديدة، وهي لجنة التصويت اللينة، لتقييم هذه الاقتراحات والوصول إلى اتفاق بيزانطي بشأن الاقتراح الذي يحظى بأعلى أولوية. يحلل الأعضاء الاقتراحات المستلمة ويصوتون على الأنسب منها.

بمجرد تحقيق عتبة من الأصوات في مرحلة التصويت الناعم، يتم اختيار لجنة أخرى، وهي لجنة الشهادة، للتحقق من محتوى الكتلة المقترحة، مضمنة التزامها بحالة الدفتر (على سبيل المثال، عدم الإنفاق المزدوج أو الانتقالات الغير صالحة). بموافقة الجميع، يتم توزيع الكتلة عبر الشبكة وإلحاقها بالدفتر.

يضمن هذا العملية المنظمة أن يتم اقتراح كل كتلة وتقييمها واكتمالها بكفاءة، مما يحافظ على سلامة واستمرارية البلوكشين.

معالجة وتحقق المعاملات

تتعرض المعاملات في Algorand لعملية شاملة. أولاً، يقوم المستخدمون ببدء المعاملات، التي تنتشر بعد ذلك عبر الشبكة عبر بروتوكول النميمة. تستقبل العقد المعاملات وتضعها في بركة معلقة، في انتظار إدراجها في كتلة.

أثناء مرحلة اقتراح الكتلة، يتضمن المقترحون المختارون المعاملات الصالحة من حوض الانتظار الخاص بهم في كتلة جديدة. بمجرد اقتراح كتلة، تقوم لجان التصويت الناعمة والتصديق بالتحقق من المعاملات داخل الكتلة، مضمنة أنها شرعية وتلتزم بقواعد البروتوكول. بعد التحقق الناجح، يتم إضافة الكتلة إلى سلسلة الكتل، وتعتبر المعاملات نهائية.

تصميم ألغوراند يقلل من احتمال حدوث الانقسامات. بروتوكول التوافق يضمن أن يتم توثيق كتلة واحدة فقط في كل دورة، مما يوفر نهاية فورية للمعاملة. يتناقض هذا النهج مع سلاسل الكتل الأخرى التي قد تواجه انقسامات، مما يتطلب تأكيدات متعددة لتحقيق النهاية. في ألغوراند، بمجرد إضافة كتلة، لا يمكن عكسها، مما يعزز الأمان وثقة المستخدم في موثوقية الشبكة.

يبرز

• تعتمد الهندسة المعمارية لشبكة الجردلة لألجوراند المركزية على العقد الموزعة عالميًا التي تتواصل عبر بروتوكول النميمة.
• يشمل عملية اقتراح الكتلة والإنهاء التي تشمل الفرز التشفيري ولجان متعددة لضمان إضافة الكتلة بكفاءة وأمان.
• تتم معالجة المعاملات من خلال الإنشاء والانتشار والتحقق والإنهاء، مما يتحقق من معالجة سريعة وآمنة.
• تصميم البروتوكول يمنع الانقسامات بشكل فعال، مما يوفر نهاية فورية للمعاملات ويعزز موثوقية الشبكة.