آلية إثبات الحصة الخالصة (PPoS) في ألغوراند

الاختلافات عن أنظمة PoS و PoW التقليدية

تمثل آلية إثبات الحصة النقية (PPoS) من Algorand خروجًا كبيرًا عن أنظمة إثبات الحصة التقليدية (PoS) وإثبات العمل (PoW). في أنظمة PoS التقليدية، يتم اختيار المدققين بناءً على كمية العملة المشفرة التي يمتلكونها وهم على استعداد «للمشاركة» أو الحجز كضمان. يمكن أن يؤدي هذا في بعض الأحيان إلى المركزية، حيث أن أولئك الذين لديهم مقتنيات أكثر أهمية لديهم فرصة أكبر في أن يتم اختيارهم كمدققين. في المقابل، تتطلب أنظمة PoW، مثل Bitcoin، حل الألغاز الرياضية المعقدة، الأمر الذي يتطلب قوة حسابية وطاقة كبيرة.

ومع ذلك، فإن PPOs الخاصة بشركة Algorand تضفي الطابع الديمقراطي على هذه العملية من خلال السماح لجميع حاملي رمزها الأصلي، Algo، بالمشاركة في عملية الإجماع، بغض النظر عن حجم مقتنياتهم. تضمن هذه الشمولية توزيع فرص الاختيار لاقتراح الكتل أو التصويت بشكل أكثر توازناً عبر قاعدة مستخدميها، بدلاً من التركيز بين القلة التي تمتلك حيازات كبيرة أو موارد حسابية كبيرة.

المساهمة في الإنتاجية العالية للمعاملات وكفاءة الشبكة

تساهم آلية PPoS الخاصة بـ Algorand بشكل كبير في إنتاجية المعاملات العالية (TPS) وكفاءة الشبكة. في هذا النظام، يتم تبسيط عملية التحقق من الكتلة والإضافة. نظرًا لأنه لا يتطلب العمل الحسابي المكثف النموذجي لأنظمة PoW، يمكن معالجة الكتل وإضافتها إلى blockchain بشكل أسرع بكثير. تُترجم هذه الكفاءة إلى قدرة Algorand على التعامل مع عدد كبير من المعاملات في الثانية، مما يجعلها منصة بلوكشين قابلة للتطوير بدرجة كبيرة.

علاوة على ذلك، فإن الطبيعة الخفيفة لآلية إجماع PPoS، والتي لا تتطلب من المدققين إجراء عمليات حسابية كثيفة الاستهلاك للطاقة، تسمح بمعالجة المعاملات بشكل أسرع وأكثر كفاءة. هذه الكفاءة ضرورية للتطبيقات التي تتطلب تأكيدات سريعة، مثل المعاملات المالية أو التطبيقات اللامركزية التي تعمل في الوقت الفعلي.

كفاءة الطاقة والاستدامة

تعد كفاءة الطاقة في PPOs من Algorand واحدة من أبرز فوائدها، لا سيما على النقيض من آليات PoW كثيفة الاستهلاك للطاقة. لا تتطلب PPoS مدققين لحل ألغاز التشفير المعقدة، والتي تتطلب عادةً قدرًا كبيرًا من الطاقة الكهربائية والأجهزة المتخصصة. ونتيجة لذلك، تعمل بلوكتشين من ألغوراند ببصمة كربونية أصغر بكثير، بما يتماشى مع الطلب المتزايد على تقنيات بلوكتشين الأكثر استدامة بيئيًا.

لا يقلل هذا النهج المستدام من استهلاك الطاقة الإجمالي للبلوكشين فحسب، بل يجعله أيضًا أكثر سهولة وأقل تكلفة للمشاركين. ومن خلال إزالة الحاجة إلى أجهزة التعدين المتخصصة وتكاليف الطاقة المرتفعة المرتبطة بها، يفتح نظام PPoS الخاص بشركة Algorand المشاركة لمجموعة أوسع من المستخدمين، مما يساهم في تحقيق اللامركزية وإضفاء الطابع الديمقراطي على بلوكتشين.

بروتوكول الاتفاقية البيزنطية في ألغوراند

تفاصيل بروتوكول الاتفاقية البيزنطية

بروتوكول الاتفاقية البيزنطية الذي تستخدمه Algorand هو آلية إجماع متطورة مصممة لتحقيق الاتفاق بين الأطراف الموزعة، حتى في ظل وجود بعض العقد التي قد تتصرف بشكل ضار أو غير متوقع. ويعد هذا البروتوكول مكونًا أساسيًا في بنية بلوكتشين الخاصة بشركة ألغوراند وهو منسوج بشكل معقد في نظام إثبات الحصة النقي (PPoS) الخاص بها.

على عكس آليات الإجماع التقليدية التي تتطلب غالبًا أغلبية أكثر من الثلثين لاتخاذ القرار، تم تصميم بروتوكول الاتفاقية البيزنطية لشركة Algorand ليعمل بفعالية حتى لو كان جزء من عقد الشبكة غير أمين أو معيب. يتم تحقيق ذلك من خلال سلسلة من الجولات والتصويت، حيث يتم اختيار المستخدمين بشكل عشوائي وسري لاقتراح الكتل والتصويت عليها. يعتمد الاختيار على حصة المستخدمين في رموز Algo ويخضع للوظائف العشوائية التي يمكن التحقق منها (VRFs)، مما يضمن العدالة وعدم القدرة على التنبؤ في عملية الاختيار.

الكفاءة في تحقيق التوافق

يتفوق بروتوكول اتفاقية Algorand البيزنطية في تحقيق الإجماع بكفاءة. يسمح تصميمها بالاتفاق السريع على حالة دفتر الأستاذ، وهو أمر بالغ الأهمية للحفاظ على إنتاجية عالية للمعاملات وشبكة سريعة الاستجابة. وتعزى هذه الكفاءة إلى حد كبير إلى قدرة البروتوكول على التحقق من المعاملات والكتل بسرعة وأمان، حتى في خضم الإجراءات العدائية المحتملة.

يخفف البروتوكول من تأثير الجهات الفاعلة الخبيثة من خلال طلب غالبية المخاطر الصادقة فقط، بدلاً من غالبية العقد، للوصول إلى توافق في الآراء. لا يؤدي هذا النهج إلى تسريع عملية الإجماع فحسب، بل يضمن أيضًا أنها تظل مرنة ضد الهجمات المنسقة أو حالات الفشل داخل جزء من الشبكة.

دور في أمان الشبكة واستقرارها

يلعب بروتوكول الاتفاقية البيزنطية دورًا محوريًا في الحفاظ على أمن واستقرار شبكة Algorand. وبحسب التصميم، فإنه يحمي من مجموعة من التهديدات الأمنية، بما في ذلك الإنفاق المزدوج ومخاطر الانقسام وهجمات الأغلبية. يضمن الاختيار العشوائي للمشاركين لاقتراح الكتل والتصويت عليها، إلى جانب سرية هذا الاختيار، أن المهاجمين لا يمكنهم التنبؤ أو التأثير بسهولة على عملية الإجماع.

علاوة على ذلك، يساهم البروتوكول في استقرار الشبكة من خلال ضمان إمكانية الوصول إلى توافق في الآراء حتى في الظروف المعاكسة، مثل أقسام الشبكة أو وجود العقد الخبيثة. تعد هذه المرونة أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على ثقة وموثوقية Algorand blockchain، خاصة للتطبيقات التي تتطلب درجة عالية من الأمان ووقت التشغيل.

فهم الوظائف العشوائية التي يمكن التحقق منها (VRF) في Algorand

وظائف وتنفيذ VRFs

يقع تنفيذ وظيفة عشوائية يمكن التحقق منها (VRF) في صميم بلوكشين Algorand. يأخذ VRF الخاص بـ Algorand، والذي تم إصدار الكود المصدري له، مفتاحًا سريًا وقيمة لإنتاج مخرجات شبه عشوائية، مع استكمال بإثبات يمكن لأي شخص التحقق منه. هذه الوظيفة تشبه نظام اليانصيب وتلعب دورًا محوريًا في آلية الإجماع، حيث تختار القادة لاقتراح الكتلة وأعضاء اللجنة للتصويت على الكتل. يقوم ناتج VRF للحساب بأخذ عينات من التوزيع ذي الحدين، مما يؤدي بشكل فعال إلى معالجة كل Algo في حساب المستخدم كمشارك فردي في يانصيب الاختيار. هذا يعني أن الحسابات التي تحتوي على المزيد من Algos لديها فرصة أكبر للاختيار، مما يضمن أن العملية عادلة وآمنة، ويمنع أي مزايا محتملة من إنشاء حسابات متعددة.

مفاتيح المشاركة وإثبات الدولة

للمشاركة في بروتوكول الإجماع، يجب أن يكون حساب المستخدم متصلاً بالإنترنت ومجهزًا بمفاتيح محددة. يميز Algorand بين مفاتيح الإنفاق (المستخدمة للمعاملات) ومفاتيح المشاركة (المستخدمة للتوافق). يقوم المستخدمون بإنشاء وتسجيل مفتاح المشاركة لعدد محدد من الجولات. إلى جانب ذلك، يقومون بإنشاء مفاتيح سريعة الزوال لكل جولة، والتي تُستخدم لتوقيع الرسائل ثم حذفها بعد الاستخدام. يعمل هذا النظام على تعزيز الأمان، مما يضمن بقاء الرموز المميزة للمستخدم آمنة حتى في حالة اختراق العقدة الخاصة به. بالإضافة إلى ذلك، يقوم المستخدمون بإنشاء مفاتيح إثبات الحالة، والتي، اعتبارًا من go-algorand 3.4.2، تُستخدم لإنشاء براهين الحالة الآمنة لما بعد الكم. وتعد هذه البراهين ضرورية للتطبيقات التي تتطلب طريقة للتحقق بشكل مشفر من حالة بلوكتشين دون تشغيل عقدة مشاركة كاملة.

عملية الإجماع المكونة من ثلاث خطوات

تتكون عملية الإجماع في Algorand من ثلاث خطوات: الاقتراح والتصويت الناعم والتصديق على التصويت. في مرحلة اقتراح الكتلة، يتم اختيار الحسابات لاقتراح كتل جديدة، مع تحديد VRF للاختيار بطريقة اليانصيب المرجح بناءً على عدد Algos. تقوم مرحلة التصويت الناعم بتصفية عدد المقترحات إلى واحد، مما يضمن اعتماد كتلة واحدة فقط. تقارن العقد تجزئة VRF لكل اقتراح وتنشر تلك التي تحتوي على أقل تجزئة. أدلى أعضاء اللجنة، الذين تم اختيارهم من قبل VRF، بأصوات مرجحة بناءً على نتائجهم. أخيرًا، تتضمن مرحلة التصويت على المصادقة التحقق من اقتراح الكتلة المختارة بحثًا عن المشكلات، وإذا كان صالحًا، يتم التصديق عليه من خلال عملية تصويت مماثلة. تضمن هذه الخطوات، التي تم تأمينها جميعًا بشكل مشفر والتحقق منها باستخدام VRFs ومفاتيح المشاركة، سلامة وأمن ولامركزية بلوكشين Algorand.

حصص ومكافآت ALGO

عملية التجميع في آلية إجماع Algorand

يُعد تجميع عملات ALGO في شبكة Algorand عملية مباشرة وشاملة ومتكاملة بشكل وثيق مع آلية الإجماع الخاصة بإثبات الحصة (PPoS). وعلى عكس نماذج التخزين التقليدية التي قد تتطلب من المدققين حجز كمية كبيرة من التوكنات، تسمح ألغوراند لأي حامل لرمزها الأصلي، ألغو، بالمشاركة في عملية الإجماع، بغض النظر عن حجم مقتنياته.

للحصول على ALGO، يحتاج المستخدمون ببساطة إلى الاحتفاظ بالرموز في محفظة متصلة بالإنترنت والمشاركة في عملية إجماع الشبكة. لا تتطلب العملية قفل الرموز أو تجميدها، مما يتيح للمستخدمين المرونة في إنفاق أو نقل Algos الخاصة بهم دون قيود. ترتبط طريقة التخزين هذه ارتباطًا مباشرًا بأمان الشبكة؛ فكلما زاد عدد عمليات تخزين ALGO، أصبحت الشبكة أكثر أمانًا ولامركزية.

نظام المكافآت للتخزين

تم تصميم نظام مكافآت Staking من Algorand لتحفيز المشاركة في الشبكة. يتم توزيع المكافآت على جميع حاملي ALGO، بما يتناسب مع مقتنياتهم، مما يعني أن كل مشارك يحصل على حصة من المكافآت، بغض النظر عن المبلغ المرصود. يشجع هذا النظام المشاركة الواسعة النطاق، مما يعزز اللامركزية والأمن في الشبكة.

يتم توزيع المكافآت في نهاية كل حقبة (عدد محدد من الكتل)، مما يضمن تدفقًا منتظمًا ويمكن التنبؤ به للمكافآت للمشاركين. يعزز هذا النموذج التوزيع العادل للمكافآت، على النقيض من الأنظمة التي يمكن أن يستفيد منها فقط الأغنياء أو أولئك الذين لديهم موارد حسابية كبيرة.

مقارنة مع شبكات Blockchain الأخرى

يُعد نموذج التخزين الخاص بشركة Algorand فريدًا من عدة نواحٍ مقارنة بشبكات بلوكتشين الأخرى:

• الشمولية وإمكانية الوصول: على عكس الشبكات حيث يمكن فقط لأصحاب المصلحة الكبار أو أولئك الذين لديهم موارد حسابية كبيرة المشاركة في عملية الإجماع، تسمح Algorand لأي حامل ALGO بالمساهمة، بغض النظر عن حجم حصته.

• لا توجد فترة تأمين: تتطلب العديد من نماذج التخزين الأخرى من المستخدمين قفل الرموز الخاصة بهم لفترة معينة، لا يمكنهم خلالها استخدام أصولهم أو نقلها. لا يحتوي نموذج Algorand على مثل هذا المطلب، مما يوفر قدرًا أكبر من السيولة والمرونة لمستخدميه.

• التوزيع العادل للمكافآت: في حين أن بعض الشبكات تقدم مكافآت في المقام الأول للمدققين أو أصحاب المصلحة الكبار، فإن نهج Algorand لتوزيع المكافآت بين جميع حاملي ALGO يضفي الطابع الديمقراطي على إمكانية الكسب.

• كفاءة الطاقة: تعتبر آلية PPoS من Algorand أكثر كفاءة في استخدام الطاقة مقارنة بشبكات إثبات العمل، حيث يتطلب التعدين استهلاكًا كبيرًا للطاقة.
  باختصار، تعد آلية تكديس Algorand جزءًا لا يتجزأ من إجماع PPoS، حيث تقدم نموذجًا يمكن الوصول إليه وديمقراطيًا وموفرًا للطاقة. لا يعمل هذا النهج على تأمين الشبكة واستقرارها فحسب، بل يضمن أيضًا توزيعًا عادلًا للمكافآت، مما يميز Algorand في مشهد نماذج تخزين البلوكشين.

ميزة إعادة المفاتيح في Algorand

مقدمة لإعادة المفاتيح

يعد مفهوم «إعادة المفاتيح» في Algorand ميزة مبتكرة تضيف طبقة إضافية من المرونة والأمان إلى معاملات بلوكتشين. تسمح إعادة المفاتيح لمستخدمي Algorand بتغيير مفاتيحهم الخاصة دون تغيير عنوانهم العام. وهذا يعني بشكل أساسي أنه يمكن للمستخدمين الحفاظ على هويتهم الثابتة على بلوكتشين، ممثلة بعنوانهم العام، أثناء تحديث أو تغيير المفتاح الخاص المرتبط.

مزايا الأمان والراحة

تعمل ميزة إعادة المفاتيح على تحسين الأمان بعدة طرق. أولاً، يسمح للمستخدمين بالاستجابة بسرعة للتهديدات الأمنية. إذا اشتبه المستخدم في تعرض مفتاحه الخاص للاختراق، فيمكنه تغييره بسرعة دون الحاجة إلى نقل أصوله إلى حساب جديد. تعمل آلية الاستجابة السريعة هذه على تقليل نافذة الضعف بشكل كبير في حالة حدوث انتهاكات أمنية محتملة.

بالإضافة إلى ذلك، توفر إعادة المفاتيح حلاً مناسبًا للمؤسسات أو الأفراد الذين يحتاجون إلى تغيير بروتوكولات إدارة المفاتيح أو تحديث ممارسات الأمان الخاصة بهم دون تعطيل عمليات بلوكتشين الخاصة بهم. على سبيل المثال، يمكن للشركة الانتقال بسلاسة إلى مجموعة جديدة من المفاتيح الخاصة كجزء من التحديث الأمني المنتظم أو تغيير الموظفين، دون الحاجة إلى تغيير عناوين المحفظة وتحديث جميع جهات الاتصال المرتبطة أو العقود الذكية.

تعزيز تحكم المستخدم في الحسابات والأصول

تعمل إعادة المفاتيح على تمكين المستخدمين من التحكم بشكل أكبر في حساباتهم وأصولهم. إنه يمكّن المستخدمين من الحفاظ على استمرارية عناوينهم العامة على blockchain مع التمتع بالمرونة لتغيير المفاتيح الخاصة التي تتحكم في الوصول إلى هذه العناوين. هذه الميزة مفيدة بشكل خاص في السيناريوهات التي تتم فيها إدارة المفتاح الخاص للمستخدم من خلال خدمة طرف ثالث أو إعداد متعدد التوقيعات. في مثل هذه الحالات، تسمح إعادة المفاتيح بتغيير إدارة المفاتيح الخاصة دون التأثير على الهوية على السلسلة أو تعطيل الخدمات المرتبطة بها.

علاوة على ذلك، يمكن استخدام إعادة المفاتيح لاستراتيجيات الأمان المتقدمة، مثل تدوير المفاتيح بانتظام لتعزيز الأمان أو إعداد أنظمة إدارة المفاتيح الهرمية حيث يمكن تفويض المفاتيح وتدويرها دون التأثير على الجوانب العامة لحساب بلوكتشين.