إجماع Hedera Hashgraph

هيديرا هاشجراف هي شبكة تجزئة عامة جديدة مبنية على خوارزمية غير متزامنة متسامحة للخطأ البيزنطي مقترحة لآلات الحالة المنسوخة ذات التسامح البيزنطي المضمون. المنصة نفسها تحكمها سويرلدز ومجلس إدارة يضم ما يقرب من 39 من قادة الصناعة.

لقد كان نموذج حوكمة النظام الأساسي واستقباله حتى الآن مستقطبين إلى حد ما في عالم العملات المشفرة ، وهذا ليس مفاجئًا. بصرف النظر عن إدارة النظام الأساسي والسياسة ، تقدم آلية إجماع Hedera’s Hashgraph وتصميم النظام الأساسي بعض التطورات المثيرة.

إجماع Hedera Hashgraph

نبذة تاريخية

تعتمد منصة Hedera Hashgraph على شكل من أشكال الإجماع البيزنطي للخطأ (BFT) ، والمعروف باسم التسامح البيزنطي للخطأ غير المتزامن (aBFT) ، والذي تم تطويره في المنشور الأكاديمي بواسطة Leemon Baird مرة أخرى في عام 2016. تهدف المنصة إلى توفير نموذج مُحسَّن لتقنية Distributed Ledger Technology (DLT) من خلال توفير حلول تواجه العديد من منصات العملات المشفرة القائمة حاليًا.

تحت إشراف مجلس Hedera Hashgraph ، تطمح المنصة إلى تحقيق اعتماد جماعي من خلال الامتثال التنظيمي وتوفير بنية تربط المستخدمين في نظام آمن عالي الإنتاجية للوصول إلى إجماع موزع.

تحت الغطاء

على غرار البلوكشين ، ولكن مع وجود اختلافات واضحة ، فإن علامات التجزئة هي “ثرثرة حول القيل والقالالبروتوكول حيث يتم الاتفاق البيزنطي من خلال التصويت الافتراضي. في كل من blockchain و hashgraph ، يتم إنتاج الإجماع عندما يجتمع المجتمع الموزع بالاتفاق على ترتيب المعاملات في الشبكة حيث لا يتم الوثوق بأي شخص.

هذا هو المكان الذي يأتي منه مصطلح “غير موثوق به” عند الإشارة عمومًا إلى Bitcoin لأنك لا تحتاج إلى الوثوق بأي شخص يستخدم الشبكة ، فقط أن النظام لم يتم اختراقه. الاختلاف الجوهري الذي ينشأ بين blockchain و hashgraph هو أن الهاشغراف يمكن أن يحقق كلاً من الاتفاق البيزنطي والإنصاف على الإجماع.

التسامح البيزنطي غير المتزامن

السمة الأساسية لـ Hedera Hashgraph ، التسامح البيزنطي غير المتزامن للخطأ هو شكل من أشكال التسامح البيزنطي للخطأ. في الأساس ، في النظام الموزع ، يشير التسامح البيزنطي مع الخطأ إلى قدرة النظام على الاحتفاظ بالإجماع الصادق في الشبكة على الرغم من فشل العقد الخبيثة أو نشر رسائل كاذبة.

التسامح البيزنطي العملي

اقرأ: ما هو التسامح البيزنطي العملي?

يحتوي على بعض التحذيرات المثيرة للاهتمام ، وقد تم إجراء بحث كبير حول المفهوم ، خاصة عند تطبيقه على الشبكات الموزعة مثل العملات المشفرة.

آلية إجماع Hashgraph فريدة من نوعها. وفقًا لورقة Swirlds Hashgraph التي كتبها ليمون بيرد:

“لا يمكن لأي نظام بيزنطي حتمي أن يكون غير متزامن تمامًا ، مع تأخيرات غير محدودة في الرسائل ، ولا يزال يضمن الإجماع ، من خلال نظرية FLP [3]. لكن من الممكن لنظام غير حتمي أن يحقق توافقًا مع احتمال واحد. خوارزمية إجماع التجزئة غير متزامنة تمامًا وغير حتمية وتحقق اتفاقًا بيزنطيًا مع احتمال واحد “.

الافتراض القائل بأن النظام غير متزامن بيزنطي خطأ متسامح يعني أنه يمكن تحقيق إجماع حتى لو كانت الجهات الخبيثة تتحكم في الشبكة ويمكنها تغيير الرسائل. لا تستخدم آلية إجماع Hedera Hashgraph تنسيقًا رئيسيًا كما هو الحال مع نظام round-robin للتسامح البيزنطي للخطأ العملي ، والذي يسمح له بمقاومة هجمات DDoS التي تستهدف العقد الرائدة أو مجموعات فرعية صغيرة من العقد.

يتم استخدام إثبات العمل في blockchain للتخفيف من هذه الأنواع من الهجمات (مثل Bitcoin) ، ولكن وفقًا لـ Hedera:

ومع ذلك ، لا يمكن أن تكون مثل هذه الأنظمة بيزنطية ، لأن العضو لا يعرف على وجه اليقين متى تم التوصل إلى توافق في الآراء ؛ لديهم فقط احتمال ثقة يستمر في الارتفاع بمرور الوقت. إذا تم تعدين كتلتين في وقت واحد ، فإن السلسلة ستتشعب حتى يتمكن المجتمع من الاتفاق على الفرع الذي سيتم تمديده. إذا تمت إضافة الكتل ببطء ، فيمكن للمجتمع دائمًا الإضافة إلى الفرع الأطول ، وفي النهاية سيتوقف الفرع الآخر عن النمو ، ويمكن تقليمه والتخلص منه لأنه “قديم”.

والنتيجة هي عدم كفاءة النظام ، ليس فقط لأن إثبات العمل مطلوب ولكن بسبب تجاهل العديد من الكتل التي يتم تنفيذ العمل عليها في النهاية. Hashgraph هو إجماع فعال blockchain دون تقليم, حيث يمكن لكل عامل منجم أن يقوم بتعدين كتلة بأسرع ما يمكن دون استخدام إثبات العمل.

ومن المثير للاهتمام ، كنظام تصويت افتراضي ، أن Hashgraph لا ترسل أي رسائل تصويت عبر الشبكة على الإطلاق. من المهم ملاحظة أن آلية إجماع Hedera لا تزال تتبع الافتراض العملي الأساسي للتسامح مع الخطأ البيزنطي الذي لا يزيد عن من العقد في الشبكة ضارة في أي مثيل هجوم معين.

Hedera يقسم المفاهيم الأساسية لآلية التوافق إلى ما يلي:

  • المعاملات
  • الإنصاف
  • نميمة
  • الهاشجراف
  • ثرثرة حول القيل والقال
  • التصويت الافتراضي
  • شهود مشهورون
  • رؤية قوية

المعاملات – يمكن لأي عضو إنشاء معاملة موقعة في أي وقت ، ويتلقى جميع الأعضاء نسخة منها ويتوصلون إلى توافق في الآراء بشأن ترتيب المعاملات.

الإنصاف – يجب أن يكون من الصعب على مجموعة صغيرة من المهاجمين التأثير على ترتيب المعاملات.

نميمة – تختار كل عقدة عضو بشكل عشوائي عقدة أخرى وتخبرهم بكل ما يعرفونه.

الهاشجراف – هيكل بيانات فريد من نوعه لمراعاة من أثير القيل والقال مع من ويسجل الترتيب الذي حدث فيه.

ثرثرة حول القيل والقال – واحدة من السمات الحاسمة للآلية ، هذا هو انتشار التجزئة في جميع أنحاء بروتوكول القيل والقال. نظرًا لأن الهاشغراف يحتوي على تاريخ الشائعات من كل عقدة والنظام ، فإن هذه العملية هي مجرد ثرثرة تجريبية حول ثرثرة حدثت بالفعل. والنتيجة المهمة هي أنه يتم استهلاك قدر ضئيل جدًا من عرض النطاق الترددي في هذه العملية.

التصويت الافتراضي – حيث يمكن لكل عقدة عضو أن تتوصل إلى اتفاق بشأن أي قرار دون إرسال أي تصويت لأن كل عقدة لديها نسخة من علامة التجزئة. لذلك ، يعرف كل عضو بالضبط ما كان سيصوت عليه عضو آخر دون الحاجة إلى الخضوع لعملية التصويت.

شهود مشهورون – هذا هو المكان الذي يختار فيه المجتمع عددًا قليلاً من القمم في علامة التجزئة المعروفة باسم “الشهود المشهورون” حيث يكون كل منهم شاهدًا (أي ، معاملة) يتم تلقيها بواسطة غالبية العقد في وقت مبكر نسبيًا في عملية القيل والقال. من خلال القيام بذلك ، يمكنهم التوصل إلى إجماع بشكل أكثر كفاءة على ترتيب الأحداث في الهاشغراف.

رؤية قوية – إثبات الاتفاق البيزنطي مع الاحتمال الأول ، هذا هو المكان الذي يمكن فيه للعقدتين أن تحسب بشكل مستقل نفس التصويت الافتراضي لعقدة ثالثة لأنهما توصلتا إلى نفس النتيجة على الاتصال بين رأسين داخل علامة التجزئة.

رصيد الصورة – ورقة خوارزمية إجماع Swirlds Hashgraph

بروتوكول القيل والقال هو مفتاح الهاشغراف ، والغرض منه هو نشر المعلومات بشكل سريع في جميع أنحاء شبكة العقد بحيث تكون كل عقدة على علم بنفس المعلومات. كما ذكرنا سابقًا ، فإن التجزئة هي بنية بيانات تتكون من تاريخ الاتصال بين العقد.

تُستخدم بروتوكولات القيل والقال على نطاق واسع في الشبكات ، وعندما تُطبق بشكل خاص على النميمة حول القيل والقال ، فإنها تعطي العقد كمية كبيرة من المعلومات حيث يمكن أن تتلاقى على توافق في الآراء حول تاريخ المعاملات بسرعة. تتمثل الفائدة الأساسية للنموذج في المقدار الصغير من نفقات الاتصال اللازمة للعملية ، وهي كفاءة مفيدة جدًا للشبكات القابلة للتطوير والموزعة.

على الرغم من أن بروتوكول القيل والقال يوفر معلومات لكل عقدة ، إلا أنه مجرد إطار عمل للإجماع النهائي الذي تحتاجه العقد على تلك المعلومات المحددة. يتمثل أحد القيود الأساسية للتسامح مع الخطأ البيزنطي العملي في النفقات العامة للاتصالات ، وهذا هو السبب في أنه في شكله النقي لا يتسع بشكل جيد ويعمل بكفاءة فقط في مجموعات صغيرة من العقد. مع hashgraphs ، فإن الاتصال الزائد للتصويت على الإجماع غائب بطبيعته ، نظرًا لأن كل عقدة تحتوي على hashgraph لجميع الاتصالات السابقة.

وبالتالي ، فإن الوظائف الحتمية للتجزئة ستسمح لعقدتين مستقلتين بالوصول إلى نفس النتيجة بشأن ترتيب المعاملات (الإجماع) دون الحاجة فعليًا إلى الإدلاء بأصوات من خلال الرسائل. هذا هو التصويت الافتراضي للآلية. يُعرَّف البروتوكول نفسه بأنه غير متزامن لأنه لا يقدم أي افتراضات حول سرعة النميمة أو الإجماع.

مفهوم رؤية بقوة تُستخدم حالة من حالة أخرى للتخفيف من الهجمات الخبيثة على العقد الصادقة ، كما تُستخدم كوسيلة لبروتوكول اتفاقية لتحقيق التسامح البيزنطي مع الخطأ من خلال التصويت الافتراضي. تجري جولات التصويت الافتراضية محليًا عند كل عقدة حتى يتم التوصل إلى إجماع كافٍ حول شاهد مشهور لتلك الجولة. يتم تحديد الشاهد الشهير في كل جولة ، وبمجرد أن يتم تحديده لكل جولة ، يتبع ذلك طابع زمني متفق عليه والاتفاق على الأحداث السابقة داخل علامة التجزئة..

يتم الحفاظ على الحالة المشتركة من قبل كل عقدة في الشبكة التي تقوم بالتوقيع رقميًا على تجزئة الترتيب الإجماعي للمعاملات التي تقوم لاحقًا بإلقاء القيل والقال على الشبكة. تم تنظيم الحالة كشجرة Merkle ، لذا فهي موثوقة بشكل يمكن التحقق منها لأطراف ثالثة مع الاحتفاظ بملف صغير فعال.

إثبات التسامح البيزنطي مع الخطأ & الإنصاف

تمامًا كما هو الحال في التسامح البيزنطي مع الخطأ العملي (pBFT) ، يفترض إجماع Hashgraph أن ما لا يزيد عن من العقد ضارة إلى جانب حقيقة أن التوقيعات الرقمية آمنة. كنظام غير متزامن ، يُفترض أيضًا أنه إذا كان النظام متسامحًا مع الخطأ ، فإن العقد الصادقة التي ترسل ثرثرة ذهابًا وإيابًا ستتلقى في النهاية رسائل بعضها البعض ، حتى إذا كان هناك عائق مثل هجوم منسق في الشبكة.

القضية البارزة التي تتناولها Hashgraphs حيث تفشل العديد من أنظمة BFT هي في الإنصاف. يشير هذا بشكل مباشر إلى إجماعهم على ترتيب المعاملات في الشبكة. المشكلة التي تنشأ هي اتخاذ قرار بشأن إجراء لتحديد ما إذا كانت المعاملة التي تم نشرها على الشبكة كانت قبل أخرى أم لا ، ويعتبر موقفها “عادلًا”.

يحقق إجماع Hashgraph هذا الإنصاف من خلال منحه للفائز في صفقتين متنافستين تم نشرهما في نفس الوقت. الفائز ، الذي تفضله الشبكة والذي تم تفضيله لاحقًا في الإجماع هو معاملة العقدة التي وصلت إلى غالبية العقد أولاً ، ولا سيما مجموعة “الشهود المشهورين” التي حددتها العقد المشاركة بنشاط. يعمل استخدام الشهود المشهورين كمحلف لاتخاذ قرار بشأن ترتيب المعاملات المتنافسة في الشبكة.

الحكم

يحتوي نظام Hedera Hashgraph على مستويين:

  • مجلس الإدارة
  • إجماع مفتوح

مجلس الإدارة هو المكان الذي تنبع منه الانتقادات الأولية ضد Hashgraph ، حيث إنه نظام تحكم مركزي على البروتوكول والشبكة ، وكلاهما مذكور صراحة في ورق ابيض.

خارج ذلك ، فإن الإجماع المفتوح هو آلية الإجماع المذكورة سابقًا حيث يُسمح للعقد بالانضمام إلى الشبكة للمساعدة في إنشاء لامركزية أفضل. تستخدم Hedera نموذج التصويت المرجح لإثبات الحصة للعقد في النظام المصمم لتخفيف التواطؤ وتحفيز المستخدمين على تشغيل العقد.

بنيان

تتكون منصة Hedera Hashgraph من هيكل ثلاثي الطبقات على النحو التالي:

  1. طبقة الإنترنت (أسفل) – أجهزة الكمبيوتر على الإنترنت التي تتصل عبر اتصالات TCP / IP بتشفير TLS.
  1. طبقة توافق Hashgraph (الأوسط) – العقد المنتشرة في الشبكة التي تشارك في بروتوكول القيل والقال وخوارزمية إجماع التجزئة. تحافظ جميع العقد على حالة إجماع متطابقة.
  1. طبقة الخدمات (أعلى) – تتكون هذه الطبقة من 3 مجموعات فرعية خاصة بها.
  1. عملة مشفرة
  2. ملف التخزين
  3. العقود الذكية

العملة المشفرة هي العملة الأصلية للنظام الأساسي والتي يمكن للمستخدمين الحصول عليها مقابل تشغيل العقد على الشبكة. نظام تخزين الملفات عبارة عن شبكة تخزين موزعة تعتمد على أشجار Merkle ولكنها تسمح أيضًا بفئات Java لمعالجة المطور. Hedera متوافق أيضًا مع Solidity ، مما يسمح بكتابة العقود الذكية أعلى النظام الأساسي ، مما يتيح إنشاء dapps قابلة للتطوير.

ستتكون شبكة Hedera مبدئيًا من عدد صغير من العقد مجمعة في جزء واحد. ومع ذلك ، فإنهم يخططون لنقل الشبكة إلى نظام قابل للتطوير من عدة شظايا يتم تنفيذها بشكل متوازٍ للسماح للشبكة بالتوسع بشكل أكبر.

أداء

تقدم Hedera Hashgraph بعض الادعاءات الجريئة حول نظامها الأساسي. على وجه التحديد ، يذكر كيف يمكن أن يكون سريعًا من الناحية النظرية ، حيث يعيق عرض النطاق الترددي المتاح فقط قدرته. من الواضح أن النظام يمكنه التعامل مع أكبر عدد ممكن من المعاملات في الثانية (TPS) كما يسمح النطاق الترددي للعضو ، والذي وفقًا له ، يتضمن ما يصل إلى مئات الآلاف من TPS في جزء واحد. كما قاموا بوضعه في ورقهم الأبيض:

“حتى اتصال الإنترنت السريع بالمنزل يمكن أن يكون سريعًا بما يكفي للتعامل مع جميع المعاملات الخاصة بشبكة بطاقة VISA بالكامل ، في جميع أنحاء العالم.”

استنتاج

تُظهر آلية الإجماع المبتكرة وقابلية التوسع ونهائية نظام Hedera Hashgraph وعدًا ذا مغزى في الجيل التالي من منصات blockchain. ومع ذلك ، فإن نموذج الحوكمة المركزي القائم على مجلس الإدارة المختار من أفضل الصناعات في العالم لن يكون جيدًا مع العديد من الأشخاص.

الآراء حول اتجاه النظام الأساسي أو مستقبله جانبًا ، يمثل Hedera Hashgraph خطوة مهمة أخرى في تكنولوجيا قابلية التوسع وآليات الإجماع واسعة النطاق المطبقة على تقنية دفتر الأستاذ الموزع ومنصات العملات المشفرة.

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me