أيوتا - ما هو التشابك؟

التشابك هو اللقب المستخدم لوصف تسوية المعاملات القائمة على الرسم البياني غير الدوري الموجه (DAG) لـ IOTA وطبقة تكامل البيانات التي تركز على إنترنت الأشياء (IoT). يعتبر Tangle في الأساس سلسلة من المعاملات الفردية التي ترتبط ببعضها البعض ويتم تخزينها من خلال شبكة لامركزية من المشاركين في العقد.

الأهم من ذلك ، لا يوجد لدى Tangle عمال مناجم كمستخدمين لشبكة تعمل كعمال المناجم أنفسهم من خلال إجراء إثباتات العمل الحسابية الصغيرة (PoW) لكل معاملة عن طريق التحقق من المعاملات السابقة المقدمة إلى الشبكة. يركز The Tangle على السماح للشبكة بالتوسع في شبكة عالمية من أجهزة إنترنت الأشياء المترابطة ، وقد تم تصميم The Tangle لتقديم حل للطبيعة غير المتجانسة لأنظمة blockchain الحالية. كما تشابك ورق ابيض ضعها:

هناك نوعان متميزان من المشاركين في النظام ، أولئك الذين يصدرون المعاملات والذين يوافقون على المعاملات. يخلق تصميم هذا النظام تمييزًا لا مفر منه لبعض المشاركين ، مما يؤدي بدوره إلى حدوث صراعات تجعل جميع العناصر تنفق الموارد على حل النزاعات. تبرر المشكلات المذكورة أعلاه البحث عن حلول تختلف اختلافًا جوهريًا عن تقنية blockchain وأساس Bitcoin والعديد من العملات المشفرة الأخرى “.

أيوتا - ما هو التشابك؟

شبكة IOTA و DAG

تتم صيانة شبكة IOTA حاليًا من قبل مؤسسة IOTA وهي واحدة من أكثر العملات المشفرة شهرة في الفضاء اليوم. يتمثل الاختلاف الرئيسي الذي يفصل IOTA عن شبكات blockchain الأخرى في أن Tangle ، وهي بنية البيانات الأساسية التي تم بناء IOTA عليها ، هي في الواقع blockchain “blockless”. بدلاً من المعاملات التي تم إنشاؤها من قبل المستخدمين التي يتم دمجها في الكتل بواسطة عمال المناجم ، يعمل المستخدمون كعمال المناجم وصناع المعاملات.

هذا ناتج عن Tangle الذي يتكون من DAG بدلاً من blockchain لتخزين دفتر الأستاذ الخاص به. ينصب التركيز الأساسي لاستخدام Tangle على إنشاء إطار عمل قابل للتطوير للمعاملات ، وتحديداً المدفوعات الصغيرة ، بين أجهزة إنترنت الأشياء حيث تتسع الشبكة نظريًا بما يتناسب مع كمية المعاملات التي يتم إرسالها إلى الشبكة. نظرًا لأن قابلية التوسع تمثل مشكلة أساسية في منصات العملات الرقمية الرئيسية اليوم (على الرغم من وجود العديد من الحلول المبتكرة في العمل) ، فقد تم تصميم Tangle لتسهيل نمو شبكة مستقبلية واسعة من الأجهزة المترابطة.

بدلاً من عمال المناجم في Tangle ، يجب على منشئ المعاملات التحقق من معاملتين سابقتين داخل الشبكة وتتطلب كل معاملة حساب PoW صغير نيابة عن المستخدم. والجدير بالذكر أنه لا توجد رسوم عند استخدام Tangle لأن الشبكة ليست غير متجانسة حيث يلزم تطبيق الحوافز على مشاركين متميزين في النظام البيئي.

مفتاح Tangle هو استخدامه الرسوم البيانية غير الدورية الموجهة (DAGs) بدلاً من blockchain. يعمل DAG بشكل فعال كرسم بياني موجه محدود حيث ترتبط مجموعة من الرؤوس (المربعات) ببعضها البعض بواسطة الحواف (الأسهم). مثال على الرسم البياني من مؤسسة IOTA مدونة أدناه.

التشابك

يتم تمثيل كل معاملة برأس على الرسم البياني وتمثل الأسهم وصلات الموافقة بين كل معاملة. تحتاج كل معاملة واردة إلى الموافقة على معاملتين سابقتين حتى يتم التحقق من صحتها ، ونتيجة لذلك ، تمثل الحواف (الأسهم) اتصال كل معاملة بالمعاملات السابقة. على سبيل المثال ، يوافق 5 على 2 و 3 من خلال الموافقات المباشرة بينما هو أيضًا موافقة غير مباشرة على 1.

والجدير بالذكر أن المعاملة 0 هي معاملة التكوين وفي حالة IOTA ، احتوت على كل عملة MIOTA (عملة IOTA) التي سيتم إنشاؤها على الإطلاق. يشار إلى المعاملة 6 على أنها تلميح معاملة لأنها معاملة غير معتمدة ، والتي سترى أنها مهمة في هيكل المعاملة.

دليل IOTA

قراءة: دليلنا إلى IOTA

هيكل الصفقة

تحتاج كل معاملة واردة في Tangle إلى الموافقة على نصيحتين. تعد الإستراتيجية التي يتم تنفيذها لتحديد النصائح التي سيتم الموافقة عليها من خلال معاملة واردة محددة أحد أهم جوانب Tangle. يُعرف هذا باسم خوارزمية اختيار الطرف وفي Tangle ، يتم تحقيقه من خلال الاستفادة من شكل محسن للمشي العشوائي ، في المقام الأول المشي العشوائي المرجح.

الأهم من ذلك ، أن المعاملات في DAG لا تنتشر بالتساوي عبر الوقت ، فهناك تأخير متعمد يجعل المعاملات الواردة غير مرئية لفترة قصيرة من أجل تكرار زمن الانتقال في العالم الحقيقي. التأثير أيضًا هو أن تشابك المعاملات أكثر تنوعًا وليس مجرد سلسلة من المعاملات.

يتم تحقيق عشوائية انتشار المعاملات هذا من خلال عملية نقطة بواسون, وهي طريقة احتمالية تُستخدم لتعيين نقاط عشوائية على فضاء رياضي ، في هذه الحالة ، DAG. في Tangle ، على الرغم من التأخير المتعمد للمعاملات الواردة ، يظل المتوسط ​​العام لمعدل المعاملات الواردة ثابتًا. يتم استخدام رمز Lambda للإشارة إلى متوسط ​​معدل المعاملات الواردة ، كما أن موازنة Lambda غير المرتفعة أو المنخفضة جدًا مهمة للحفاظ على شبكة متنوعة من المعاملات. باستخدام Lambda بقيمة 0 ، ستتألف شبكة معاملات Tangle فقط من سلسلة خطية من المعاملات المرتبطة بمعاملة موافق واحدة فقط. من الواضح أن هذا ليس مثاليًا لشبكة قابلة للتطوير من آلاف الأجهزة المترابطة.

نصائح المعاملات & المشي العشوائي

تعتمد خوارزمية اختيار الطرف الخاص بـ Tangle على مفهوم يُعرف باسم المشي العشوائي. بشكل أساسي ، يبدأ محدد النصائح (المعاملات غير المعتمدة) في معاملة التكوين و “يمشي” خطيًا عبر DAG نحو أحدث النصائح ، من اليسار إلى اليمين. هناك نوعان من المشي العشوائي:

  • المشي العشوائي غير الموزون
  • المشي العشوائي المرجح

تحدد مسيرة عشوائية غير مرجحة نصيحة المعاملة التالية للانتقال إليها استنادًا إلى احتمالية متساوية تمامًا. تعد المسيرة العشوائية المرجحة أكثر تعقيدًا وتضع أوزانًا تراكمية على كل قفزة إلى طرف ، وهو ما يستخدمه Tangle. الصورة أدناه من مدونة IOTA يوضح مفهوم المشي العشوائي الموزون حيث يتم إظهار الأوزان التراكمية التي تربط الاحتمال المتزايد لقفز المحدد إلى ذلك الطرف المحدد من خلال النسب المئوية.

مشي عشوائي

من المهم ملاحظة أن عملية السير العشوائي المرجحة تحدث مرتين فقط لكل معاملة. في Tangle ، يتم إعطاء المعاملات وزنًا تراكميًا بناءً على عدد المعاملات التي تمت الموافقة عليها بشكل مباشر وغير مباشر. والسبب في ذلك هو التخفيف مما يسمى “النصائح الكسولة” ، أو المعاملات التي تتحقق فقط من المعاملات القديمة ، وبالتالي لا تتماشى مع الوضع الحالي لـ Tangle. هذا عائق للشبكة لأن هذه المعاملات لا تتحقق من صحة المعاملات القديمة.

تُعرف طريقة تعيين قاعدة مميزة للاختيار العشوائي لكل طرف كخطوة خطية للمشي العشوائي عبر DAG باسم ماركوف تشين مونتي كارلو تقنية (MCMC) ، وهي خوارزمية اختيار الطرف الأساسي لـ Tangle. يلعب MCMC دورًا حيويًا في نموذج المعاملة الخاص بـ Tangle ويتم تحسينه باستخدام معلمات محددة ضرورية لضمان صلاحية Tangle واستدامته على المدى الطويل.

وبالتالي ، فإن مفهوم استخدام المشي العشوائي التراكمي (MCMC) بدلاً من السير العشوائي غير المرجح يسمح لـ Tangle بتجنب النصائح البطيئة من خلال آلية مثبطة حيث لن تتم الموافقة على النصائح البطيئة من خلال المعاملات الواردة. المحدد في النموذج الموزون أكثر عرضة للقفز إلى الأطراف الأثقل من الأطراف الأخف وزنًا. يُعد تفضيل النصائح الأثقل ، وفي النهاية تشابك المعاملات الأثقل أمرًا مهمًا للإجماع النهائي لشبكة Tangle التي تنتج عن تصميمها غير المتزامن.

صحة الصفقة والتوافق النهائي

على غرار الطريقة التي تمثل بها أطول سلسلة blockchain في Bitcoin ، أكثر نقاط إثبات العمل أداءً ، وبالتالي فهي السلسلة الأكثر موثوقية وصالحة لاحقًا ، في Tangle ، فإن أثقل سلسلة من المعاملات (والأكثر ملاءمة أثقل فرع) من المعاملات هي Tangle الصالحة. قبل الغوص في كيفية تحقيق الإجماع النهائي وصلاحية المعاملات في Tangle ، من المهم أن نفهم كيف ولماذا يعتبر Tangle غير متزامن.

بشكل عام ، نظرًا لاستخدام MCMC كخوارزمية اختيار الطرف ، لن يرى جميع المستخدمين (العقد) نفس مجموعة المعاملات في مثيل معين من Tangle ، وقد تكون هناك معاملات متضاربة موجودة. ومع ذلك ، فإن المؤهل المميز هنا هو أنه بسبب نموذج الوزن التراكمي الذي يتم إضافته إلى كل معاملة ، سيظهر فرع المعاملات الأثقل بشكل واضح على فرع أخف ، والذي سيتم تجاهله في النهاية. علاوة على ذلك ، فإن المعاملات القديمة بما يكفي سوف تتقارب في تشابك أثقل وتصل إلى إجماع نهائي.

يتم التخفيف من مشكلة الإنفاق المزدوج بشكل فعال من خلال نفس خاصية الوزن التراكمي للتشابك. لن تتم الموافقة على المعاملات غير الصالحة من قبل المعتمدين (المستخدمين / المعدنين) ونتيجة لذلك ، تعتبر جميع المعاملات اللاحقة التي توافق على المعاملات غير الصالحة غير صالحة. نظرًا لأن هذه المعاملات غير الصالحة المحددة لا تحتوي تقريبًا على العديد من اتصالات الموافقة المباشرة أو غير المباشرة مثل الاتصالات الصالحة (يعتمد الوزن التراكمي على الموافقات غير المباشرة والمباشرة) ، فإنها تصبح جزءًا من الفرع الأخف من Tangle الذي يتم تجاهله في النهاية.

ومع ذلك ، هناك مشكلة واضحة من وجهة نظر المستخدم ، وهي أنه لا توجد طريقة لمعرفة ما إذا كانت معاملته قد تم التحقق منها أم لا وتحقق توافقًا في الآراء كجزء من الفرع الأثقل الذي يصل في النهاية إلى إجماع على حالة Tangle ، عند أخذها بالقيمة الاسمية. يكمن حل هذه المشكلة في تأكيد الثقة الذي يتم منحه لكل معاملة. باستخدام صيغة الملكية التي تقيس احتمالية مستوى قبول المعاملة في Tangle ، يتم منح كل معاملة درجة ثقة مؤكدة يتم تدوينها في نسبة مئوية من احتمال تضمينها.

يتم إعطاء الإكراميات عالية الأهمية مزيدًا من الاعتبار للتأكد من أن الفرع الأثقل يتضمن معاملات صحيحة. في النهاية ، يؤدي هذا إلى إجماع المعاملات الصحيحة ، ومع ذلك ، فإنه يفتح الباب أمام متجه هجوم محتمل لمستخدم ضار يتمتع بقوة حسابية كبيرة. طالما أن المستخدم قادر على إرسال العديد من المعاملات أو أكثر من بقية الشبكة بأكملها مجتمعة ، فسيكون هذا المستخدم قادرًا على إنشاء معاملات غير صالحة وخداع Tangle ليعتقد أنهم جزء من فرع صالح.

المنسق وقابلية التوسع في المستقبل

للتخفيف من مشكلة قيام مستخدم ضار بمهاجمة الشبكة بالطريقة المذكورة أعلاه ، توظف مؤسسة IOTA حاليًا ما يُعرف باسم المنسق. يعمل المنسق كآلية إجماع بديلة مركزية وطوعية ومؤقتة لـ Tangle.

يتم استخدام المنسق لإصدار معاملة بارزة كل دقيقتين على Tangle ، مع اعتبار جميع المعاملات التي وافق عليها المنسق على أنها موثوقة تأكيد فورية بنسبة 100 ٪. يعد تنفيذ المنسق مثيرًا للجدل ، ولكنه مفهوم منطقيًا ، نظرًا لأن شبكة IOTA لا تحتوي على معاملات واردة كافية تتفاعل مع بعضها البعض في Tangle للتخفيف بشكل مستقل من متجه الهجوم المذكور أعلاه في هذه النقطة الزمنية الحالية. ومع استمرار توسيع الشبكة ، سيتم تقليل دور المنسق وإزالته في النهاية ، مما يترك شبكة Tangle تعمل كشبكة لامركزية بالكامل مؤمنة من خلال آلية إجماع موزعة تستخدم MCMC عبر DAG.

خاتمة

تم ربط Tangle باسم blockchain من “الجيل التالي” منذ إنشائه الأصلي في أكتوبر 2017. على الرغم من الجدل الدائر حول تنفيذه واستدامته وإمكاناته على المدى الطويل ، لا يزال Tangle أحد المفاهيم الأكثر روعة في عالم العملات المشفرة.

مع حلول توسيع نطاق blockchain في الأفق ، سيكون من الرائع مشاهدة ما إذا كان يمكن لـ Tangle “blockless” التوسع إلى المستويات حيث يعمل كإطار عمل موزع لظهور إنترنت الأشياء.

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