سولانا: إثبات الملكية المفوض (DPoS) وإثبات التاريخ (PoH)

مؤلف المقالة: أبحاث ملفات تعريف الارتباط

إن آلية الإجماع الخاصة بـ blockchain مسؤولة عن التحقق من صحة المعاملات وإضافتها إلى blockchain بالترتيب الصحيح. اعتمادًا على آلية الإجماع المختارة، تختلف عمليات التحقق والطلب من حيث الكفاءة، مما يؤدي إلى مستويات مختلفة من الإنتاجية. في عالم blockchain، تعتبر Solana عبارة عن سلسلة عالية الأداء مع 400 مللي ثانية من أوقات الكتلة، ومعاملات في الثانية (TPS) يتراوح متوسطها بين 2000 و 3000، وذروة TPS نظرية تبلغ 65000 (كمرجع، TPS الخاص بـ Ethereum يبلغ حوالي 12).

تهدف هذه المقالة إلى تسليط الضوء على بنيتين في Solana تلعبان دورًا رئيسيًا وتساهمان في إنتاجيتها العالية، وهما آلية الإجماع لإثبات الملكية المفوضة (DPoS) و آلية إثبات التاريخ (PoH).

1. آلية الإجماع التقليدية

دع نبدأ بفهم عنق الزجاجة الرئيسي في blockchain: قابلية التوسع.

كل عقدة في شبكة blockchain الموزعة لها ساعتها الداخلية الخاصة، وتعمل وفقًا لساعة النظام المحلي هذه. عند حدوث معاملة، ستقوم العقدة بوضع طابع زمني للمعاملة بناءً على ساعة النظام المحلية هذه.

الصورة التالية توضح الساعة داخل العقدة:

سيعتمد أيضًا الطابع الزمني للتأكيد النهائي أو رفض المعاملة على كتلة النظام المحلي هذه . في آليات الإجماع التقليدية (مثل Proof of Work PoW وProof of Stake PoS)، تحتاج جميع العقد إلى التواصل مع بعضها البعض لتنسيق الساعات المحلية لبعضها البعض للتأكد من أن لديهم فهمًا متسقًا للوقت عند معالجة المعاملات. يساعد الاتصال بين العقد في إنشاء قاعدة زمنية مشتركة للتأكد من أن الشبكة بأكملها لديها تصور متسق للوقت، وبالتالي تنسيق ترتيب المعاملات وتأكيدها.

بالنسبة إلى blockchain الموزع، مع آلاف العقد الموزعة حول العالم، فإن الاختلافات في ساعات النظام المحلي بين العقد أمر لا مفر منه، مما يؤدي إلى عدم تناسق الطوابع الزمنية للمعاملات بين العقد المختلفة. تصبح هذه مشكلة عندما تحتاج العقد إلى الاتفاق على المعاملات التي تمت والترتيب الذي حدثت به تلك المعاملات في الكتلة. يُعرف هذا باسم مشكلة مزامنة الطابع الزمني، ويصبح أكثر خطورة وتعقيدًا عندما تزيد الشبكة من اللامركزية عن طريق زيادة عدد العقد.

في النهاية، يؤدي هذا إلى إنشاء مسار محتمل للهجمات الضارة. يسمح اختلاف الوقت للجهات الخبيثة ببث معاملات مزيفة تشبه الطوابع الزمنية الحقيقية في محاولة للسيطرة على الشبكة. لمنع التلاعب في المعاملات، يستغرق الأمر وقتًا طويلاً وقدرة معالجة كبيرة للتحقق من دقة الطوابع الزمنية. من المحتمل أن يؤدي هذا إلى تأخير في تأكيد الكتلة، أو حتى رفض الكتلة (حيث قد تصوت العقد على أن الكتلة غير صالحة بسبب وجود طابع زمني مختلف).

2. ما هو إثبات التاريخ (PoH)

يتم استخدام إثبات التاريخ (PoH) في Solana لإثبات أن المعاملات قد تم تسلسلها بشكل صحيح، ويمكن التحقق من ذلك بسهولة بواسطة المدققين في الشبكة.

خلافًا للوضع المذكور في القسم الأول حيث يكون لكل عقدة ساعتها المستقلة الخاصة بها، يمكن اعتبار PoH بمثابة كتلة عالمية تستخدمها جميع العقد للتحقق. مرور الوقت بين حدثين. من خلال هذه الساعة العالمية، تنظر العقد إلى نفس سجل المعاملات، وتتجاهل أي خلافات قد تكون موجودة حول ترتيب المعاملات. وهذا يسمح بالتوصل إلى الإجماع بسرعة، مما يقلل بشكل كبير من الوقت الذي يستغرقه التحقق من المعاملات وإضافتها إلى blockchain.

يعتمد إثبات صحة البيانات (PoH) على طريقة تشفير لإنشاء سجل مستمر وتسلسلي للمعاملات. دعونا نلقي نظرة فاحصة.

3. مناقشة متعمقة لتقنية PoH

تتم معالجة كل معاملة من خلال SHA-256، وهي وظيفة تجزئة مشفرة معروفة بقدرتها على قبول أي مدخلات وإنتاج مخرجات فريدة لا يمكن التنبؤ بها. عندما يتم تجزئة المعاملة، يصبح ناتجها هو المدخل إلى تجزئة المعاملة التالية. تنشئ هذه العملية ترتيبًا مدمجًا للمعاملات في مخرجات التجزئة، مما يشكل سلسلة طويلة ومستمرة.

يستخدم PoH (إثبات التاريخ) وظيفة التأخير القابلة للتحقق (VDF)، والتي تتحقق من أهمية مرور الوقت في blockchain. تعد VDFs وظائف حسابية مكثفة لا تعتمد فقط على التجزئة السابقة ولكن أيضًا على الوقت المنقضي. تسمح هذه الآلية لـ Solana بعرض الوقت الفعلي الذي مر بشكل مشفر، مما يؤدي إلى إنتاج مخرجات مستمرة. ونتيجة لذلك، يوجد تسلسل واضح يمكن التحقق منه للمعاملات، مما يضمن جدولًا زمنيًا ثابتًا للأحداث. وبالتالي يمكن للمدققين التحقق بسهولة من مقدار الوقت المنقضي، مما يعزز مصداقية الشبكة.

يضيف استخدام PoH (إثبات التاريخ) في Solana طبقة قوية من الأمان والنزاهة. يتطلب التلاعب بأي جزء من سلسلة التجزئة إعادة حساب جميع التجزئة اللاحقة، وهو جهد مكثف لحماية الشبكة من التغييرات.

يقلل PoH (إثبات التاريخ) بشكل كبير من كمية المعلومات التي يحتاج المدققون إلى معالجتها لكل كتلة. باستخدام نسخة مجزأة من أحدث حالة للمعاملة، يتم تقليل وقت تأكيد الكتلة بشكل كبير. عندما يتلقى المدقق (أو العقدة المتماثلة) كتلة، فإن تسلسل PoH (إثبات التاريخ) يزودهم بترتيب موثوق للتشفير للمعاملات التي يمكنهم الوثوق بها دون إعادة التحقق. تعد هذه الكفاءة أمرًا بالغ الأهمية لتسريع آلية الإجماع حيث يمكن للشبكة تحديد أداة التحقق التالية والانتقال إليها بسرعة للتحقق من صحة الكتلة.

4. إثبات الحصة المفوضة (DPoS)

استنادًا إلى فهم أفضل لإثبات الصحة، سيشرح هذا القسم كيفية تطبيق إثبات الصحة في آلية إجماع سولانا (DPoS).

في DPoS، كل مدقق لديه حصة $SOL قادر على المشاركة في إدارة الشبكة - التصويت على صلاحية الكتل وتحديد ما إذا كان سيتم إضافتها إلى blockchain. يمكن لحاملي $SOL (بما فيهم أنت وأنا) الذين لا يرغبون في المشاركة بشكل مباشر في عملية إثبات الحصة تفويض الرموز المميزة الخاصة بهم إلى مدققين آخرين، مما يجعلهم مفوضين بشكل فعال. تقوم عملية التفويض هذه بتخصيص قوة التصويت للمفوضين (بما يتناسب مع مبلغ SOL الذي يمتلكونه) لهؤلاء المصادقين. في مقابل التوقيع المساحي بـ $SOL، سيحصل المفوضون على جزء من مكافأة الكتلة.

مبدأ تشغيل نظام DPoS هو أن العقد ذات المخاطر الأكبر من المرجح أن يتم اختيارها للتحقق من المعاملات وإضافتها إلى blockchain، واكتساب مساحة الفرصة لمكافآت الكتلة تشجع العقد على الحفاظ على مستويات عالية من الأداء والنزاهة.

بعد فهم كل من DPoS وPoH، دعنا نجمع هذه المعرفة لتحديد الشكل الذي يبدو عليه تأكيد الكتلة النموذجي على Solana.

5. نظرة عامة رفيعة المستوى على آلية إجماع سولانا

1. تحديد العقد الرئيسية: العقد الرئيسية مسؤولة عن إنشاء تسلسلات PoH (معاملات فرز إثبات التاريخ) وإنشاء الكتل.

تعتمد عملية الاختيار هذه على وزن حصة العقد، والذي يتم زيادته عن طريق تفويض حاملي الرمز المميز لهم. سيتم تناوب الأدوار القيادية بين المدققين.

2. أضف طوابع زمنية إلى المعاملات: ستتلقى العقدة الرائدة المعاملات وتستخدم PoH لإضفاء طابع زمني عليها لتشكيل تسلسل معاملة.

3. إنشاء الكتلة: من خلال التسلسل من PoH، تبدأ العقدة الرائدة بعد ذلك في إنشاء كتلة.

4. نشر الكتلة: سيتم إرسال الكتل المنشأة حديثًا إلى العقد المتماثلة (أدوات التحقق الأخرى في الشبكة الموزعة).

5. التحقق من صحة المعاملة، ستتحقق عقدة النسخ المتماثل من المكونين التاليين:

أ. تسلسل المعاملة: استخدم تسلسل PoH للتحقق من أن المعاملات بالترتيب الصحيح. نظرًا لأنها ساعة عالمية، فإن هذا التحقق لا يتطلب اتصالاً ذهابًا وإيابًا بين العقد (على عكس آليات الإجماع الشائعة مثل PoW وPoS).

ب- صلاحية المعاملة: تحقق مما إذا كانت المعاملة تتوافق مع قواعد الشبكة وما إذا كانت صالحة.

6. إنهاء الكتلة: بعد التحقق من تسلسل المعاملة وصلاحيتها، ستتم إضافة الكتلة إلى blockchain. ثم سيتم تحديد العقدة الرائدة التالية وتبدأ العملية برمتها من جديد.

الاستنتاج

لقد عمل سولانا بلا كلل لتحسين وضعه. كتل بنية السلسلة، وتشمل التطورات الأخيرة QUIC، وجودة الخدمة المرجحة بالأسهم، وأسواق الرسوم المحلية. علاوة على ذلك، يتطلع النظام البيئي إلى زيادة كفاءته بشكل كبير مع إطلاق Firedancer. تجدر الإشارة إلى أن بنية Solana الفريدة - OPOS (Solana فقط) قد تجلب حالات استخدام جديدة.