تطور إجماع البلوكتشين، من إثبات العمل إلى إثبات الحصة

حظيت تقنية سلسلة الكتل، التي تقوم عليها العملات المشفرة مثل البيتكوين والإيثيريوم، باهتمام كبير في مختلف القطاعات، بما في ذلك التمويل وإدارة سلسلة التوريد. ومن العناصر الحيوية في هذه التقنية آلية الإجماع، والتي تُمكِّن الشبكات اللامركزية من الاتفاق على حالة دفتر الأستاذ المشترك دون إشراف مركزي. وقد برزت آليتان بارزتان للإجماع، وهما إثبات العمل (PoW) وإثبات الحصة (PoS)، كنهجين مهيمنين، ولكل منهما خصائصها وآثارها على تشغيل الشبكة واستخدام الموارد. تبحث هذه المقالة في آليات الإجماع هذه، ونقاط القوة والقيود الخاصة بكل منهما، وتأثيرهما المحتمل على مستقبل تقنية سلسلة الكتل.

الرائد إثبات العمل

عندما كشف ساتوشي ناكاموتو النقاب عن البيتكوين في عام 2009، قدم للعالم آلية إثبات العمل، وهي أول آلية إجماع للبلوك تشين. تنطوي PoW على عملية تشبه المنافسة العالمية عالية المخاطر. ينخرط آلاف المشاركين، المزودين بأجهزة كمبيوتر قوية، في سباق لحل ألغاز التشفير المعقدة. وبشكل أكثر تحديداً، يقومون بإجراء بحث بالقوة الغاشمة للعثور على كلمة nonce التي، عند تجزئتها، تنتج قيمة تجزئة أقل من الهدف المحدد. يحصل أول من يحل هذا اللغز على إضافة "كتلة" جديدة من المعاملات إلى سلسلة الكتل ويكافأ بعملة رقمية جديدة.

لقد أثبت هذا النظام قوته بشكل ملحوظ. لم تتعرض شبكة البيتكوين للاختراق بنجاح، كما أن طبيعتها اللامركزية تعني عدم وجود نقطة فشل واحدة. إن القوة الحسابية الهائلة المطلوبة لتغيير سلسلة الكتل تجعل الهجمات مكلفة للغاية، مما يضمن سلامة الشبكة.

ومع ذلك، فإن تعدين PoW له منتقدوه. فقد أصبح استهلاك تعدينالبيتكوين للطاقة مصدر قلق كبير، حيث تشير التقديرات الأخيرة إلى أنه يستخدم ما بين 67 تيراواط ساعة و240 تيراواط ساعة سنويًا، وهو ما يضاهي استهلاك الكهرباء في دول مثل اليونان أو أستراليا. وقد دفع هذا التأثير البيئي الكثيرين إلى التساؤل عما إذا كان تعدين PoW مستدامًا على المدى الطويل.

وعلاوة على ذلك، نظرًا لأن التعدين أصبح أكثر تنافسية، فقد أصبح أيضًا أكثر مركزية. فالأيام التي كان بإمكان أي شخص تعدين البيتكوين باستخدام حاسوب منزلي قد ولّت منذ فترة طويلة. واليوم، تهيمن على التعدين عمليات التعدين الكبيرة ذات الأجهزة المتخصصة، مما يثير المخاوف بشأن تركيز القوة داخل الشبكة.

المتحدي إثبات الحصة

أدخل لعبة إثبات الحصة، وهي بديل أصغر سناً وأكثر شعبية على نحو متزايد. إذا كانت PoW عبارة عن مسابقة لحل الألغاز، فإن PoS أشبه باليانصيب - ولكن احتمالات فوزك تزداد مع زيادة حجم حصتك.

في نظام إثبات الحيازة، يقوم المُدققون (المكافئ لعمال التعدين في إثبات الحيازة) "برهن" رموزهم كضمان. تقوم الشبكة بعد ذلك باختيار المدققين عشوائيًا لإنشاء كتل جديدة، وعادةً ما يتناسب احتمال الاختيار مع حجم حصتهم. إذا حاول المدققون الغش في النظام، فإنهم يخاطرون بفقدان الرموز التي قاموا برهنها.

يقدم هذا النهج العديد من المزايا. يتم تقليل استهلاك الطاقة بشكل كبير، حيث لا توجد حاجة لسباق التسلح الحسابي الذي نشهده في PoW. كما أنه من المحتمل أن يكون أكثر لامركزية، حيث أن عوائق الدخول أقل - لا تحتاج إلى أجهزة متخصصة للمشاركة، فقط الرموز المميزة للمشاركة.

انتقلت Ethereum، وهي ثاني أكبر عملة رقمية مشفرة من حيث القيمة السوقية، من PoW إلى PoS في سبتمبر 2022 في ترقية تُعرف باسم "الدمج". وقد تم الترحيب بهذه الخطوة باعتبارها خطوة مهمة إلى الأمام في صناعة البلوكتشين، مما يقلل من استهلاك الإيثيريوم للطاقة بنسبة تزيد عن 99%.

ومع ذلك، فإن PoS لها تحدياتها. حيث يجادل النقاد بأنها قد تؤدي إلى شكل مختلف من أشكال المركزية، حيث يراكم أصحاب الرموز الأكثر ثراءً المزيد من القوة بمرور الوقت. ولمعالجة هذه المخاوف، تقوم العديد من أنظمة إثبات الحصة بتطبيق إجراءات التخفيض (معاقبة المدققين الخبيثين) والتفويض (السماح لأصحاب الحيازات الأصغر بالمشاركة عن طريق تفويض حصتهم). وعلى الرغم من هذه التدابير، لا تزال الآثار طويلة الأجل لهذه الأنظمة على اللامركزية موضع نقاش.

المناظرة الكبرى: نقاط الضعف ضد نقاط القوة والضعف

غالبًا ما يبدو الجدل بين PoW و PoS وكأنه صراع بين الفلسفات بقدر ما هو صراع بين التقنيات. يجادل المدافعون عن إثبات العمل بأن طبيعة التعدين كثيفة الاستخدام للموارد هي ميزة وليست خطأ - فهي تربط أمن الشبكة بموارد العالم الحقيقي، مما يجعل الهجمات باهظة الثمن. ويؤكدون أن سجل PoW في مجال الأمن واللامركزية لا مثيل له.

يرد مؤيدو PoS بأن نظامهم يمكنه تحقيق أمان مماثل بكفاءة أكبر. ويجادلون بأنه مع نمو قيمة العملات الرقمية المشفرة، فإن الحوافز الاقتصادية لنظام إثبات الحصة ستكون كافية لتأمين الشبكة. كما يشيرون أيضًا إلى الفوائد البيئية وإمكانية زيادة قابلية التوسع.

كلا النظامين له نقاط قوته وضعفه، وغالبًا ما يعتمد الاختيار بينهما على الاحتياجات والقيم المحددة لمشروع بلوكشين معين. فالبيتكوين، بتركيزها على كونها مخزنًا للقيمة، تمسكت بنظام PoW. أما الإيثيريوم، التي تهدف إلى أن تكون منصة للتطبيقات اللامركزية، فقد اعتمدت نظام PoS لتحسين قابليتها للتوسع وتقليل تأثيرها البيئي.

ما وراء الثنائية: مستقبل التوافق

في حين أن PoW و PoS يسيطران على المحادثة، إلا أنهما ليسا اللاعبين الوحيدين في اللعبة. تستكشف مشاريع البلوك تشين المبتكرة مجموعة متنوعة من آليات الإجماع البديلة، ولكل منها نهجها الفريد لحل مشكلة الجنرالات البيزنطيين - معضلة علوم الكمبيوتر الكلاسيكية لتحقيق الإجماع في نظام موزع.

يهدف نظام إثبات الحصة المفوض (DPoS)، الذي تستخدمه منصات مثل EOS، إلى الجمع بين كفاءة إثبات الحصة ونموذج حوكمة أكثر ديمقراطية. يصوت حاملو التوكنات لعدد محدود من المدققين، مما يخلق نظامًا أكثر قابلية للتطوير من PoS التقليدية.

ويتبع نظام إثبات السلطة (PoA) نهجًا مختلفًا، حيث يعتمد على مجموعة من المدققين المعتمدين مسبقًا والمعروفين بنزاهتهم. هذا النظام، المستخدم في بعض سلاسل البلوكشين الخاصة والاتحادية، يضحي ببعض اللامركزية من أجل مزيد من الكفاءة والمساءلة الواضحة.

تعمل أنظمة أخرى، مثل بروتوكول إجماع Avalanche، على دفع حدود ما هو ممكن في إجماع البلوك تشين. يستخدم Avalanche آلية استطلاع احتمالية لتحقيق إنتاجية عالية ونهائية سريعة مع الحفاظ على ضمانات أمنية قوية. يوضح هذا النهج المبتكر تطور آليات الإجماع في مجال البلوك تشين.

الطريق إلى الأمام

ومع استمرار تطور تقنية البلوك تشين في التطور، ستتطور كذلك آليات الإجماع الخاصة بها. التحديات متعددة الجوانب:

• تحقيق قابلية التوسع الحقيقي دون التضحية بالأمان أو اللامركزية.
• الحد من الأثر البيئي.
• إنشاء أنظمة يمكن أن تتكيف مع المشهد التكنولوجي والتنظيمي المتغير.

قد يُمثل نجاح انتقال الإيثيريوم إلى PoS نقطة تحول في الصناعة، مما قد يُلهم مشاريع أخرى لتحذو حذوها. ومع ذلك، فإن استمرار هيمنة البيتكوين والتزامها بإثبات العمل يضمن أن آلية الإجماع القديمة هذه ستظل قوة كبيرة في النظام البيئي للعملات الرقمية في المستقبل المنظور.

في نهاية المطاف، يتعلق تطور آليات توافق الآراء في البلوك تشين بأكثر من مجرد تفاصيل تقنية، بل يتعلق بالأسئلة الأساسية المتعلقة بكيفية تحقيق الاتفاق وبناء الثقة في عالم رقمي لا مركزي. وبينما نتصارع مع هذه الأسئلة، فإننا لا نقوم فقط بتشكيل مستقبل البلوك تشين، بل من المحتمل أن نعيد تعريف طبيعة الإجماع في العصر الرقمي.

قصة إجماع سلسلة الكتل لم تنتهِ بعد. فمع ظهور تحديات جديدة وابتكار حلول جديدة، هناك شيء واحد مؤكد: البحث عن آلية الإجماع المثالية سيستمر في دفع عجلة الابتكار في هذا المجال المثير وسريع التطور. سواء كنت من عشاق البلوك تشين أو من المشككين أو من المراقبين الفضوليين، فإن الملحمة المستمرة لإثبات العمل وإثبات الحصة وخلفائها تستحق المشاهدة. فالأمر لا يتعلق فقط بكيفية عمل سلاسل الكتل - بل يتعلق بكيفية اختيارنا، كمجتمع عالمي، للتعاون وبناء الثقة والتوصل إلى اتفاق في الحدود الرقمية.