مکانیزم اجماع (Consensus Mechanism)

در کریپتوگرافی (cryptography)، یک تئوری وجود دارد که اظهار می‌کند هرکاری که توسط یک نهاد مرکزی انجام می‌شود را می‌توان بدون نهاد مرکزی نیز انجام داد.

این کار ممکن است رای‌گیری، مزایده، بانکداری و… باشد.

برای مثال، بیت‌کوین یک نسخه غیرمتمرکز از پول است.

در یک شبکه غیرمتمرکز، هیچ قانونگذاری نیست تا اطمینان حاصل کند همه از قوانین پیروی می‌کنند. بلکه به جای آن یک مکانیزم با نام مکانیزم اجماع (به انگلیسی Consensus Mechanism) وجود دارد.

مکانیزم اجماع، روشی است که 

  گروهی از افراد برای تصمیم‌گیری استفاده می‌کنند. برای مثال، در شبکه بیت‌کوین نیاز است تاریخچه تراکنش‌ها در بلاک‌چین بطور مداوم بروزرسانی شود تا تراکنش‌های جدید و موجودی‌های کاربران را منعکس کند.

در مکانیزم اجماع، افرادی که کاملا با هم غریبه هستند در سازوکاری که پاداش‌ها یا مجازات مالی در آن دخیل است با هم به یک توافق می‌رسند.

شرح بیشتر مکانیسم اجماع

در هر سیستم متمرکز، یک مدیر یا مجری مرکزی وجود دارد که مسئول حفظ و نگهداری بانک اطلاعاتی است.

بطور مثال یک سیستم متمرکز می‌تواند یک بانک اطلاعاتی حاوی اطلاعات مهم در مورد گواهینامه‌های رانندگی در یک کشور خاص باشد.

در سیستم متمرکز، بروزرسانی نیز توسط این مقام مرکزی که یگانه مسئول حفظ اسناد و سوابق اصلی است انجام می‌شود، اقداماتی مانند اضافه کردن، پاک کردن، و بروزرسانی اسامی افرادی که صلاحیت دریافت گواهینامه‌هایی مشخصی را دارند.

بلاکچین‌های عمومی که درقالب سیستم‌های غیرمتمرکز و خودقانونگذار عمل می‌کنند تلاش دارند تا تمامی خدمات یک شبکه گسترده را در مقیاسی جهانی و البته بدون وجود یک مقام مسئول (بدون مرکزیت) ارائه دهند.

به این منظور، آنها از مشارکت تعداد زیادی از شرکت‌کنندگان (گاهی هزاران نفر) استفاده می‌کنند تا این افراد عهده‌دار اعتبارسنجی و تائید تراکنش‌های بلاکچین و همچنین فعالیت‌های استخراج بلاک (block mining) شوند.

در این وضعیت که اطلاعات بلاک‌چین بطور مداوم تغییر می‌کند، دفترکل‌هایی که به شکل عمومی به اشتراک گذاشته می‌شوند، احتیاج به یک مکانیسم ایمن، قابل اعتماد، کاربردی، لحظه‌ای، منصف، و کارآمد برای حصول اطمینان از اعتبار و صحت تراکنش‌های شبکه دارند.

به عبارت دیگر، در این وضعیت مکانیسمی موردنیاز است تا تمام شرکت‌کننده‌ها در آن به یک اجماع و توافق در مورد وضعیت دفترکل برسند.

این وظیفه حیاتی توسط مکانیسم اجماع انجام می‌شود.

مکانیسم اجماع مجموعه‌ای از قوانین است که در مورد مشارکت شرکت‌کننده‌های مختلف در یک بلاک‌چین تصمیم‌گیری می‌کند.

انواع مختلفی از الگوریتم های مکانیسم اجماع وجود دارند که بر اساس اصول متفاوتی کار می‌کنند.

اثبات کار (proof of work) یا PoW یک الگوریتم اجماع رایج است که توسط محبوب‌ترین شبکه‌های رمزارز مانند بیت‌کوین و لایت‌کوین استفاده می‌شود.

این مکانیسم از یک نود (node) که قصد مشارکت در شبکه را دارد می‌خواهد تا ثابت کند که کار انجام شده و ثبت شده توسط آنها، صلاحیت لازم برای اضافه کردن تراکنش‌های جدید را به آنها می‌دهد.

با این حال، این مکانیسم استخراج بیت‌کوین احتیاج به مصرف انرژی بالا و صرف زمان پردازش طولانی دارد.

اثبات سهام (proof of stake) یا PoS یک الگوریتم اجماع رایج است که می‌تواند جایگزینی کم مصرف و کم هزینه برای الگوریتم PoW باشد.

PoS مسئولیت نگهداری از دفترکل عمومی را متناسب با تعداد توکن‌های رمزنگاری شده مجازی تحت تملک نود به او اعطا می‌کند.

البته مشکل اینجاست که این الگوریتم نگهداری و ذخیره هرچه بیشتر رمزارزها را رواج می‌دهد و نه مصرف کردن و استفاده از آنها.

به همین شکل، الگوریتم‌های اجماع دیگری نیز وجود دارند، مانند اثبات ظرفیت (Proof of Capacity) یا PoC که براساس به اشتراک گذاشتن فضای حافظه نودها در شبکه بلاکچین کار می‌کند. هرچه یک نود حافظه یا فضای هارددیسک بیشتری داشته باشد، حق بیشتری در حفظ و حمایت دفترکل عمومی خواهد داشت.