عندما تشتري شيئًا في متجر ، تتخلص من أوراق النقدية وتتلقى العنصر الذي دفعت ثمنه بدلاً من ذلك - هناك نقل واضح للقيمة. مع الخدمات المصرفية الرقمية ، مثل بطاقة الخصم أو الائتمان ، يتواصل البنك مع التاجر لضمان خصم المبلغ من حسابك. ومع ذلك ، يكون العملية غير واضحة مع العملات الرقمية. هذا ما يثير السؤال حول كيفية منع شبكة البلوكشين من إنفاق العملة المشفرة مرتين. هنا يضمن تقنية البلوكشين أمان المعاملات من خلال نهاية الكتلة.

ما هو تأكيد الكتلة؟

نهائية الكتلة تشير إلى الطبيعة الدائمة للمعاملة بمجرد تسجيلها على سلسلة الكتل. على عكس النظام المالي التقليدي، حيث يمكن عكس المعاملات، تصبح معاملات سلسلة الكتل لا يمكن عكسها بمجرد تحقيق النهائية. وهذا أمر ضروري للحفاظ على سلامة الشبكة، حيث لا يمكن لأي مشارك أن يتلاعب أو يغير المعاملات السابقة.

النقطة التي يتم تحقيق النهائية فيها تعتمد على آلية التوافق المستخدمة في تلك البلوكشين الخاصة. سواءً كان ذلك من خلال إثبات العمل (PoW)، إثبات الحصة (PoS)، أو نماذج التوافق الأخرى، فإن لكل شبكة طريقة لتحديد متى يتم تأكيد المعاملة وتضمينها نهائيًا في البلوكشين.

كيف يعمل تأكيد الكتلة؟

كل شبكة بلوكشين فريدة من نوعها، بميزاتها المميزة، ولكن الثبات في الكتلة - مفهوم رئيسي للأمان - موجود عبر جميع الشبكات، ويتم تحقيقه من خلال طرق مختلفة. آلية التوافق، التي تحقق المعاملات وتضمن أمان الشبكة اللامركزية، مركزية لكيفية الوصول إلى الثبات عبر البلوكشين.

تستخدم سلاسل الكتل المختلفة آليات إجماع مختلفة مصممة خصيصا لاحتياجاتها. تشمل الأمثلة الشائعة إثبات العمل (PoW) وإثبات الحصة (PoS) وإثبات التاريخ (PoH) - يتم استخدام المثالين الأخيرين بشكل جماعي على شبكة Solana. تحدد هذه الآليات كيفية التحقق من المعاملات ومتى تصل إلى النهاية ، مما يعني أنها مسجلة بشكل دائم ولا يمكن عكسها.

على سبيل المثال ، تستخدم Bitcoin آلية إثبات العمل التقليدية ، حيث يتنافس عمال المناجم لحل الخوارزميات المعقدة للتحقق من صحة المعاملات. السمة الرئيسية لإثبات العمل ، ذات الصلة بشكل خاص بنهائي الكتلة ، هي "قاعدة أطول سلسلة". في هذا النظام ، تعتبر السلسلة التي تحتوي على أكثر الأعمال المتراكمة صالحة. مع إضافة المزيد من الكتل إلى blockchain Bitcoin بعد المعاملة ، تتعزز نهائيتها ، مما يجعلها آمنة بشكل متزايد ولا رجعة فيها.

المصدر: gsr.io

يتم تحقيق النهائية بشكل مختلف في شبكات إثبات الحصة (PoS) ، مثل Ethereum ، بعد الانتقال إلى Ethereum 2.0. بدلا من عمال المناجم ، يتم اختيار المدققين بناء على مقدار العملة المشفرة التي قاموا بتخزينها. هؤلاء المدققون مسؤولون عن اقتراح الكتل الجديدة والتحقق من صحتها. تستخدم شبكات PoS بروتوكولات مثل "Casper" لفرض قواعد النهاية.

المصدر: unitychain.io

بمجرد التحقق من كتلة وإضافتها إلى سلسلة الكتل، يتطلب الأمر التوافق بين غالبية المقومين لعكسها، مما يتطلب منهم التضحية بأصولهم المراهنة. يضمن هذا الرادع الاقتصادي، جنبًا إلى جنب مع متطلبات التأكيد المتعددة، أنه بمجرد أن تحققت صفقة بشكل نهائي على شبكة PoS، يصبح من الصعب جدًا ومكلفًا عكسها، مما يجعلها مؤمنة تمامًا كـ PoW ولكن بكفاءة وقابلية أكبر.

أنواع الصلاحية النهائية للكتلة

البلوكشينات المختلفة لديها وسائل مختلفة لتحقيق النهوض. عبر جميع الشبكات المختلفة وآليات التوافق المقابلة، يوجد أربعة أنواع رئيسية من النهوض في البلوكشين. يتم تصنيفها حسب درجة اليقين وعدم القابلية للعكس للمعاملات والبلوكات بمجرد إضافتها إلى الشبكة. تشمل الأنواع المختلفة للنهوض بلوك:

الاستقرار الاحتمالي

الأكثر شيوعًا في شبكات العمل الدليلي مثل دوجتشين، النهوض الاحتمالي هو نهوض قائم على السلسلة بسيط. بدلاً من النهوض المطلق بمجرد إضافة كتلة إلى شبكة، يُعتبر النهوض احتماليًا، وتزيد احتمالية ويقين الصفقة مع الكتل الجديدة المسجلة فوق تلك الكتلة الأولية. يُقال أن النهوض الاحتمالي قد تم تحقيقه عندما يتم تعدين صفقة، وتسجيلها على السلسلة العامة وتعدين كتلة لاحقة بعد ذلك.

الاستقرار النهائي

النهوض المطلق هو أعلى درجة من اليقين بشأن دوامية الصفقة بمجرد تأكيدها. مع النهوض المطلق، بمجرد تأكيد الصفقة وتسجيلها على سلسلة الكتل، لا يمكن تغييرها أو عكسها على الإطلاق. النهوض المطلق شائع بشكل كبير في شبكات البلوكشين مثل ستيلار وريبل التي تستخدم توافق متحد. يتم دعم آلية التوافق المتحدة بواسطة مجموعة من المحققين الموثوقين الذين يؤمنون الشبكة من خلال تأكيد الكتل الفردية.

النهوض الاقتصادي

النهوض الاقتصادي يختلف فيما يتعلق بأن الأمان يعتمد على الربح أو الخسارة المالية. إنها سمة لآلية الإجماع على الحصة المؤكدة، حيث يجب على المحققين أن يحققوا الرهان على الرموز للمشاركة في أمن الشبكة. يتعرضون أيضًا لخطر فقدان الرموز المراهنة إذا تصرفوا بشكل خبيث. وبالتالي، يتم تحفيز تأكيد الكتل من خلال الحوافز المالية، ويتم الحفاظ على الأمان من خلال العوائق المالية. في الشبكات مثل إثيريوم، فإن تكلفة الإجراءات الخبيثة، مثل الإنفاق المزدوج أو عكس المعاملات، تتجاوز المكافأة المحتملة للتحقق من الكتل، مما يضمن نهاية المعاملة وأمان الشبكة.

النهوض الفوري

هذا هو أعلى مستوى وأصعب نوع من تأكيد الكتلة لتحقيقه، مع التأكيد الفوري، يعتبر العملية مؤكدة ولا يمكن عكسها بمجرد تسجيلها في الشبكة. وفي الواقع، ستحتاج هذه المستوى من التأكيد إلى تعديلات كبيرة على طبيعة التقنية التقليدية للبلوكشين وعملية تأكيد العملية.

لا يمكن القول بصراحة ما إذا كان أي شبكة حققت النهائية الفورية ، ولكن يقال إن بعض سلاسل الكتل التي تستخدم آليات الاتفاقية Byzantine Fault Tolerant (BFT) مثل Cosmos تحقق النهائية الفورية تقريبًا. بروتوكول Shardeum هو شبكة تحاول تحقيق نتائج مماثلة باستخدام آلية إثبات الرصيد تضمن دفتر حسابات مشترك في تأكيد المعاملات التي تم إجراؤها على الشبكة.

النهوض النهائي

نوع آخر من النهوض يتعلق أكثر بالصورة الكبيرة، وهو البلوكشين نفسه بدلاً من المعاملات الفردية. مع النهوض الحالي، يُعتَبَر هل يمكن تعديل أو عكس معاملة الحالة، وهي التغيير في حالة البلوكشين مثل تنفيذ عقد ذكي، بمجرد الانتهاء منها. كما أن النهوض الحالي مهم أيضًا لأن الدعامات المتعاقبة مثل إيثيريوم وسولانا، فإن دائمية تنفيذ العقود الذكية مهمة لأمان وكفاءة التطبيقات المتعاقدة متموقعة.

لماذا يعد استقرار الكتلة مهمًا؟

ثبات الكتلة هو الأكثر أهمية في المحادثات حول أمان الشبكة والموثوقية. ومع ذلك، يتم فهم هذا المفهوم الأساسي بشكل أفضل في سياق العقود الذكية ومسألة الإنفاق المزدوج.

العقود الذكية هي العمود الفقري لتطبيقات اللامركزية، الأكثر شيوعًا على شبكات ديفي مثل سولانا وإيثريوم. في التمويل اللامركزي (ديفي)، تقوم العقود الذكية بتأتيم العمليات المالية مثل الإقراض والاقتراض والتداول دون وسطاء. تعتبر كتلة الاستقرار أمرًا أساسيًا لهذه العمليات للعمل بسلاسة وبأمان.

على سبيل المثال ، عندما يبدأ المستخدم مقايضة في بورصة لامركزية (DEX) مثل Uniswap ، فإن العقد الذكي يطابق تلقائيا التجارة وينقل الرموز المميزة بين المستخدمين. تضمن نهائية الكتلة أن التجارة غير قابلة للتغيير بمجرد تأكيد هذه المعاملة وتسجيلها على blockchain. بدون النهاية ، يمكن للممثل الضار عكس المعاملة أو استغلال النظام ، مما يقوض سلامة نظام DeFi البيئي. وبدون نهائية الكتلة، ستكون نتيجة هذه العقود غير مؤكدة، مما يفتح الباب أمام نزاعات أو هجمات محتملة، مثل الإنفاق المزدوج أو عكس المعاملات.

مفهوم الإنفاق المزدوج هو مثال آخر حيث ينظر إلى أهمية نهائية الكتلة. الإنفاق المزدوج هو مشكلة تحدث عند إنفاق نفس الرمز المميز أكثر من مرة في معاملات متعددة. يعتبر هجوما لأنه يسمح للممثل الخبيث بإنفاق نفس العملات المعدنية أكثر من مرة. تمنع نهائية الكتلة الإنفاق المزدوج من خلال ضمان تسجيلها بمجرد تنفيذ المعاملة. بمجرد تأكيد المعاملة وتسجيلها على شبكة السلسلة ، يسجل دفتر الأستاذ blockchain بشكل دائم أنه تم إنفاق رمز مميز في تنفيذ معاملة معينة. على سبيل المثال ، بمجرد التحقق من المعاملة ، تشترك جميع العقد في نفس سجل blockchain في شبكة إثبات العمل التي تنص على أنه تم إنفاق هذه الرموز المميزة. بهذه الطريقة ، لا يمكن للممثل الضار إنفاق نفس الرموز مرة أخرى.

ثبات الكتلة في طبقات 1 المختلفة

يحدد مصداقية الكتلة بقاء كل عملية مرسلة على سلسلة الكتل. ومع ذلك ، فإن تكنولوجيا سلسلة الكتل معقدة للغاية ، وتشارك العديد من العوامل الأخرى في معالجة العمليات على سلسلة الكتل.

ثبات الكتلة ليس هو الشيء الوحيد المتورط في معالجة المعاملات. مفاهيم أخرى مثل تأخر الشبكة، ووقت الكتلة، وعدد المعاملات في الثانية (TPS) هي أهم بكثير. يمكن وصف تأخر الشبكة بأنه الوقت الملاحظ بين إصدار المعاملة وتأكيدها. أما وقت الكتلة، فيتمثل في الوقت الذي يستغرقه تعدين كل كتلة قبل أن تُضاف إلى الشبكة. عدد المعاملات في الثانية (TPS) غالبًا ما يُربك مع تأخر الشبكة، لكن TPS هو العدد الإجمالي للمعاملات التي يمكن للشبكة إدارتها في الثانية الواحدة. يمكن وصفه كإنتاجية للشبكة.

مفاهيم أخرى مثل ارتفاع الكتلة وحجم الكتلة والكتل اليتيمة تستحق الدراسة. يشير ارتفاع الكتلة وحجمها إلى عدد الكتل التي تسبق الكتلة الحالية على سلسلة الشبكة ، بينما يشير الحجم إلى إجمالي مقدار المصير الذي يمكن تسجيله على السلسلة. على سبيل المثال ، حجم الكتلة النموذجي على شبكة Bitcoin هو 1 ميغابايت ، في حين أن Ethereum هو 1 ميغابايت. الكتل اليتيمة على السلسلة هي نتيجة لأطول قاعدة سلسلة. كما أوضحنا سابقا ، تتبع عملة البيتكوين قاعدة أطول سلسلة من خلال اعتماد أطول سلسلة مثبتة. نتيجة لهذه القاعدة ، تصبح تلك الكتل الملغومة بالفعل والتي يتم التخلص منها لصالح السلسلة الأطول كتلا يتيمة منفصلة عن بقية blockchain.

عقبات لإتمام الكتلة

الانشطار الصعب

أحد التحديات الرئيسية للوصول إلى الاستقرار في الكتلة هو حدوث الفروع الصعبة. الفرع الصعب يحدث عندما ينقسم البلوكشين إلى مسارين متميزين بسبب تغيير في البروتوكول أو عدم اتفاق بين المشاركين. يخلق ذلك نسختين من البلوكشين، كل منهما يمكن أن يدعي مؤقتاً أنه السلسلة الشرعية. في سياق الاستقرار، يعطل الفرع الصعب اليقين بأن المعاملات دائمة ولا يمكن عكسها. إذا تم قبول السلسلة المشعبة كسلطة، فإن المعاملات المؤكدة على السلسلة السابقة قد تُبطل، مما يقوض الثقة التي يضعها المستخدمون في استقرار الشبكة.

تأخر الشبكة وتأخيرات الاتصال

هناك مشكلة أخرى تؤثر على نهائية الكتلة وهي زمن انتقال الشبكة أو الاتصال البطيء بين العقد. في الشبكات اللامركزية ، يجب أن تتواصل العقد بشكل متكرر للاتفاق على حالة blockchain وتأكيد المعاملات. إذا كان هناك تأخير في الاتصال ، إما بسبب المسافة المادية أو ازدحام الشبكة ، فقد يؤدي ذلك إلى إبطاء التحقق من صحة الكتلة ويؤدي إلى عدم اليقين بشأن نهائية المعاملات. في أنظمة إثبات الحصة أو إثبات العمل ، يمكن أن يؤدي انتشار الكتلة البطيء إلى إنشاء شوكات مؤقتة ، مما يؤدي إلى إعادة تنظيم محتملة للكتل ، مما يؤخر نهائية المعاملة.

ثغرات العقد الذكي


ثغرات العقود الذكية تتحدى أيضا نهاية الكتلة، خاصة على منصات مثل إيثيريوم التي تدعم التطبيقات المركزية. إذا احتوت العقد الذكي على خطأ ما أو تم استغلاله من قبل أطراف خبيثة، قد يحتاج الصفقات التي اعتبرت في البداية نهائية إلى أن تُعاد أو تُناقش. بينما تم تصميم سلاسل الكتل لمنع المساس بتاريخ المعاملات، إلا أن تعقيد العقود الذكية يخلق طبقة إضافية من المخاطر. إذا تم التلاعب بعقد ما، فإن العواقب قد تكون وخيمة، حيث يمكن إلغاء الصفقات حتى التي تم الانتهاء منها عبر التدخل القانوني أو المجتمعي.

مثال فريد هو اختراق منظمة DAO المشهور في عام 2016 ، حيث استغل المهاجم ثغرة في الشفرة لمنظمة مستقلة لامركزية (DAO) لسرقة 60 مليون دولار قيمة الإيثر. على الرغم من أن سلسلة الكتل تحققت بشكل فني من خلال تأكيد هذه المعاملات ، إلا أن الاستغلال أدى إلى تفرع صعب في شبكة إيثريوم ، مما أدى إلى إنشاء إيثريوم الكلاسيكية.

هجمات بنسبة 51%

يعد هجوم 51٪ أحد أخطر التهديدات لمنع النهاية. يحدث ذلك عندما يتحكم كيان أو مجموعة واحدة في أكثر من 50٪ من القوة الحسابية للشبكة أو الرموز المميزة المربوطة. مع هذه الأغلبية ، يمكنهم إعادة كتابة تاريخ blockchain من خلال إنشاء سلاسل بديلة أو الإنفاق المزدوج أو عكس المعاملات المؤكدة مسبقا. هذا يقوض المبدأ الأساسي للنهائية ، حيث يصبح من الممكن للمهاجمين العبث بالكتل التي كانت تعتبر ذات يوم آمنة ولا رجعة فيها. على الرغم من صعوبة تنفيذ مثل هذه الهجمات على شبكات كبيرة وراسخة ، إلا أنها تظل مصدر قلق كبير لسلاسل الكتل الأصغر أو الأقل لامركزية.

الاستنتاج

ثبات الكتلة هو مفهوم أساسي في تكنولوجيا البلوكشين حيث يضمن أن المعاملات، بمجرد تأكيدها، دائمة ولا يمكن عكسها. إنه مسؤول عن تأمين شبكات العملات المشفرة ومنع الأنشطة الخبيثة مثل الإنفاق المزدوج.

مع استمرار نمو شبكات الكتل ، يتم تصور آليات جديدة للاتفاق بجانب عمليات جديدة لتحقيق الاستقرار في سلسلة الكتل. ومع ذلك ، لا تزال تحديات الاستقرار في الكتل موجودة ، مما يؤكد أهمية تطوير شبكات أقوى.