الگوریتم اثبات زمان (اثبات زمان) این یکی از الگوریتم‌های اجماع در نظر گرفته می‌شود که اعتبار شبکه را از طریق یک سیستم رای‌گیری انتخاب می‌کند و بر زمانی که اعتبارسنجی شبکه در داخل شبکه فعال بوده و همچنین شهرت آن تمرکز دارد. در این مقاله با ما همراه باشید تا در مورد این الگوریتم صحبت کنیم و همچنین تفاوت الگوریتم اثبات کار و الگوریتم اثبات زمان را بررسی کنیم.
الگوریتم اثبات زمان چیست؟
الگوریتم‌های اجماع فرآیندهایی هستند که توسط آن اعتبارسنجی‌ها (که به عنوان گره‌ها یا ماینرها نیز شناخته می‌شوند) در یک شبکه بلاک چین بر روی وضعیت فعلی شبکه توافق می‌کنند. این اساساً شامل توافق است که آیا تراکنش ارائه شده توسط اعتبارسنجی معتبر است یا خیر. تراکنش‌های جعلی یا نادرست با این فرض که همه چک‌ها صادقانه و بدون قصد مخرب هستند، توسط شبکه رد می‌شوند. اعتبار سنجی ها برای ارسال تراکنش های ارز دیجیتال دقیق و معتبر پاداش دریافت می کنند، در حالی که عوامل مخرب بسته به پروتکل اجماع جریمه می شوند.
اعتبارسنجی‌ها باید انرژی خود را از طریق سخت‌افزار گران‌قیمت صرف کنند تا تراکنش‌ها را تأیید کنند و در صورت موفقیت، توکن‌های جدیدی به دست آورند. اگر آنها بدخواهانه عمل کنند، چیزی به دست نمی آورند و ضرر آن اتلاف انرژی برای ارائه یک معامله جعلی یا تقلبی است.
الگوریتم اثبات زمان Proof of Time یک الگوریتم اجماع است که از یک سیستم رأی گیری برای انتخاب اعتبار سنجی شبکه استفاده می کند و بر مدت زمانی که یک اعتبارسنجی شبکه در شبکه فعال بوده و همچنین شهرت آن تمرکز می کند. این پروتکل توسط Analog توسعه یافته است و بر اساس Representative Proof of Stake (DPoS) است که یک نسخه اصلاح شده از PoS است.
الگوریتم Proof-of-Time به دفتر خود به عنوان Timechain اشاره می کند و از امتیازهای رتبه بندی، یک تابع تاخیر قابل تأیید (VDF) و نشانه های شرط بندی شده برای تعیین اینکه چه کسی می تواند یک تراکنش جدید را به دفتر کل اضافه کند، استفاده می کند. سیستم رتبه بندی با رتبه بندی اعتبار شبکه بر اساس سن و عملکرد گذشته آنها کار می کند. اعتبار سنجی ها امتیازات اعتماد و فعالیت شبکه بیشتری را برای مدت زمان طولانی تری دریافت می کنند. قرار دادن توکن های بیشتر نیز احتمال انتخاب اعتبار سنجی را افزایش می دهد.
PoT مشابه DPoS است که کاربران در شبکه تصمیم می گیرند کدام عامل می تواند بلوک بعدی را تأیید کند. با این حال، تفاوت هایی در روند رای گیری وجود دارد، به طوری که PoT دارای چندین مرحله از رای گیری است. در دور اول رای‌گیری، اعتبارسنجی‌ها که به عنوان انتخابگر زمان شناخته می‌شوند، یک بلوک حاوی داده‌ها، از جمله تراکنش‌ها را برای افزودن به Timechain ارسال می‌کنند. اگر بلوک پذیرفته شود، بلوک اعتبار سنجی می شود و تمام تراکنش های موجود در بلوک پردازش می شوند.
رای دهندگان زمان از طریق یک فرآیند انتخاب انتخاب می شوند که به امتیازات رتبه بندی رای دهندگان و تعداد نشانه های شرط بندی شده نگاه می کند. این فرآیند از این اطلاعات و همچنین VDF برای انتخاب تصادفی یک انتخابگر زمان استفاده می کند و در هر زمان فقط می توان یکی را انتخاب کرد.
انتخابگرهای زمان نیز VDF را اجرا می کنند تا مشخص کنند که آیا برای افزودن یک بلوک جدید به Timechain انتخاب شده اند یا خیر. در صورت انتخاب، بلوک را تأیید می کنند، یک اثبات VDF ایجاد می کنند و هر دو داده را به بقیه گره ها در جدول زمانی ارسال می کنند.
در مرحله دوم، اثبات بلوک و VDF به 1000 انتخابگر زمان دیگر ارسال می شود تا قبل از اضافه شدن به زنجیره زمانی، دوباره تأیید شوند. اگر اکثریت رای دهندگان با پذیرش معامله موافقت کنند، به جدول زمانی اضافه می شود.
در واقع، الگوریتم اثبات زمان (PoT) یک الگوریتم اجماع غیرمتمرکز است که با انتخاب اعتباردهنده‌ها بر اساس امتیاز امتیاز و سهام ثابت آنها کار می‌کند. امتیاز رتبه‌بندی یک معیار عددی وزن است که الگوریتم بر اساس تجربه تاریخی آن (دقتی که گره داده‌های رویداد را تأیید می‌کند) و تجربه اعتبارسنجی‌های دیگر با گره، به هر اعتبارسنجی اختصاص می‌دهد.
از سوی دیگر، سهام ثابت مکانیزمی است که در آن همه اعتبار سنجی‌ها مقدار مساوی از توکن‌های ANLOG (دارایی‌های بومی پلتفرم) را برای مشارکت در فرآیند اجماع به اشتراک می‌گذارند. برخلاف اثبات سهام متداول (PoS)، که در آن گره‌ها باید مقادیر زیادی توکن را برای توافق در نظر بگیرند، مکانیسم PoT منصفانه است. هر گره‌ای می‌تواند به‌عنوان اعتبارسنجی شرکت کند، مشروط بر اینکه مقدار ثابتی از توکن‌های ANLOG را داشته باشد و امتیازات رتبه‌بندی را جمع‌آوری کند.
الگوریتم های اثبات مفهوم یکی دیگر از مکانیسم های اجماع هستند که می توانید مطالعه کنید.
اگر بخواهیم مکانیزم الگوریتم اثبات زمان را با جزئیات بیشتری شرح دهیم، باید بگوییم که PoT یک فرآیند دو مرحله‌ای است که در هسته خود شامل رای‌گیری نرم و سخت است. در طول مرحله رای گیری نرم، یک انتخابگر زمان (اعتبارکننده) بلوکی را پیشنهاد می کند تا در Timechain (یک دفتر رویداد مبتنی بر آنالوگ) قرار گیرد. اگرچه تمام گره‌های زمانی آنلاین می‌توانند طرح‌های بلوک را ارسال کنند، تنها یک انتخابگر از طریق یک فرآیند تصادفی انتخاب می‌شود که تابع تاخیر قابل تأیید (VDF) را بر اساس امتیاز رتبه‌بندی و سهام ثابت ترکیب می‌کند.
برای هر دور اجماع (که اسلات نیز نامیده می شود)، هر گره با اجرای یک فرآیند VDF تعیین می کند که آیا به عنوان پیشنهاد دهنده انتخاب می شود یا خیر. در صورت انتخاب، انتخابگر زمان داده‌های رویداد ارسالی را جمع‌آوری می‌کند، امضای صادرکننده را تأیید می‌کند و اثبات VDF را تولید می‌کند. سپس تراکنش هش شده را همراه با اثبات VDF برای بقیه گره های زمانی در شبکه پخش می کند.
این فرآیند مرحله رأی گیری سخت را آغاز می کند، جایی که کمیته ای متشکل از 1000 گره زمانی (همچنین از طریق VDF انتخاب می شوند) تعیین می کنند که آیا تراکنش معتبر است یا خیر. هر یک از 1000 گره زمانی، اثبات VDF، دوبار خرج کردن، و سایر مسائل مربوط به بلوک پیشنهادی را بررسی می کند. اگر بلوک پیشنهادی معتبر باشد، گره های زمانی آن را تایید می کنند (با پذیرش آن).
اگر بیش از دو سوم از 1000 گره زمانی (667 گره زمانی تراکنش ها را تایید کنند)، بلوک به زنجیره زمانی اضافه می شود.
زنجیره زمانی، گره های زمانی و رای دهندگان زمان
الگوریتم اثبات زمان توسط Analog توسعه داده شده است و برای درک نحوه عملکرد این پروتکل باید برخی از اصطلاحات مرتبط را به شرح زیر درک کنید:
زنجیره ی زمانی: دفتر کل زنجیره آنالوگ (شبکه اصلی)
گره های زمانی: در زنجیره، گره‌ها/ اعتبارسنجی‌هایی وجود دارند که در اعتبارسنجی بلوکی که به بلاک چین متصل است، دخالت دارند. (هر چه گره ها رتبه بالاتری داشته باشند، احتمال مشارکت آنها در اعتبارسنجی بلوک بیشتر است.)
رای دهندگان موقت: انتخابگرهای زمان گره های خاصی هستند که بلوک هایی از داده ها را به Timechain ارائه می دهند. این بار انتخابگر در ابتدا الگوریتم اثبات زمان انتخاب شده است گره هایی که می خواهند به عنوان انتخابگر زمان انتخاب شوند باید امتیاز رتبه بندی داشته باشند و مقدار ثابتی از توکن های ANLOG را به اشتراک بگذارند. (هر چه امتیاز بالاتر باشد، احتمال انتخاب آنها بیشتر است.) فقط یک انتخابگر یک بار در هر بلوک در یک شکاف زمانی معین انتخاب می شود.
VDF چیست؟ VDF چه نقشی در اثبات اجماع زمانی دارد؟
VDF (تابع تأخیر قابل تأیید) سیستمی از توابع محاسباتی است که به انتخاب گره های زمانی بر اساس یک فرآیند تصادفی کمک می کند.
به زبان ساده، این یک تابع محاسباتی است که وام دهندگان باید آن را تکمیل کنند تا انتخاب شوند. این تابع محاسباتی به مقدار متوسطی از توان محاسباتی نیاز دارد (هرکسی می تواند به راحتی تأیید کند که روش محاسباتی پس از در دسترس بودن پاسخ صحیح است) و بر زمان اجرا تمرکز دارد. (زیرا تایید کننده ها باید تابع را به صورت متوالی و بدون هیچ “میانبر” حل کنند.)
به این ترتیب، VDF به حذف گره های زمان داده های جعلی برای حل تابع محاسباتی کمک می کند، در حالی که احتمال پذیرش یک نتیجه VDF جعلی را به حداقل می رساند زیرا داده های ورودی قبل از صدور اعتبارسنجی اعتبارسنجی می شوند. نتیجه نهایی پس از محاسبه VDF.
دانش الگوریتم های بلاک چین برای کاربران ارزهای دیجیتال بسیار مهم است. این مقاله را می توانید در لینک مربوطه مطالعه کنید.
چرا اثبات زمان (PoT) مهم است؟
ایجاد اجماع غیرمتمرکز با استفاده از روش‌های اجماع مختلف مانند اثبات کار (PoW) و اثبات سهام واگذار شده (DPoS) یکی از ویژگی‌های جذاب بلاک چین است. این مکانیسم‌های اجماع برای اطمینان از اینکه شرکت‌کنندگان نسخه‌های یکسانی از فایل‌های پایگاه داده توزیع شده دارند، طراحی شده‌اند. حال سوال این است که چرا به یک الگوریتم اثبات زمان به عنوان مکانیزم اجماع نیاز دارید؟
اجماع غیرمتمرکز مهم ترین ویژگی هر بلاک چینی است که باید داشته باشد. این اجازه می دهد تا شبکه شفاف و تغییرناپذیر باشد. در اجماع غیرمتمرکز، همه گره‌ها باید یک فرصت منصفانه (برابر) برای به‌روزرسانی دفتر کل داشته باشند. نباید مانعی برای مشارکت در فرآیندهای اجماع وجود داشته باشد.
در حالی که می‌توانید استدلال کنید که PoW به هر گره‌ای اجازه می‌دهد تا به عنوان ماینر شرکت کند، اما محدودکننده است زیرا گره‌ها باید منابع محاسباتی زیادی را صرف کنند، که در نهایت بازیکنان کوچک‌تر را محروم می‌کند. به این ترتیب، موانع ورود به زنجیره های فعال PoW هنوز زیاد است.
از طرف دیگر، PoS مطمئناً از نظر سرعت تراکنش و مقیاس پذیری از زنجیره های PoW پیشرفته تر است. با این حال، این چالش سه گانه را به خوبی حل نمی کند، به خصوص زمانی که صحبت از امنیت و تمرکززدایی می شود، زیرا شبکه را متمرکز می کند و تنها به چند گره (کاربران بزرگ) اجازه می دهد تا در فرآیند اجماع شرکت کنند.
به دلیل مسائل ذکر شده، Analogue یک توافق PoT را از پایه ایجاد کرد. برخلاف PoW، که در آن تولید بلوک به سخت افزار گران قیمت متکی است، الگوریتم Proof-of-Time از امتیازهای رتبه بندی و سهام ثابت استفاده می کند. به این ترتیب، هر کاربری با امتیاز ثابت و امتیاز می‌تواند بلوک‌های موجود در شبکه را پیشنهاد و تایید کند.
پروتکل PoT نیز بر خلاف PoW که با طولانی‌ترین قانون زنجیره با زمان پایان ممکن مشخص می‌شود، هرگز فورک نمی‌کند. مهمتر از همه، فرآیندهای PoT تصادفی مانند محاسبات VDF (که در آن کاربران خود انتخاب می کنند) شفاف هستند و تضمین می کنند که همه کاربران شانس برابر برای مشارکت در اجماع را دارند.
تفاوت بین الگوریتم های اثبات زمان و اثبات سهام
در Proof of Stake (PoS)، کاربران توکن‌ها را به اشتراک می‌گذارند و توکن‌های اضافی را برای ارسال تراکنش‌های معتبر دریافت می‌کنند، در حالی که برخی از آنها را برای ارسال تراکنش‌های اشتباه از دست می‌دهند.
در پروتکل‌های اثبات زمان (PoT)، اصل یکسان است، اعتبارسنجی‌ها توکن‌های اضافی را برای ارسال تراکنش‌های معتبر دریافت می‌کنند، اما توکن‌ها را برای ارسال تراکنش‌های جعلی یا مخرب از دست می‌دهند.
در حالی که PoS و PoT شباهت هایی دارند، اما دو پروتکل بسیار متفاوت هستند.
PoS و PoT شباهت هایی دارند. اولاً، هر دوی آنها به اعتبارسنجی‌ها نیاز دارند که هنگام تأیید تراکنش‌ها، توکن‌ها را به‌عنوان وثیقه ارسال کنند، با سهام بالاتر، شانس انتخاب شدن را افزایش می‌دهد. تفاوت اصلی در سیستم رتبه‌بندی و رای‌گیری است که توسط الگوریتم اثبات زمان استفاده می‌شود و به دنبال آن یک بررسی اضافی توسط 1000 اعتبارسنجی قبل از ارسال تراکنش به دفتر کل انجام می‌شود.
PoS محبوب ترین و آشناترین گزینه مورد استفاده Solana، Polkadot، Cardano و Ethereum 2.0 است. از نظر مزایا، هر دو سیستم از کاربران می‌خواهند به جای صرف انرژی، توکن‌ها را به اشتراک بگذارند، که آنها را جایگزین‌های موثری برای اثبات کار (PoW) می‌کند. این همچنین می تواند به عنوان یک نقطه ضعف عمل کند، زیرا بازیگران مخرب با دسترسی به مقادیر زیادی از منابع مالی می توانند از نظر تئوری کنترل شبکه را در دست بگیرند.
نتیجه
در چند سال گذشته، بخش بلاک چین پیشرفت فوق‌العاده‌ای داشته و جذابیت بیشتری پیدا کرده است. با این حال، قبل از اینکه این فناوری به جریان اصلی تبدیل شود، مسائلی مانند قابلیت همکاری و مقیاس پذیری که این بخش را آزار می دهد باید مورد توجه قرار گیرد.
آنالوگ معتقد است که این مشکلات را می توان از طریق یک پروتکل اجماع کاملاً غیرمتمرکز و بدون هیچ مانعی برای ورود حل کرد.الگوریتم اثبات زمان) حل کرد. به جای اعتبارسنجی هایی که توان محاسباتی یا مقادیر زیادی توکن را برای ارائه و تأیید بلوک ها مصرف می کند، فرآیند PoT هیچ مانعی برای ورود ندارد. این بدان معناست که هر گره ای می تواند به عنوان انتخابگر زمان یا گره زمانی بپیوندد و شرکت کند.
