ارز رمزنگاری شده چگونه عمل می کند

در این بخش از ارز دیجیتال از تاپ سایت 98 به سراغ این می رویم که ارز رمزنگاری شده چگونه عمل می کند؟

به دست آوردن توافق جمعی

بیت کوین اولین ارز دیجیتالی بود که بدون متصل کننده مرکزی عمل کرد. قبل از اینکه بیت کوین به وجود بیاید، هیچ راهی برای به دست آوردن توافق جمعی بدون یک عامل متمرکز وجود نداشت.

توافق جمعی به این معناست که گروه بزرگی از افراد که از نظر جغرافیایی با هم فاصله دارند، بر سر چیزی توافق کنند. طریقی که بیت کوین موضوع اعتماد را حل کرد که باعث شد دست یابی به ارز غیر متمرکز غیر ممکن باشد، طریقه ی ابداع بلاکچین بود.

بلاکچین مربوط به بیت کوین

بلاکچینِ بیت کوین در اصل سه مفهوم رمزنویسی شده اصلی را در یک دیتابیس توزیع شده به کار برد (یک دیتابیس باز که هر فردی به آن دسترسی دارد): امضای دیجیتال، درخت های مرکل و مفهوم رمزنویسیِ اثبات کار.

ابزار رمزنگاری	مشکلاتی (مرتبط با غیر متمرکز سازی) که ابزار حل می کند
امضاهای دیجیتال	کاربرانی که تراکنش ها را پردازش می کند میتوانند به سرعت روشن کنند که تراکنش های درخواست شده معتبر هستند یا نه
درخت های مرکل	شیوه ای برای تراکنش ها زنجیری فراهم می کند تا به یکدیگر پردازش شوند
اثبات کار	استفاده از گواه اثبات کار باعث می شود تغییر زنجیره ی پذیرفته شده ی تراکنش ها به شدت دشوار شود و تضمین می کند که یک زنجیره ی تراکنش بر دیگران غلبه می کند.

 

امضا های دیجیتال

امضا های دیجیتال اطمینان حاصل می کنند که تمامی تراکنش ها در شبکه معتبر باشند. هر معامله ای با کد امضا کردن رمزنویسی می شود و به واسطه ی کد تایید از حالت رمزنویسی خارج می شود.

امضاهای دیجیتال به کار رفته اند تا که هر معامله ای یک امضای منحصر به فرد داشته باشد که میتواند تنها با یک کد اختصاصی به دست آید.

یکی از مزیت ها این است که زمانی که فردی تراکنشی  با یک آدرس انجام می دهد، او در اصل می گوید، "من حق خرج کردن این پول را به فردی که کد اختصاصی مربوط به این آدرس را دارد، می دهم". 

فردی که چنین تراکنشی را دریافت می کند، به نوبه ی خود قادر خواهد بود تراکنش را به وسیله ی امضا کردن تراکنش با استفاده از کد اختصاصی خود، خرج کند.

او میتواند بدون اینکه امضا را افشا کند، اثبات کند که این امضا به او تعلق دارد. دیگران میتوانند به وسیله ی کد عمومی تایید کنند که این امضا معتبر است.

درخت های مرکل

درخت های هش روشی برای زنجیره ای کردن گروهی از تراکنش های معتبر شده را فراهم می کنند.

درخت های هش به وسیله ی استفاده از روش هش، این موضوع را تضمین می کنند.

هش به تغییر شکل زنجیره ای از کاراکتر ها به مقدار با طول ثابت کوتاه تر یا کدی که زنجیره ی اصلی را نشان می دهد، گفته می شود.

هر بلاک به وسیله ی در بر داشتنِ یک الگوریتم هش به بلاک پیش از خود متصل می شود که تنها میتواند با استفاده از الگوریتم در هم سازی بلاک قبلی ساخته شود. به همین دلیل است که درخت های مرکل اغلب به عنوان هش شناخته می شوند.

توضیح مطالب مربوط به هش

میبینیم که کوچکترین تغییرات در پیام به طور چشمگیری باعث تغییر هش تولید شده، می شود.

درخت های مرکل با استفاده از الگوریتم های هش کار می کنند تا که یک زنجیر را ایجاد کنند که یک بلاک از دیتا میتواند تنها با استفاده  از الگوریتم هش قبلی اضافه شود.

اگر یک بلاک تغییر کند، در نتیجه بقیه ی بلاک ها نیز تغییر خواهند کرد.

این مطلب را میتواند به صورت تصویری در زیر مشاهده نمایید. برای روشن شدن مطالب، به جای الگوریتم های هش واقعی از اعداد استفاده شده است.

نحوه عملکرد درخت های مرکل

یک تغییر باعث می شود کل بلاک های زنجیر شده تغییر کنند.

مفهوم اثبات کار

دو روش رمزنویسی اول تضمین کردند که هر تراکنشی که درخواست شده به دیتابیس اضافه شوند، معتبر است و  روشی برای مرتب کردن بلاک ها در تراکنش ها وجود دارد. با این حال، اگر سازندگان بیت کوین چیز هایی را در اینجا رها می کردند، هرج و مرج به وجود می آمد.

نحوه ی توافق کردن برای اینکه کدام زنجیره ی بلاک برای خلاصه کردن تمامی تراکنش ها انتخاب شود، وجود نداشت و نسخه های متفاوت بسیاری ظاهر می شدند.

در همینجاست که مفهوم اثبات کار وارد می شود. مفهوم اثبات کار تضمین می کند که هر بلاک اضافه شده، زمانی را صرف می کند تا تضمین کند که ترتیب وجود دارد و یک زنجیره از بلاک ها وجود دارد. کاربرانی زمان خود را وقف می کنند تا تراکنش ها را پردازش کنند، به عنوان جایزه، واحد هایی از ارز را دریافت می کنند.

دقیقا این اثبات کار چیست؟ در اصل هر بلاکی که بخواهد به زنجیره اضافه شود باید یک روند اعتبار یابی را پشت سر بگذارد که شامل حل کردن یک پازل می شود.

هر بلاک با یک الگوریتم هش پیش فرض شروع می شود، این بلاکی است که در یک تابع قرار می گیرد که آن را به یک دسته زنجیره از دیتای نامفهوم تبدیل می کند که قبل تر توضیح داده شد.

کاربرانی که تمایل دارند جایزه ی بیت کوین به دست آورند باید سایر کاراکتر ها را به بلاک اضافه کنند تا وقتی که الگوریتم هش با تعداد مشخصی از صفر آغاز شود (در حال حاضر 18 صفر). این دشواری (صفر های بیشتری نیاز است) هر زمانی که بلاک ها به زنجیر اضافه شده باشند، افزایش می یابد.

نمودار زیر، مطالب ذکر شده را در حالتی که تنها یک کاراکتر تغییر کند، نشان می دهد.

در این مورد میتوانیم ببینیم که تنها یک تغییر به طور چشمگیری الگوریتم هش را تغییر داده است.

اثبات سهام

کار اثبات به شیوه ای عمل می کند که هرچه قدرت محاسباتی بیشتری داشته باشید، احتمال بیشتری وجود دارد که بلاکی را به زنجیره اضافه کنید.

اثبات سهام به این شکل عمل می کند که هرچه ثروت بیشتری را  برای اضافه کرد بلاک به زنجیره سرمایه گذاری کنید، احتمال بیشتری وجود دارد که جایزه ی بلاک را به دست آورید.

در اثبات کار، مقدار مشخصی، به طور مثال 12.5 بیت کوین یا 6 اتر برنده خواهید شد.

در اثبات سهام، شما حق الزحمه ی تراکنش را برنده خواهید شد. در تصویر زیر مشاهده می کنید که آلیس بیشترین شانس برای بردن جایزه ی بلاک را دارد، زیرا میبینیم که او بیشترین سهم از ارز رمزنگاری شده را داراست.

اثبات سهام به شکلی خیلی ساده به صورت تصویری توضیح داده شده است.

مقایسه ی اثبات سهام و اثبات کار خلاصه شده است

 

موضوع	اثبات کار	اثبات سهام
امنیت موضوع؟	امتحان و آزموده شده است، تا الان حمله ی 50+1 در ارزهای رمزنگاری شده اصلی وجود نداشته است.	هنوز به وسیله ی ارز رمزنگاری شده ی اصلی پذیرفته نشده است.
مصرف انرژی	ویتالیک بوتالین بیان کرده است که 1 میلیون پوند ارزش از برق در روز تنها برای استخراج بیت کوین و اتریوم مصرف شده است.	انرژی زیادی نیاز نیست
زمان پردازش تراکنش	رو به کند تر شدن می رود	رو به سریعتر شدن می رود
دانش مورد نیاز برای شرکت کردن	باید بدانید چه ابزاری برای محاسبه کننده رقیب مناسب است	دانش محاسبه کننده ای نیاز نیست تنها ثروت نیاز است.
دموکرات؟	گروه های استخراج غلبه می کنند	ثروتمند ترین ها غلبه می کنند

 

اثبات سهام به شکلی خیلی ساده به صورت تصویری توضیح داده شده است.

تراکنش بیت کوین

اگر مطالب بالا کمی فنی به نظر می رسد، در اینجا تراکنش ها با استفاده از بیت کوین نمایش داده شده اند که عبارات تخصصی هم از آن خارج شده اند. نشان می دهد که چطور قرار است آلیس بیت کوین را به باب منتقل کند.