در دنیای سیستم های توزیع شده نمیتوانیم هرروز فردی را پیدا کنیم که ادعا میکند یکی از موانع سر راه این حوزه را از بین برده است. با این حال پروفسور «امین گانسیرر» از دانشگاه «کرنل» چنین ادعایی کرده است. در این مقاله قصد داریم خانواده‌ای جدید از پروتکل‌های «اجماع» به نام پروتکل اولنچ (Avalanche) یا Avalanche را بررسی کنیم که به‌تازگی و در ماه های اخیر مطرح شده است. اولنچ (Avalanche) به معنی «بهمن و توده برف» است. اگر میخواهید با یکی از کامل ترین پروتکل های دنیای سیستم های توزیع شده ی حوزه ارز دیجیتال آشنا شوید، مطالعه ی این مقاله را به شما پیشنهاد میکنیم چرا که در این مقاله جزئیاتی جامع از نحوه کارکرد این پروتکل آورده شده است که بدون دانش کافی و در سطح آکادمیک امکان فهم کامل آن وجود نخواهد داشت. در ادامه قصد داریم تا پروتکل اولنچ (Avalanche) را به‌صورتی ساده‌تر برای شما بیان کنیم تا به درک درستی از آن برسید.
دو کلاس متفاوت از پروتکل‌های اجماع
هنگامی‌که چندین رایانه توزیع‌شده، وظایف و منابع مختلفی را اشتراک گذاری میکنند، اجماع به یکی از اصلی‌ترین و مهم ترین مسائل تبدیل می‌شود.یکی از رایج ترین مثال‌ها در این زمینه، تعیین کردن مانده‌حساب در سیستم‌های بانکی است که بر عهده چندین سرور است. بانک‌ها برای انجام تراکنش‌های خود، فقط به یک پایگاه داده بسنده نمی‌کنند، بلکه از چندین رایانه مختلف که در نقاط متفاوتی از دنیای قرار گرفته‌اند، استفاده میکنند. این کار نیاز به روشی دارد که با آن بتوان بر روی تمامی این دستگاه‌ها نظارت مناسب انجام داد تا به مقداری دقیق، که نشان دهنده ی مانده‌حساب‌های کاربران است، دست یابند.
مثال دیگر
از دیگر مثال‌ها که نشان دهنده این مسئله است، می‌توان به سایت آمازون اشاره کرد. این هیولای خرید آنلاین، به هدف سرویس دهی در سطح جهانی، پایگاه‌های داده مختلفی را در همه دنیا ایجاد کرده است. از آنجایی که این وب‌سایت می‌بایست نظارتی کافی بر اجناس باقی‌مانده در انبارها داشته باشد تا به این وسیله از خطاهای احتمالی و پیش بینی نشده جلوگیری شود. در میان این خطاها نیز می‌توان به دوبار فروختن آخرین جنس در انبار اشاره کرد. این موضوع، برای مدت زیادی جزو مهم‌ترین مشکلات دنیای علوم کامپیوتری بوده است. برای حل این مشکل ، دانشمندان و مهندسین این حوزه، طی دوره‌ای چهل ساله به دنبال راه حل هایی متفاوت بوده‌اند. درزمینه سیستم‌های توزیع‌شده، فقط دو خانواده از پروتکل‌های اجماع وجود دارند که در ادامه به تشریح آنها خواهیم پرداخت.
پروتکل اولنچ (Avalanche)
این پروتکل جدید، حسن های پروتکل‌های کلاسیک و ناکاموتو را در یک پروتکل خلاصه کرده است.
قطعیت سریع و تأخیر کم:
چیزی در حدود دو ثانیه طول می‌کشد تا این پروتکل به قطعیت برسد. این بدان معناست که تنها بعد از دو ثانیه، تراکنش شما پردازش و تائید می‌شود.
توان عملیاتی بالا:
این پروتکل توانایی پردازش هزار الی ده هزار تراکنش در ثانیه را داراست.
قدرت:
در این شبکه برای رسیدن به اجماعی غیرقابل‌انکار، نیازی به توافق بر سر هویت مشترکان ندارد.
پروتکلی سالم:
از همه مهم‌تر در این پروتکل، آسیبی به طبیعت نخواهد رسید. این یعنی، اولنچ (Avalanche) با محیط زیست سازگار است، انرژی هدر نمی‌دهد و پای اکوسیستم خاصی از ماینرها با مقاصدی جدا از کاربران در میان نیست.
ایده اصلی:
پایداری ناقص
ایده اصلی اولنچ (Avalanche) را می‌توان «پایداری ناقص» یا metastability آن دانست. منفی‌ترین جنبه یک پروتکل اجماع را می‌توان عدم توانایی آن در انتخاب دو گزینه در نظر گرفت. برای مثال: شما نمی‌خواهید بگویید نه گزینه یک اتفاق بیافتد و نه گزینه دو، بلکه میخواهید یکی از گزینه‌ها توسط پروتکل انتخاب شوند. پروتکل پایداری ناقص اولنچ (Avalanche) به این منظور طراحی‌شده تا نظرات را به یک سمت جهت دهی کند. برای توضیح و فهم بهتر این پروسه، شبکه‌ای را در نظر بگیرید که از اعضایی غیرقابل‌اعتماد تشکیل‌شده‌اند و می‌خواهند بر سر آبی یا قرمز بودن شبکه، تصمیم‌گیری نمایند.
انتخاب نود
یک نود از شبکه اقدام به انتخاب یک عدد کم از نودهای همتا میکند. این عدد در مثال ما پنج است. سپس از آنها می‌خواهد تا یک رنگ را انتخاب کنند. هر نود همتا، در پاسخ به نود اول، رأی دهی میکند. این رأی توسط نود درخواست‌کننده برای تعیین نتیجه رأی‌گیری، جمع‌آوری می‌شود. در اولین بخش ازنقطه نظر نود، تمام شبکه در اولین دور از رأی‌گیری، در حال رفتن به سمت رنگ قرمز هستند.این روند برای تمام افراد حاضر در شبکه نیز تکرار خواهد شد.
رای گیری در اولنچ (Avalanche)
در این پروتکل برای رأی‌گیری از روند اخذ رأی دوره‌ای و در گروه‌های کوچکی از کل جامعه آماری استفاده می‌شود. در این روش، حتی اگر در دور اول، درصد رأی‌ها پنجاه به پنجاه باشد، که بدترین حالت ممکن خواهد بود، به تدریج و با انجام دوره‌های بیشتر، به‌احتمال بسیاری زیادی، شاهد بروز حالت پنجاه به پنجاه نمیشویم. در این پروتکل پس از دور دوم، احتمال وقوع حالت پنجاه به پنجاه، تا حد بسیاری زیادی کاهش پیدا میکند و این احتمال در دوره‌های بعدی، کمتر نیز می شود، تا جایی که به نزدیک صفر برسد. کم کم و با انجام دوره‌های بیشتر، اکثریت شبکه به سمت یک رنگ سوق خواهند یافت. در این پروتکل، باگذشت زمان شاهد حرکت تمامی اعضای شبکه به یک سو خواهیم بود، این حرکت باگذشت زمان بیشتر شده و تا جایی که تمام شبکه بر روی یک رنگ خاص به اجماعی برسند که قابل بازگشت نخواهد بود.
نکاتی در ارتباط با پروتکل
مقیاس‌پذیری کارآمد:
این پروتکل سبک است و می‌تواند مقیاس‌پذیری مناسب و تأخیر کم را به همراه داشته باشد.
تحمل خطای بیزانس:
این پروتکل می‌تواند درصد بالایی از مشترکین را تحمل کند، بدون آنکه بر امنیت آن خللی وارد شود. به‌صورت دقیق شما می‌توانید پنجاه درصد از نودها را در حالت خطای بیزانس داشته باشد. یعنی این مقدار از نودها، شبکه را دور بزنند و به دنبال خارج کردن شبکه از حالت تعادل باشند. با این حال، امکان انجام چنین کاری به‌وسیله وادار کردن دو نود بر انتخاب دو رنگ متفاوت، وجود نخواهد داشت.
اکوسیستم برابر:
پروتکل اولنچ (Avalanche)، به ایده اکوسیستم‌ها برابر جامه عمل پوشانده است. این یعنی، تمام نودهای حاضر در شبکه یکسان در نظر گرفته می‌شوند. در شبکه هیچ ماینری را نمی‌توان پیدا کرد که مزیت‌های خاصی بر دیگران داشته باشند.
تضمین وجود تقارن برای تراکنش‌های مصادف وجود نخواهد داشت:
اگر یک مهاجم تلاش کند تا پولی را دو بار، در دو تراکنش متفاوت مصرف کند، پروتکل اولنچ (Avalanche) نمی‌تواند تصمیم بگیرد که کدام تراکنش درست است، به همین جهت این میزان از پول، از دست خواهد رفت. در پروتکل‌های کلاسیک و ناکاموتو، شبکه ملزم به انتخاب از میان یکی از این دو تراکنش خواهد بود و این مسئله در مورد پروتکل اولنچ (Avalanche) وجود نخواهد داشت. وجود چنین چیزی را می‌توان یک ویژگی مثبت برای اولنچ (Avalanche) در نظر گرفت ، چراکه یک جریمه ذاتی در این پروتکل برای افراد مهاجم در نظر گرفته‌شده است.
توکن های اولنچ (Avalanche): AVA
توکن های اولنچ (Avalanche)، به‌اختصار AVA نامیده می‌شوند از این پروتکل استفاده خواهد کرد.
جلوگیری از تهدیدات سیبل به‌وسیله گرو گذاشتن (استکینگ):
پروتکل اولنچ (Avalanche) قادر است تا به‌وسیله گرو گذاشتن توکن های AVA، جلوی حملات سیبل را بگیرد. این بدان معناست که نودها، توکن ها را در شبکه گرو می‌گذارند تا به‌نوعی مالکیت خود را در سیستم نمایش دهند. برخلاف اتریوم و دیگر شبکه‌ها، در اولنچ (Avalanche)، گروها لزومی ندارند و هیچ‌گاه از دست نخواهند رفت. اگر شما رفتاری ناهنجار در شبکه داشته باشید، امکان از دست رفتن سرمایه‌های شما وجود نخواهد داشت. از همین رو، سرمایه‌ها در شبکه مخصوص به یک فرد هستند و امکان جعل هویت توسط افراد دیگر وجود نخواهد داشت. این موضوع را می‌توان یکی از بهترین نتایج استفاده از پروتکل اولنچ (Avalanche) دانست. به یاد داشته باشید که گرو گذاشتن سرمایه‌ها، برای ایجاد اجماع به‌کار گرفته نمی‌شود و مسئله‌ای کاملاً جدا و مستقل است.
حاکمیت اقتصادی به‌وسیله رأی‌گیری:
یکی از جالب‌ترین نکاتی که در ارتباط با این سیستم وجود دارد، حاکمیت آن است. ایده اصلی این پروتکل تا به اینجا، تنها ایده‌ای بوده است که از رأی‌گیری از دسته‌های کوچک جامعه آماری برای رسیدن به یک اجماع برده. ما هم می‌توانیم از همین ایده برای رسیدن به یک توافق بر سر پارامترهای اساسی خود پروتکل استفاده کنیم. به عنوان مثال تا اینجا، شبکه می‌تواند بر سربالا بردن نرخ استخراج، در مواقعی که منابع کافی در اختیار ندارد، به توافق برسد. در مقابل، شبکه می‌تواند تصمیم بگیرد، به‌منظور کاهش عرضه منابع، نرخ استخراج را پایین بیاورد یا خیر. در طرف مقابل، ناکاموتو با منحنی استخراج بیست و یک میلیونی قرار دارد. درواقع اولنچ (Avalanche) یک نوید عمومی است، که می‌تواند جایگزین بانک‌های مرکزی شود که در آنها سکه‌هایی ضرب می‌شوند که از قلب نیازهای مردم برآمده.
نتیجه‌گیری
مردم معمولاً پروتکل اجماع بیت کوین را پروتکلی در نظر میگیرند که در اصل به طور کلی غیرمتمرکز است و نظر تک‌تک مشترکان آن مساوی است. اما متأسفانه این تصویری اشتباه است چرا که در بیت کوین بیشتر تصمیمات توسط ماینرها گرفته می‌شوند.
در مقابل اما، در پروتکل اولنچ (Avalanche)، قضیه ی اجماع از حاکمیت جدا شده است و هرکدام دارای استقلال خاص خود هستند. در اولنچ (Avalanche)، اجماع به‌وسیله ترکیبی هوشمندانه از رأی‌گیری‌های گروهی و توزیع اخبار به‌دست می‌آید. درحالی‌که حاکمیت از طریق گرو گذاشتن و نمونه‌برداری‌های مرتبط از کاربران و تصمیماتشان حاصل می‌شود.
منبع : آی ماینر
مرسی از محتوای خوبتون دستتون درد نکنه