تم تعيين بروتوكول كاردانو لإثبات الحصة على تحقيق لامركزية غير مسبوقة ، لكن الآليات التي تحركها لا تزال لغزا بالنسبة للكثيرين. غاص كبير العلماء في كاردانو ، البروفيسور Aggelos Kiayias ، عميقًا في Ouroboros وقام بتفصيل المبادئ التي يستند إليها البروتوكول الطموح.

مشكلة بناء الأنظمة اللامركزية

المثابرة والحيوية – هذه هي السمات المميزة لأنظمة دفاتر الأستاذ الموزعة الناجحة ، وفقًا للبروفيسور Aggelos Kiayias ، كبير العلماء في Cardano. ومع ذلك ، يبدو أن الأنظمة المبنية على أبسط المباني هي أصعب الأنظمة في التسليم.

كياياس حمامة في عمق المشاكل التي تواجهها الأنظمة اللامركزية وقدمت عرضًا تفصيليًا حول كيفية تمكن Ouroboros من Cardano من حل تلك المشكلات.

المثابرة والحيوية التي ذكرها هي وعد بنظرة متسقة لجميع المشاركين في النظام وضمان الاستجابة للتدفق المستمر للأحداث التي تنجم عن أفعالهم. يعد هذا أمرًا بسيطًا إلى حد ما ويسهل تحقيقه في نظام مركزي ، ولكنه يمنح النظام نقطة فشل واحدة ويجعله عرضة للهجمات.

يعد تصميم نظام لامركزي قوي مهمة أكثر تعقيدًا ، لأنها تتطلب تطوير نماذج تشمل بشكل منهجي جميع التهديدات المختلفة التي قد يواجهها النظام وتثبت أن كلا من المثابرة والحيوية يتم دعمهما في جميع الأوقات.

لذلك ، سيستمر النظام اللامركزي المصمم جيدًا في العمل حتى لو انحرف بعض الأطراف فيه عن التشغيل السليم. يجب تصميم النظام بطريقة تمكنه من التعامل مع انحرافات أكثر أهمية في تشغيله دون التعرض لضرر كبير.

سيجمع النظام اللامركزي الموثوق به بين الضمانات الرسمية ضد أنواع مختلفة من نماذج الفشل والهجوم ، مع أكبر وأهم فئة من الفشل هي النماذج البيزنطية.

تضمن النماذج البيزنطية الحفاظ على استمرارية وحيوية النظام حتى لو انحرف جزء كبير من المشاركين في الشبكة عن قواعد الشبكة بشكل تعسفي. الفئة الثانية ، ولكن بنفس القدر من الأهمية ، هي نماذج العقلانية ، والتي تفترض أن جميع المشاركين في الشبكة هم معززون عقلانيون للمنفعة وهذا هو السبب في أن خصائص النظام يجب أن تنشأ من سعيهم لتحقيق المصلحة الذاتية.

تحليل Ouroboros من خلال نوعين من السلوك

وفقًا لكياياس ، فإن ما يجعل Ouroboros فريدًا كبروتوكول هو حقيقة أنه يجمع بين عناصر التصميم المختلفة التي تراعي السلوكيات البيزنطية والعقلانية الموصوفة أعلاه.

وبالتحديد ، يستخدم Ouroboros الحصة كمورد أساسي لتحديد النفوذ الذي يتمتع به المشاركون في النظام. بصرف النظر عن كونها مقاومة للهجمات الأصلية لبروتوكولات إثبات العمل ، مثل هجوم 51 بالمائة ، فإن Staking يجعل Ouroboros أكثر صداقة للبيئة حيث يتطلب الحد الأدنى من الموارد المادية للتشغيل.

يضمن Ouroboros أيضًا التوافر الديناميكي الذي لا يمكن لنظام إثبات العمل أبدًا أن يعمل به – قال كياياس إن البروتوكول يستمر في العمل حتى إذا قرر عدد كبير من المشاركين بشكل تعسفي عدم المشاركة في دفتر الأستاذ والحفاظ عليه.

وكتب في منشور المدونة “من بين هؤلاء المشاركين النشطين ، بالكاد يحتاج أكثر من نصفهم إلى اتباع البروتوكول – والبقية يمكن أن ينحرفوا بشكل تعسفي”..

في الواقع ، يمكن أن يتحمل Ouroboros ارتفاعات تتجاوز عتبة 50 بالمائة طالما أنها لا تدوم طويلاً. تسمح هذه المرونة لـ Ouroboros بأن تكون أكثر مرونة وقابلية للتكيف من بروتوكولات تحمل الأخطاء البيزنطية الكلاسيكية و نموذج الاقتباسات. تحتاج هذه البروتوكولات إلى توقع مؤكد نسبيًا للمشاركة التي تتوقعها من الشبكة حتى تعمل – أي انحراف قد يتسبب بسهولة في توقفها عن العمل.

الشيء الآخر الذي يميز Ouroboros عن بروتوكولات PoS الأخرى هو عدم الثقة به. أوضح كياياس أن عملية الانضمام والمشاركة في البروتوكول لا تتطلب توفر أي مورد مشترك خاص مثل نقطة تفتيش. عندما لا يتطلب الانخراط في البروتوكول أكثر من كتلة التكوين العامة للسلسلة والوصول إلى الشبكة ، فإنه يقضي على نقطة الفشل التي تمثل موردًا مشتركًا موثوقًا به.

ولكن بغض النظر عن مدى تقدم هذه الميزات ، فإن جذب المستخدمين يتطلب أكثر من شبكة جيدة التصميم. هذا شيء قضى IOHK الكثير من الوقت والجهد عليه عند تصميم Shelley ، عصر إثبات الحصة لكاردانو. مع العلم أن الآلة المزيتة جيدًا لا قيمة لها بشكل أساسي دون أن يقودها شخص ما ، قدم كاردانو آلية مكافآت متقدمة إلى حد ما.

في حين أن مدفوعات أولئك الذين يقومون بوضع عملاتهم المعدنية على الشبكة ليست جديدة ، فقد قامت Ouroboros بدمج آلية لمشاركة المكافآت تحفز المشاركين في الشبكة على تنظيم أنفسهم في عقد تشغيلية. قال كياياس إن هذه العقد ، المعروفة باسم مجموعات الأسهم ، تقدم جودة الخدمة بشكل مستقل عن كيفية توزيع الحصة بين جمهور المستخدمين:

“بهذه الطريقة ، يساهم جميع أصحاب المصلحة في تشغيل النظام – ضمان القوة والتمثيل الديمقراطي – بينما يتم توزيع تكلفة صيانة دفتر الأستاذ بكفاءة عبر جمهور المستخدمين.”

ومع ذلك ، فإن تشجيع إنشاء المنظمات يمكن أن يؤدي عن غير قصد إلى المركزية. لم يتم التغاضي عن هذا عند تصميم Ouroboros ، والذي يأتي مع مجموعته الخاصة من الإجراءات المضادة التي تقلل من تحفيز المركزية. مع وجود رقابة صارمة على مجموعات الأسهم ، يمنع البروتوكول الموقف الذي يكون فيه عدد قليل فقط من المشغلين مسؤولين عن الحفاظ على blockchain.

هناك ما هو أكثر من Ouroboros مما تراه العين

بينما يبدو أن التطورات داخل كاردانو تحدث بسرعة البرق مؤخرًا ، في الواقع ، بدأ العمل على البروتوكول منذ عام 2015 عندما تم الإعلان عن blockchain لأول مرة. يكشف خدش السطح عن قدر لا يُصدق من الأبحاث التي أجريت في Ouroboros ، وهو شيء وصفه Kiayias بفخر في منشوره.

وأشار إلى أن عناصر تصميم Ouroboros لم تكن أبدًا بديهية لمستخدم البروتوكول العادي. وبدلاً من ذلك ، تم تسليمها في أوراق خضعت لاستعراض الأقران مع إرفاق وثائق دقيقة بها. ظهرت جميع الأوراق المنشورة على Cardano ، والتي يوجد منها حتى الآن أكثر من 50 ، في مؤتمرات ومنشورات في مجال التشفير والأمن السيبراني.

كل من هذه الأوراق واضحة بشأن الأنواع المحددة من النماذج المستخدمة لتحليل البروتوكول وتوضح النتائج المستمدة منها بعبارات ملموسة.

“بناء بنية تحتية شاملة وعادلة ومرنة للتطبيقات المالية والاجتماعية على نطاق عالمي هو التحدي الكبير لتكنولوجيا المعلومات اليوم.”

هذا هو السبب في أن Ouroboros يعتبر بروتوكولًا يغير قواعد اللعبة في الصناعة – ليس فقط لأنه يقدم خصائص فريدة متاحة للجميع من خلال كود مفتوح المصدر الخاص به ، ولكن أيضًا في تقديم منهجية تصميم تسلط الضوء على المبادئ الأولى والنمذجة والتحليل.