الگوریتم تحمل خطای بیزانس چیست؟

پس از معرفی بیت کوین در سال 2008 به عنوان سیستمی برای انتقال همتابه‌همتا، ارزهای دیجیتال دیگری نیز به وجود آمدند که عنصر اصلی معماری آن‌ها، چیزی جز بلاک چین نبود. بلاک چین‌ها از تعداد زیادی گره یا نود تشکیل شده‌اند که این نودها با ارسال پیام، با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. غیرمتمرکز بودن نودها می‌تواند مشکلات زیادی به همراه داشته باشد که یکی از آن‌ها رسیدن به اجماع است و الگوریتم تحمل خطای بیزانس (Byzantine Fault Tolerance) به عنوان مهم‌ترین راه‌حل این مسئله شناخته می‌شود.
الگوریتم BFT مجموعه‌ای از قوانین منحصربه‌فردی را ایجاد می‌کند و از این طریق، رایانه‌ها و افراد می‌توانند بدون نیاز به اعتماد به یکدیگر درباره مسائل، به توافق برسند. اما کاربرد الگوریتم تحمل خطای بیزانس و نحوه عملکرد این الگوریتم چگونه است؟ در حال حاضر، ایجاد و گسترش بلاک چین باعث شده تا زندگی افراد با دگرگونی‌ها و چالش‌های زیادی مواجه شود؛ به همین دلیل بهتر است در ادامه این مطلب از وبلاگ کیف پول من همراه ما باشید تا درباره الگوریتم BFT، اطلاعات بیشتری کسب کنید.

آشنایی با الگوریتم تحمل خطای بیزانس به زبانی ساده

برای اینکه یک بلاک چین بتواند به خوبی فعالیت خود را ادامه دهد، باید عوامل مختلفی در کنار یکدیگر وظیفه خود را به خوبی انجام دهند. الگوریتم تحمل خطای بیزانس (Byzantine Fault Tolerance) یک سیستم قدرتمند با گره اولیه و نود ثانویه است که این گره‌ها با یکدیگر کار می‌کنند تا به اجماع برسند. به بیانی ساده‌تر، وجود این الگوریتم در بلاک چین باعث می‌شود تا عملکرد کلی شبکه به دلیل اختلال برخی نودها با مسئله‌ای مواجه نگردد. تا زمانی که بیش از 70 درصد نودهای بلاک چین به خوبی و بدون مشکل فعالیت می‌کنند، الگوریتم تحمل خطای بیزانس اجازه نمی‌دهد تا سایر بخش‌ها نیز با مشکل مواجه شوند. اگر بلاک چین از این الگوریتم استفاده نمی‌کرد، احتمال بروز خطاهای وحشتاک در آن افزایش می‌یافت. در حال حاضر می‌توان گفت که این الگوریتم بر روی بلاک چین‌هایی مانند بلاک چین بیت کوین فعال است و توسعه دهندگان بلاک چین همواره سعی می‌کنند تا قدرت این الگوریتم را افزایش دهند تا مشکلی در این زمینه ایجاد نگردد.

ویژگی‌های الگوریتم تحمل خطای بیزانس

BFT الگوریتمی خاص و منحصربه‌فرد است که مزایا و معایب خاص خود را دارد. شناخت ویژگی‌ها و مزایا و معایب الگوریتم تحمل خطای بیزانس، باعث می‌شود تا شناخت بهتری از عملکرد این الگوریتم داشته باشید. در ادامه مهم‌تریم ویژگی‌های این الگوریتم را بررسی می‌کنیم:

مزایای الگوریتم تحمل خطای بیزانس

از مزایای این الگوریتم، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• انجام آسان تراکنش‌ها: با استفاده از این الگوریتم، تراکنش‌ها بدون تایید چندگانه انجام می‌شوند. اگر گره‌ها درباره یک بلوک از تراکنش‌ها با یکدیگر توافق داشته باشند، تراکنش شبکه بلافاصله تایید می‌شود. این الگوریتم می‌تواند بدون نیاز به تاییدیه‌هایی مانند اثبات کار، نهایی بودن معامله را تضمین کند.
• مصرف پایین انرژی: برخلاف الگوریتم‌های اجماع کار، الگوریتم BFT به توان محاسباتی یا مصرف انرژی بالایی نیاز ندارد. این الگوریتم کاملا به محیط زیست سازگار است و به دلیل اینکه به انرژی زیادی نیاز ندارد، محیط را آلوده نمی‌کند.
• واریانس پاداش کم: تصمیم‌گیری در این الگوریتم به‌صورت دسته‌جمعی انجام می‌شود. هر گره در BFT با توجه به انگیزه‌ای که دارد، واریانس پاداش ماینرها کاهش می‌دهد.

معایب الگوریتم تحمل خطای بیزانس

در کنار مزایای کم‌نظیر، این الگوریتم معایب و نقاط ضعفی نیز دارد که می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• مقیاس بندی: BFT نوعی راه‌حل توافقی است که برای گره‌های کوچک کاربرد دارد و طبق این الگوریتم هر گره باید با گره‌های دیگر ارتباط برقرار کند تا شبکه را امن نمایند. این موضوع باعث می‌شود تا هزینه‌های مربوط به این ارتباط افزایش پیدا کند که برای شبکه‌های بزرگ کاربردی ندارد.
• آسیب‌پذیری در مقابل حملات Sybil: این الگوریتم در مقابل حملات Sybil آسیپ پذیر است. در طی این حمله، تعدادی از گره‌ها دستگیر می‌شوند و امنیت شبکه از این طریق به خطر می‌افتد که این موضوع به دلیل مقیاس پذیری BFT و کوچک بودن شبکه رخ می‌دهد.

مطلب پیشنهادی: بلاک هدر چیست؟

نحوه عملکرد الگوریتم تحمل خطای بیزانس چگونه است؟

تراکنش‌ها در بلاک چین به دلیل غیرمتمرکز بودن آن در یک سرور خاص انجام نمی‌گیرند. شاید هنگام خرید بیت کوین به این موضوع توجه نداشته باشید اما هزاران نود در بلاک چین این ارز دیجیتال محبوب حضور دارند که هر یک از آن‌ها نقش بسیار مهمی در تراکنش‌ها ایفا می‌کنند. برای اینکه یک پروسه در بلاک چین اجرایی گردد نیاز است تا نودهای شبکه درباره آن به اجماع برسند. اگر یک تراکنش نتواند اجماع کلی را کسب کند، رد می‌شود و انجام نمی‌گردد. با استفاده از الگوریتم تحمل خطای بیزانس، اجماع بیشتر نودها بر اساس ارتباطی که با یکدیگر دارند، بررسی می‌شوند و در صورتی که درصد بالایی از نودها عملکرد خاصی را تایید کنند، خطای بیزانس اتفاق نمی‌افتد. این الگوریتم عملکرد بی‌نظیری دارد و می‌تواند تاثیر زیادی برای بهبود بلاک چین ایفا کند.

کاربرد الگوریتم تحمل خطای بیزانس

الگوریتم تحمل خطای بیزانس باعث می‌شود تا شبکه به خوبی فعالیت کند و مانند یک محافظ عمل می‌نماید و می‌توان گفت مهم‌ترین نقش این الگوریتم، افزایش اعتماد افراد به بلاک چین‌ها است. اگر داده‌ها نتوانند به‌صورت مناسب از بلاک‌ها انتقال یابند، به‌طور قطع مشکلات زیادی در این بخش ایجاد می‌شود؛ به همین دلیل استفاده از BFT می‌تواند یک بلاک چین امن و سریع به ارمغان بیاورد. به دلیل اینکه میلیون‌ها کاربر سرمایه خود را در این بلاک چین‌ها قرار می‌دهند، بروز خطا می‌تواند آسیب‌های زیادی به دنبال داشته باشد. کاربرد الگوریتم تحمل خطای بیزانس باعث شده تا افراد بیشتری به سمت بلاک چین و خرید اتریوم و سایر ارزهای دیجیتال قدم بردارند. جالب است بدانید که این الگوریتم، بارها از بروز خطرات و مشکلات جدی برای بیت کوین جلوگیری کرده است.

اهمیت الگوریتم تحمل خطای بیزانس

مشخصا این الگوریتم اهمیت بالایی دارد؛ چراکه باعث می‌شود تا یک سیستم با وجود آسیب دیدگی یکی از اجزای خود باز هم فعالیت نماید. تمامی وسایلی که از سیستم کامپیوتری استفاده می‌کنند، باید بتوانند زمانی که تمامی اجزای آن‌ها در دسترس نیستند نیز به فعالیت خود ادامه دهند. در دنیای ارزهای دیجیتال، این موضوه اهمیت بیشتری دارد و از الگوریتم تحمل خطای بیزانس به عنوان یک عنصر حیاتی در شبکه بلاک چین یاد می‌شود که تراکنش‌های ارزهای دیجیتال را مدیریت می‌کند.

پلتفرم‌هایی که از نسخه‌های بهینه BFT استفاده می‌کنند!

در حال حاضر، تعداد بسیار کمی از پلتفرم‌های بلاک چین از نسخه‌های بهینه‌شده الگوریتم تحمل خطای بیزانس استفاده می‌کنند. در ادامه هر یک از این پلتفرم‌ها را نام برده و ویژگی‌های هر یک را بررسی می‌کنیم:

زیلیکا (Zilliqa)؛ یکی از پلتفرم‌های قدرتمند دنیای ارزها

یکی از پلتفرم‌های شناخته شده و قدرتمند در دنیای ارزهای دیجیتال، زیلیکا است که از نسخه بهینه شده الگوریتم تحمل خطای بیزانس و اجماع PoW در هر 100 بلوک استفاده می‌کند. این پلتفرم برای کاهش هزینه‌های ارتباطی کلاسیک BFT، چند امضا به کار می‌برد که تمامی این فرآیندها به دلیل افزایش گره‌ها انجام می‌شود. درحالت کلی، می‌توان گفت که پلتفرم زیلیکا طوری عمل می‌کند که گروه‌های اجماع BFT در حالت محدود باشند؛ در مقابل، مکانیزم این پلتفرم بازدهی بیشتری از خود نشان دهد.

هایپرلجر (Hyperledger Fabric)؛ محیطی مشارکتی برای فناوری‌های باز

هایپر لجر، یک محیط مشارکتی برای پروژه‌ها و فناوری‌های لایه باز است. بنیاد لینوکس از این پلتفرم پشتیبانی می‌کند و برای پیشبرد اهداف خود، نسخه مجاز الگوریتم تحمل خطای بیزانس را به کار می‌برد. زنجیره‌های مجهز، استفاده از گروه‌های اجماع کوچک را ترجیح می‌دهند و نیازی به استفاده از بلاک چین‌های عمومی مانند اتریوم ندارند. استفاده از این الگوریتم، گزینه مناسبی برای ارائه تراکنش‌هایی با توان عملیاتیی بالا در پلتفرم Hyper ledger محسوب می‌شود.

مطلب پیشنهادی: الگوریتم اثبات ذخیره چیست؟

بهبود شبکه بلاک چین با استفاده از الگوریتم تحمل خطای بیزانس امکان پذیر است!

الگوریتم تحمل خطای بیزانس تبدیل به یکی از موضوعات مهم و اثرگذار در دنیای ارزهای دیجیتال شده است و نفش بسیار مهمی در تغییر رویکردهای اجماع ایفا می‌کند. برنامه‌های بلاک چین روزبه‌روز در حال پیشرفت هستند و عملکرد آن‌ها بهبود می‌کند؛ اما باز هم نگرانی‌های زیادی در رابطه با خطای بیزانس وجود دارد. در این شرایط، الگوریتم تحمل خطای بیزانس به عنوان یک راه‌حل کاربردی به میان می‌آید و کمک می‌کند تا با وجود گره‌های مخرب در سیستم، بازهم بلاک چین عملکرد عادی از خود نشان دهد و هنگام خرید تتر و سایر ارزهای دیجیتال با مشکلی مواجه نشوید.
این الگوریتم امنیت و سرعت بلاک چین را به طرز قابل توجهی بهبود می‌بخشد و با وجود چنین الگوریتمی، می‌توانید با خیالی آسوده سرمایه گذاری‌های خود را انجام دهید. در نسخه‌های جدید بلاک چین، الگوریتم BFT ارتقا پیدا می‌کند و بدون شک تاثیرات مثبت بسیار زیادی همراه خود می‌آورد. فناوری بلاک چین نقطه عطف اقتصاد نوین در جهان است و برای ادامه فعالیت خود به رعایت عوامل مختلفی نیاز دارد. نظر شما درباره الگوریتم تحمل خطای بیزانس چیست؟ می‌توانید پاسخ‌های خود را در بخش نظرات با ما در میان بگذارید.