پروتکل اوروبوروس (Ouroboros) چیست؟ بررسی فنی مکانیزم اجماع شبکه‌ی کاردانو

برای یک کاربر فعال در بازار رمزارزها، سپردن دارایی به شبکه‌ای که سازوکار تایید بلاک‌های آن در هاله‌ای از ابهام است، شبیه قدم زدن در تاریکی است. وقتی ندانید یک الگوریتم چگونه رهبران اسلات را انتخاب می‌کند یا منطق پشت طراحی آن تا چه حد اعتبار علمی دارد، ریسک مشارکت و تحلیل بنیادی شبکه بالا می‌رود. در این مقاله، معماری فنی اوروبوروس را بررسی  می‌کنیم تا درک روشنی از منطق زمان‌بندی، امنیت مبتنی بر ریاضیات و روند توسعه‌ی این پروتکل به دست آورید.

الگوریتم اوروبوروس Ouroboros چیست؟

الگوریتم اوروبوروس هسته‌ی مرکزی و مغز متفکر شبکه‌ی کاردانو - Cardano است. در دنیای رمزارزها، برای اینکه اطلاعات و تراکنش‌ها تایید شوند و کسی نتواند تقلب کند، به یک سیستم توافق جمعی یا مکانیزم اجماع (Consensus Mechanism: روشی که در آن کامپیوترهای یک شبکه برای تایید اطلاعات با هم به توافق می‌رسند) نیاز داریم. اوروبوروس دقیقا همین وظیفه را بر عهده دارد.

این الگوریتم بر اساس روش اثبات سهام (Proof of Stake یا PoS: سیستمی که در آن کاربران به جای دستگاه‌های پرمصرف، دارایی‌های خود را برای تامین امنیت شبکه وثیقه می‌گذارند) کار می‌کند. در واقع، اوروبوروس قوانینی را تعیین می‌کند که بر اساس آن‌ها، اعضای شبکه می‌توانند به صورت امن، شفاف و کارآمد با یکدیگر همکاری کنند تا گردش اطلاعات و ارزش در سیستم متوقف نشود.

ریشه‌یابی نام اوروبوروس و فلسفه‌ی استفاده از آن در بلاکچین

اوروبوروس یک واژه‌ی باستانی است. این نماد معمولا به شکل یک مار یا اژدها کشیده می‌شود که در حال بلعیدن دم خودش است. این تصویر کهن در فرهنگ‌های مختلف به چرخه‌ی بی‌پایان، ابدیت و بازآفرینی مداوم اشاره دارد.

شاید بپرسید چرا توسعه‌دهندگان شبکه‌ی کاردانو این نام را انتخاب کرده‌اند؟ در یک شبکه‌ی بلاکچین (Blockchain: یک دفتر کل دیجیتال و توزیع‌شده که اطلاعات را به صورت زنجیره‌ای از بلوک‌ها ذخیره می‌کند)، امنیت و ادامه‌ی کار سیستم به طور مداوم توسط بلوک‌های قبلی و بعدی تامین می‌شود. درست مثل اوروبوروس که در یک چرخه‌ی ابدی به حیات خود ادامه می‌دهد، این الگوریتم هم طوری طراحی شده است که بتواند بدون توقف، با استفاده از چرخه‌ی اعتبارسنجی مداوم، تراکنش‌های شبکه‌ی کاردانو را ایمن نگه دارد. در این چرخه‌ی بی‌نقص، اطلاعات ثبت‌شده‌ی گذشته همیشه ضامن امنیت و تایید اطلاعات آینده هستند.

چرا شبکه‌ی کاردانو این مکانیزم اجماع را انتخاب کرد؟

توسعه‌دهندگان شبکه‌ی کاردانو به دنبال راهی بودند که محدودیت‌های سیستم‌های قدیمی‌تر را برطرف کنند. پیش از طراحی این پروتکل، روش رایج برای تایید تراکنش‌ها، اثبات کار (Proof of Work یا PoW: سیستمی مثل مکانیزم استخراج بیت‌کوین که برای حل معادلات پیچیده‌ی ریاضی به سخت‌افزارهای قدرتمند و برق بسیار زیادی نیاز دارد) بود. کاردانو برای رفع این چالش‌ها و ساخت یک سیستم پایدارتر، اوروبوروس را معرفی کرد. انتخاب این الگوریتم دلایل فنی و منطقی روشنی داشت:

• مصرف انرژی بسیار پایین: اوروبوروس نیازی به کامپیوترهای غول‌پیکر و مصرف برق بالا ندارد و به عنوان یک پروتکل دوست‌دار محیط زیست عمل می‌کند. شبکه‌ی کاردانو با استفاده از این طراحی، با بخش بسیار کوچکی از انرژی شبکه‌های مبتنی بر استخراج به فعالیت خود ادامه می‌دهد.
• امنیت اثبات‌شده‌ی ریاضیاتی: این پروتکل بر اساس تحقیقات دقیق دانشگاهی و همتا داوری‌شده (Peer-reviewed: مقالاتی که قبل از انتشار رسمی، توسط سایر دانشمندان و متخصصان مستقل بررسی و تایید علمی می‌شوند) ساخته شده است. این یعنی امنیت شبکه‌ی کاردانو صرفا یک ادعای بازاریابی نیست، بلکه با اصول علمی و ریاضی ثابت شده است.
• قابلیت گسترش و رشد مداوم: شبکه‌ی کاردانو با کمک معماری اوروبوروس می‌تواند تعداد قابل توجهی از تراکنش‌ها را پردازش کند، بدون اینکه سرعت تایید اطلاعات افت کند یا هزینه‌ی پردازش‌ها بالا برود. این ویژگی به شبکه اجازه می‌دهد تا همگام با افزایش تعداد کاربران و تقاضای بازار، به شکل اصولی توسعه پیدا کند.

معماری و منطق فنی: اوروبوروس چگونه کار می‌کند؟

برای درک شیوه‌ی کار الگوریتم اوروبوروس، نیازی نیست یک مهندس نرم‌افزار باشید. هسته‌ی اصلی این شبکه بر پایه یک مفهوم ساده بنا شده است: مدیریت دقیق زمان و تقسیم عادلانه‌ی وظایف میان اعضای شبکه. در سیستم‌های سنتی مالی، یک نهاد مرکزی وظیفه‌ی تایید تراکنش‌ها را بر عهده دارد، اما در شبکه‌ی کاردانو، این وظیفه بین هزاران کاربر توزیع می‌شود. الگوریتم اوروبوروس برای اینکه این همکاری به شکل منظم و بدون هرج‌ومرج پیش برود، از یک تقویم زمانی اختصاصی استفاده می‌کند.

مفهوم اسلات Slot و اپوک Epoch در سیستم زمان‌بندی کاردانو

اوروبوروس زمان را به بخش‌های منظمی تقسیم می‌کند تا شبکه بداند در هر لحظه چه کسی باید کارها را انجام دهد. این زمان‌بندی دو بخش اصلی دارد:

• اپوک: (Epoch: دوره‌های زمانی مشخص و ثابت در شبکه که شبیه به ماه‌های یک سال تقویمی عمل می‌کنند) در شبکه‌ی کاردانو، هر اپوک دقیقا پنج روز طول می‌کشد.
• اسلات: (Slot: واحدهای زمانی بسیار کوچکی که اپوک‌ها را تشکیل می‌دهند و شبیه به ثانیه‌ها یا دقایق درون یک ماه هستند) هر اسلات در این شبکه تنها یک ثانیه زمان می‌برد.

با این طراحی، شبکه‌ی کاردانو در هر پنج روز، یک دوره‌ی کاری جدید را آغاز می‌کند و در هر ثانیه از این دوره، یک فرصت برای پردازش تراکنش‌ها ایجاد می‌شود.

مکانیزم انتخاب تصادفی رهبر اسلات - Slot Leader

حالا که می‌دانیم زمان در این شبکه چگونه تقسیم می‌شود، سوال این است که در هر اسلات یا همان ثانیه، چه کسی حق دارد تراکنش‌ها را تایید کند؟ در اینجا مفهومی به نام رهبر اسلات (Slot Leader: کاربر یا سیستمی که به صورت موقت وظیفه و حق ایجاد بلاک جدید را به دست می‌آورد) وارد میدان می‌شود.

اوروبوروس برای انتخاب رهبر اسلات از یک سیستم قرعه‌کشی کاملا تصادفی و عادلانه استفاده می‌کند. روند کار به این شکل است:

هر کاربری که مقداری از ارز دیجیتال کاردانو یعنی آدا ADA را در شبکه قفل یا اصطلاحا سهام‌گذاری (Staking: فرایندی که در آن کاربر دارایی خود را برای کمک به امنیت شبکه وثیقه می‌گذارد) کرده باشد، می‌تواند در این قرعه‌کشی شرکت کند. در این سیستم، شانس انتخاب شدن یک کاربر ارتباط مستقیمی با میزان سرمایه‌ی او دارد. برای درک بهتر، یک صندوق قرعه‌کشی را تصور کنید؛ هر چه برگه‌های شانس بیشتری در صندوق داشته باشید، احتمال اینکه نام شما به عنوان رهبر اسلات بعدی بیرون بیاید بالاتر می‌رود. با این حال، انتخاب نهایی کاملا تصادفی است تا هیچ فردی نتواند نتیجه را پیش‌بینی یا دستکاری کند.

نحوه تایید تراکنش‌ها و اضافه‌شدن بلاک‌های جدید به زنجیره

زمانی که یک کاربر به عنوان رهبر اسلات انتخاب می‌شود، وظایف مشخصی را بر عهده می‌گیرد که باعث ادامه‌ی حیات شبکه‌ی کاردانو می‌شود. این فرایند شامل سه مرحله‌ی اصلی است:

• بررسی و اعتبارسنجی: رهبر اسلات ابتدا اطلاعات و تراکنش‌های جدیدی که کاربران دیگر ارسال کرده‌اند را بررسی می‌کند تا مطمئن شود همه چیز معتبر است و کسی قصد تقلب ندارد.
• ایجاد بلاک جدید: پس از تایید تراکنش‌ها، آن‌ها را در یک بسته‌ی دیجیتالی به نام بلاک (Block: یک فایل یا محفظه‌ی دیجیتال که اطلاعات تراکنش‌های تایید شده در آن قفل و ثبت می‌شود) قرار می‌دهد.
• اتصال به زنجیره: در نهایت، رهبر اسلات این بلاک جدید را به بلاک‌های قبلی شبکه متصل می‌کند.

وقتی این مراحل با موفقیت انجام شد، رهبر اسلات به عنوان پاداش زحمات خود در تامین امنیت شبکه، مقداری ارز دیجیتال جدید دریافت می‌کند. پس از پایان آن اسلات، رهبر بعدی برای اسلات جدید انتخاب می‌شود و این چرخه بدون توقف ادامه پیدا می‌کند.

ویژگی‌های متمایزکننده‌ی پروتکل Ouroboros

الگوریتم اوروبوروس صرفا یک کدنویسی ساده برای پردازش اطلاعات نیست، بلکه سیستمی است که با دقت فراوان طراحی شده تا چالش‌های شبکه‌های بلاکچینی را حل کند. این الگوریتم ویژگی‌های خاصی دارد که آن را از سایر مکانیزم‌های توافق جمعی متمایز می‌کند و باعث پایداری و کارایی شبکه‌ی کاردانو می‌شود. در ادامه چهار مورد از مهم‌ترین ویژگی‌های این پروتکل را با هم بررسی می‌کنیم.

امنیت شبکه‌ی مبتنی بر ریاضیات و تحقیقات همتا داوری‌شده

بسیاری از پروژه‌های حوزه‌ی رمزارز، کدهای خود را به سرعت می‌نویسند و روانه‌ی بازار می‌کنند. اما اوروبوروس بر پایه‌ی تحقیقات دقیق دانشگاهی و ریاضیات پیشرفته بنا شده است. این پروتکل پیش از پیاده‌سازی، توسط ده‌ها دانشمند و متخصص مستقل بررسی شده است.

این روش علمی باعث می‌شود که امنیت سیستم بر اساس حدس و گمان نباشد، بلکه به صورت منطقی و ریاضی ثابت شود که شبکه‌ی کاردانو در برابر نفوذ و دستکاری مقاوم است. به زبان ساده، تا زمانی که بیشتر از نیمی از سرمایه‌های در حال گردش دست افراد صادق باشد، هیچ مهاجمی نمی‌تواند سیستم را مختل کند یا کنترل شبکه را به دست بگیرد.

مشوق‌های اقتصادی و منطق پاداش‌دهی به کاربران صادق

در یک شبکه‌ی مالی توزیع‌شده، باید دلیل محکمی وجود داشته باشد تا کاربران قوانین را رعایت کنند. اوروبوروس از یک سیستم اقتصاد رفتاری برای هدایت اعضای شبکه استفاده می‌کند. طراحی این پروتکل به گونه‌ای است که همیشه رفتار صادقانه و کمک به تایید درست تراکنش‌ها، سودآوری بیشتری نسبت به تلاش برای تقلب دارد.

• پاداش مستمر: کاربرانی که به درستی اطلاعات را بررسی می‌کنند و در ساخت بلاک‌های جدید مشارکت دارند، پاداش دریافت می‌کنند.
• طرد متقلبان: اگر کاربری بخواهد یک تراکنش اشتباه یا نامعتبر را تایید کند، شبکه به طور خودکار اطلاعات او را رد می‌کند و هیچ پاداشی به او تعلق نمی‌گیرد. به این ترتیب، تقلب کردن در این سیستم هیچ توجیه اقتصادی ندارد.

استخرهای سهام Stake Pools و قابلیت نمایندگی دارایی Delegation

برای شرکت در فرایند تامین امنیت شبکه و دریافت پاداش، لزوما نیازی نیست که سرمایه‌ی بسیار بزرگی داشته باشید یا یک متخصص فنی باشید. اوروبوروس دو راهکار کاربردی برای کاربران عادی معرفی کرده است:

• استخرهای سهام - Stake Pools: فضایی دیجیتال که در آن کاربران سرمایه‌های خرد خود را روی هم می‌گذارند تا با یک قدرت یکپارچه، شانس بیشتری برای تایید تراکنش‌ها و دریافت پاداش به دست بیاورند.
• قابلیت نمایندگی دارایی - Delegation: فرایندی که در آن شما حق مشارکت و اعتبار رمزارزهای خود را به یک استخر سهام می‌سپارید، در حالی که اصل پول همچنان در کیف پول خودتان کاملا امن باقی می‌ماند.

برای درک بهتر، تصور کنید می‌خواهید در تصمیم‌گیری‌های یک شورای مهم شرکت کنید اما وقت و دانش کافی برای بررسی تمام قوانین را ندارید؛ بنابراین حق رای خود را به یک نماینده‌ی قابل اعتماد می‌سپارید. در شبکه‌ی کاردانو نیز، شما بدون اینکه ارزهای دیجیتال خود را به کسی بدهید یا آن‌ها را قفل کنید، قدرت آن‌ها را به یک استخر معتبر نمایندگی می‌دهید و به تناسب سرمایه‌ی خود، در سود آن شریک می‌شوید.

بهره‌وری انرژی رویکرد سبز در مقابل مصرف بالای شبکه‌های سنتی

یکی از چالش‌های اصلی رمزارزهای قدیمی‌تر، مصرف بسیار زیاد برق و آسیب به محیط زیست است. شبکه‌های سنتی برای تایید تراکنش‌ها به دستگاه‌های ماینر (Miner: سخت‌افزارهای بسیار قدرتمند و پرمصرفی که برای حل معادلات پیچیده در شبکه‌های اثبات کار استفاده می‌شوند) نیاز دارند.

الگوریتم اوروبوروس این مشکل را با یک رویکرد دوست‌دار محیط زیست برطرف کرده است. در این مکانیزم، توان محاسباتی و مصرف برق جای خود را به ارزش دارایی‌های مشارکت‌داده‌شده در شبکه داده است. به همین دلیل، شبکه‌ی کاردانو می‌تواند با مصرف برقی بسیار اندک، همان سطح از امنیت و کارایی را ارائه دهد که شبکه‌های قدیمی برای رسیدن به آن، انرژی عظیمی مصرف می‌کنند. این رویکرد سبز باعث می‌شود توسعه‌ی شبکه در سال‌های آینده با محدودیت‌های زیست‌محیطی و هزینه‌های گزاف انرژی مواجه نشود.

مقایسه‌ی اوروبوروس با الگوریتم اثبات کار PoW

برای درک عمیق‌تر جایگاه و ارزش الگوریتم اوروبوروس، یک راهکار عالی این است که آن را با شناخته‌شده سیستم بازار، یعنی الگوریتم اثبات کار (Proof of Work یا PoW: سیستمی که در آن کامپیوترها برای تایید اطلاعات باید یک معمای پیچیده‌ی ریاضی را با صرف انرژی زیاد حل کنند) مقایسه کنیم. شبکه‌ی بیت‌کوین معروف نمونه از این سیستم سنتی است. برای اینکه تصویر روشنی از تفاوت‌های این دو رویکرد داشته باشید، ابتدا به جدول مقایسه‌ای زیر نگاهی بیندازید تا مفاهیم برای شما ساختاریافته‌تر شوند:

ویژگی اصلی	اثبات کار PoW (مثل شبکه‌ی بیت‌کوین)	اوروبوروس PoS (شبکه‌ی کاردانو)
مصرف انرژی	بسیار بالا (معادل برق یک کشور کوچک)	بسیار پایین و دوست‌دار محیط زیست
تجهیزات لازم	سخت‌افزارهای گران‌قیمت و تخصصی ماینینگ	کامپیوترهای معمولی یا حتی بدون سخت‌افزار (از طریق نمایندگی)
ظرفیت و سرعت	محدود و نسبتا کند در زمان شلوغی شبکه	بالا، سریع و با قابلیت توسعه اصولی
روش انتخاب اعتبارسنج	مسابقه‌ی قدرت سخت‌افزاری (هرکس دستگاه قوی‌تری دارد)	قرعه‌کشی تصادفی بر اساس میزان دارایی وثیقه‌شده

حالا بیایید هر کدام از این تفاوت‌های کلیدی را با جزئیات ساده و زبان روان‌تر بررسی کنیم.

میزان مصرف انرژی و توان محاسباتی مورد نیاز

• همان‌طور که اشاره کردیم، سیستم اثبات کار به شدت تشنه‌ی انرژی است. دستگاه‌ها در این سیستم شبانه‌روز با تمام توان محاسباتی خود کار می‌کنند تا معماهای شبکه را زودتر از بقیه حل کنند. این رقابت دائمی باعث می‌شود که مصرف برق شبکه‌های سنتی سر به فلک بکشد.
• در نقطه‌ی مقابل، اوروبوروس نیازی به حل معماهای پیچیده‌ی ریاضی ندارد. این سیستم انرژی خود را صرف مدیریت هوشمند زمان و قرعه‌کشی‌های داخلی می‌کند؛ در نتیجه، مصرف برق شبکه‌ی کاردانو تنها کسر بسیار کوچکی از شبکه‌های قدیمی است و به عنوان یک فناوری کاملا سبز و پایدار شناخته می‌شود.

تجهیزات سخت‌افزاری لازم برای مشارکت در شبکه

• در شبکه‌هایی مثل بیت‌کوین، اگر بخواهید به عنوان تاییدکننده‌ی تراکنش‌ها فعالیت کنید و پاداش بگیرید، راهی جز خرید دستگاه‌های ماینر (Miner: سخت‌افزارهای تخصصی و پرمصرفی که فقط برای پردازش اطلاعات رمزارزها طراحی شده‌اند) ندارید. این دستگاه‌ها علاوه بر هزینه‌ی خرید بسیار بالا، به سیستم‌های خنک‌کننده‌ی قوی، فضای فیزیکی مناسب و نگهداری مداوم نیاز دارند.
• اما در معماری اوروبوروس، مانع ورود برای کاربران بسیار پایین است. شما با داشتن یک کامپیوتر استاندارد، اتصال پایدار به اینترنت و خریدارزدیجیتال کاردانو، می‌توانید به عنوان یک گره فعال در تامین امنیت شبکه مشارکت کنید. حتی اگر نخواهید کامپیوتر خود را روشن نگه دارید، سیستم اوروبوروس اجازه می‌دهد دارایی خود را به استخرهای سهام بسپارید و بدون نیاز به هیچ تجهیزات فیزیکی در سود شبکه شریک شوید.

ظرفیت مقیاس‌پذیری و سرعت پردازش تراکنش‌ها

یکی از چالش‌های اصلی سیستم‌های اثبات کار، موضوع مقیاس‌ پذیری (Scalability: توانایی یک سیستم برای پردازش سریع و روان تعداد بسیار زیادی از تراکنش‌ها، بدون اینکه دچار افت سرعت یا افزایش کارمزد شود) است.

• شبکه‌ی بیت‌کوین به دلیل زمان‌بر بودن حل معماها، توانایی محدودی در پردازش همزمان اطلاعات دارد و در زمان‌های شلوغی، کارمزد انتقال دارایی به شدت بالا می‌رود.
• الگوریتم اوروبوروس این گلوگاه فنی را با استفاده از ساختار زمان‌بندی دقیق خود (اپوک‌ها و اسلات‌ها) برطرف کرده است. این سیستم می‌تواند تعداد بسیار بیشتری از انتقالات مالی را در هر ثانیه پردازش کند و با رشد کاربران، دچار کندی آزاردهنده نمی‌شود.

نحوه انتخاب اعتبارسنج‌ها سازندگان بلاک

تفاوت اساسی دیگر در منطق انتخاب فردی است که حق ساخت بلاک جدید را پیدا می‌کند.

• در اثبات کار، یک رقابت بی‌رحمانه در جریان است؛ هر کسی که قدرت سخت‌افزاری بیشتری داشته باشد، برنده‌ی مسابقه است و پاداش را می‌برد. این یعنی قدرت شبکه معمولا در دست شرکت‌هایی جمع می‌شود که سرمایه‌ی عظیمی برای خرید تجهیزات دارند.
• اما در اوروبوروس، سازندگان بلاک یا همان اعتبارسنج‌ ها (Validators: کاربران یا سیستم‌هایی که وظیفه بررسی صحت اطلاعات و تایید نهایی تراکنش‌ها را بر عهده دارند) از طریق یک سیستم قرعه‌کشی هوشمند انتخاب می‌شوند. درست است که هرچه ارز دیجیتال بیشتری در شبکه وثیقه گذاشته باشید، شانس برنده‌شدن شما در قرعه‌کشی بالاتر می‌رود، اما در نهایت عنصر تصادف و فرمول‌های ریاضی اوروبوروس تضمین می‌کنند که همه اعضا، حتی کاربرانی با دارایی‌های خرد، فرصت مشارکت منصفانه و دریافت پاداش را داشته باشند.

نقشه راه و نسخه‌های مختلف اوروبوروس

شبکه‌ی کاردانو از همان روزهای آغازین فعالیت خود، یک رویکرد علمی و مرحله‌به‌مرحله را برای توسعه انتخاب کرد. الگوریتم اوروبوروس یک برنامه‌ی ثابت و غیرقابل تغییر نیست؛ بلکه شبیه به سیستم‌عامل یک تلفن هوشمند است که با گذشت زمان و از طریق به‌روزرسانی‌های مختلف، تکامل پیدا می‌کند تا امکانات تازه‌ای را ارائه دهد و چالش‌های جدید را برطرف کند. توسعه‌دهندگان کاردانو این مسیر تکامل را در قالب پنج نسخه‌ی اصلی طراحی کرده‌اند که هر کدام وظیفه‌ی حل یک مسئله‌ی خاص را بر عهده دارند. در ادامه با زبان ساده این پنج مرحله‌ی مهم را مرور می‌کنیم.

اوروبوروس Classic پایه‌گذاری اثبات سهام و حل مشکل مصرف انرژی

نسخه‌ی کلاسیک، نقطه‌ی شروع و پی‌ریزی معماری اوروبوروس بود. هدف اصلی در این مرحله، ایجاد یک سیستم اثبات سهام بود که از نظر ریاضی کارکرد آن ثابت شده باشد. اوروبوروس کلاسیک توانست نشان دهد که می‌توان بدون نیاز به دستگاه‌های پرمصرف ماینینگ، یک شبکه‌ی مالی توزیع‌شده را مدیریت کرد.

در این نسخه، تمرکز تیم توسعه روی ایجاد پایه‌ای محکم برای زمان‌بندی (همان مفهوم اپوک‌ها و اسلات‌ها) و انتخاب تصادفی اعتبارسنج‌ها بود. اگر شبکه‌ی کاردانو را شبیه به یک ساختمان در نظر بگیریم، نسخه‌ی کلاسیک همان فونداسیون و اسکلت‌بندی مستحکمی است که کل بار ساختمان را تحمل می‌کند و مصرف بی‌رویه‌ی انرژی را برای همیشه از بین می‌برد.

اوروبوروس BFT دوران گذار و ایجاد مقاومت در برابر خطاهای شبکه

مرحله‌ی دوم توسعه، اوروبوروس BFT نام دارد. عبارت BFT مخفف یک مفهوم مهم به نام تحمل خطای بیزانس (Byzantine Fault Tolerance: توانایی یک شبکه برای ادامه‌ی کار منظم، حتی زمانی که برخی از کامپیوترهای متصل به آن دچار خرابی شوند یا قصد فریب سیستم را داشته باشند) است.

این نسخه به عنوان یک پل ارتباطی عمل کرد تا شبکه‌ی کاردانو را از مرحله‌ی اول به مرحله‌ی توزیع‌شدگی کامل برساند. هدف اوروبوروس BFT این بود که شبکه را برای مقابله با قطعی‌های احتمالی اینترنت در نقاط مختلف جهان یا حملات هماهنگ آماده کند. با این به‌روزرسانی، شبکه یاد گرفت که چگونه در برابر اطلاعات متناقض مقاومت کند و بدون وقفه به تایید تراکنش‌ها ادامه دهد.

اوروبوروس Praos افزایش امنیت، حریم خصوصی و توزیع تصادفی

با ورود به نسخه‌ی پراوس - Praos، شبکه‌ی کاردانو یک قدم بزرگ برای افزایش امنیت و حریم خصوصی برداشت. در نسخه‌های قبلی، زمانی که یک کاربر به عنوان رهبر اسلات انتخاب می‌شد، ممکن بود هکرها بتوانند با شناسایی او، به سیستمش حمله کنند تا شبکه را کند کنند.

اوروبوروس پراوس این چالش را با استفاده از یک ابزار ریاضی به نام تابع تصادفی قابل تایید (Verifiable Random Function یا VRF: یک فرمول ریاضی پیشرفته که یک انتخاب کاملا تصادفی انجام می‌دهد و همه می‌توانند منصفانه بودن آن را بررسی کنند، اما هیچ‌کس نمی‌تواند نتیجه را از قبل پیش‌بینی کند) حل کرد. با این سیستم، تا زمانی که رهبر اسلات کار تایید تراکنش را به پایان نرساند، هیچ‌کس متوجه هویت او نمی‌شود. این ویژگی، امنیت شبکه‌ی کاردانو را در برابر حملات هدفمند به شدت افزایش داد.

اوروبوروس Genesis اتصال یکپارچه‌ی نودهای جدید به زنجیره‌ی فعال

یکی از چالش‌های همیشگی شبکه‌های رمزارز، نحوه‌ی ورود اعضای جدید است. وقتی یک کامپیوتر جدید می‌خواهد به شبکه متصل شود، به عنوان یک گره یا نود (Node: کامپیوترهایی که به شبکه‌ی بلاکچین متصل می‌شوند و نسخه‌ای از تمام تاریخچه‌ی تراکنش‌ها را برای کمک به شبکه نگهداری می‌کنند) فعالیت خود را آغاز می‌کند.

در بسیاری از شبکه‌ها، نودهای جدید برای پیدا کردن مسیر درست و دریافت تاریخچه‌ی واقعی تراکنش‌ها، باید به یک منبع مرکزی اعتماد کنند. اما اوروبوروس جنسیس Genesis این امکان را فراهم کرد که کامپیوترهای جدید بتوانند بدون نیاز به هیچ شخص ثالثی و کاملا مستقل، به صورت امن به شبکه‌ی اصلی متصل شوند و نسخه‌ی معتبر اطلاعات را دریافت کنند. این یعنی یک شبکه‌ی واقعا توزیع‌شده که برای رشد خود به هیچ مدیر مرکزی نیاز ندارد.

اوروبوروس Hydra راهکار لایه دوم برای پردازش موازی و مقیاس‌پذیری بالا

آخرین و هیجان‌انگیزترین مرحله در این نقشه راه، اوروبوروس هایدرا Hydra است. با افزایش تعداد کاربران کاردانو، شبکه نیاز دارد تا تراکنش‌های بسیار بیشتری را در زمان کمتری پردازش کند. هایدرا یک راهکار لایه‌ی دوم (Layer 2 Solution: یک سیستم موازی که روی شبکه‌ی اصلی ساخته می‌شود تا بخش زیادی از تراکنش‌ها را با سرعت بالا و هزینه‌ی بسیار پایین پردازش کند، بدون اینکه امنیت شبکه‌ی مادر به خطر بیفتد) برای این شبکه است.

برای درک بهتر عملکرد هایدرا، یک فروشگاه بزرگ را تصور کنید. اگر همه‌ی مشتریان فقط از یک صندوق برای پرداخت استفاده کنند، صف طولانی می‌شود (کندی شبکه‌ی اصلی). اما هایدرا مانند این است که ده‌ها صندوق پرداخت جدید (کانال‌های موازی) در فروشگاه باز کنیم تا مشتریان بتوانند همزمان خرید خود را حساب کنند و در نهایت، مدیر فروشگاه فقط گزارش نهایی صندوق‌ها را در دفتر اصلی ثبت کند. با این روش، شبکه‌ی کاردانو می‌تواند میلیون‌ها تراکنش خرد را با کارمزد بسیار ناچیز و سرعت بالا مدیریت کند.

منابع:

I Trust Capital

Finst.com

Mexc