مکانیزم اجماع هش گراف به زبان ساده؛ آیا دوران بلاکچین به پایان رسیده‌است؟

فناوری بلاکچین طی سال‌های اخیر، شالوده بسیاری از تحولات دیجیتال را شکل داده‌است؛ از رمزارزها و NFTها گرفته تا قراردادهای هوشمند و سیستم‌های رأی‌گیری. اما با گسترش کاربردهای آن، محدودیت‌هایی چون تأخیر در پردازش، مصرف انرژی بالا و عدم مقیاس‌پذیری، بیش از پیش نمایان شده‌اند. در چنین شرایطی، این پرسش مطرح می‌شود که آیا بلاکچین می‌تواند با سرعت تحول دنیای دیجیتال همگام بماند؟

اینجاست که «هش‌گراف» وارد میدان می‌شود؛ فناوری‌ نوینی که با معماری متفاوت و الگوریتم اجماعی خاص، وعده رفع برخی از کاستی‌های ساختار سنتی بلاکچین را می‌دهد. این مقاله از بلاگ صرافی ارز دیجیتال او ام پی فینکس، به بررسی دقیق مکانیزم اجماع هش گراف، تفاوت‌هایش با بلاکچین و سنجش پتانسیل‌های آن در نقش جایگزین یا مکمل می‌پردازد.

مکانیزم اجماع هش گراف چیست؟

اجماع هش‌گراف یک روش جدید برای رسیدن به توافق در شبکه‌های غیرمتمرکز است که می‌تواند جایگزین فناوری بلاکچین شود. برخلاف بلاکچین که برای تایید تراکنش‌ها به قدرت محاسباتی زیاد نیاز دارد، هش‌گراف از روشی استفاده می‌کند که به نودهای اعتبارسنج اجازه می‌دهد به‌سرعت و پیوسته اطلاعات را میان یکدیگر رد و بدل کنند.

هش‌گراف مثل یک دفتر ثبت دیجیتال است که اطلاعات را به‌صورت امن ذخیره می‌کند، اما به‌جای بلاک‌های پشت‌سرهم، از یک ساختار گرافی استفاده می‌کند که در آن رویدادها به شکل شاخه‌به‌شاخه ثبت می‌شوند.

روش رسیدن به توافق در الگوریتم اجماع هش‌گراف بر پایه مفاهیمی به نام «گاسیپ» (Gossip) و «شایعه‌پراکنی درباره خود شایعات» (Gossip about Gossip) استوار است؛ یعنی هر گره فقط اطلاعات تراکنش‌ها را منتقل نمی‌کند، بلکه نحوه انتقال آن اطلاعات را هم با دیگران به اشتراک می‌گذارد.

پل کهکشانی او ام پی فینکس

دیگه نیازی نیست رمزارزهات رو نقد کنی! پل کهکشانی اوام‌پی فینکس، از رمزارزات کم می‌کنه و تراکنش ریالی انجام می‌ده

همین حالا سفارش بده

این کار باعث می‌شود شبکه خیلی سریع و بدون نیاز به رای‌گیری طولانی، به توافق برسد و تراکنش‌ها به‌سرعت تایید شوند. هش‌گراف مشکلاتی مثل کندی و مصرف بالای انرژی در بلاکچین‌های سنتی را برطرف می‌کند و می‌تواند هزاران تراکنش را در هر ثانیه پردازش کند.

علاوه بر این، مکانیزم اجماع هش گراف نیازی به ماینینگ ندارد و مصرف انرژی آن بسیار پایین‌تر است. تراکنش‌ها در این شبکه به‌سرعت نهایی می‌شوند و پس از تأیید، دیگر قابل برگشت نیستند. همچنین، با الگوریتم تحمل خطای بیزانسی، امنیت بالایی در برابر حملات خرابکارانه فراهم می‌شود و حتی اگر برخی از نودها مشکل داشته باشند، شبکه به کار خود ادامه می‌دهد.

ساختار گرافی هش‌گراف امکان مقیاس‌پذیری بهتر را فراهم می‌کند و با افزایش تعداد گره‌ها، توان پردازش تراکنش‌ها نیز افزایش می‌یابد. از سوی دیگر، کاربردهای این فناوری محدود به رمزارز نیست و می‌تواند در حوزه‌هایی مانند اینترنت اشیاء، مدیریت زنجیره تأمین، رأی‌گیری الکترونیکی و قراردادهای هوشمند نیز به کار گرفته شود.

آشنایی با عملکرد هش‌گراف

هش‌گراف یک فناوری ثبت داده غیرمتمرکز است که با استفاده از ساختاری به‌نام گراف جهت‌دار غیرمدور (DAG) به‌جای زنجیره خطی بلاک‌ها، اطلاعات تراکنش‌ها را ذخیره و رمزنگاری می‌کند. برخلاف بلاکچین که داده‌ها را در بلاک‌های پشت‌سرهم ثبت می‌کند، در هش‌گراف هر رویداد (تراکنش یا داده جدید) به‌صورت مستقل ایجاد و با هش‌های تراکنش‌های قبلی به یکدیگر متصل می‌شود.

یکی از ویژگی‌های مهم مکانیزم اجماع هش گراف این است که همه کاربران شبکه به‌صورت خودکار در تأیید و صحت‌سنجی تراکنش‌ها مشارکت می‌کنند، نه فقط گروهی محدود مانند اعتبارسنج‌ها در بلاکچین. به‌عنوان مثال، فرض کنید کاربری تراکنشی را ایجاد می‌کند و این اطلاعات به‌سرعت و به‌صورت پیوسته از طریق گره‌های مختلف شبکه منتقل و تکمیل می‌شود، تا اینکه همه گره‌ها از وضعیت به‌روز دفترکل اطلاع یابند.

 این روند باعث می‌شود که نیازی به فرآیندهای پیچیده و پرهزینه ماینینگ نباشد و تأیید تراکنش‌ها با سرعت و دقت بسیار بالا انجام گیرد.

سیستم شایعه‌پراکنی (گاسیپ) و رأی‌گیری مجازی در هش‌گراف

مکانیزم اجماع هش گراف برای تبادل اطلاعات از روشی به نام «گاسیپ» استفاده می‌کند؛ یعنی هر گره اطلاعات تراکنش‌ها را به‌صورت تصادفی و مکرر به گره‌های دیگر می‌فرستد تا در کوتاه‌ترین زمان کل شبکه از همه تغییرات مطلع شود. ساختار داده‌های موجود در یک تراکنش در شبکه مبتنی بر هش گراف عبارتند از:

• یک مهر زمانی
• اطلاعات اضافه‌شده یا صفر
• هش‌های دو تراکنش آخر
• یک امضای رمزگذاری‌شده

ویژگی کلیدی هش‌گراف همان مکانیزم «شایعه‌پراکنی درباره خود شایعات» است؛ یعنی علاوه بر انتقال داده‌ها، هر گره اطلاعات مربوط به نحوه و زمان دریافت این داده‌ها را نیز با دیگران به‌اشتراک می‌گذارد.

این ویژگی به شبکه اجازه می‌دهد تا نقشه دقیق انتشار اطلاعات را داشته‌باشد و با استفاده از «رأی‌گیری مجازی» به توافق برسد؛ یعنی بدون ارسال پیام‌های اضافی یا رأی‌گیری‌های فیزیکی، گره‌ها با مقایسه تاریخچه اطلاعات، ترتیب نهایی تراکنش‌ها را تعیین می‌کنند. به همین دلیل، تراکنش‌ها به‌سرعت تأیید شده و نهایی می‌شوند.

از سوی دیگر، هش‌گراف از الگوریتمی به نام تحمل خطای بیزانسی نامتقارن (aBFT) استفاده می‌کند. این الگوریتم به شبکه کمک می‌کند تا در برابر نودهای مخرب، خطاهای شبکه و حتی تاخیرهای ارتباطی مقاومت داشته‌باشد.

حتی اگر تا یک‌سوم از نودها رفتار ناپایدار یا مخرب داشته باشند، باز هم شبکه می‌تواند با حفظ امنیت، به‌درستی کار کند. این ویژگی باعث می‌شود مکانیزم اجماع هش گراف یکی از امن‌ترین و پایدارترین سیستم‌های اجماع موجود باشد.

مثال ساده زیر مفهوم گاسیپ (پخش اطلاعات) و گاسیپ درباره گاسیپ (اطلاع از نحوه و مسیر پخش اطلاعات) را به زبان ساده توضیح می‌دهد:

تصور کنید در یک کلاس، معلم از هر دانش‌آموز می‌خواهد که یک خبر مهم را به همه همکلاسی‌هایش برساند. هر دانش‌آموز پس از دریافت خبر، آن را به دو نفر دیگر منتقل می‌کند و همچنین به آن‌ها می‌گوید که چه کسی قبلاً این خبر را به او رسانده‌است.

مثلاً:

• مریم خبر را از معلم می‌گیرد و به الهام و سارا می‌گوید. مریم همچنین به آن‌ها می‌گوید که این خبر را مستقیم از معلم دریافت کرده‌است.
• الهام پس از دریافت خبر از مریم، آن را به نازنین و شیما می‌رساند و به آن‌ها اطلاع می‌دهد که خبر را از مریم گرفته‌است.
• سارا هم همین کار را می‌کند و به دو نفر دیگر از دوستانش خبر را منتقل می‌کند، همراه با این اطلاعات که خبر را از مریم گرفته است.

با این روش، هر دانش‌آموز علاوه بر خبر اصلی، یک «ردپا» یا مسیر دقیق دریافت خبر را هم دارد. بنابراین وقتی خبر به همه دانش‌آموزان می‌رسد، همه می‌دانند که خبر چگونه و از چه مسیرهایی منتقل شده‌است.

معلم هم می‌تواند به‌راحتی بررسی کند که آیا همه خبر را دریافت کرده‌اند و آیا در مسیر انتقال، خبری تغییر نکرده یا دستکاری نشده‌باشد.

این مدل انتقال اطلاعات و ثبت مسیر دقیق آن، همان سازوکار اصلی مکانیزم اجماع هش گراف برای رسیدن به توافق در شبکه است؛ به‌طوری‌که همه نودها (دانش‌آموزان) علاوه بر داده‌ها، نحوه رسیدن داده‌ها را نیز به اشتراک می‌گذارند تا با اطمینان و سرعت به اجماع برسند.

چرا هش گراف از بلاکچین سریع‌تر است؟

در دنیای فناوری‌های غیرمتمرکز، مکانیسم‌های اجماع نقش حیاتی در تعیین سرعت، امنیت و مقیاس‌پذیری شبکه ایفا می‌کنند. هش‌گراف (Hashgraph) به‌عنوان یک جایگزین پیشرفته برای بلاکچین‌های سنتی، با بهره‌گیری از الگوریتم‌های نوین، عملکردی به‌مراتب سریع‌تر و کارآمدتر ارائه می‌دهد. اما چه عواملی باعث برتری سرعت هش‌گراف نسبت به بلاکچین می‌شود؟

• حذف فرآیند استخراج بلوک 
• استفاده از پروتکل Gossip about Gossip
• الگوریتم رأی‌دهی مجازی 
• تأیید آنی تراکنش‌ها 
• مقیاس‌پذیری بالا

مکانیزم اجماع هش گراف با بهره‌گیری از مکانیسم‌های نوین اجماع، سرعت و کارایی بالاتری نسبت به بلاکچین‌های سنتی ارائه می‌دهد. این فناوری با حذف فرآیند پرهزینه و زمان‌بر استخراج بلوک، استفاده از پروتکل Gossip about Gossip برای انتشار سریع اطلاعات و به‌کارگیری الگوریتم رأی‌دهی مجازی، امکان تأیید آنی تراکنش‌ها را فراهم می‌کند. 

ضمن این‌که این مکانیزم با حذف نیاز به تشکیل بلوک و انتظار برای تأیید‌های متوالی، به مقیاس‌پذیری چشمگیری دست یافته و قادر به پردازش صدها هزار تراکنش در ثانیه است. این ویژگی‌ها در مجموع باعث می‌شوند مکانیزم اجماع هش گراف به‌عنوان یک راه‌حل بهینه برای چالش‌های سرعت و کارایی در سیستم‌های توزیع‌شده مطرح شود.

تفاوت الگوریتم اجماع در بلاکچین‌ها و مکانیزم اجماع هش گراف چیست؟

تفاوت اصلی بین الگوریتم‌های اجماع در بلاکچین و هش‌گراف در ساختار داده‌ای و نحوه دستیابی به توافق در شبکه نهفته است. هر دو فناوری دفتر کل توزیع‌شده (DLT) هستند، اما رویکردهای متفاوتی برای ثبت و تأیید تراکنش‌ها دارند. جدول زیر به شما کمک می‌کند مقایسه دقیقی بین این دو فناوری کاربردی داشته‌باشید:

پروژه هدرا هش‌گراف چیست؟

هدرا هش‌گراف (Hedera Hashgraph) یک پلتفرم نوآورانه و پیشرفته برای ساخت برنامه‌های غیرمتمرکز (DApps) و اجرای تراکنش‌ها با سرعت، امنیت و مقیاس‌پذیری بسیار بالا است. این پروژه برخلاف بلاکچین‌های سنتی، از یک الگوریتم اجماع منحصربه‌فرد به نام Hashgraph استفاده می‌کند که به کاربران امکان می‌دهد تراکنش‌ها را به‌صورت هم‌زمان و بدون نیاز به استخراج (Mining) پردازش کنند.

بر اساس داده‌های تحلیلی وب‌سایت مساری (Messari)، هدرا یکی از پایدارترین و پرکاربردترین شبکه‌های عمومی سازمانی در حوزه اقتصاد غیرمتمرکز است. این شبکه برای ارائه سیستمی منصفانه‌تر و کارآمدتر طراحی شده تا محدودیت‌های بلاکچین‌های قدیمی – مانند سرعت پایین، هزینه‌های بالا و ناپایداری شبکه – را برطرف کند.

بنیان‌گذاران هدرا و تاریخچه پروژه

پروژه هدرا هش‌گراف توسط دکتر لیمون بیرد (Leemon Baird)، دانشمند ارشد پروژه و مخترع الگوریتم Hashgraph و منس هارمون (Mance Harmon)، مدیرعامل هدرا، پایه‌گذاری شد.
بیرد سابقه‌ای طولانی در حوزه علوم رایانه، امنیت سایبری و توسعه نرم‌افزار دارد و پیش از هدرا، به‌عنوان مدیر ارشد فنی در شرکت Swirlds فعالیت می‌کرد؛ شرکتی که زیرساخت توسعه DApp را فراهم می‌کند.

هدرا در آگوست ۲۰۱۸ از طریق عرضه اولیه سکه (ICO) سرمایه اولیه مورد نیاز را تأمین کرد و در سپتامبر ۲۰۱۹ شبکه اصلی خود را راه‌اندازی نمود. توکن بومی این شبکه با نام HBAR در همان مراحل اولیه به سرمایه‌گذاران ارائه شد.

ارز هدرا هش گراف (HBAR) چیست؟

هدرا هش گراف با نماد HBAR توکن بومی شبکه هدرا هش‌گراف است؛ ارزی که هم قلب تپنده‌ این شبکه محسوب می‌شود و هم ابزار اصلی برای فعالیت در آن؛ یعنی هر فعالیتی در شبکه هدرا – از ارسال یک تراکنش ساده گرفته تا ساخت یک قرارداد هوشمند یا توکن جدید – نیاز به پرداخت مقدار مشخصی از این توکن دارد. اما این تنها نقش HBAR نیست.

یکی دیگر از کاربردهای مهم ارز هدرا هش گراف، تأمین امنیت شبکه است. هدرا بر اساس مدل اثبات سهام (Proof-of-Stake) کار می‌کند؛ یعنی کاربران می‌توانند توکن‌های خود را در شبکه سپرده‌گذاری کنند (Staking) و در فرآیند تأیید تراکنش‌ها مشارکت داشته‌باشند. این کار نه‌تنها به ایمن‌سازی شبکه کمک می‌کند، بلکه پاداش‌هایی هم برای مشارکت‌کنندگان در نظر می‌گیرد.

رمزارز HBAR در عرضه اولیه (ICO) پروژه هدرا در سال ۲۰۱۸ معرفی شد و از همان ابتدا با هدف کاربرد واقعی و سازمانی طراحی شده بود. عرضه کل این توکن ۵۰ میلیارد واحد است که به‌مرور و طبق زمان‌بندی مشخص در بازار توزیع می‌شود.

آینده هشگراف: تحولی در دنیای بلاکچین!

مکانیزم اجماع هش گراف با سرعت خیره‌کننده، امنیت بالا و مقیاس‌پذیری بی‌نظیرش، آینده‌ای روشن در فناوری غیرمتمرکز دارد. هرچند چالش‌هایی مثل تمرکزگرایی نسبی و محدودیت در استفاده عمومی وجود دارد، اما با استقبال فزاینده از ارز HBAR و توسعه پروژه‌های جدید، هشگراف می‌تواند به یکی از بازیگران اصلی دنیای بلاکچین تبدیل شود. آیا این فناوری انقلابی در صنعت ایجاد خواهد کرد؟ پاسخ را در سال‌های آینده خواهیم دید! 

سوال متداول درباره مکانیزم اجماع هش گراف