كما نعلم جميعًا تتيح تقنية blockchain للمستخدمين مشاركة البيانات وتبادلها بشكل آمن دون المرور عبر منظمة مركزية. تسمح العملات المشفرة التي تمثلها Bitcoin و TRX للأشخاص بإكمال معاملات الدفع على شبكة لا مركزية.
إذًا كيف يمكن لتقنية blockchain تحقيق الإجماع اللامركزي وكيف تمنع التلاعب بالبيانات أو تزويرها؟ من أجل الإجابة على هذه الأسئلة في هذا العدد من مكتبة TRON للمعرفة سنركز على blockchain ومشكلة الجنرالات البيزنطيين (Byzantine Generals Problem).
مشكلة الجنرالات البيزنطيين هي مشكلة إجماع كلاسيكية في الأنظمة الموزعة اقترحها لأول مرة ليزلي لامبورت وعلماء آخرون في عام 1982 والنظام الموزع هو نظام يتكون من عقد متعددة (أجهزة كمبيوتر أو أجهزة) متصلة ببعضها البعض من خلال شبكة لإكمال مهام محددة.
إذًا كيف يمكن جعل العقد المتعددة تصل إلى قرار متفق عليه في ظل وجود سلوك ضار؟ استخدم ليزلي لامبورت وآخرون قصة خيالية عن جنرال بيزنطي لوصف هذه العملية.
كانت بيزنطة عاصمة الإمبراطورية الرومانية الشرقية القديمة وكانت ذات يوم واحدة من أقوى وأغنى المدن في العالم ومع ذلك وبسبب أراضيها الشاسعة عانت بيزنطة في كثير من الأحيان من الغزوات الأجنبية والتمردات الداخلية وللدفاع عن حدودها أرسلت بيزنطة عدة جيوش بقيادة جنرالات مختلفين.
كان هؤلاء الجنرالات بحاجة إلى تمرير الرسائل ومناقشة الاستراتيجيات من خلال الرسل لكن قد يتم اعتراض السعاة أو قتلهم من قبل الأعداء وقد يتم فقدان الرسائل أو تأخيرها بالإضافة إلى ذلك قد يكون بعض الجنرالات خونة أو يرسلون رسائل خاطئة عمدًا أو لا يتبعون خطط العمل المتفق عليها فكيف يمكن لجنرال مستقيم أن يتخذ القرار الصحيح دون معلومات أو أدلة إضافية؟ هذا هو قلب المشكلة البيزنطية العامة.
بعد أن أثيرت مشكلة الجنرالات البيزنطيين فإن الحالة التي يوجد فيها خطأ ولكن لا توجد معلومات مزورة تسمى عمومًا “الخطأ غير البيزنطي” أو “الخطأ التصادمي” بينما الحالة التي يوجد فيها رد خبيث على المعلومات المزورة تسمى “الخطأ البيزنطي”.
في المقابل الخوارزمية المستخدمة لحل مشكلة الجنرالات البيزنطيين تسمى أيضًا خوارزمية التسامح مع الخطأ البيزنطي (BFT: التسامح مع الخطأ البيزنطي) ومن خلال خوارزمية التسامح مع الخطأ البيزنطية يمكن للنظام الاستمرار في العمل حتى لو كانت بعض العقد تعاني من مشاكل أو سلوك ضار.
في جوهرها تعد الخوارزمية البيزنطية المتسامحة مع الأخطاء نوعًا من مخطط الأقلية والموضوع والأغلبية.
ترتبط تقنية Blockchain ارتباطًا وثيقًا بمشكلة الجنرالات البيزنطيين وشبكة blockchain هي شبكة موزعة تحتاج عقدها مثل الجنرالات البيزنطيين إلى التوصل إلى توافق في الآراء بشأن المعاملات والبيانات في بيئة شبكة غير موثوقة.
من أجل حل مشكلة الجنرالات البيزنطيين تتمثل فكرة تقنية البلوكشين في تقسيم البيانات إلى كتل متعددة من خلال طرق التشفير وربط كل كتلة معًا من خلال قيمة التجزئة لتكوين سلسلة بيانات غير قابلة للتلاعب.
حيث أن كل كتلة تحتوي على بعض المعاملات أو البيانات بالإضافة إلى قيمة التجزئة للكتلة السابقة وبهذه الطريقة إذا تم تعديل أي كتلة ستتغير قيمة التجزئة الخاصة بها مما يجعل قيم التجزئة لجميع الكتل اللاحقة غير صالحة وهذا يضمن أن البيانات الموجودة على blockchain كاملة وغير قابلة للتزوير.
لكن طرق التشفير وحدها ليست كافية لأنه في النظام اللامركزي قد تظهر إصدارات متعددة ومختلفة من البلوكشين ومن أجل ضمان أن جميع العقد يمكن أن تصل إلى توافق في الآراء يجب أن تكون هناك آلية لتحديد الإصدار الصالح وأي إصدار غير صالح وهذه هي آلية الإجماع في تقنية blockchain.
على سبيل المثال تستخدم شبكة Bitcoin آلية إجماع إثبات العمل (PoW) لحل مشكلة التسامح مع الخطأ البيزنطي: أولاً. يحد من عدد الكتل في الشبكة بأكملها خلال فترة زمنية ويزيد من تكلفة إنتاج الكتل من خلال إثبات العمل؛ ثانيًا. من المتفق عليه أن blockchain سيؤجل دائمًا توسيع السلسلة الأطول المعروفة.
وبهذه الطريقة حتى إذا حاول شخص ما إحداث ضرر خبيث فسوف يدفع ثمنًا اقتصاديًا مقابلًا وهو ما يزيد عن نصف عبىء العمل على النظام بأكمله فقد تم أيضًا تحسين العديد من خوارزميات سلسلة PoX اللاحقة وفقًا لهذا الخط من التفكير وذلك باستخدام الألعاب الاقتصادية لتقييد المهاجمين.