دليل موجز للبروتوكول الذي يهدف إلى تقليل (والقضاء في نهاية المطاف) على ربحية تعدين الإيثر.
ما هو كاسبر؟
Casper هو التحديث الذي طال انتظاره لشبكة Ethereum والذي سيتيح إضافة الكتل التي تم التحقق منها باستخدام الخوارزمية إلى blockchain إثبات صحة حصة.
إلى حد ما ، كاسبر هو سليل الشبح ، أو الشجرة الفرعية الجشع الأثقل المرصودة. تم تقديم بروتوكول GHOST إلى النظام البيئي Ethereum في عام 2013 ، وهو لا يشجع على المركزية. أثناء تشغيل الشبكة ، يتم بشكل دوري إنشاء ما يسمى بالكتل المهجورة أو الكتل اليتيمة (الكتل التي تم التحقق منها بنجاح والتي لم تقع في السلسلة الحالية) ؛ غالبًا ما يشار إليهم باسم "الأعمام" في مجتمع Ethereum ، مع التأكيد على الاختلاف عن كتل الوالدين والطفل.
اجتازت هذه الكتل الاختبار ، لكن الشبكة رفضتها بسبب حقيقة أن سلسلة أخرى أطول أصبحت مهيمنة. يمتلك عمال المناجم الأسرع والأقوى اليد العليا عند حل الكتل وإنشاء أطول سلاسل. في النهاية ، ستؤدي هيمنتهم إلى المركزية المفرطة للشبكة. لتجنب ذلك ، تكافئ Ethereum جيل الكتل المهجورة من خلال تشجيع جميع المعدنين على المشاركة في بناء الشبكة ، وليس فقط الأغنى.
خوارزميات الإجماع
تقوم البلوكشين بتخزين المعلومات المهمة ، لذا فإن إضافة كتل جديدة بأقل احتمالية للاحتيال هي المهمة الأساسية لأي خوارزمية. تحدد خوارزميات الإجماع بالضبط كيفية تضمين الكتل الجديدة في السلسلة. أكثرها شيوعًا هي إثبات العمل (PoW) وإثبات الحصة (PoS).
في PoW ، يضيف عمال المناجم كتلًا إلى السلسلة ، ويحلون مشكلة رياضية معقدة ويتنافسون مع بعضهم البعض. من الواضح ، مع طريقة التعدين هذه ، تكون الميزة لعمال المناجم الذين لديهم أقوى المعدات. هذا يقوض لامركزية الشبكة ويجعلها عرضة للخطر.
يستخدم PoS مفاهيم نظرية الألعاب لتشجيع السلوك الجيد وتقليل السلوك السيئ. في هذه الحالة ، لا يتنافس عمال المناجم مع بعضهم البعض ، لكنهم يضعون مبلغًا معينًا على الكتل المعروضة للإدراج. اذا كان عامل منجم سيحاول الغش وسيتم رفض الكتلة ، سيفقد الأموال المربوطة.
تستهلك طريقة PoW كميات هائلة من الكهرباء. يشتري عمال المناجم أقوى الأجهزة لزيادة فرصهم في الفوز. تقلل طريقة PoS بشكل كبير من متطلبات الأجهزة واستهلاك الكهرباء.
عمل المدققين
يمثل بروتوكول Casper في جوهره خوارزمية PoS لـ Ethereum. يدخل المدقق العطاء في العقد الذكي ، ويطلق العقدة ويحافظ على الشبكة. طريقة Casper the Friendly Finality Gadget (CFFG) هي المسؤولة عن إضافة الكتل إلى السلسلة. تتم مكافأة المدققين على جهودهم ، لكنهم يفقدون حصتهم في حالة حدوث مشاكل.
كاسبر يكتشف الانتهاكات ، وينصب مدققين عديمي الضمير ويعاقبهم. كما يسمح للمدققين الجدد بالدخول إلى النظام وتسجيل الخروج من الأجهزة الموجودة. الأمن جزء لا يتجزأ من كاسبر.
Casper في شكل وحدة مستقلة ويرتبط بمحرك اقتراح. حاليًا ، تعتمد آلية اقتراح Ethereum على POW. وبالتالي ، يرتبط الجيل الأول من بروتوكول Casper بخوارزمية إثبات العمل الحالية. والنتيجة هي نظام هجين PoW / PoS. في المستقبل ، قد ينسحب المطورون من POW لصالح نهج مختلف. يمكن أن تكون خوارزمية تعتمد على Round-robin (خوارزمية دورية لموازنة الحمل بواسطة طريقة القوة الغاشمة).
قضايا أمنية
من وجهة نظر أمنية ، هناك تحذير واحد. سيكون كاسبر عاجزًا في حالة تعرض آلية إمداد الكتلة الأساسية للخطر. طالما يتلقى Casper رسائل كافية و "حقيقية" من محرك العرض ، فسوف يعمل كالمعتاد.
يعتمد أمان خوارزمية نقاط البيع على مفهوم المكافآت والعقوبات من نظرية اللعبة. تضمن المدققات سلامة وصحة الكتل حسب حجم رواسبها. إذا اضطر مدقق غير أمين إلى إنفاق 100 إيثر لسرقة 5 ، فسوف يتخلى عن هذا المشروع. من ناحية أخرى ، قد يذهب إلى السرقة ، إذا كان بإمكانه الحصول على 100 إيثر ، وإنفاق 5. في هذه الحالة ، سيتم اعتبار الخسائر على أنها تكاليف عادية "للعمل".
ميزات كاسبر
كآلية للشبكة ، يجب على Casper ضمان سلامة السلسلة ويجب أن تظل عاملة في جميع الأوقات.
السمات الأساسية لـ Casper هي عدم غموض المعلومات واستقرارها. عدم الغموض يمنع المعلومات المتضاربة من الظهور في blockchain (التناقض ممكن فقط إذا تم انتهاك القواعد من قبل ما لا يقل عن ثلث المدققين). تضمن المرونة القدرة على إكمال كتلة جديدة ، بشرط أن يتبع 1/3 من المدققين البروتوكول.
في بروتوكولات إثبات العمل القياسية ، يُفضل دائمًا أطول سلسلة. وبهذا المعنى ، فإن كاسبر أكثر تعقيدًا. هناك حالات حافة حيث يؤدي اختيار أطول سلسلة إلى الإضرار بالشبكة. لذلك ، يأخذ منطق برنامج Casper في الاعتبار العقد الجذرية لشجرة نقاط التفتيش ويختار أطول سلسلة تفي بالشروط.
مواد إضافية
يعتمد Casper على نظرية الألعاب ، ويرتبط تطوير البروتوكول بقدر كبير من البحث والحسابات الرياضية. من نواح كثيرة ، هذا نظام معقد. في 15 نوفمبر 2017 ، نشر فيتاليك بوتيرين وفيرجيل جريفيث تفاصيله الفنية.
على ما يبدو ، يحتوي مستند سابق (بدون الإشارة إلى تاريخ محدد) يحمل نفس الاسم على معلومات مختلفة تمامًا. مؤلفها هو بوتيرين نفسه ، وقد نُشر على موقعه الشخصي على الإنترنت. يناقش هذا المستند مشكلات الأمان المحتملة التي يعالجها Casper.
أيضًا في 1 أغسطس 2015 ، تم نشر وصف من فلاد زامفير على مدونة Ethereum.
اختتام
في الوقت الحالي ، نجحت خوارزمية إجماع إثبات العمل. تمت إضافة الكتل بنجاح إلى السلسلة ، ويثق المستخدمون في النتيجة. ومع ذلك ، فإن العملية بطيئة وتستهلك كميات كبيرة من الكهرباء وتتطلب تكاليف معدات ضخمة. يعتمد نهج Casper على نظرية الألعاب ، ويقضي على العديد من مشاكل إثبات العمل ، ويوفر أمانًا مشابهًا.
قد يواجه البروتوكول الجديد صعوبات غير متوقعة ، لكن وجوده كوحدة منفصلة يسهل حل المشكلات وتحسين الكود. Casper هو حل مبتكر يعتمد على البحث والنمذجة الرياضية التي من المؤكد أنها ستطلق موجة من الأفكار والاقتراحات الجديدة.