خوارزمية إجماع إثبات الحصة المؤجرة وبروتوكول Waves-NG
تعمل شبكة Waves على خوارزمية إجماع تسمى إثبات الحصة المؤجرة (LPoS) مقترنة ببروتوكول Waves-NG مما يسمح بدرجة عالية من قابلية التوسع وإنتاجية المعاملات.
المقدمة
تم إطلاق شبكة
Waves في عام 2016 بعد قيام عرض العملة الأولي (الإكتتاب) بجمع 30000 BTC أي حوالي 16 مليون دولار في ذلك الوقت. يقوم المشروع بتطوير نظام بيئي شامل للكتل لاستخدامه في العمليات التجارية مع مجموعة أدوات واسعة النطاق تغطي الاحتياجات المتنوعة بما في ذلك سهولة إنشاء الرموز (الـ tokens) الرقمية و
عقود ذكية واضحة و تداول نظير إلى نظير في منصات لامركزية مدمجة (DEX) وو سيلة آمنة و مريحة للتفاعل مع
dApps (التطبيقات اللامركزية) وخدمات الويب من خلال المكون الاضافي لمتصفح Waves Keeper.
قابلية التوسع
منذ البداية ، أدركت Waves أن قابلية التوسع ستكون مطلوبة للإعتماد الشامل
للبلوكشين وأعطت الأولوية لتطوير التكنولوجيا لمعالجة قيود البلوكشين الموجودة. على سبيل المثال، يعتبر
البيتكوين آمن للغاية لكنه بطيئ نسبيًا ويمكنه فقط دعم حوالي 7 معاملات في الثانية الواحدة (TPS). وعلى هذا النحو، فإن البيتكوين ليس فعال بما يكفي لاستخدامه كعملة يومية في جميع أنحاء العالم. حلول المستوى الثاني مثل
شبكة البرق مطلوبة من أجل البيتكوين لخدمة هذا الغرض. اتبعت Waves نهج مختلف حيث ركزت في البداية على قابلية التوسع على السلسلة العالية قبل التفكير في تطبيقات المستوى الثاني.
تأجير الرصيد
كانت خوارزمية الإجماع الخاصة بـ Waves عبارة عن تطبيق بسيط لخوارزمية إثبات الحصة. تم توزيع جميع الرموز التي يبلغ عددها 100 مليون WAVES بعد الـ ICO والإمداد ثابت ولا يوجد تضخم كما هو الحال مع العملات الرقمية المستخدمة لخوارزمية إثبات العمل PoW التى يتم تعدينها. لذلك، فإن المحققين لكتل Waves (الـ forgers، على الرغم من أنها تُعرف عادة باسم "عمال التعدين / miners" في النظام البيئي لـ Waves) يتلقون رسوم المعاملات من الكتل التي يقومون بمعالجتها ولكن لا توجد مكافآت كتلة.
تم إطلاق نظام إثبات الحصة المؤجرة Leased Proof of Stake (LPoS) بالكامل في مايو 2017 مما يسمح لمستخدمي Waves lite client ( أولئك الذين لم يديروا عقدة كاملة) بتأجير رموز WAVES الخاصة بهم إلى عقد التعدين. تم تأمين رموز Waves المؤجرة في حساب المستخدم ولا يمكن نقلها أو المتاجرة بها. ومع ذلك، ظل الرموز تحت السيطرة الكاملة لصاحب الحساب ويمكنه إلغاء عقود الإيجار في أي وقت. نظرًا للنفقات العامة الفنية المرتبطة بتشغيل عقدة التعدين والحاجة إلى الاتصال بالإنترنت على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع فإن نسبة صغيرة نسبيًا فقط من مجتمع Waves تدير العقد (يمكن العثور على قائمة بمولدات البلوك على الرابط الاتي
https://dev.pywaves.org/generators/)
يتم استخدام الرموز التي يتم تأجيرها إلى عقدة التعدين لزيادة حصتها مما يزيد بدوره من فرص ذلك العامل في العثور على الكتلة التالية. يحسّن نظام إثبات الحصة المؤجرة أمان الشبكة بطريقتين على الأقل. أولاً، يتم استخدام المزيد من رموز Waves لتأمين الشبكة بشكل أفضل حيث أنه يصعب على المهاجم تجميع الرموز اللازمة لتنفيذ
هجوم بنسبة 51٪. ثانياً، يمكن استئجار Waves إلى عقدة من عنوان التخزين البارد للمستخدم ولكن العقدة نفسها التي تبقى عبر الإنترنت قد يكون لها حد أدنى من الرصيد هذا يقلل بشكل كبير من خطر تعرض رموز Waves المتصلة بالإنترنت للسرقة نظرًا لأن الأموال المؤجرة لا يتم تحويلها إلى عامل التعدين.
نهج جديد لتوافق الآراء: Waves-NG
يختار بروتوكول البيتكوين الأصلي كل عامل تعدين بأثر رجعي. بعد إضافة كتلة إلى البلوكشين
يتنافس عمال التعدين للعثور على علامة صالحة للكتلة التالية بناءً على الحالة الحالية للبلوكشين. في هذه الأثناء تدخل المعاملات التي تم إنشاؤها حديثًا في تجمع الذاكرة (mempool) حيث ستبقى معلقة حتى يقوم عامل التعدين بتجميعها والتحقق منها في نهاية المطاف.
على الرغم من اعتبار كل من بروتوكولي البيتكوين و Bitcoin-NG
أنظمة تتسامح مع الأخطاء البيزنطية (BFT)، إلا أنه تم اقتراح
هذا الأخير في عام 2015 كبديل قابل للتطوير استنادًا إلى آلية عمل مختلفة. على نظام Bitcoin-NG يتم اختيار عامل التعدين التالي مقدمًا ويقوم هذا العامل بتكوين "كتلة رئيسية" فارغة وهي الكتلة التي سيتم إضافتها في نهاية المطاف إلى البلوكشين تتم إضافة كتل صغيرة تسمى "microblocks" (تتكون من عدد قليل من المعاملات لكل منهما) في الوقت شبه الحقيقي لهذه الكتلة الرئيسية. لاستخدام تشبيه يومي، شبه ذلك إضافة العديد من أكياس التسوق (microblocks) إلى عربة التسوق (keyblock) قبل أن تكون العربة الكاملة في نهاية المطاف على عجلة السحب (تُضاف إلى البلوكشين). هذا يعني أنه يمكن إضافة المعاملات إلى البلوكشين في بضع ثوان فقط مع التأخير الحقيقي الوحيد هو زمن الوصول إلى الشبكة. قامت Waves بتحديث هذه الفكرة لشبكة تعمل بخوارزمية إثبات الحصة مما أدى إلى إنشاء بروتوكول Waves-NG وهو أول نشر لـ Bitcoin-NG لبلوكشين مفتوحة وعامة.
إضافة أخرى إلى النظام البيئي كانت الـ
MassTransfers. هذه تسمح بتجميع ما يصل إلى 100 تحويل في صفقة واحدة مع رسوم مخفضة. من ناحية تم اختيار حد 100 txs لكل MassTransfer كحل وسط بين إضافة سعة وراحة كبيرة وتقييد القدرة على إرسال دفعات كبيرة جدًا من المعاملات منخفضة التكلفة في آن واحد من ناحية أخرى. إذا كانت هناك حاجة إلى إجراء المزيد من عمليات النقل يمكن تقديم MassTransfers متعددة بشكل متتابع.
بمعنى آخر، يمكن للمستخدمين ببساطة اختيار MassTransfer كنوع مختلف من "إرسال معاملة" مما يتيح لهم تضمين ما يصل إلى 100 مستلم في معاملة واحدة. علاوة على ذلك، يمكن توفير عناوين المستلمين عبر JSON أو تحميلها من ملف CSV مما يجعل من السهل والكفء إجراء تحويلات او Airdrops كبيرة أو إجراء دفعات أسبوعية لأولئك الذين يستأجرون رموز الـ Waves الخاصة بهم إلى عقد التعدين. مكّنت خاصية الـ MassTransfer من معدل نقل مرتفع للغاية على الشبكة مع خاصية Waves-NG.
تم إجراء عدد من
اختبارات الإجهاد على شبكة Waves لقياس إمكانات الإنتاجية للبروتوكول الجديد. في أكتوبر 2018 تم إجراء اختبار إجهاد رئيسي على الـ MainNet. هذا يدل على أن بروتوكول البلوكشين العمومي المفتوح (وليس مجرد TestNet محدود ومسيطر عليه) يمكن أن يدعم أكثر من
6.1 مليون معاملة خلال فترة 24 ساعة بمعدل 4200 txs في الدقيقة أو 71 txs في الثانية مع وصول إنتاجية الذروة إلى مئات المعاملات في الثانية الواحدة.
أفكار ختامية
أتاح نظام إثبات الحصة المؤجرة (LPoS) للمستخدمين العاديين دون خبرة فنية المساعدة في تأمين شبكة Waves. واستئجار رموز WAVES الخاصة بهم إلى العقد الكاملة دون فقد السيطرة عليها. وفي الوقت نفسه، مكّنت Waves-NG من إنتاجية تصل إلى 100 TPS (معاملة في الثانية الواحدة) وهو أمر من حيث الحجم أكبر من العديد من شبكات البلوكشين الأخرى. الرسوم منخفضة لأنه لا توجد حاجة إلى دفع عمال التعدين بمكافآت الكتلة لتعويضهم عن ارتفاع تكاليف الكهرباء والأجهزة باهظة الثمن.
تعد قابلية التوسع على السلسلة إحدى أولويات Waves، لكن هناك حدودًا لتوسع أي بلوكشين بهذه الطريقة نظرًا للتخزين وعرض النطاق الترددي (الـ Bandwidth) المطلوب. يعتقد مطورو Waves أن النهج الحالي يمكن تحسينه لدعم ما يصل إلى 1000 TPS قبل الحاجة إلى المزيد من حلول التوسع. تقوم Waves حاليًا باستكشاف خيارات لحل التدرج من المستوى الثاني الذي يشمل السلاسل الجانبية مما يتيح معالجة عدد كبير من المعاملات على سلسلة متوازية ولكن يتم تأمينها في النهاية على بلوكشين Waves الرئيسية.
