أهم النقاط
تحمل الأعطال البيزنطية (BFT) هو أحد الخصائص التي تسمح للأنظمة الموزعة، بما في ذلك شبكات البلوك تشين، بالاستمرار في العمل حتى عندما تفشل بعض العقد أو تتصرف بشكل غير أمين.
يأتي هذا المفهوم من مشكلة القادة البيزنطيين، وهي تجربة فكرية حول كيفية تمكن الجهات المستقلة من التوصل إلى اتفاق عندما قد تكون بعض الجهات غير موثوق بها.
تستخدم معظم شبكات البلوك تشين خوارزمية إجماع مثل إثبات العمل أو إثبات الحصة لتحقيق BFT والحفاظ على أمان الشبكة.
تحتاج الشبكة عمومًا إلى أن يكون ما لا يقل عن ثلثي المشاركين فيها صادقين لكي ينجح BFT.
المقدمة
منذ إطلاق بيتكوين في عام 2008 كنظام نقد إلكتروني من نظير إلى نظير، اعتمدت شبكات البلوك تشين على خاصية رئيسية واحدة: القدرة على الوصول إلى اتفاق بين العديد من المشاركين المستقلين دون الثقة في أي طرف واحد منهم. وهذا أصعب مما يبدو، خصوصًا عندما قد يتصرف بعض المشاركين بشكل غير متوقع أو بشكل غير أمين.
المفهوم الذي يعالج هذا التحدي يُسمى تحمل الأعطال البيزنطية. ويساعد فهمه على تفسير سبب قدرة شبكات البلوك تشين على العمل بأمان حتى في وجود أطراف سيئة أو أعطال في الأجهزة.
ما هي مشكلة القادة البيزنطيين؟
تم وصف مشكلة القادة البيزنطيين لأول مرة في عام 1982. وتستخدم تجربة فكرية عسكرية لتوضيح صعوبة التوصل إلى اتفاق في نظام موزع عندما لا يمكن الوثوق ببعض المشاركين.
تخيّل مجموعة من القادة، كل واحد منهم يقود جيشًا منفصلًا، تحاصر مدينة. يجب عليهم الاتفاق على خطة: الهجوم معًا أو التراجع معًا. إذا تصرفوا بشكل مستقل، فإنهم يخسرون. المشكلة هي أنهم لا يمكنهم التواصل إلا عبر رسل، وقد يكون بعض القادة خونة يرسلون رسائل متضاربة أو كاذبة.
يكمن التحدي الأساسي في: كيف يمكن للقادة المخلصين الاتفاق على خطة عندما لا يستطيعون تحديد من الذي يكذب؟ وفي سياق البلوك تشين، تمثل كل مجموعة من القادة عقدة في الشبكة، ويتم استبدال قرار "الهجوم أو التراجع" بالاتفاق على أي المعاملات صحيحة.
تخلص الأبحاث الأصلية إلى أن نظام BFT يتطلب أن يكون ما لا يقل عن ثلثي المشاركين صادقين. وإذا كان ثلث أو أكثر معطوبًا أو خبيثًا، يصبح الوصول إلى إجماع موثوق غير ممكن.
تحمل الأعطال البيزنطية (BFT)
تحمل الأعطال البيزنطية هي خاصية نظام يمكنه الاستمرار في العمل بشكل صحيح حتى عندما تفشل بعض المكونات أو تتصرف بشكل خبيث. يمكن لنظام BFT تحمل عدد معيّن من العقد المعطوبة دون المساس بسلامة الشبكة بأكملها.
عمليًا، يعني ذلك أن بلوك تشين يدعم BFT يمكنه التعامل مع سيناريوهات مثل تعطل العقد، أو فقدان الاتصال، أو إرسال رسائل مكررة، أو محاولة متعمدة للتلاعب بالشبكة. يتوصل النظام إلى النتيجة الصحيحة طالما ظلّت نسبة العقد المعطوبة أقل من الحد المقبول.
هناك عدة طرق لبناء نظام BFT. ويعتمد النهج الذي تتبناه البلوك تشين على أولويات التصميم، مثل السرعة واللامركزية والأمان. وهذا يؤدي إلى تطوير خوارزميات إجماع مختلفة.
خوارزميات إجماع البلوك تشين
خوارزمية الإجماع هي الآلية التي تستخدمها البلوك تشين للاتفاق على حالة الدفتر. وأكثر المقاربات شيوعًا هي إثبات العمل (PoW) وإثبات الحصة (PoS).
تستخدم بيتكوين PoW، وقد قام ساتوشي ناكاموتو بتكييفها إلى ما يُعرف بإجماع ناكاموتو. في هذا النموذج، تتنافس العقد على حل لغز مكلف حسابيًا لإضافة كتلة جديدة. تجعل تكلفة هذا العمل من غير العملي اقتصاديًا بالنسبة لجهة سيئة إعادة كتابة السلسلة دون التحكم في أكثر من نصف إجمالي القدرة الحاسوبية. ويُسمى هذا النوع من الهجمات هجمة 51%.
لا يُعد إثبات العمل محصنًا بنسبة 100% من الأعطال البيزنطية، لكن تكلفة التعدين والأمان التشفيري للسلسلة جعلاها موثوقة جدًا في الواقع.
تحقق PoS أهدافًا مماثلة بشكل مختلف. بدلًا من العمل الحسابي، يقوم المدققون بوضع العملات المشفرة كرهن. قد يؤدي السلوك غير النزيه إلى خسارة ذلك الرهن، ما يخلق حافزًا اقتصاديًا قويًا للمشاركة بطريقة صادقة.
انتقلت إيثيريوم إلى PoS في عام 2022، وتعتمد آلية الحسم النهائية لديها على مبادئ BFT المستخدمة في بروتوكولات مثل Tendermint. تتيح هذه البروتوكولات للشبكة تأكيد الكتل كنهائية بمجرد توقيع عدد كافٍ من المدققين، مما يحسن السرعة والسلامة مقارنةً بالحسم الاحتمالي في سلاسل PoW.
الأسئلة الشائعة
ماذا يعني تحمل الأعطال البيزنطية؟
يعني تحمل الأعطال البيزنطية أن النظام يمكنه الاستمرار في العمل بشكل صحيح حتى إذا تصرفت بعض مكوناته بشكل غير متوقع أو بشكل غير أمين. وفي سياق البلوك تشين، يعني ذلك أن الشبكة يمكنها الوصول إلى إجماع حول المعاملات الصحيحة حتى إذا أرسل بعض العقد معلومات خاطئة أو متضاربة.
لماذا يُسمّى تحمل الأعطال البيزنطية؟
يأتي الاسم من مشكلة القادة البيزنطيين، وهي تجربة فكرية من عام 1982 استخدمت قصة عن قادة عسكريين لوصف تحدي التوصل إلى اتفاق عندما لا يمكن الوثوق ببعض المشاركين. ويشير مصطلح "بيزنطي" في الحوسبة إلى أعطال عشوائية أو خبيثة، على عكس الأعطال البسيطة التي تتسبب في التوقف فقط.
كم قدر من الشبكة يحتاج أن يكون صادقًا لكي يعمل BFT؟
بشكل عام، يتطلب نظام BFT أن يتصرف ما لا يقل عن ثلثي المشاركين بشكل صادق. إذا تصرف ثلث أو أكثر من الشبكة بشكل خبيث أو فشل، فلن تعود معظم بروتوكولات BFT قادرة على ضمان نتيجة صحيحة. ويختلف هذا الحد قليلًا اعتمادًا على بروتوكول الإجماع المحدد المستخدم.
هل تحمل الأعطال البيزنطية موجود في إثبات العمل؟
ليس إثبات العمل تحملًا بيزنطيًا مثاليًا، لكنه يحقق مرونة عملية من خلال التكلفة العالية لعملية التعدين. سيحتاج المهاجم إلى السيطرة على أكثر من 50% من إجمالي القدرة الحاسوبية للشبكة للتلاعب بسلسلة الكتل بشكل متسق، ما يجعل مثل هذه الهجمات مكلفة وصعبة الاستمرار.
أفكار ختامية
يُعد تحمل الأعطال البيزنطية مفهومًا أساسيًا في تصميم بلوك تشين. فهو يوضح سبب قدرة شبكات مثل بيتكوين وإيثيريوم على العمل بشكل موثوق حتى في بيئة يكون فيها المشاركون مجهولين وقد يحاول بعضهم الغش. وبغض النظر عن ذلك عبر إثبات العمل أو إثبات الحصة أو بروتوكولات BFT الأحدث المستخدمة في السلاسل الحديثة، فإن الهدف واحد: تمكين العقد المستقلة من الاتفاق على الحقيقة دون الحاجة إلى الثقة في بعضها البعض بشكل فردي.
قراءة إضافية
ما هو خوارزم إجماع البلوك تشين؟
ما هو إثبات العمل (PoW)؟
ما هو إثبات الحصة (PoS)؟
ما هي هجمة 51%؟
تنبيه: يُقدَّم لك هذا المحتوى على أساس "كما هو" لأغراض المعلومات العامة والتعليم فقط، دون أي تمثيل أو ضمان من أي نوع. لا ينبغي تفسيره على أنه نصيحة مالية أو قانونية أو غير ذلك من النصائح المهنية، كما لا يُقصد به التوصية بشراء أي منتج أو خدمة محددة. يجب عليك طلب مشورتك الخاصة من مستشارين مهنيين مناسبين. وفي حال تم المساهمة بهذا المحتوى من قبل جهة خارجية، يُرجى ملاحظة أن الآراء الواردة فيه تعود للمساهم الخارجي، ولا تعكس بالضرورة آراء Binance Academy. قد تكون أسعار الأصول الرقمية متقلبة. قد تنخفض قيمة استثمارك أو تزيد، وقد لا تتمكن من استرداد مبلغ استثمارك. أنت وحدك المسؤول عن قراراتك الاستثمارية، ولا تتحمل Binance Academy أي مسؤولية عن أي خسائر قد تتكبدها. لمزيد من المعلومات، راجع شروط الاستخدام، والتحذير من المخاطر، وشروط Binance Academy.