البروتوكول الأساسي هو مجموعة القواعد والخوارزميات والمواصفات التي تحدد كيفية عمل شبكة البلوك تشين على أبسط مستوياتها. يشمل هذا البروتوكول كل شيء بدءًا من كيفية التحقق من صحة المعاملات وإنشاء الكتل، وصولًا إلى كيفية تواصل العُقد، وكيفية التوصل إلى الإجماع، وكيفية تحديث حالة الشبكة. يُعد البروتوكول الأساسي بمثابة "دستور" البلوك تشين، إذ يجب على كل مشارك الالتزام بهذه القواعد للبقاء جزءًا من الشبكة. تُعتبر التغييرات التي تطرأ على البروتوكول الأساسي (والتي تُسمى ترقيات البروتوكول، أو التفرعات عند وجود خلافات) من أهم الأحداث في دورة حياة البلوك تشين، لأنها تُغير القواعد الأساسية التي يتفق جميع المشاركين على اتباعها. تم تعريف البروتوكول الأساسي لبيتكوين في الكود الأصلي لساتوشي ناكاموتو ومقترحات تحسين بيتكوين (BIPs) اللاحقة، بينما تم تعريف بروتوكول إيثيريوم الأساسي في ورقته الصفراء ومقترحات تحسين إيثيريوم (EIPs).
تعريف
البروتوكول الأساسي هو مجموعة القواعد التأسيسية لسلسلة الكتل:
| البعد | الوصف |
| ما الذي يحدده | قواعد الإجماع، تنسيق المعاملات، بنية الكتلة، الاتصال الشبكي |
| من يتابعه | كل عقدة، وجهاز تعدين/مدقق، ومحفظة على الشبكة |
| كيف يتغير | من خلال مقترحات التحسين (BIPs، EIPs) وتحديثات الشبكة |
| تطبيق | ترفض العُقد الكتل والمعاملات التي تنتهك قواعد البروتوكول. |
| تغييرات مثيرة للجدل | قد يؤدي ذلك إلى انقسامات حادة (انقسامات في السلسلة) إذا لم يتم التوصل إلى إجماع. |
| أمثلة | بروتوكول بيتكوين كور، بروتوكول إيثيريوم، بروتوكول سولانا |
الأصل والتاريخ
"يحدد البروتوكول قواعد اللعبة. غيّر القواعد، وستتغير اللعبة نفسها."
| التاريخ | الحدث/الفعالية |
| 2008 | ساتوشي ناكاموتو نشر الورقة البيضاء لبيتكوين – التي تحدد البروتوكول الأساسي لبيتكوين |
| 2009 | إطلاق شبكة بيتكوين؛ تطبيق البروتوكول الأساسي في بيتكوين 0.1 |
| 2010 | تم إصلاح أول خلل في بروتوكول بيتكوين (حادثة تجاوز القيمة) |
| 2011 | تم وضع آلية اقتراح تحسين بروتوكول بيتكوين (BIP) لاقتراح تغييرات على بروتوكول بيتكوين |
| 2015 | تم إطلاق إيثيريوم ببروتوكول أساسي مختلف (نموذج الحساب، آلة إيثيريوم الافتراضية، إثبات العمل) |
| 2016 | انقسام حاد في شبكة إيثيريوم بعد اختراق منظمة DAO – تغيير بروتوكولي مثير للجدل يُنشئ إيثيريوم كلاسيك |
| 2017 | تحديث SegWit لبيتكوين – تغيير رئيسي في البروتوكول يُفعّل بعد سنوات من النقاش |
| 2017 | انقسامات بيتكوين كاش – خلاف حول معيار بروتوكول حجم الكتلة |
| 2021 | تحديث Bitcoin Taproot – يضيف توقيعات Schnorr وبرمجة محسّنة |
| 2022 | إيثيريوم "الاندماج" – أهم تغيير في البروتوكول الأساسي في تاريخ البلوك تشين (PoW → PoS) |
| 2024 | بروتوكول Bitcoin Runes – معيار جديد للرموز تمت إضافته على مستوى البروتوكول |
كيف تعمل هذه التقنية؟
| مكون | الوصف | مثال (بيتكوين) |
| آلية التوافق | كيف تتفق الشبكة على حالة السجل | إثبات العمل (SHA-256) |
| هيكل الكتلة | تنسيق وقواعد الكتل | رأس الرسالة + المعاملات، بحد أقصى 4 ميجابايت |
| تنسيق المعاملة | كيفية تنظيم المعاملات والتحقق من صحتها | المدخلات، والمخرجات، والبرامج النصية، والتوقيعات |
| بروتوكول الشبكة | كيفية اكتشاف العقد لبعضها البعض والتواصل فيما بينها | بروتوكول تبادل الرسائل من نظير إلى نظير، المنفذ 8333 |
| المعايير التشفيرية | وظائف التجزئة وأنظمة التوقيع المستخدمة | SHA-256، ECDSA (secp256k1) |
| القواعد الاقتصادية | جدول مكافآت الكتل، سوق الرسوم | يتم تنصيف مكافأة البيتكوين بمقدار 50 بيتكوين كل 210,000 كتلة |
| إدارة الدولة | كيفية تتبع حالة دفتر الأستاذ | نموذج UTXO |
| طبقة | الوظيفة | أمثلة |
| طبقة الشبكة | اكتشاف العقدة، ونشر الرسائل | بروتوكول TCP/IP، بروتوكول النميمة |
| طبقة الإجماع | اتفاقية بشأن ترتيب الكتل وصلاحيتها | PoW، PoS، BFT |
| طبقة البيانات | هياكل بيانات الكتل والمعاملات | أشجار ميركل، رؤوس الكتل |
| طبقة التنفيذ | معالجة المعاملات وتغييرات الحالة | برنامج بيتكوين النصي، EVM |
| طبقة التطبيقات | بروتوكولات ذات مستوى أعلى مبنية على | رموز ERC-20، بروتوكولات التمويل اللامركزي |
| مرحلة | طريقة عملنا |
| 1. الاقتراح | يقدم المطور طلبًا لخطة تحسين الأعمال/خطة تحسين المؤسسة مع المواصفات الفنية. |
| 2. نقاش | يقوم المجتمع بإجراء المراجعات والمناقشات وتقديم الملاحظات |
| 3. تطبيق | تتم كتابة الكود واختباره في بيئات التطوير |
| 4. اختبارات | تم نشره على شبكة الاختبار لإجراء اختبارات مكثفة |
| 5. الإشارة | يُشير المعدنون/المُدقّقون إلى استعدادهم للترقية |
| 6. تفعيل | عند بلوغ ارتفاع الكتلة أو تاريخ محدد مسبقًا، تدخل القواعد الجديدة حيز التنفيذ |
| 7. الإنفاذ | تقوم العقد المطورة برفض الكتل التي لا تتبع القواعد الجديدة |
| النوع | الوصف | هل هو متوافق مع الإصدارات السابقة؟ |
| شوكة لينة | تشديد القواعد (لا تزال العقد القديمة تقبل الكتل الجديدة) | نعم |
| شوكة صلبة | يُخفف أو يُغير القواعد (ترفض العقد القديمة الكتل الجديدة) | لا |
| مثال (ناعم) | SegWit – تمت إضافة تنسيق معاملات جديد، ولا تزال العقد القديمة تعمل | نعم |
| مثال (صعب) | دمج إيثيريوم – تم تغييره بالكامل من إثبات العمل إلى إثبات الحصة | لا |
بعبارات بسيطة
- البروتوكول الأساسي هو مجموعة قواعد سلسلة الكتل– تمامًا كما أن للرياضة قواعد يجب على جميع اللاعبين اتباعها، فإن لتقنية البلوك تشين بروتوكولًا يجب على جميع العقد اتباعه.
- كل عقدة تُطبّق القواعد– إذا كان عامل منجم إذا أنشأ كتلة تنتهك البروتوكول (على سبيل المثال، يطالب بعدد كبير جدًا من العملات، أو يتضمن معاملة غير صالحة)، فإن كل عقدة أخرى سترفضها.
- تغيير القواعد أمر صعب للغايةلأن الجميع يجب أن يتفقوا على نفس القواعد، فإن تغيير البروتوكول الأساسي يتطلب إجماعًا واسعًا من المجتمع. هذه ميزة وليست خللًا، فهي تمنع أي طرف من تغيير القواعد بشكل منفرد.
- تؤدي الخلافات إلى الانقسامات– عندما لا يستطيع المجتمع الاتفاق على تغيير البروتوكول، يمكن أن تنقسم سلسلة الكتل إلى سلسلتين (مثل بيتكوين وبيتكوين كاش، أو إيثيريوم وإيثيريوم كلاسيك)، كل منهما يتبع قواعد مختلفة.
- البروتوكول هو مصدر الحقيقة- العقود الذكية, محافظوتعمل التطبيقات اللامركزية ضمن قيود البروتوكول الأساسي. لا يمكنك فعل أي شيء على سلسلة الكتل لا يسمح به البروتوكول.
هام: يُعدّ البروتوكول الأساسي هو ما يمنح سلسلة الكتل خصائصها الجوهرية، وهي: اللامركزية، والأمان، وعدم قابلية التغيير، ومقاومة الرقابة. وتُعتبر التغييرات التي تُجرى على البروتوكول الأساسي أهم القرارات في إدارة سلسلة الكتل، ولذلك فهي تتطلب نقاشًا مستفيضًا، واختبارات مكثفة، وبناء توافق في الآراء. وتُشكّل صعوبة تغيير البروتوكول بحد ذاتها ميزة أمنية.
اقرأ أيضاً: روبوت تداول العملات الرقمية
أمثلة من العالم الحقيقي
السيناريو 1: اندماج إيثيريوم (PoW → PoS)
| البعد | تفاصيل |
| سيناريو | تسعى إيثيريوم إلى الانتقال من آلية إثبات العمل كثيفة الاستهلاك للطاقة إلى آلية إثبات الحصة. |
| تطبيق | بعد أكثر من 7 سنوات من البحث والتطوير، نفّذت إيثيريوم عملية "الدمج" في 15 سبتمبر 2022، مما أدى إلى تغيير جذري في آلية الإجماع في البروتوكول الأساسي. |
| نتيجة | انخفض استهلاك الطاقة في إيثيريوم بنسبة 99.95%، وتحوّل إنتاج الكتل من المعدنين إلى المدققين، وانخفض معدل إصدار الإيثيريوم بشكل ملحوظ. كان هذا التغيير الأكثر تعقيدًا في البروتوكول الأساسي لشبكة البلوك تشين في التاريخ. |
السيناريو الثاني: نقاش حول حجم كتلة البيتكوين
| البعد | تفاصيل |
| سيناريو | يناقش مجتمع البيتكوين ما إذا كان ينبغي زيادة الحد الأقصى لحجم الكتلة من 1 ميجابايت للسماح بمزيد من المعاملات |
| تطبيق | بعد فشل التوصل إلى إجماع، انقسم المجتمع: حافظت بيتكوين كور على حد 1 ميجابايت (مع استخدام سيجويت لزيادة فعّالة)، بينما انقسمت بيتكوين كاش إلى فرعين بحجم كتلة 8 ميجابايت. |
| نتيجة | تنشأ سلسلتا بلوكشين منفصلتان ببروتوكولات أساسية مختلفة من نفس المصدر. وهذا يوضح كيف يمكن للخلافات حول البروتوكول الأساسي أن تُقسّم المجتمع بشكل دائم. |
السيناريو 3: ترقية Bitcoin Taproot
| البعد | تفاصيل |
| سيناريو | يرغب مطورو بيتكوين في إضافة توقيعات شنور وقدرات برمجة محسّنة |
| تطبيق | تم اقتراح BIPs 340 و 341 و 342 ومناقشتها على مر السنين وتنفيذها واختبارها وتفعيلها في الكتلة 709,632 (نوفمبر 2021) عبر إشارات التعدين (طريقة التجربة السريعة). |
| نتيجة | يُتيح تحديث البروتوكول الأساسي إجراء معاملات أكثر كفاءة وخصوصية، ويضع الأساس للابتكارات المستقبلية (العهود، والتوقيعات المتعددة المتقدمة)، ويُظهر قدرة بيتكوين على التطور على الرغم من عملية التحديث المحافظة التي تتبعها. |
المزايا
| ميزة | الوصف |
| الأمن والحماية | تمنع قواعد البروتوكول الصارمة الاحتيال وتغييرات الحالة غير الصالحة |
| القدرة على التنبؤ | جميع المشاركين على دراية بالقواعد ويمكنهم الوثوق بالنظام |
| لامركزية | لا يمكن لأي طرف بمفرده تغيير القواعد. |
| التوافقية | تُمكّن البروتوكولات القياسية المحافظ الرقمية، ومنصات التداول، والأدوات من العمل معًا. |
| قابلية التطور | تتيح عمليات اقتراح التحسينات إجراء تحسينات دقيقة بقيادة المجتمع |
العيوب والمخاطر
| المخاطرة المالية | الوصف |
| ترقيات بطيئة | العمليات المحافظة تعني أن التحسينات تستغرق سنوات |
| مخاطر الشوكة | يمكن أن تؤدي الخلافات حول تغييرات البروتوكول إلى انقسام المجتمع |
| التعظم | يرى البعض أنه ينبغي التوقف عن تغيير البروتوكولات لتحقيق أقصى قدر من الاستقرار |
| البق | تؤثر الأخطاء على مستوى البروتوكول على الشبكة بأكملها (على سبيل المثال، خطأ تجاوز قيمة البيتكوين، 2010). |
| تعقيد الحوكمة | يُعدّ تحديد الجهة المخوّلة بتغيير البروتوكول أمراً مثيراً للجدل. |
الأسئلة الشائعة
هل يستطيع أي شخص تغيير البروتوكول الأساسي؟
بإمكان أي شخص اقتراح تغييرات، لكن تنفيذها يتطلب إجماعًا واسعًا من المشاركين في الشبكة (مشغلي العُقد، والمعدنين/المدققين، والمطورين، والمستخدمين). حتى بعد كتابة الكود، تختار العُقد ما إذا كانت ستُحدِّث أم لا. يُعدّ هذا القرار الجماعي أساسيًا لحوكمة سلسلة الكتل.
ماذا يحدث إذا قمت بتشغيل عقدة باستخدام قواعد بروتوكول قديمة؟
في حالة التفرعات الناعمة، تستمر العقد القديمة في العمل (وتستقبل الكتل الجديدة). أما في حالة التفرعات الصلبة، فتتبع العقد القديمة السلسلة القديمة وترفض الكتل الجديدة. هكذا تحدث انقسامات السلسلة - إذا كان عدد كافٍ من المستخدمين يشغلون برمجيات البروتوكول القديمة، فبإمكان السلسلتين البقاء.
هل البروتوكول الأساسي هو نفسه العقد الذكي؟
لا. يحدد البروتوكول الأساسي القواعد الجوهرية لتقنية البلوك تشين (كيفية عمل الكتل، وكيفية التوصل إلى إجماع). أما العقود الذكية فهي برامج تعمل ضمن القواعد التي يحددها البروتوكول الأساسي. يُمكّن البروتوكول العقود الذكية، ولكنه في حد ذاته نظام ذو مستوى أدنى.
لماذا يصعب تغيير بروتوكول البيتكوين؟
صُممت آلية ترقية بيتكوين بشكل متحفظ (والتي تتطلب إجماعًا واسعًا) لتوفير الاستقرار وإمكانية التنبؤ. فلو كان من السهل تغيير البروتوكول، لكان بإمكان جهات نافذة تغيير القواعد لصالحها. إن صعوبة تغيير بروتوكول بيتكوين هي ما يجعله جديرًا بالثقة كـ"ذهب رقمي".
