أهم 7 بروتوكولات بلوكتشين يجب معرفتها اليوم

في عام 2023، قُدِّرت قيمة سوق تقنية البلوك تشين العالمية بنحو 10 مليارات دولار، ومن المتوقع أن تنمو بمعدل نمو سنوي مركب (CAGR) بنسبة 67.3% من عام 2023 إلى عام 2030. يُظهر هذا النمو أهمية فهم بروتوكولات البلوك تشين التي يجب معرفتها والتي تدفع التبني في الصناعات التي تتراوح من التمويل إلى الرعاية الصحية.

بروتوكولات البلوك تشين هي الأطر الأساسية التي تُحدد كيفية عمل شبكة البلوك تشين، بما في ذلك أمنها وقابليتها للتوسع ووظائفها. وهي تُملي قواعد التحقق من صحة المعاملات، والحفاظ على توافق الآراء بين العقد، وضمان سلامة النظام اللامركزي بشكل عام.

تشرح هذه المقالة بالتفصيل بروتوكولات blockchain التي يجب معرفتها والتي تشكل مستقبل التكنولوجيا اللامركزية. 

الوجبات السريعة الرئيسية

• بروتوكولات Blockchain هي القواعد الأساسية التي تحدد كيفية التحقق من صحة المعاملات والحفاظ على الأمان وتحقيق الإجماع على شبكة Blockchain.

• تستخدم بروتوكولات blockchain المختلفة آليات إجماع مختلفة مثل إثبات العمل (PoW)، وإثبات الحصة (PoS)، وإثبات التاريخ (PoH)، وإثبات السلطة المتراكمة (PoSA).

• يتمتع كل بروتوكول بمزايا مميزة، مثل كفاءة الطاقة، أو قابلية التوسع، أو التنازلات الأمنية.

• تشكل المخاوف البيئية وخصوصية البيانات اعتبارات مهمة لبروتوكولات blockchain للتأكيد على الاستدامة وتعزيز الخصوصية.

ما هي بروتوكولات البلوكشين؟

المصدر: فريبك

بروتوكولات البلوك تشين هي مجموعة من القواعد والمعايير التي تُحدد كيفية نقل البيانات وتأمينها والتحقق من صحتها عبر شبكة البلوك تشين. تضمن هذه البروتوكولات سلامة المعاملات وأمانها وكفاءتها، مع الحفاظ على لامركزية تقنية البلوك تشين. 

يُعد كل بروتوكول blockchain بمثابة العمود الفقري لشبكة blockchain معينة، حيث يحدد هيكلها وآليات الإجماع والحوكمة وعمليات مشاركة البيانات.

لماذا تعتبر بروتوكولات Blockchain مهمة؟

تعتبر بروتوكولات Blockchain ضرورية لعمل وتقدم تقنية Blockchain لعدة أسباب:

• الأمن والحماية:تحدد البروتوكولات كيفية التحقق من صحة المعاملات وتأمينها، مما يضمن الثقة في نظام لامركزي بدون سلطة مركزية.

• التوسعةمع تزايد اعتماد تقنية blockchain، تلعب البروتوكولات دورًا مهمًا في تمكين الشبكات من التعامل مع المزيد من المعاملات دون المساس بالسرعة أو الكفاءة.

• التوافقيةمع وجود شبكات متعددة لسلسلة الكتل، تعد البروتوكولات ضرورية لتمكين الشبكات المختلفة من التواصل والعمل معًا.

• مساحات العمل:تتميز العديد من ابتكارات blockchain، مثل العقود الذكية و التمويل اللامركزي (DeFi)، يتم بناؤها على الهياكل الأساسية التي تحددها بروتوكولات blockchain.

أنواع شبكات Blockchain

المصدر: فريبك

وفيما يلي بعض أنواع شبكات blockchain:

• Blockchains العامةهذه شبكات لامركزية ومفتوحة، حيث يُمكن لأي شخص المشاركة في عملية الإجماع، مثل بيتكوين وإيثريوم. توفر هذه الشبكات الشفافية والثبات، ولكنها قد تواجه تحديات في قابلية التوسع.

• Blockchains خاصة:تقوم منظمة واحدة بتشغيل سلاسل الكتل الخاصة، وهي تقيد المشاركة وتوفر خصوصية محسنة وتحكمًا في البيانات، وتستخدم بشكل شائع في حلول المؤسسات.

• بلوكشين كونسورتيوم:يتم إدارة هذه السلاسل الكتلية بواسطة مجموعة من المنظمات، مما يوفر التوازن بين اللامركزية والخصوصية، وغالبًا ما يتم استخدامها في الصناعات مثل التمويل وإدارة سلسلة التوريد.

• بلوك الهجين:تجمع هذه الشبكات عناصر من سلاسل الكتل العامة والخاصة، مما يوفر المرونة من خلال السماح بالمشاركة العامة من أجل الشفافية مع الحفاظ على خصوصية البيانات الحساسة.

المصطلحات الرئيسية في بروتوكولات البلوكشين

المصدر: فريبك

آليات الإجماع

آليات الإجماع هي أساليب تستخدمها شبكات البلوك تشين لتحقيق اتفاق بين العقد الموزعة حول صحة المعاملات.

العقد

هذه أجهزة أو حواسيب فردية تُخزّن المعاملات وتُصادق عليها على شبكة بلوكتشين. تلعب العُقد دورًا محوريًا في الحفاظ على اللامركزية وضمان توافق الشبكة.

العقود الذكية

العقود الذكية هي عقود ذاتية التنفيذ بشروط محددة مسبقًا مُضمنة في سلسلة الكتل (البلوك تشين). بمجرد استيفاء الشروط، يُنفذ العقد تلقائيًا، مما يقلل الحاجة إلى الوسطاء. وتُعدّ إيثيريوم رائدة في مجال وظائف العقود الذكية.

الرموز

الرموز هي أصول رقمية تُنشأ على سلسلة الكتل (blockchain)، ويمكن أن تُمثل أشياءً متنوعة، مثل العملات أو الأصول أو المرافق، ضمن شبكة. هناك نوعان رئيسيان من الرموز:

• الرموز القابلة للفطريات:رموز متطابقة وقابلة للتبديل، مثل العملات المشفرة (على سبيل المثال، بيتكوين، إيثريوم).

• الرموز غير القابلة للفطريات (NFTs):الأصول الرقمية الفريدة التي تمثل الملكية أو الحقوق لعنصر معين، مثل الأعمال الفنية أو المقتنيات.

7 بروتوكولات بلوكتشين يجب معرفتها

المصدر: أكاديمية ليدجر

فيما يلي أهم سبعة بروتوكولات blockchain التي يجب معرفتها:

1. إثبات العمل

يستخدم البيتكوين بروتوكول سلسلة الكتل المعروف باسم إثبات العمل (PoW). في هذا النظام، يتنافس المعدنون لحل ألغاز تشفيرية معقدة ، ويحصل أول من يحل اللغز على الحق في إضافة كتلة جديدة من المعاملات إلى سلسلة الكتل.

تتطلب هذه العملية قوة وطاقة حسابية كبيرة، ولكنها تضمن أمن وسلامة الشبكة من خلال جعلها صعبة التلاعب بها.

من أهم تحديات بيتكوين قابلية التوسع. لا تستطيع الشبكة معالجة سوى حوالي 7 معاملات في الثانية (TPS)، وهو أبطأ بكثير من شبكات البلوك تشين الأخرى. ينشأ هذا القيد من:

• مقاس الكتله:يبلغ حجم كل كتلة بيتكوين 1 ميجا بايت، مما يحد من عدد المعاملات لكل كتلة.

• رسوم التحويل:مع تزايد استخدام الشبكة، تزداد رسوم المعاملات، مما يجعل البيتكوين أقل عملية للمعاملات اليومية.

وقد تم بذل جهود لتحسين قابلية التوسع، بما في ذلك تطوير شبكة Lightning Network، وهو حل من الطبقة الثانية يسهل المعاملات الأسرع والأرخص خارج السلسلة مع الحفاظ على أمان شبكة Bitcoin الرئيسية.

2. إثبات الحصة

في البداية، اعتمدت إيثيريوم على آلية إثبات العمل (PoW) كآلية إجماع، على غرار بيتكوين. إلا أن استهلاك الطاقة العالي وقابلية التوسع المحدودة لآلية إثبات العمل (PoW) دفعت إلى التحول إلى آلية إثبات الحصة (PoS) مع إطلاق إيثيريوم 2.0.

في إصدار إيثريوم 2.0 (المعروف أيضًا باسم الدمج)، استُبدل إثبات العمل بإثبات الحصة (PoS) لتحسين الكفاءة. يُؤمّن المُصدِّقون الآن الشبكة عن طريق تخزين إيثر (ETH)، مما يُقلل استهلاك الطاقة بشكل كبير ويُعزّز قابلية توسّع الشبكة. يُتيح هذا التحوّل لإيثريوم دعم ما يصل إلى 100,000 عملية في الثانية (TPS) من خلال ترقيات مستقبلية مثل التجزئة.

يُشجع نظام إثبات الحصة (PoS) على مشاركة أكثر لامركزية من خلال تقليل متطلبات الأجهزة لتشغيل العقد وتقديم مكافآت للمُحققين. يُعزز إيثريوم 2.0 الأمان بجعل اختراق الشبكة أصعب على المُهاجمين، إذ يتطلب ذلك التحكم في جزء كبير من عملات إيثريوم المُخزّنة.

3. إثبات السلطة الموكلة

تم تصميم Binance Smart Chain (BSC) للعمل بالتوازي مع Binance Chain، وتستخدم آلية إجماع فريدة تُعرف باسم Proof of Staked Authority (PoSA)، والتي تجمع بين عناصر Proof of Stake (PoS) وProof of Authority (PoA). 

يتيح BSC للمستخدمين إنشاء تطبيقات لامركزية (dApps) وعقود ذكية، مع الاستفادة من سرعة معالجة المعاملات وسرعة معالجة المعاملات في Binance. إليك كيفية عمل PoSA:

• المصادقونيتم اختيار عدد محدود من المُصدِّقين (21) لإنتاج الكتل. ويتم اختيار هؤلاء المُصدِّقين بناءً على قيمة عملات BNB (عملة بينانس) المُخزَّنة لديهم وسمعتهم على الشبكة.

• الكفاءة:تتيح PoSA أوقات كتلة أسرع (حوالي 3 ثوانٍ) وتكاليف معاملات أقل مقارنةً بإثبات العمل (PoW) الأصلي الخاص بـ Ethereum.

• مخاوف المركزية:أحد الانتقادات الموجهة إلى PoSA الخاصة بـ BSC هو العدد المنخفض نسبيًا للمحققين، مما قد يؤدي إلى مخاطر مركزية مقارنة بالشبكات الأكثر لامركزية مثل Ethereum.

4. إثبات الحصة المفوض (DPoS) 

إثبات الحصة المفوض (DPoS) هو بروتوكول بلوكتشين مصمم لتحسين قابلية التوسع والأداء لشبكات بلوكتشين. طوره دان لاريمر، ويُستخدم من قِبل منصات مثل EOS وTRON وSteem. في DPoS، يصوت المستخدمون لمجموعة صغيرة من المدققين الموثوق بهم، أو منتجي الكتل، لتأمين الشبكة، مما يجعلها أكثر فعالية وكفاءة.

بدلاً من الاعتماد على آلاف العقد الفردية، تنتخب شبكات DPoS عددًا محدودًا من المُصدِّقين لإنتاج الكتل والتحقق من صحة المعاملات. هذا يُقلِّل من استهلاك الطاقة الإجمالي ويسمح بسرعات أعلى للمعاملات. تُوفِّر DPoS إنتاجية عالية، حيث تُعالج شبكات مثل EOS ما يصل إلى 4,000 معاملة في الثانية (TPS).

على الرغم من أن إثبات الحصة الموزعة (DPOS) أكثر كفاءة، إلا أنه يُنتقد أحيانًا بسبب مخاطر المركزية المحتملة، إذ تتركز السلطة في أيدي عدد قليل من منتجي الكتل. يُستخدم إثبات الحصة الموزعة غالبًا في شبكات البلوك تشين التي تُعطي الأولوية للسرعة وقابلية التوسع على اللامركزية الكاملة، مما يُوفر توازنًا بين الكفاءة والحوكمة الديمقراطية.

5. إثبات الحرق (PoB)

إثبات الحرق (PoB) هو بروتوكول يُحرق فيه المشاركون أو يُدمرون جزءًا من عملاتهم المشفرة لكسب حق تعدين كتل جديدة. يُقلل حرق العملات من المعروض المتداول، مما يزيد من قيمة الرموز المتبقية، ويحفز المُعدّنين على التصرف بنزاهة.

للمشاركة في الشبكة، يرسل عمال المناجم الرموز إلى عنوان لا يمكن استعادتها فيه، مما يُخرجها من التداول. على عكس إثبات العمل (PoW)، لا يعتمد إثبات العمل (PoB) على قوة الحوسبة، مما يجعله أكثر مراعاةً للبيئة.

يُكافأ المُعدّنون الذين يحرقون الرموز بفرصة إضافة كتلة جديدة إلى سلسلة الكتل (blockchain) والحصول على مكافآت على شكل رموز جديدة. تُستخدم تقنية إثبات العمل (PoB) من قِبل شبكات مثل Slimcoin، وتُعتبر بديلاً أكثر عدالة واستدامةً لتقنية إثبات العمل (PoW)، على الرغم من أنها لم تحظَ باعتماد واسع النطاق.

6. إثبات التاريخ (PoH)

إثبات التاريخ (PoH) هي آليةٌ قدّمها سولانا، صُممت لحل مشكلة الزمن في الأنظمة الموزعة. تستخدم PoH دالة تأخير قابلة للتحقق لإثبات وقوع حدثٍ مُحدد في لحظةٍ زمنيةٍ مُحددة.

يُوثِّق PoH المعاملات زمنيًا، مما يسمح للعُقد بالتحقق من تسلسل الأحداث دون الحاجة إلى التواصل المتكرر مع الشبكة بأكملها. يُقلِّل PoH الحاجة إلى التواصل المستمر، ويُمكِّن Solana من تحقيق إنتاجية عالية جدًا، ومعالجة أكثر من 65,000 معاملة في الثانية (TPS).

تتميز تقنية إثبات العمل (PoH) بكفاءة عالية في استهلاك الطاقة مقارنةً بإثبات العمل (PoW)، مما يجعل سولانا سلسلة كتل رائدة من حيث قابلية التوسع وانخفاض الرسوم. تتيح تقنية إثبات العمل (PoH)، إلى جانب ابتكارات سولانا الأخرى، إتمامًا شبه فوري، ما يجعلها من أسرع سلاسل الكتل المتاحة حاليًا.

7. إثبات المكان والزمان (PoST)

إثبات المكان والزمان (PoST) هي آلية تستخدمها شبكة Chia، وتستغل سعة التخزين والوقت كموارد لتأمين الشبكة. في PoST، يخصص المشاركون مساحة غير مستخدمة على القرص الصلب للتحقق من صحة المعاملات، مما يجعلها في متناول المستخدم العادي.

بدلاً من الاعتماد على قوة الحوسبة مثل إثبات العمل (PoW)، يُخصّص مُشاركو PoST مساحة قرص للشبكة. كلما زادت المساحة المُخصّصة، زادت فرص اختيارهم للتحقق من صحة المعاملات. يُعدّ PoST أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة بشكل ملحوظ من إثبات العمل (PoW)، إذ يستخدم مساحة القرص بدلاً من قوة الحوسبة لتأمين الشبكة.

بالإضافة إلى المساحة، تعتمد الشبكة على دوال زمنية قابلة للتحقق، مما يضمن أمان العملية مع مرور الوقت دون استهلاك مفرط للطاقة. وقد لفت نهج تشيا المبتكر في التوافق الانتباه لتركيزه على الاستدامة، موفرًا بديلاً صديقًا للبيئة لبروتوكولات البلوك تشين التقليدية. 

الاتجاهات المستقبلية في بروتوكولات البلوكشين

المصدر: فريبك

وفيما يلي بعض الاتجاهات المستقبلية التي يمكن توقعها في بروتوكولات وتكنولوجيا blockchain:

صعود حلول الطبقة 2

مع ازدياد ازدحام شبكات البلوك تشين نتيجةً لتزايد استخدامها، تبرز حلول الطبقة الثانية كأدوات أساسية لتعزيز قابلية التوسع وخفض رسوم المعاملات. تعمل بروتوكولات الطبقة الثانية فوق البلوك تشين الرئيسي (الطبقة الأولى)، حيث تعالج المعاملات خارج السلسلة الرئيسية، ولا تسجل إلا الحالات النهائية على السلسلة الرئيسية.

من الأمثلة على ذلك شبكة Lightning على بيتكوين، وOptimism أو Arbitrum على إيثريوم. تهدف هذه الحلول إلى تحسين سرعة وإنتاجية سلاسل الكتل الحالية دون المساس بالأمان، مما يُمكّن الشبكات من دعم عدد متزايد من المستخدمين والتطبيقات.

التركيز على قابلية التشغيل البيني والحلول عبر السلسلة

من أهم التحديات التي تواجه تقنية البلوك تشين قابلية التشغيل البيني، أي قدرة شبكات البلوك تشين المختلفة على التواصل وتبادل البيانات. ومع ظهور شبكات بلوك تشين متعددة ذات استخدامات متخصصة، يُعد ضمان قابلية التشغيل البيني السلس أمرًا بالغ الأهمية لتعزيز انتشار تقنية البلوك تشين على نطاق واسع. 

مشاريع مثل بولكادوت وكوزموس وبينانس بريدج تُبشّر بإنشاء أنظمة بيئية تُمكّن سلاسل الكتل من نقل البيانات والأصول بسلاسة. ويهدف هذا التركيز على الحلول العابرة للسلاسل إلى خلق بيئة بلوكتشين أكثر تكاملاً، حيث يُمكن للمستخدمين التنقل بسهولة بين الشبكات دون المساس بالكفاءة أو الأمان.

ميزات الأمان مع أدلة المعرفة الصفرية (ZKPs)

مع تزايد أهمية الخصوصية والأمان، تكتسب أدلة المعرفة الصفرية (ZKPs) زخمًا متزايدًا كطريقة لتعزيز الأمان على شبكات البلوك تشين. تتيح أدلة المعرفة الصفرية (ZKPs) لطرفٍ ما إثبات صحة بيانٍ ما للطرف الآخر دون الكشف عن أي معلومات إضافية. 

يتم دمج هذه التقنية في بروتوكولات بلوكتشين متنوعة لتوفير معاملات تحافظ على الخصوصية، وتحسين إخفاء هوية المستخدم، وتعزيز الأمن العام. وتُعد مشاريع مثل Zcash وStarkWare في طليعة تطبيق بروتوكولات ZKP، ومن المتوقع أن تتبنى المزيد من منصات بلوكتشين هذه التقنية لتأمين البيانات مع الحفاظ على الشفافية.

بروتوكولات التأثير البيئي والاستدامة

مع تزايد المخاوف بشأن التأثير البيئي لبروتوكولات البلوك تشين كثيفة الاستهلاك للطاقة، مثل إثبات العمل (PoW) في بيتكوين، يتزايد التركيز على تطوير بروتوكولات بلوك تشين مستدامة. تُقدم حلول مثل إثبات الحصة (PoS) وإثبات المساحة وإثبات الاحتراق بدائل أكثر مراعاةً للبيئة. 

تُركز مشاريع مثل Chia Network وAlgorand على الاستدامة كميزة أساسية. ومع تزايد وعي الجهات التنظيمية والمستخدمين بالبيئة، سيزداد الطلب على حلول blockchain المستدامة منخفضة الطاقة، مما يُشجع الابتكار واعتماد آليات توافقية أكثر مراعاةً للبيئة في جميع أنحاء القطاع.

خاتمة

بروتوكولات البلوك تشين الأساسية ضرورية للتكنولوجيا اللامركزية. تُشكل هذه البروتوكولات القواعد الأساسية لشبكات البلوك تشين، حيث تُحدد كيفية التحقق من المعاملات، والحفاظ على الأمان، وتحقيق التوافق. 

تتزايد تكامل تقنية البلوك تشين في قطاعات مثل التمويل وسلاسل التوريد، وحتى الحوكمة. ونتيجةً لذلك، تُعدّ البروتوكولات أساسيةً لتمكين الأفراد والشركات من اتخاذ قرارات مدروسة بشأن الشبكات التي يجب اعتمادها، بناءً على قابلية التوسع والأمان والكفاءة.

لكل بروتوكول مزايا وقيود فريدة تؤثر على الأداء العام وملاءمته لحالات استخدام محددة. لذا، تابعوا التطورات في البروتوكولات المستدامة والموفرة للطاقة، مع تزايد التركيز العالمي على الحد من التأثير البيئي لتقنية البلوك تشين.

الأسئلة الشائعة (FAQs)

ما هو الفرق بين إثبات العمل (PoW) وإثبات الحصة (PoS)؟

يتطلب إثبات العمل (PoW) حل مسائل رياضية معقدة باستخدام قوة حسابية للتحقق من صحة المعاملات، بينما يسمح إثبات الحصة (PoS) بالتحقق بناءً على كمية العملات المشفرة المودعة. يُعد إثبات الحصة (PoS) أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة وقابلية للتوسع مقارنةً بإثبات العمل (PoW).

لماذا تعد قابلية التوسع مهمة في بروتوكولات blockchain؟

تحتاج شبكات بلوكتشين إلى دعم أحجام معاملات أكبر دون مواجهة تباطؤ أو رسوم مرتفعة. وتُعدّ البروتوكولات التي تُعنى بقابلية التوسع، مثل حلول الطبقة الثانية أو التجزئة، أساسيةً لاستمراريتها على المدى الطويل.

ما هي بروتوكولات blockchain الأكثر ملاءمة للتمويل اللامركزي (DeFi)؟

تُستخدم بروتوكولات مثل إيثريوم وبينانس سمارت تشين (BSC) على نطاق واسع في التمويل اللامركزي (DeFi) نظرًا لدعمها للعقود الذكية والتطبيقات اللامركزية (dApps). كما تكتسب سولانا زخمًا بفضل إنتاجيتها العالية ورسومها المنخفضة.