تكنولوجيا بيتكوين: نظرة من الداخل

تعلم الفوركس

في عام 2008، اقترح ساتوشي ناكاموتو نظامًا للدفع النقدي بين النظراء والذي يسمح للأشخاص بإجراء المعاملات مع بعضهم البعض بشكل مباشر بدون الحاجة إلى وجود مؤسسات مالية وسيطة. ومنذ ذلك الحين قيل وكُتب الكثير عن بيتكوين، العملة الرقمية الجديدة. والهدف من هذه المقالة هو إلقاء بعض الضوء على المصطلحات المستخدمة في هذه التكنولوجيا، وبشكل أكثر تحديدًا، على شبكة الكمبيوتر التي تيسر نظام الدفع.

في شبكات الكمبيوتر يكون هناك عادة نموذجين رئيسيين: نموذج العميل/الخادم ونموذج النظراء. والفرق بين النموذجين هو دور ووظيفة كل جهاز كمبيوتر مشارك (أو العقدة ، مثلما يشار إليه عادة).

العميل/الخادم

في نموذج العميل/الخادم، يكون هناك كيانين منفصلين وهما: الخادم والعميل. وهذه هي بيئة مركزية حيث يتم تخزين التطبيقات والملفات والموارد الأخرى على جهاز كمبيوتر مركزي - الخادم. ويعمل الخادم بوصفه سلطة مركزية والتي توفر الخدمات لبقية العقد في الشبكة. وهو يقوم بمشاركة المعلومات والموارد مع العملاء. ويتصل جميع العملاء بالخادم المركزي. ويكون هذا النموذج عرضة للاختراقات الأمنية وهجمات قراصنة الكمبيوتر والتعطل وذلك لأن الخادم يشكل نقطة الضعف الوحيدة. فإذا حدث خطأ في الخادم، يمكن أن يؤدي ذلك إلى تعطل الشبكة بأكملها.

نموذج النظراء (P2P)

من ناحية أخرى، فشبكة النظراء هي نموذج غير مركزي - وبعبارة أخرى، ليس هناك أي سلطة مركزية أو خادم مركزي. وبدلا من ذلك، تعمل كل عقدة بوصفها خادمًا وعميلاً، حيث تكون كل العقد متساوية. وربما تكون شبكة BitTorrent هي أشهر شبكات النظراء فيما يتعلق بمشاركة الملفات. وفي حين يكون النظراء معرضين لهجمات أمنية (وتتولى شبكة بيتكوين الاعتناء بأمر هذه الهجمات من خلال بروتوكولاتها)، تكمن المزايا في أن القابلية للتوسع تتسم بالسهولة. فمن الممكن توصيل جهاز كمبيوتر جديد بالشبكة ويكون جاهزًا للعمل بمجرد إحداث التزامن بينه وبين الشبكة.

ومع توسع الشبكة، تتوسع أيضًا قدرتها الحاسوبية. بالإضافة إلى ذلك، فحدوث خطأ في أحد أجهزة الكمبيوتر لن يؤدي لتعريض سلامة الشبكة للخطر. فجميع أجهزة الكمبيوتر متصلة ببعضها البعض وتتواصل مع بعضها البعض بشكل دائم - وبهذه الطريقة فإن نشر الرسائل يستمر بدون انقطاع. وربما تكون هذه هي أروع ميزة في نموذج النظراء - وهي أنه عبارة عن شبكة محصنة ضد الأخطاء.

النظام الموزع

تتبع شبكة بيتكوين نموذج التطبيقات الموزعة، حيث يتم توزيع حجم العمل على العقد المشاركة في الشبكة. فعند "الحفر" في شبكات الكمبيوتر، سيصادف المرء مسألة الجنرال البيزنطي حيث يكون الوصول إلى الإجماع هو الهدف. فمن أجل المحافظة على الموثوقية في الشبكة، يجب الوصول إلى الإجماع بين أجهزة الكمبيوتر المشاركة. وبطبيعة الحال فإن الإجماع بنسبة 100% هو أمر مثالي ولكنه ليس دائمًا ممكنًا من الناحية العملية.

مسألة الجنرالات البيزنطيين

مجموعة من القادة العسكريين يحيطون بإحدى مدن العدو . وبناء على أوامر القائد العام سيكون عليهم إما المهاجمة أو الانسحاب. ومن أجل نجاح الحملة، يتحتم أن يكون هناك إجماع في الآراء. يتم نقل الرسائل من القائد العام إلى القادة العسكريين عن طريق شبكة غير آمنة ومن الممكن اختراقها. والأسوأ من ذلك أنه ربما تكون هناك خيانة من جانب عدد من القادة العسكريين بل وربما يصل الأمر إلى خيانة القائد العام نفسه. وطالما كان القائد العام مخلصًا ولم يكن عدد الخائنين أكبر من ثلث عدد القادة العسكريين، فمن الممكن عندئذ الوصول إلى إجماع حول الهجوم أو الانسحاب في نفس الوقت.

وبإيجاز، يجب أن يكون هناك 3t + 1 حيث t تمثل عدد الخائنين.

من الواضح أن القائد رقم 1 سيتلقى معلومات من القائد العام مناقضة لتلك التي يتلقاها من القائد رقم 2 الذي تصادف أنه كان خائنًا. في هذا السيناريو، من غير الممكن التوصل إلى الإجماع (والذي يكون أكثر من 50% لصالح الهجوم أو الانسحاب).

يواجه نظام بيتكوين نفس المشاكل التي واجهها القادة البيزنطيين. ومن أجل تخطي هذه المشكلة، قدم ساتوشي ناكاموتو مبدأ إثبات العمل. فعند إرسال رسالة، يتم تشفير محتواها وإرسال إشعار به لجميع العقد لتأكيد إثبات العمل. ويتم ربط كل رسالة (أي كتلة) في سلسلة كتل ونتيجة لذلك فإنه من المستحيل تقريبًا العبث بمحتواها.

الخاتمة

تتبع بيتكوين نموذج شبكات موزعة غير مركزية معتمدة على النظراء يجب التوصل إلى إجماع بين العقد من أجل ضمان عمل الشبكة بطريقة سلسة. عدد من العقد "الفاسدة" لا يستطيع تغيير سلسلة الكتل بسبب تطبيق إثبات العمل.