بررسی جامع هدرا هش‌گراف (Hedera Hashgraph)

هدرا هش گراف ،پروژه DLT (فناوری دفترکل توزیع شده) و نسخه نوآورانه ای از بلاک چین استاندارد بر اساس فناوری ای به اسم گراف جهت دار غیرمدور (DAG) می‌باشد. اساسا عملیات این پروژه نه از طریق زنجیره (همانند بلاک چین) بلکه از طریق گراف جهت دار غیرمدور ثبت می‌شود.

هش گراف از برنامه های غیرمتمرکز پشتیبانی می‌کند و بر اساس اجماع تحمل خطای بیزانس نامتقارن (aBFT) می‌باشد. در این پروتکل، شبکه اجماع صادق را حفظ می‌کند که باعث می‌شود سیستم در مقابل حملات، مقاوم و ایمن باشد.

هدرا هش گراف ساخته و پرداخته ذهن دکتر لیمون بیرد است که مدیر ارشد علمی، مدیر ارشد فنی و یکی از موسسان این پروژه می‌باشد. دکتر بیرد دارای مدرک دکترا در رشته علوم کامپیوتر می‌باشد و پتنت و اختراع های مختلفی در اختیار دارد. او هم چنین نویسنده چندین مقاله و کتاب آکادمیک نیز می‌باشد.

موسس دیگر این پروژه مانس هرمن می‌باشد که در حال حاضر مدیرعامل پروژه است و بر عملکرد و مدیریت هدرا هش گراف نظارت می‌کند.

بیرد و هرمن در شرکت Trio Security و سپس در BlueWave Security با یکدیگر همکاری کرده اند. به طور کل تیم اصلی (که در حال حاضر ۱۰ کارمند دارد) و مشاوران این پروژه از تجربه و دانش بسیار خوبی برخوردارند.

راهکار

تیم این پروژه عقیده دارد که بازار ارزهای دیجیتال برای تکامل، پیشرفت و استفاده در زندگی و دنیای واقعی به پذیرش اساسی نیاز دارد.

به منظور دستیابی به این هدف، تیم هدرا هش گراف باید ۵ مشکل را حل کنند.

در وایت پیپر این پروژه آمده است:

فناوری های دفترکل توزیع شده (DLT) در حال تغییر و تبدیل بازارهای فعلی صنایع مختلف می‌باشد. هرچند به عقیده ما، قبل از آنکه دفاتر کل توزیع شده بتوانند در تمام صنایع و تمام کشورها پذیرفته شوند، باید پنج مانع اساسی برطرف شود. در این وایت پیپر به بررسی این موانع خواهم پرداخت و بیان می‌کنیم که چرا هدرا هش‌گراف برای تبدیل شدن به اولین دفترکل توزیع شده عمومی که به صورت گسترده پذیرفته شده است و از طیف وسیعی از برنامه ها پشتیبانی می‌کند ایده آل می‌باشد.

طبق سخنان بیرد، این پنج مشکل عبارتند از:

۱- عملکرد: در حال حاضر تعداد تراکنش در ثانیه اکثر پروژه ها برای پیاده سازی گسترده بلاک چین به حد کافی نمی باشد، زیرا برای پذیرش گسترده باید شاهد افزایش تصاعدی تعداد تراکنش ها باشیم.

۲- امنیت: در صورت به وقوع پیوستن پذیرش گسترده بلاک چین، تریلیون ها دلار در بلاک چین و میلیاردها تراکنش وجود خواهد داشت و می‌توانیم انتظار داشته باشیم که ارزش تراکنش ها نیز به طور تصاعدی افزایش یابد، در نتیجه اقدامات امنیتی بیشتری باید پیاده سازی شود. هدرا اجماع aBFT را ارائه می‌دهد که تیم توسعه آن معتقدند از امنیت ویژه ای برخوردار است.

۳- نظارت: دفترکل باید توسط نمایندگان و متخصصان حوزه IT، تجارت، حقوق، فناوری و سایر صنایع نظارت شود.

۴- ثبات: سیستم باید با استفاده از ترکیبی از مکانیزم های فنی و حقوقی به منظور اعمال تصمیم، ثبات داشته باشد.

۵- مطابقت با قانونگذاری: بلاک چین جدید باید تمام موارد را ارائه دهد و با تمام پیش نیازهای قانونی نظیر تایید هویت و اقدامات ضدپولشویی مطابقت داشته باشد.

فناوری هش گراف یک سیستم انتقال اطلاعات است که بر اساس پروتکل غیرمتمرکز می‌باشد. در بلاک چین، اطلاعات در بلاک ها ذخیره می‌شود و هر بلاک n وابسته به بلاک قبلی یعنی n-1 می‌باشد، در نتیجه این بلاک ها زنجیره واحدی به اسم بلاک چین تشکیل می‌دهند. در هش گراف شرکت کنندگان نیز می‌توانند تراکنش ایجاد کنند، اما هنگام تنظیم رویدادهای خاص، اطلاعات به نحو دیگر ذخیره می‌شوند. به علاوه، هش گراف نیازی به گواه اثبات کار ندارد و این موضوع باعث ارزانتر شدن سیستم برای شرکت کنندگان می‌شود. این امر منجر به سریعتر و کارآمدتر شدن سیستم می‌شود.

بلاک چین دربرابر هش گراف

دکتر لیمون بیرد در مقاله خود با عنوان SWIRLDS HASHGRAPH به طور دقیق به توضیح الگوریتم اجماع هش گراف پرداخته است.

الگوریتم اجماع SWIRLDS HASHGRAPH: منصفانه، سریع و بر اساس تحمل خطای بیزانس

الگوریتم اجماع SWIRLDS HASHGRAPH

در این خصوص چندین عامل باید مد نظر قرار بگیرند:

۱- این پلتفرم باید سریع، ایمن، ارزان باشد و برای انجام عملیات به حداقل تجهیزات ماینینگ نیاز داشته باشد.

۲- سیستم باید توسط چندین سازمان (۳۹ سازمان) نظارت شود و هیچکدام بر دیگری تاثیرگذار نباشد.

۳- توکن: این پلتفرم دارای توکن مخصوص به خود می‌باشد که به عنوان توکن چندمنظوره قابل استفاده می‌باشد و ایجاد برنامه های غیرمتمرکز و عملکردهای بیشتر را امکان پذیر می‌سازد.

معماری این پلتفرم در شکل زیر آمده است:

در قسمت پایین لایه اینترنت قرار دارد. هر رایانه از طریق اینترنت با پلتفرم متصل می‌باشند.

در میانه ساختار پلتفرم لایه اجماع هش گراف قرار دارد که اساسا تضمین می‌کند که تمام امور به صورت سریع، ایمن، منصفانه و در امنیت کامل انجام می‌شوند. نودها تراکنش ها را از شرکت کنندگان یا مشتریان دریافت می‌کنند و با پروتکل گاسیپ (gossip) در شبکه به اشتراک می‌گذارند. تمام نودها الگوریتم اجماع هش گراف را اجرا می‌کنند.

در قسمت بالای اجماع هش گراف، لایه خدمات قرار دارد که شامل ارز دیجیتال، ذخیره سازی فایل ها برای DAG و قراردادهای هوشمند نوشته شده با سالیدیتی می‌باشد.

به طور کل هدف اصلی در این ساختار، سرعت (برابر با کارمزد کم و امکان استفاده برای تراکنش های کوچک) و پروتکل گاسیپ (اجماع) می‌باشد.

طبق اطلاعات هدرا، در پروتکل گاسیپ پس از تراکنش ها، نودها اطلاعات را با سایر عوامل به اشتراک می‌گذارند.

در وبسایت هدرا آمده است که:

با استفاده از پروتکل گاسیپ، نودها به طور کارآمد و سریع، اطلاعات را با سایر نودهای حاضر در جامعه تبادل می‌کنند. این امر به طور خودکار با استفاده از پروتکل جدید گاسیپ برای گاسیپ ساختار اطلاعات هش‌گراف را ایجاد می‌کند. این ساختار اطلاعات به طور رمزنگاری شده ایمن می‌باشد و شامل سابقه ارتباطات در شبکه می‌باشد. با استفاده از این مورد به عنوان ورودی، نودها همانند سایر نودها یک الگوریتم اجماع رای گیری مجازی مشابه اجرا می‌کنند. جامعه بدون هیچگونه ارتباطات اضافی در اینترنت به اجماع بر اساس ترتیب و ثبت زمانی می‌رسد. هر رویداد نیز توسط ایجاد کننده آن به صورت دیجیتالی امضا شده است.

بنابراین اجماع می‌تواند سریعتر و ارزانتر حاصل شود.

در هش گراف، تأییدها بر اساس ایده زیر می‌باشد:

هدرا هش‌گراف منصفانه می‌باشد و تضمین می‌کند که ترتیب تراکنش ها دقیقا همان ترتیبی باشد که توسط جامعه دریافت شده است. این پلتفرم اطمینان حاصل می‌کند که هیچ یک از کاربران نتواند جریان ورود تراکنش ها به جامعه را مسدود کند و هیچ گروه کوچکی از کاربران نتوانند بر اجماع ترتیب این تراکنش ها تاثیر سوء بگذارند. بسیاری از فناوری های دفترکل توزیع شده فاقد این ویژگی می‌باشند اما برای برنامه های موجود امروزی نظیر بازارها و بازی های رایانه ای یک پیش نیاز و ضرورت می‌باشد.

در خصوص امنیت نیز، سطح aBFT باعث ایمن تر شدن سیستم می‌شود.

هدرا هش گراف قویترین سطح امنیت در این دسته بندی را دارد که بر پایه تحمل خطای بیزانس نامتقارن (aBFT) می‌باشد. این پلتفرم تنها فناوری دفترکل توزیع شده است که کیفیت خود را به طور رسمی ثابت کرده است. دستیابی به این سطح از امنیت یک پیشرفت اساسی در حوزه سیستم های توزیع شده می‌باشد. هدرا اجماع های همزمان را تضمین می‌کند و در مقابل حملات DDoS که یک آسیب پذیری بزرگ برای بعضی از پلتفرم های دفترکل عمومی می‌باشد مقاوم است.

هم چنین برای تایید تراکنش ها به دو سوم نودها نیاز است.

نکته جالب این است که هیچ نقشه راه معمول یا مرسومی وجود ندارد. می‌توانیم “نقشه راه برای مقیاس پذیری” را در وایت پیپر طی ۴ مرحله مشاهده کنیم.

نقشه راه برای مقیاس پذیری

در خصوص پرداخت ها و کارمزدها باید گفت که کاربران برای استفاده از دفترکل باید کارمزد پرداخت کنند. از آنجایی که شبکه سریع است و نیازی به گواه اثبات کار گران نمی‌باشد، کارمزدها باید بسیار کمتر از سایر پلتفرم های دیگری باشد که از بلاک چین استفاده می‌کنند.

پرداخت ها

کارمزد نود تنها حق کمیسیونی است که توسط هدرا تعیین نشده است. این کارمزد اساسا از جانب مشتریان و برای پرداخت به نودها به منظور ثبت تراکنش ها انجام می‌شود. این کارمزدها باید مستقیما به نودی پرداخت شود که از آنها تقاضای پردازش تراکنش شده است.

کارمزد ها

مزایا

اگر به عنوان کاربر، معامله کننده یا هودل کننده زمان خود را صرف تحقیق درباره مستندات بکنید، ممکن است با این فناوری کمی سردرگم شوید. به نظر می‌رسد این فناوری، انقلابی و با تیم قوی و دارای ایده منحصربه‌فرد می‌باشد.

علاوه بر این اگر الگوریتم اجماع aBFT از امنیت خوبی برخوردار باشد و در مقابل حملات مقاوم باشد و نیازی به گواه اثبات کار گران نباشد یک مزیت به حساب می‌آید.

اثبات این موضوع، آزمایش های اخیری است که خروجی بسیار بالا (تا ۵۰۰ هزار تراکنش در ثانیه) و تاخیر کم دارد و به عبارت دیگر از مقیاس پذیری بالایی برخوردار است.

در آخر، ساختار نظارت جدید این اطمینان را به وجود می‌آورد که همه چیز می‌تواند به درستی اجرا شود.

معایب

وایت پیپر واضح نیست و ایده موجود مقداری سردرگم کننده است. کاربران باید ساعت ها صرف شناخت و درک این مفهوم، جزییات و کاربردهای آن کنند. به علاوه، برای آنکه این پروژه به درستی شناخته شود به دانش فنی بسیار بالایی نیاز است.

پیچیدگی ویژگی های مختلف هدرا هش گراف باید برطرف شود، به یک ارائه و وایت پیپر خوب نیاز است و باید توضیح جامعی از الگوریتم اجماع هش گراف ارائه شود.

نکته مبهم دیگری که وجود دارد درباره مدل نظارتی و مخصوصا اجرای مناسب مستقل بودن ۳۹ عضو ناظر می‌باشد. نکته بعدی این است که شورای نظارت متشکل از ۳۹ سازمان به معنای سطح نسبتا زیادی از متمرکزسازی می‌باشد، مخصوصا اگر با بلاک چین و پروژه های مرتبط دیگر مقایسه کنیم.

در آخر می‌توان اذعان داشت که این پروژه می‌تواند به عنوان یک پروژه با ریسک بالا در نظر گرفته شود زیرا هر ۵ راهکار آن به درستی توضیح داده نشده است.

جذب سرمایه

هورا تاکنون بیش از ۱۰۰ میلیون دلار سرمایه جذب کرده است. اکثر این سرمایه به صورت ارز سنتی می‌باشد تا ریسک های موجود در نوسان ارزهای دیجیتال پوشش داده شود و سرمایه لازم برای فعالیت در سال های آتی فراهم شود.

رقابت

چندین پروژه مشابه دیگر نیز وجود دارد اما هیچکدام از آنها را نمی‌توان رقیب مستقیمی برای هدرا در نظر گرفت. پروژه های زیر، مواردی هستند که همانند هدرا هش گراف از فناوری گراف جهت دار غیرمدور استفاده می‌کنند یا برنامه هایی برای استفاده از آن دارند.

نزدیک ترین پروژه هایی که می‌توان رقیب هدرا به حساب آورد عبارتند از:

آیوتا (IOTA): پروتکلی که از فناوری دفترکل توزیع شده استفاده می‌کند و توسط بنیاد آیوتا توسعه یافته است.

نانو: ارز دیجیتال برای دنیای واقعی. روشی سریع و رایگان برای پرداخت.

بایت بال (ByteBall): پلتفرم متن باز ارز دیجیتال که آماده پذیرش می باشد.