اوروبوروس (Ouroboros) چیست؟ آشنایی با مکانیزم اجماع اثبات سهام کاردانو

اوروبوروس (Ouroboros) یک پروتکل اجماع اثبات سهام (PoS) در بلاک چین کاردانو است که امنیت بالاتر و مصرف انرژی پایین‌تر را وعده داده است. مکانیزم اجماع اوروبوروس با استفاده از رمزنگاری، شاخه ترکیبیات علوم ریاضی و نظریه بازی‌ها، ویژگی‌هایی نظیر درستی، دیرپایی و عملکرد را در شبکه‌های توزیع‌شده مبتنی بر کاردانو تضمین می‌کند. در این مطلب ضمن بررسی تاریخچه و سازندگان الگوریتم اوروبوروس، مزایا و معایب، انواع نسخه‌های پیاده‌سازی‌شده و نحوه کار آن را تشریح می‌کنیم.

تاریخچه اوروبوروس

در اسطوره‌شناسی، “Ouroboros” که به‌صورت “Uroboros” نیز نوشته می‌شود، نماد یک مار (یا گاهی اوقات یک اژدها) در حال خوردن دم خود به‌شکل یک دایره بسته است. خود لغت “Ouroboros” در یونان باستان ریشه دارد و «دنب‌خوار (Tail Eating)» یا «دنب‌‌بلعنده (Tail Devourer)» ترجمه می‌شود.

اوروبوروس، نمادی از ابدیت زمان و بازگشت آن به خود، در یک چرخه بی‌پایان، به‌گونه‌ای گرفتار در یک حلقه جاودان است. این سمبل اولین بار در قرن 13 پیش از میلاد مسیح در مصر مشاهده شد و چندی بعد شیمی‌دانان آن را در نمادگرایی‌هایی عرفانی خود به‌کار گرفتند.

طی قرن‌ها، اوروبوروس به طرق مختلفی توسط فرهنگ‌ها تفسیر و استفاده شده است. یکی از متداول‌ترین این تفاسیر، به به‌هم پیوستگی و بی‌نهایت بودن جهان اشاره دارد.

در سال 2017، چارلز هاسکینسون (Charles Hoskinson)، هم‌بنیان‌گذار کاردانو و مدیرعامل بنیاد IOHK پشتیبان آن، نام اوروبوروس را برای پروتکل اجماع اثبات سهام این بلاک چین انتخاب کرد. در این مورد، اوروبوروس امکان رشد اخلاقی و بی‌نهایت و همچنین مقیاس پذیری این بلاک چین را نشان می‌دهد. در واقع، پیام اصلی مکانیزم Ouroboros کاردانو بر ارائه فرصت‌های بهتر برای دنیا و حفظ آن از طریق مصرف انرژی بسیار کمتر استوار است.

چرا به پروتکل اجماع بلاک چین Ouroboros کاردانو نیاز داریم؟

برای پاسخ به این سوال اجازه دهید کمی به عقب برگردیم. مکانیزم اجماع در بلاک چین روشی است که بر اساس آن تمام همتایان یک شبکه غیر متمرکز توزیع‌شده (مانند بیت کوین)، در خصوص وضعیت فعلی دفتر کل توزیع‌شده آن به یک توافق مشترک می‌رسند.

حالا سوال اینجاست که وضعیت فعلی اکثر بلاک چین‌های امروزی چگونه است؟ نوع غالب مدل‌های اجماع استفاده‌شده توسط بلاک چین‌ها، مبتنی بر مکانیزم‌های کلاسیک و الگوریتم اجماع ناکاموتو هستند.

سوال بعدی این است که یک پروتکل اجماع کلاسیک چیست؟ پروتکل‌های اجماع کلاسیک مبتنی بر رای‌دهی همه فعالین شبکه هستند. از آنجایی که برای دستیابی به توافق مشترک به این نوع رای‌دهی نیاز است، نتیجه آن مشابه الگوریتم تحمل خطای بیزانس (Byzantine Fault Tolerance) که در ادامه این مطلب بیشتر به آن خواهیم پرداخت، افزایش نمایی ارتباطات بالاسری است.

به زبان ساده، برای دستیابی به توافق بین نودهای بلاک چین، همه افراد باید با تمامی دیگر نودهای سیستم ارتباط برقرار کنند. بنابراین اگر مثلا 10 نود وجود داشته باشد، 100 پیام و اگر 1000 نود وجود داشته باشد، 1,000,000 پیام بینشان رد و بدل خواهد شد. حال از آنجایی که دستیابی سریع به توافق در شبکه تنها از طریق محدودسازی تعداد نودهای شرکت‌کننده در مکانیزم اجماع آن امکان‌پذیر است، این اتفاق یک گلوگاه در خصیصه تمرکززدایی بلاک چین ایجاد کرد که نیاز به یک سیستم جدید مانند Ouroboros کاردانو را پررنگ‌تر ساخت.

مشکل مصرف انرژی بالای شبکه‌های بلاک چین

تقابل تمرکززدایی با مقیاس پذیری حتی پیش از اختراع بیت کوین توسط ساتوشی ناکاموتو هم وجود داشته است. اما چه چیزی باعث تمایز الگوریتم اجماع بیت کوین با دیگر پروتکل‌های کلاسیک پیش از آن می‌شود؟

ناکاموتو برای دستیابی به یک پول اینترنتی مقیاس پذیر و بدون نیاز به کسب اجازه که در پروتکل‌های پیش از آن وجود نداشت، یک راه‌کار جدید به‌نام «اجماع ناکاموتو (Nakamoto Consensus)» ارائه کرد. این اختراع باعث تمایز بیت کوین با دیگر ارزهای دیجیتال قبل از خود شد و آن را به یک سیستم تحمل خطای بیزانس مقیاس پذیر و بدون نیاز به کسب اجازه تبدیل کرد.

اثبات کار (PoW) بخش اصلی مدل اجماع ناکاموتو به‌شمار می‌رود که در آن از منابع محاسباتی بالا برای حل مسائل پیچیده و اعتبارسنجی بلاک‌های جدید استفاده می‌شود. حال هرچه قدرت محاسباتی یک نود بیشتر باشد، شانس وی برای حل پازل‌ها و پیدا کردن بلاک معتبر جدید نیز بیشتر خواهد بود.

این مدل با وجودی که هم مقیاس پذیر و هم عاری از نیاز به کسب اجازه بود، اما مشکل مصرف انرژی بالا را در خود داشت. این امر، نه تنها فرآیند اعتبارسنجی بلاک‌ها در بیت کوین را پرمصرف می‌کرد، بلکه مشکل عدم مقیاس پذیری بیشتر را هم به آن افزود که خود به مانعی برای تمرکززدایی تبدیل شد. بیت کوین در حال حاضر در فوریه 2023 (بهمن 1401) سالانه تقریبا 120 تراوات ساعت برق مصرف می‌کند که 0.55 درصد از کل تولید جهانی برق را شامل می‌شود.

حال سوال اینجاست که آیا مصرف چنین مقدار انرژی بالایی برای تامین امنیت یک شبکه و در عین حال به‌خطر انداختن تمرکززدایی منطقی است؟ اینجا بود که پروتکل اوروبوروس کاردانو قدمی بزرگتر در راه بلاک چین‌های مبتنی بر اثبات سهام مقیاس پذیر و بدون نیاز به کسب اجازه برداشت.

شبکه‌هایی که از پروتکل اجماع Ouroboros کاردانو استفاده می‌کنند، نسبت به مدل‌های مبتنی بر اثبات کار مقرون‌به‌صرفه‌تر هستند. این سیستم با اجرای یک فول نود Raspberry Pi در شبکه خود، مصرف برق 15 تا 18 واتی دارد که نتیجه آن، تمایز این شبکه با دیگر بلاک چین‌ها در نحوه مقیاس پذیری بلاک چین است.

مکانیزم اجماع اوروبوروس چیست؟

Ouroboros اولین پروتکل اجماع اثبات سهام امن قابل اثبات و اولین پروتکل بلاک چینی مبتنی بر تحقیقات بازنگری‌شده در شبکه کاردانو است.

این سیستم با ترکیب فناوری منحصربه‌فرد و مکانیزم‌های تاییدشده ریاضیاتی (از جمله روانشناسی رفتاری و اصول فلسفه اقتصاد)، امنیت و پایداری هر بلاک چین پیاده‌سازی‌شده بر آن را تضمین و پشتیبانی می‌کند. نتیجه این امر، دستیابی به یک پروتکل دارای تضمین‌های امنیت قابل اثبات و توانا در تسهیل گسترش شبکه‌های جهانی بدون نیاز به اعتماد به‌همراه نیازمندی‌های انرژی حداقلی است. کاردانو اولین بلاک چینی است که همه این ویژگی‌ها را دارد.

سپس پروتکل اوروبوروس مشارکت‌کنندگان در استخرهای استیک را برای ساخت بلاک‌های جدید بر اساس مقدار رمز ارز تحت کنترل‌شان در شبکه کاردانو انتخاب کرده و ساخت شبکه‌های توزیع‌شده عاری از نیاز به کسب اجازه که قادر به پشتیبانی پایدار از بازارهای جدید هستند را تسهیل می‌کند.

تفاوت Ouroboros کاردانو با دیگر الگوریتم‌های اجماع

بنیاد IOHK برای ساخت مکانیزم اجماع Ouroboros کاردانو، ابتدا به طراحی مدلی پرداخت که موانع اصلی ساخت یک بلاک چین امن مبتنی بر اثبات سهام (PoS) را مشخص می‌کرد. از جمله تفاوت‌های این سیستم با دیگر الگوریتم‌های اثبات کار و اثبات سهام کلاسیک می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. این مدل بر دو خصیصه یک دفتر کل تراکنشی قدرتمند استوار است:
   • دوام (Persistence): دوام، ماندگاری یا امنیت [آینده پایدار] یعنی تراکنش‌های تاییدشده معتبر بوده و در دفتر کل همه نودها یکسان هستند. این معیار در شبکه کاردانو که با پارامتر “k” شناخته می‌شود را احتمالا در گفتمان‌های مربوط به استخرهای استیکینگ شنیده‌اید.
   • زیستایی (Liveness): زیستایی یعنی توانایی نودهای سیستم برای دستیابی به توافق در زمان کوتاه. ترکیب زیستایی و دوام یک دفتر کل تراکنشی قدرتمند را می‌سازد که مدل بنیاد IOHK نیز از آن‌ها برای به‌کارگیری دینامیک‌های مبتنی بر اثبات سهام استفاده می‌کند.
2. این مدل یک پروتکل بلاک چینی بدیع مبتنی بر اثبات سهام را معرفی کرد که در آن، تولیدکنندگان بلاک‌ها به‌صورت تصادفی توسط نوعی محاسبه چندجانبه ایمنی انتخاب می‌شوند که برای اجرا، از خود بلاک چین به‌عنوان یک کانال انتشار در فواصل زمانی منظم به‌نام «ایپاک (Epoch)» استفاده می‌کند.
3. اوروبوروس مجموعه‌ای از استدلال‌های رسمی را در خصوص عدم توانایی شکست دوام و زیستایی شبکه کاردانو ارائه و اثبات کرد که این دو پارامتر برای دستیابی به تحمل خطای بیزانس یا امنیت قابل استفاده هستند.
4. پروتکل Ouroboros کاردانو همچنین یک مدل پاداش‌دهی نوین را معرفی کرده است که جبران خدمت مثبتی برای شرکت‌کنندگان شبکه به‌عنوان راهی جهت جلوگیری از رفتارهای مخرب محسوب می‌شود.
5. این سیستم دارای یک مکانیزم اعطای نمایندگی یا همان «دلِگیشن (Delegation)» رمز ارزی است که امکان اضافه کردن بی‌دردسر آن به بلاک چین پایه‌ای وجود دارد. این مکانیزم دلگیشن باعث مقیاس پذیری شبکه حتی در صورت وجود گسستگی بالا بین مجموعه‌ای از استیک‌کنندگان می‌شود. در این حالت، استیکرها می‌توانند بدون نیاز به قفل کردن توکن‌های خود، در فرآیند تولید بلاک شرکت کنند. بنابراین، به قفل کردن رمز ارز ADA بومی کاردانو برای شرکت در اعتبارسنجی نیازی نیست.
6. اوروبوروس کارایی عملی را در طراحی خود نیز به اثبات رسانده است. در یک آزمون فرض، زمان تایید تراکنش‌های کاردانو در برابر یک حمله دابل اسپندینگ فرضی با قابلیت اطمینان 99.9 درصد، 10 تا 16 برابر سریع‌تر از بیت کوین به اثبات رسیده است.

ویژگی‌های پروتکل اجماع بلاک چین اوروبوروس

همانطور که گفتیم، Ouroboros اولین مکانیزم اجماع اثبات سهام امن با قابلیت اثبات و اولین پروتکل بلاک چینی مبتنی بر تحقیقات بازنگری شده است. در قلب این سیستم، مفهوم ابدیت نهفته است. شبکه‌های جهانی باید قادر به رشد پایدار و اخلاقی باشند تا بتوانند فرصت‌های بیشتری برای دنیا ایجاد کنند که این کار از طریق اوروبوروس امکان‌پذیر است.

اوروبوروس کاردانو پارامترهای این دنیای جدید یعنی امنیت قابل اثبات، مقیاس پذیری همراه با پاداش و استیکینگ و مقرون‌به‌صرفگی را تعریف کرده است که بر اساس معیارهای زیر مشخص می‌شود:

امنیت قابل اثبات

مکانیزم Ouroboros کاردانو دارای امنیت قابل اعتبارسنجی ریاضیاتی در برابر مهاجمان است. این پروتکل تا زمانی که 51 درصد از استیک‌های رمز ارز آدا توسط شرکت‌کنندگان صادق نگهداری شود، در برابر حملات 51 درصدی امنیت بالایی دارد که در مقایسه با دیگر مفاهیم بدیع، از طریق انتخاب تصادفی رهبران به‌دست می‌آید. این سیستم با تکرارهای جدید و تحلیل‌های امنیتی جامع و سختگیرانه خود، به تکامل ادامه می‌دهد.

مشوق‌ها و پاداش‌ها

برای حصول اطمینان از ثبات شبکه‌های بلاک چینی که از اوروبوروس استفاده می‌کنند، این پروتکل دارای یک مکانیزم تشویقی است که در ازای مشارکت فعالین شبکه به آن‌ها پاداش می‌دهد.

این پاداش به همه افرادی که در یک استخر استیکینگ شرکت کرده یا نمایندگی ارزهای ADA خود را به یک استخر اعطا می‌کنند، پرداخت می‌شود. بنابراین شما نیز می‌توانید به‌جای خرید رمز ارز ADA کاردانو به‌عنوان روشی جهت سرمایه گذاری و کسب سود، با انجام این فعالیت‌ها در شبکه این پاداش‌ها را کسب کنید.

نمایندگی رمز ارزها و استخرهای استیک

Ouroboros یک پروتکل اجماع اثبات سهام است و کنترل شبکه را در استخرهای استیکینگ توزیع می‌کند؛ اپراتورهای نودها با استفاده از زیرساخت‌های لازم باعث تضمین ارتباطات یکپارچه و مطمئن در شبکه می‌شوند.

برای هر اسلات (Slot) در شبکه، یک استخر استیک به‌عنوان رهبر اسلات انتخاب شده و با اضافه کردن بلاک به زنجیره کاردانو پاداش دریافت می‌کنند. هولدرهای ارز دیجیتال آدا نیز می‌توانند سپرده‌های خود را به یک استخر استیک دلگیت کرده و شانس انتخاب شدن خود به‌عنوان رهبر اسلات را افزایش دهند. نهایتا، پاداش استخر بین شرکت‌کنندگان تقسیم می‌شود.

کارایی انرژی

مکانیزم اوروبوروس بزرگترین چالش بلاک چین ها یعنی نیاز به انرژی بالا برای دستیابی به اجماع را حل می‌کند. شبکه کاردانو با استفاده از پروتکل اجماع Ouroboros قادر به مقیاس پذیری امن، پایدار و اخلاقی با مصرف انرژی تا 4 میلیون برابر کمتر از مصرف برق شبکه بیت کوین است.

این سیستم از پیوستگی هر گام در شبکه اطمینان حاصل می‌کند. با استفاده از این ساختار، هر جزء افزوده‌شده به زنجیره کاردانو شامل تراکنش‌ها، توافقات و اطلاعات به‌اشتراک‌گذاشته‌شده، به بخشی جدانشدنی از سابقه بلاک چین تبدیل می‌شود.

نحوه کار نسخه‌های پیاده‌سازی‌شده از اوروبوروس کاردانو

نکته مهم در رابطه با بلاک چین کاردانو که تا کنون روی قیمت ارز ADA نیز تاثیر به‌سزایی داشته، به‌روزرسانی‌ها یا همان هاردفورک‌های این شبکه هستند که با نام عصر (Era) شناخته می‌شوند:

• بایرون (Byron): بنیان – اجرا در سال 2017
• شلی (Shelly): تمرکززدایی و دلگیشن – اجرا در سال 2020
  • آلِگرا (Allgera): مکانیزم قفل شدن توکن
  • مری (Mary): پیاده‌سازی چند ارزی
• گوگوئن (Goguen): قراردادهای هوشمند، دیفای، د‌ی‌اپ‌ها – اجرای تست نت در سپتامبر 2021
  • آلونزو (Alonzo): پیاده‌سازی قراردادهای هوشمند
  • بَبِیج (Babbage): رفع نقایص آلونزو
  • واسیل (Vasil): افزایش قابلیت‌های مقیاس پذیری – اجرا در ژوئیه 2022
• بشو (Basho): مقیاس پذیری – در دست توسعه
• ولتیر (Voltaire): گاورننس – در دست توسعه

همانطور که می‌دانید، این هارد فورک های کاردانو بخش جدانشدنی نقشه راه این بلاک چین هستند که بر اساس اهداف مورد نظر، یک نسخه جدید برای مکانیزم Ouroboros ارائه شده است:

• اوروبوروس کلاسیک (Ouroboros Classic)
• اوروبوروس تحمل خطای بیزانس (Ouroboros BFT)
• اوروبوروس پراس (Ouroboros Praos)
• اوروبوروس جنسیس (Ouroboros Genesis)
• اوروبوروس هایدرا (Ouroboros Hydra)
• اوروبوروس کریپسینوس (Ouroboros Crypsinous)
• اوروبوروس کرونوس (Ouroboros Chronos)
• اوروبوروس اومگا (Ouroboros Omega)

اوروبوروس کلاسیک (Ouroboros Classic)

نسخه کلاسیک اولین پیاده‌سازی از پروتکل اوروبوروس بود که در سال 2017 منتشر شد. این ورژن پس از پیاده‌سازی به 3 نقطه عطف بزرگ دست یافت:

• برپایی بنیان‌های شبکه کاردانو به‌عنوان رقیبی با کارآمدی انرژی در برابر مکانیزم اثبات کار
• معرفی چارچوب ریاضیاتی برای تحلیل اثبات سهام
• طراحی مکانیزم مشوقی نوین برای پاداش‌دهی به شرکت‌کنندگان در ساختار اثبات سهام

علاوه بر این‌ها، آنچه که باعث تمایز Ouroboros کاردانو از دیگر بلاک چین‌ها خصوصا مدل‌های مبتنی بر اثبات سهام می‌شد، توانایی آن در انتخاب تصادفی بی‌طرفانه رهبران در الگوریتم خود و تضمین امنیت متعاقب آن بود. خصیصه تصادفی بودن از تشکیل الگوها جلوگیری کرده و بخش حیاتی حفظ امنیت پروتکل محسوب می‌شود. بنابراین از آنجایی که در صورت توانایی پیش‌بینی یک رفتار امکان سوءاستفاده از آن نیز وجود دارد، اوروبوروس با تضمین شفافیت، از رفتارهای اجباری جلوگیری می‌کند.

در نسخه کلاسیک که ورژن اصلی پیاده‌سازی اوروبوروس کاردانو محسوب می‌شود، این پروتکل اجماع زمان در شبکه را به ایپاک‌هایی تقسیم می‌کند که خودشان نیز به چندین اسلات تقسیم می‌شوند. هر اسلات مدت زمان کوتاهی است که طی آن هر بلاک ساخته می‌شود و گروه‌بندی اسلات‌ها داخل ایپاک‌ها برای فرآیند انتخاب رهبر و توزیع استیک پویا حیاتی است.

نقطه مرکزی طراحی مکانیزم Ouroboros، الزام به حفظ امنیت در صورت حمله به شبکه کاردانو است. به همین خاطر، این پروتکل دارای تحملی درون‌سازی‌شده است که از تکثیر نسخه‌های این بلاک چین توسط مهاجمان جلوگیری کرده و بر این فرض استوار است که متخلفان قادر به ارسال پیام‌های نامرتبط به هر نفر در هر زمانی هستند. به عبارت دیگر، تا زمانی که بیش از 51 درصد از رمز ارزهای شبکه تحت کنترل مشارکت‌کنندگان صادق باشد (یعنی کسانی که از قوانین پورتکل پیروی می‌کنند)، اوروبوروس نیز در شرایط امن به‌اصطلاح همگام (یعنی با تضمین‌های مستحکم نسبت به زمان تحویل پیام) به‌سر می‌برد.

حالا یک رهبر برای هر اسلات انتخاب می‌شود که وظیفه اضافه کردن بلاک به زنجیره و انتقال آن به رهبر اسلات بعدی را بر عهده دارد. هر اسلات جدید نیز برای محافظت خود در برابر حملات مخرب جهت براندازی پروتکل، باید چند بلاک جدید قبلی را «موقت» در نظر بگیرید؛ یعنی تنها زنجیره‌ای که تعداد مشخصی بلاک روی آن ساخته شده باشد معتبر تلقی خواهد شد. به این ویژگی «تاخیر تسویه (Settlement Delay)» نیز می‌گویند. در میان دیگر خصیصه‌ها، این قابلیت یعنی استیک‌کنندگان تا زمانی که مدت زمان آفلاین شدنشان از تاخیر تسویه بیشتر نشود، می‌توانند در شبکه آفلاین شوند.

در مکانیزم اجماع اوروبورس، هر نود شبکه کاردانو یک کپی از بلاک چین و ممپول (Mempoo – استخر حافظه) تراکنش‌ها، یعنی جایی که تراکنش‌های جدید با تراکنش‌های موجود سازگار هستند، را نزد خود نگهداری می‌کند. این بلاک چین‌های محلیِ نزد هر نود نیز در صورت مشاهده تغییر و ایجاد زنجیره بلندتر معتبر، با نسخه جدید جایگزین می‌شوند.

مشکل نسخه اوروبوروس کلاسیک دو چیز بود:

• حساسیت آن نسبت به مهاجمان انطباقی به‌عنوان یکی از تهدیدات مهم در دنیای واقعی که توسط نسخه پراس (Praos) این مکانیزم برطرف شد
• عدم وجود راهی امن برای مشارکت‌کنندگان جدید جهت بوت‌استرپ کردن بلاک چین (فعالیت به‌عنوان نود آغازکننده پیکربندی‌ها) که در نسخه جنسیس این سیستم به آن پرداخته شد

اوروبوروس تحمل خطای بیزانس (Ouroboros BFT)

پس از نسخه کلاسیک، دومین ورژن اوروبوروس کاردانو به‌نام تحمل خطای بیزانس معرفی شد. مدل Ouroboros BFT یک پروتکل ساده است که طی به‌روزرسانی بایرون شبکه کاردانو استفاده شد و کدبیس‌های آن را به کدهای جدید تغییر داد. این مکانیزم کاردانو را برای آپگرید شلی و تمرکززدایی کامل آن آماده کرد.

در این نسخه به‌جای الزام آنلاین بودن همیشگی نودها، شبکه‌ای فدرال از سرورها و ارتباطات همگام بین این سرورها برای ساخت بلاک چین طراحی شد. حال در این محیط فدرال، این پروتکل اجماع است که به‌دلیل سادگی و ماهیت قطعی خود جذابیت پیدا می‌کند. شایان ذکر است که BFT نسبت به سایر نسخه‌های اوروبوروس، به تعداد نودهای صادق بیشتری نیاز دارد.

اوروبوروس پراس (Ouroboros Praos)

مدل پراس با تکیه بر نسخه کلاسیک اوروبوروس کاردانو، امنیت و مقیاس پذیری آن را افزایش داد. مشابه ورژن کلاسیک، پراس نیز با تقسیم زنجیره‌ها به اسلات‌ها که خودشان در ایپاک‌ها تجمیع می‌شوند، تراکنش‌ها را پردازش می‌کند. با این وجود، برخلاف مدل کلاسیک، مکانیزم پراوس در محیطی نیمه‌همگام تحلیل شده و در برابر حملات تطبیقی مقاوم است.

این سیستم بر 2 فرضیه استوار است:

• یکی اینکه خرابکاران می‌توانند مدت زمان ارسال پیام‌های فعالین درستکار را به مدت بیشتر از یک اسلات به تاخیر انداخته و همچنین در هر زمانی پیغام‌های متناقض برای دیگران بفرستند. نسخه پراس مکانیزم اجماع Ouroboros کاردانو با انتخاب مخفیانه رهبر اسلات و امضاهای مجهز به کلید و دارای محرمانگی پیشرو (Forward-secure)، به انتخاب تصادفی بهتر در ایپاک‌ها پرداخته و از اینکه یک خرابکار قادر به پیش‌بینی رهبر اسلات بعدی و انجام حملات متمرکز (نظیر حمله DDoS) با هدف براندازی پروتکل نباشد، اطمینان حاصل می‌کند.
• دوم اینکه مدل پراس می‌تواند تاخیرهای تحویل تحت کنترل خرابکاران و فساد تدریجی تعداد استیک‌کنندگان رو به رشد را که برای حفظ امنیت شبکه در یک فضای جهانی عاملی حیاتی به‌شمار می‌روند، کاهش داده و باعث ثبات درستی اکثریت استیک‌های روی شبکه شود.

اوروبوروس جنسیس (Ouroboros Genesis)

نسخه جنسیس مکانیزم اجماع اوروبوروس کاردانو با افزودن یک قانون نوین برای انتخاب زنجیره که بدون نیاز به وجود نقاط معتمد یا فرضیه‌های مربوط به دسترسی به اطلاعات گذشته امکان بوت‌استرپ کردن شبکه از یک بلاک جنسیس را فراهم می‌کند، ورژن پراس را بهبود داد.

مدل جنسیس همچنین اثباتی بر ویژگی ترکیب‌پذیری جهانی (Universal Composability) این پروتکل است که نشان می‌دهد قابلیت ترکیب کردن این پروتکل با سایر پروتکل‌ها در پیکربندی‌های دلخواه در یک محیط واقعی، بدون از دست دادن ویژگی‌های امنیتی آن، وجود دارد. این امر به امنیت و پایداری کاردانو و همچنین شبکه‌های استفاده‌کننده از این الگوی اجماع، کمک شایانی می‌کند.

اوروبوروس هایدرا (Ouroboros Hydra)

ورژن هایدرا پروتکل اجماع Ouroboros مجموعه‌ای از راه‌حل‌های لایه 2 است که با هدف پرداختن به امنیت و قابلیت‌های مقیاس‌پذیری کاردانو طراحی شد. این مکانیزم که ابتدا در چارچوب کار تیم تحقیقاتی اوروبوروس توسعه داده شده بود، از زمان انتشار مقاله اصلی خود تا کنون، مسیر مستقلی را در پیش گرفته است.

هایدرا راه‌حلی برای افزایش توان عملیاتی، به‌حداقل رساندن تاخیر و راه حل‌های مقرون‌به‌صرفه بدون نیاز به حافظه ذخیره‌سازی بالاست. توسعه پروتکل Hydra Head که پیشتر در سال 2020 در حال انجام بود، با تغییر طرز تفکر تیم پشتیبان آن خصوصا طی مراحل پیاده‌سازی، اکنون به یک الگوریتم اثبات مفهوم (Proof of Concept) تبدیل شده است.

اوروبوروس کریپسینوس (Ouroboros Crypsinous)

مدل کریپسینوس ویژگی‌های حفاظت از حریم شخصی را به ورژن جنسیس اضافه کرد. کریپسینوس اولین پروتکل بلاک چینی اثبات سهام دارای قابلیت حفاظت از حریم شخصی است که در عین حفظ تضمین‌های حریم خصوصی قدرتمند از طریق معرفی یک تکنیک انقلابی جدید مبتنی بر راه‌حل اسنارک (SNARK) و رمزگذاری محرمانگی پیشرو و محرمانگی کلید، به محافظت شبکه در برابر حملات تطبیقی نیز می‌پردازد.

در حال حاضر، هیچ برنامه‌ای برای پیاده‌سازی پروتکل اجماع بلاک چینی اوروبوروس کریپسینوس روی کاردانو پیش‌بینی نشده است، اما دیگر شبکه‌ها برای افزایش فضای حریم خصوصی خود قادر به استفاده از این پروتکل هستند.

اوروبوروس کرونوس (Ouroboros Chronos)

کرونوس دو هدف دارد: یکی نشان دادن اینکه چگونه پروتکل‌های بلاک چینی از طریق یک مکانیزم بدیع همگام‌سازی زمان قادر به همگام ساختن امن ساعت‌های شبکه هستند و در نتیجه، از سرویس‌های خارجی زمان مستقل‌اند. دوم اینکه امنیت رمزنگاری این پروتکل بلاک چینی به‌قدری بالاست که یک منبع مضاعف امنیت رمزنگاری زمان برای دیگر پروتکل‌ها فراهم می‌کند.

به‌طور خلاصه، نسخه کرونوس مکانیزم اجماع Ouroboros، از کاردانو در برابر حملاتی که اطلاعات زمانی این شبکه را هدف قرار می‌دهند، حفاظت می‌کند. از دیدگاه کاربردی، ورژن کرونوس قادر به تقویت تاب‌آوری ارتباطات راه دور، حمل و نقل و دیگر زیرساخت‌های IT حیاتی است که به همگام‌سازی زمان محلی با ساعت متحد شبکه عاری از نقطه تکی شکست نیاز دارد.

اوروبوروس اومگا (Ouroboros Omega)

از آنجایی که اومگا آخرین حرف در حروف الفبای یونانی است، به‌نظر می‌رسد که نسخه اومگای اوروبوروس نیز آخرین پیاده‌سازی این مکانیزم اجماع در شبکه کاردانو باشد.

هنوز اطلاعات زیادی از این نسخه در دست نیست، اما بر اساس گفته‌ها قرار است قابلیت‌های تمام نسخه‌های پیشین از کلاسیک گرفته تا کرونوس را در یک پروتکل واحد جامع تجمیع کرده و کاردانو را به آخرین مرحله از مقیاس پذیری خود برای میلیون‌ها کاربر برساند.

سخن پایانی

نام مکانیزم اجماع Ouroboros کاردانو که از سمبل ابدیت در اساطیر یونان باستان الهام گرفته شده است، محور اصلی اکوسیستم این شبکه بلاک چینی محسوب می‌شود. پروتکل اوروبوروس به‌عنوان بنیان و نقطه اصلی سیستم‌های خودتکثیرکننده‌ای عمل می‌کند که به‌صورت چرخشی متحول شده و رشد کرده و با حذف ساختارهای واسطه‌گر، جایگزین سیستم‌های موجود می‌شوند. تا کنون، با توسعه‌های کاردانو و به‌روزرسانی‌های مختلف بلاک چین آن مانند شلی (Shelly)، تقریبا در هر آپگرید پیاده‌سازی مختلفی برای مکانیزم اجماع اوروبورس کاردانو در نظر گرفته شده است.

تهیه شده در بیت 24