Source: https://cexplorer.io/article/understanding-decentralization
Katika nyanja ya teknolojia ya blockchain, ugatuaji unasimama kama msingi wake. Hata hivyo, mara nyingi imegubikwa na wingu la hekaya na imani potofu. Wazo, ingawa ni muhimu, sio sawa kama inavyoonekana. Kupima ugatuaji au kulinganisha minyororo tofauti huleta changamoto changamano. Makala haya yanalenga kuondoa utata huu. Kupitia matumizi ya picha za kielelezo, tutazama katika kanuni za kimsingi za ugatuaji, tukitoa ufahamu wazi zaidi wa kipengele hiki muhimu cha teknolojia ya blockchain. Ungana nasi tunapoanza safari hii yenye mwanga.
Blockchain Ni Mtandao Uliosambazwa na Uliogatuliwa
Neno “kugatuliwa” linamaanisha mitandao, mifumo na programu zisizo na sehemu kuu ya udhibiti. Dhana hii ni ufunguo wa mitandao ya rika-kwa-rika (P2P) ambapo nodi hushiriki data moja kwa moja, kupita wapatanishi.
Katika tasnia ya blockchain, neno ‘kugatuliwa’ mara nyingi hutumika kiholela. Hapo awali ilirejelea usanifu wa mtandao tu, lakini sifa za mradi wa blockchain zinaenea zaidi ya hii. Zinajumuisha usimamizi wa mradi, timu inayodumisha msimbo wa chanzo, utawala na usambazaji wa rasilimali kwa makubaliano ya mtandao.
Hebu tuzingalie kwanza kwenye usanifu wa mtandao.
Mtandao uliosambazwa huenea katika eneo pana na kuna nodi nyingi za usindikaji na kuhifadhi data. Usambazaji huu huongeza ufanisi, kutegemewa, upatikanaji, uadilifu na usalama.
Picha hapa chini inaonyesha mtandao uliosambazwa. Kila nodi, inayoendeshwa na mtu binafsi, huendesha mteja wa mtandao muhimu kwa mawasiliano kati ya rika. Katika mtandao, kila nodi ina nguvu sawa. Katika muktadha wa ugatuaji, tunaweza kusema kuwa kuna vyombo 8 vilivyo na hadhi sawa katika mtandao.
Nodi hushirikiana kueneza na kuthibitisha miamala. Wanaweza kufanya kazi nyingine nyingi. Kila mtumiaji anaweza kuingiliana moja kwa moja na mwenzake, kwa kutumia muundo wa mawasiliano kati ya rika.
Mitandao iliyosambazwa inaweza kugawanywa (bila mamlaka kuu) au kudhibitiwa na serikali kuu.
Katika picha hapa chini unaweza kuona mtandao uliosambazwa kama hapo awali na nodi 8. Tofauti ni kwamba nodi zote zinadhibitiwa na chombo kimoja, Alice (mishale nyekundu inaonyesha udhibiti wa nodi). Mtandao unaweza kuwa na sifa zinazofanana sana katika suala la ufanisi, upatikanaji wa data na uthabiti, lakini umewekwa kati, ambayo huathiri uadilifu wa data, usalama, n.k.
Alice anaweza kuamua kuzima nodi zote, na hivyo kuzima mtandao mzima. Anaweza pia kubadilisha data kwani ana udhibiti wake pekee.
Mtandao uliogatuliwa hauna mamlaka kuu. Moyo wa ugatuaji ni makubaliano ya mtandao, yaani sheria ambazo nodi hutumia kufikia makubaliano juu ya kubadilisha hali ya leja kwa vipindi vya kawaida. Hakuna huluki moja inayodhibiti mtandao, kuhakikisha utendakazi wa kidemokrasia. Mtu yeyote yuko huru kujiunga au kuondoka kwenye mtandao.
Badala ya mamlaka kuu moja, mtandao unaamuliwa na kundi la vyombo vinavyoshiriki mamlaka kati yao wenyewe. Mtandao uliogatuliwa unahitaji ulinzi dhidi ya mashambulizi ya Sybil, ambayo tutayajadili baadaye. Usambazaji wa nguvu lazima uwe msingi wa umiliki wa rasilimali ya gharama kubwa. Kwa mitandao ya PoW kama Bitcoin, ni mchanganyiko wa maunzi ya ASIC na umeme, wakati kwa mitandao ya PoS kama Cardano au Ethereum, ni sarafu za ADA na ETH mtawalia.
Hii inaleta usawa wa mfumo, kwani huluki kawaida hutofautiana. Wale walio na utajiri mwingi, wenye uwezo wa kupata rasilimali nyingi za gharama kubwa, wanashikilia nafasi kubwa zaidi katika mtandao uliogatuliwa.
Picha hapa chini inaonyesha mtandao uliosambazwa, ugatuaji wake unaoamuliwa na idadi ya sarafu za PoS zinazoshikiliwa na kila mtu.
Huenda ikaonekana kuwa kinzani kwamba huluki zinazomiliki rasilimali muhimu zinaweza kudhibiti mtandao unaosambazwa bila kuendesha nodi. Katika mitandao mingi, wamiliki wa rasilimali hizi wanaweza kugawa rasilimali zao, na hivyo kuongeza nguvu ya node nyingine.
Kinyume na imani ya kawaida, ugatuaji haupimwi na idadi ya nodi katika mtandao unaosambazwa. Badala yake, inaamuliwa na usambazaji na usimamizi wa rasilimali ghali miongoni mwa wamiliki wake, kama vile chaguo lao la uwakilishi. Katika mtandao unaosambazwa, nodi fulani hushikilia umuhimu zaidi na zina upendeleo wa kutengeneza vizuizi vipya.
Neno ‘kusambazwa’ linamaanisha usambazaji wa kijiografia wa nodi kwa ajili ya kuboresha ufanisi, upatikanaji, na kutegemewa. Ingawa mtu yeyote anapaswa kuwa na uwezo wa kuchangia mtandao na nodi zao, haiongezei kwa kiasi kikubwa ugatuaji wa mtandao. Neno ‘kugatuliwa’ linazingatia kutokuwepo kwa udhibiti, kuhitaji usambazaji wa nguvu wa kufanya maamuzi. Ugatuaji wa madaraka hauamuliwi na umiliki wa nodi, bali kwa umiliki wa rasilimali ghali.
Shambulio la Sybil
Mitandao ya Blockchain iko wazi, kuruhusu mtu yeyote kuendesha nodi nyingi. Walakini, hawana kinga dhidi ya shambulio la Sybil. Ili kupinga haya, ugatuaji lazima ujikite kwenye kumiliki rasilimali adimu/ya gharama kubwa, inayowakilisha hatari ya upotevu wa mali. Hii inahakikisha kujitolea kwa wamiliki wa rasilimali na uaminifu.
Shambulio la Sybil hutokea wakati huluki inapounda vitambulisho vingi vya uwongo ili kupata udhibiti wa mtandao. Mshambulizi analenga kushawishi maamuzi, kudhibiti data au kutatiza mtandao. Ugatuaji haupaswi kutegemea tu uwezo wa uendeshaji wa nodi, kwani huluki moja inaweza kuendesha nodi nyingi kwa bei nafuu.
Fikiria mtandao ambapo kila nodi iliyounganishwa ina haki ya kutoa kizuizi kipya na kupata zawadi. Ili kuongeza nafasi za zawadi, mtu anaweza kuendesha wateja wengi. Washambuliaji wa Sybil wanaweza kutumia hii, wakiendesha nodi nyingi kwa gharama ya chini ili kupata faida isiyo ya haki dhidi ya washiriki waaminifu. Picha iliyo hapa chini inaonyesha hali ambapo mshambuliaji wa Sybil anaendesha nodi tano. Ikiwa huluki moja ina udhibiti wa wengi juu ya uzalishaji wa block au utawala, mtandao unawekwa kati.
Sifa za mtandao zinazosambazwa haziathiri sana ugatuaji. Ingawa nodi hulinda data na kuthibitisha miamala, haziwezi kushiriki moja kwa moja katika maafikiano au utawala ikiwa opereta hamiliki rasilimali ghali.
Nodi nyingi ni watumiaji wa data tu, haswa watumiaji wa vizuizi vipya. Bila kumiliki rasilimali ya gharama kubwa, hawawezi kushiriki katika uzalishaji wa data (vitalu).
Uzalishaji wa vitalu unasimamiwa na wale wanaomiliki rasilimali ya gharama kubwa. Wanaamua nodi ambazo zitatoa vitalu vipya. Muundo huu hulinda dhidi ya mashambulizi ya Sybil.
Picha inaonyesha kwamba Alice, Bob, Carol, na Dave pekee ndio wanamiliki kiasi fulani cha rasilimali hiyo muhimu. Bob ana mengi zaidi, huku Dave akiwa na machache zaidi. Kwa hivyo, hizi nne zinaweza kutoa vitalu vipya. Eve, Frank, Grace, na Heidi, bila rasilimali hii, wana nodi ambazo hutumia tu vitalu vipya. Kumbuka kuwa shambulio la Sybyl haliwezi kufanywa kwenye mtandao huu. Nafasi ya mshambulizi wa Sybyl itakuwa sawa na Hawa, yaani, nodi yake ingekuwa matumizi tu ya vizuizi vipya.
Ili kushambulia mtandao huu, mtu angehitaji kupata rasilimali ya gharama kubwa. Hii inaweza kufanywa moja kwa moja kwa kuinunua, na hivyo kuhatarisha utajiri wao. Vinginevyo, wanaweza kuipata kwa njia isiyo ya moja kwa moja kupitia njia za ulaghai, kama vile kuiba sarafu za PoS au kupata udhibiti wa kiwango cha hashi cha kampuni kubwa ya madini. Walakini, njia hizi zisizo za moja kwa moja kawaida ni ngumu zaidi.
Udhibiti Juu ya Mtandao Uliogatuliwa
Katika mtandao, udhibiti unategemea wamiliki wa rasilimali ya gharama kubwa, sio waendeshaji wa nodi. Rasilimali inaweza kumilikiwa na idadi kubwa ya watu, lakini ni nodi chache tu katika mtandao uliosambazwa ambazo ni muhimu kwa uzalishaji wa block. Kwa hivyo, licha ya mtandao kuwa na maelfu ya nodi, ni wachache tu waliochaguliwa wanaoshiriki kikamilifu katika makubaliano ya mtandao, wakati wengine ni watumiaji wa data watazamaji.
Ikiwa nodi ya passiv haipatikani ghafla, au hata nodi zote za passiv, haitakuwa na athari yoyote kwenye makubaliano ya mtandao. Walakini, kinyume chake sio kweli. Ikiwa nusu ya nodi amilifu hazipatikani kwa ghafla, mtandao unaweza kukosa kufikia makubaliano ya mtandao.
Kwa mtazamo wa ugatuaji, cha muhimu ni wamiliki wa rasilimali na maamuzi yao ambayo nodi huwa muhimu kwa mtandao. Wamiliki wa rasilimali wanaweza kutumia rasilimali zao kwa uzalishaji wa kuzuia, lakini hii kwa kawaida huhitaji kiasi kikubwa. Kwa kawaida zaidi, wao hukabidhi rasilimali kwa chombo kingine kinachoendesha nodi inayoshiriki kikamilifu katika makubaliano ya mtandao, yaani, kuzalisha vitalu.
Picha inaonyesha mtandao uliogatuliwa. Nodi za Alice, Bob, Carol, na Dave pekee ndizo zinazozalisha vitalu. Bob na Carol wanamiliki sehemu ndogo ya rasilimali ya gharama kubwa. Wengine wote ni washiriki wa makubaliano hai. Wanakabidhi rasilimali kwa mmoja wa waendeshaji wanaoendesha nodi ya kutengeneza kizuizi (mishale ya bluu inaonyesha uwakilishi wa rasilimali). Kumbuka kwamba kati ya wajumbe wote, ni Olivia, Rupert, na Wendy pekee wanaotumia nodi yao tulivu (ambayo hutumia vitalu vipya pekee).
Rasilimali ghali inaweza kuwa ADA kwa Cardano au kiwango cha hashi cha Bitcoin. Katika hali ya Bitcoin, utapata mchimbaji wa ASIC na chanzo cha umeme badala ya sarafu. Bitcoin na Cardano hufanya kazi kwa njia sawa kimsingi.
Hivi ndivyo ugatuaji wa mtandao wa kawaida wa blockchain unavyoonekana. Hebu tufanye muhtasari. Vyombo 16 vinashiriki katika ugatuaji wa madaraka, lakini ni vyombo 14 tu kati yao vinavyomiliki rasilimali hiyo ghali. Alice na Dave wanaendesha nodi za kutengeneza vitalu lakini hawamiliki rasilimali ghali. Kuna nodes 7 kwenye mtandao uliosambazwa, lakini 4 tu kati yao huzalisha vitalu. Nodi 3 hutumia vitalu vipya pekee.
Kwa kweli, idadi na idadi kati ya washiriki tofauti inaweza kutofautiana.
Mitandao mara nyingi huwa na wawakilishi wengi kuliko nodi za kutengeneza block. Mitandao mingine, kama Bitcoin, ina idadi kubwa ya nodi, lakini ni sehemu ndogo tu inayozalisha vizuizi (Bitcoin ina takriban madimbwi 20 tu, ambayo 2 ni kubwa). Kinyume chake, katika mitandao kama Cardano, nodi nyingi zinahusika katika utengenezaji wa vitalu. Cardano ina maelfu ya mabwawa. Kuna waendeshaji wa mabwawa mengi ambao huendesha mabwawa mengi.
Utawala
Ili kufahamu kikamilifu utata wa ugatuaji, lazima tuzingatie jukumu la timu. Hadi sasa, tumejadili udhibiti wa uzalishaji wa kuzuia, ambao uko na wajumbe (wahusika au wachimbaji) na nodi za kuzalisha vitalu. Washiriki wanaoshiriki mara kwa mara hukubaliana juu ya mabadiliko ya hali ya leja, hasa kupitia nyongeza mpya za vitalu, kulingana na sheria zilizobainishwa na mteja.
Ni muhimu kujua ni nani anayedhibiti sheria. Kawaida hii ndiyo timu iliyozindua blockchain. Kwa kawaida hiyo ndiyo timu ile ile iliyochapisha mteja mara ya kwanza.
Kielelezo kinaonyesha hali ambapo timu moja ilitoa matoleo matatu ya mteja. Waendeshaji wako huru kuchagua toleo la mteja wa kusakinisha kwenye nodi zao, na hivyo kubainisha ni sheria zipi za itifaki watakazotumia na ambazo zitatekelezwa zaidi katika mtandao unaosambazwa.
Katika mtandao uliogatuliwa, timu ina udhibiti mdogo tu wa sheria. Matoleo yote ya mteja (inawezekana pia matoleo mbadala) yanapatikana kwa umma. Timu haina (haipaswi) kuwa na udhibiti wa toleo la mteja ambalo waendeshaji husakinisha kwenye nodi zao.
Moja ya hadithi zilizoenea ni kwamba timu inapokuwa na kiongozi anayeonekana, anaweza kubadilisha sheria za mtandao au hata kuzima mtandao. Hata hivyo, bila kumiliki kiasi kinachohitajika cha rasilimali, haiwezekani kubadilisha vipengele muhimu vya itifaki kama vile sera ya fedha.
Kwa kukosekana kwa mizozo kati ya timu, jamii, na waendeshaji wa nodi, kuna mwelekeo wa kusakinisha toleo la hivi karibuni la mteja. Toleo hili linapaswa kudumisha sheria muhimu bila kubadilishwa, na kuleta mabadiliko madogo tu (kurekebishwa kwa hitilafu, uboreshaji mdogo) au uboreshaji ambao wengi wanakubaliana nao.
Katika kesi ya mizozo ya sheria, wamiliki wa rasilimali muhimu hushikilia ushawishi mkubwa zaidi.
Wamiliki wa rasilimali hugawa rasilimali zao kwa waendeshaji wa nodi, ambao wana jukumu la kuchagua toleo la kusakinisha. Ikiwa wajumbe hawatakubali chaguo la toleo la mwendeshaji, wana chaguo la kukabidhi rasilimali zao mahali pengine. Kwa hivyo, waendeshaji lazima wazingatie kwa uangalifu uteuzi wa toleo lao, wakizingatia matakwa ya wawakilishi wao.
Picha inaonyesha hali ambapo timu mbili, Alfa na Omega, huachilia mteja kila moja ikiwa na sheria za itifaki tofauti na zisizolingana. Waendeshaji watatu wanaoendesha nodi ya kutengeneza block huchagua toleo la Alpha, huku wengine watatu wakichagua toleo la Omega. Wamiliki wa rasilimali wataamua sheria za kutekelezwa. Katika hali hii, rasilimali nyingi za gharama kubwa hupigia kura toleo la Omega.
Katika mitandao mingi iliyopo, mteja mmoja huwa anatawala. Si kawaida kwa timu kadhaa kutengeneza toleo mbadala la mteja, na zinapofanya hivyo, mara nyingi toleo hili huwakilisha wachache. Hii inaonekana katika kesi ya Ethereum.
Mizozo kawaida huibuka juu ya matoleo tofauti yanayotolewa na timu moja. Kikundi ndani ya timu kinaweza kuunda njia ya msimbo wa chanzo na kurekebisha sheria, na kuzifanya zisioane na toleo asili. Toleo hili jipya linaweza kutekelezwa, lakini linahitaji kuungwa mkono na wamiliki wa rasilimali ghali. Ili toleo jipya lishinde, rasilimali nyingi za gharama kubwa lazima ziunge mkono.
Kama ilivyo kwa utengenezaji wa vitalu, mtandao unatawaliwa na wamiliki wa rasilimali ghali. Hii ni muhimu katika muktadha wa mashambulio ya Sybil. Iwapo uidhinishaji wa toleo jipya uliamuliwa na hesabu ya nodi zinazoendesha toleo fulani la mteja, mshambuliaji wa Sybil, mwenye uwezo wa kugawa anwani nyingi za IP kwa bei nafuu, anaweza kuamuru sheria za mtandao. Utawala unahitaji ulinzi dhidi ya mashambulizi ya Sybil. Tabia ya uaminifu lazima itekelezwe na uwezekano wa kupoteza mali ya mtu.
Hitimisho
Ugatuaji kwa kiasi kikubwa hutegemea usambazaji wa rasilimali ghali. Ni wale tu wanaokabidhi wanaweza kuathiri idadi ya nodi zinazoweza kuzalisha zuia (madimbwi) kwenye mtandao. Ili kuchunguza ugatuaji wa madaraka, chunguza hasa idadi ya watu walio na rasilimali, kuenea kwa nyangumi miongoni mwao, na usimamizi wa rasilimali zao. Hasa, ni muhimu kwa mabwawa ngapi rasilimali imekabidhiwa. Baadhi ya mabwawa yanaweza kuwa na nafasi kubwa, ambayo ni jambo lisilofaa.
Idadi ya nodi tulivu kwenye mtandao sio muhimu sana kwa ugatuzi kama idadi ya nodi zinazozalisha vitalu. Ugawaji wa rasilimali za gharama kubwa pia ni muhimu kwa utawala, yaani, kuzingatia sheria zilizokubaliwa na wengi wa wamiliki wa rasilimali. Mtandao unaoendesha hauamuliwi na timu au Mkurugenzi Mtendaji, lakini kimsingi na wamiliki wa rasilimali. Upatikanaji wa wateja wengi mbadala ni wa manufaa, ingawa bado sio kawaida.