فهم الرقم العشوائي: حجر البناء التشفيري للتعدين في البلوكتشين

ما هو الرقم العشوائي (Nonce) في سياق البلوكتشين؟

في تكنولوجيا البلوكتشين، يُستخدم رقم nonce ( مرة واحدة ) كقيمة عشوائية زائفة تعمل كعداد أثناء عمليات التعدين. يلعب هذا الرقم البسيط الظاهر دورًا حاسمًا في كيفية تحقق شبكات البلوكتشين وتأمين المعاملات. في كل مرة يحاول فيها المعدن حل لغز حسابي، يجب عليهم التجربة بقيم nonce مختلفة حتى ينتج أحدها النتيجة المرغوبة.

كيف تستخدم المناجم قيم النونز

تدور عملية التعدين أساسًا حول التجربة والخطأ. على سبيل المثال، يقوم معدنو البيتكوين باختبار قيم nonce المختلفة باستمرار لحساب تجزئة الكتلة التي تلبي معايير محددة. تتطلب هذه المعايير عادةً أن تبدأ التجزئة بعدد محدد مسبقًا من الأصفار. وظيفة المعدن هي العثور على التذكرة الذهبية—تلك القيمة nonce الوحيدة التي، عند دمجها مع بيانات الكتلة الأخرى وتمر عبر دالة التجزئة، تنتج نتيجة صالحة.

بمجرد أن يكتشف عامل التعدين nonce صالح ويجتاز الهاش الناتج التحقق، فإنه يكسب الحق في إضافة الكتلة الجديدة إلى البلوكتشين وتلقي مكافأة التعدين المرتبطة. هذه المنافسة تقود نظام إثبات العمل بالكامل، حيث تحدد السرعة والقوة الحاسوبية الفائز.

العلاقة بين العدد العشوائي وصعوبة التعدين

ما يجعل التعدين مثيرًا للاهتمام بشكل خاص هو آلية ضبط الصعوبة التلقائية المدمجة في بروتوكولات إثبات العمل. تم تصميم شبكة البلوكتشين للحفاظ على جدول زمني ثابت لتوليد الكتل - تستهدف البيتكوين تقريبًا كتلة واحدة كل 10 دقائق، بغض النظر عن مقدار قوة التعدين التي تنضم إلى الشبكة أو تغادرها.

عندما يشارك المزيد من المعدنين وتزداد قوة التجزئة المجمعة، يقوم البلوكتشين بضبط عتبة الصعوبة upward. هذا يعني أن المعدنين يجب أن يجدوا قيم nonce تنتج مخرجات تجزئة تبدأ بمزيد من الأصفار، مما يتطلب محاولات حسابية أكثر بشكل أسي. على العكس من ذلك، إذا انخفضت نشاطات التعدين، فإن البروتوكول يقلل تلقائيًا من عتبة الصعوبة، مما يسمح للمعدنين بالعثور على nonces صالحة بسهولة أكبر ويُبقي الجدول الزمني لإنشاء الكتل مستقرًا.

لماذا لا يمكن أبداً التنبؤ بقيم النونز

تتمثل براعة نظام النونيس في عدم قابليته للتنبؤ. إن احتمال تخمين نونيس صالح بشكل صحيح من المحاولة الأولى يكاد يكون صفراً. تضمن هذه اليقين الرياضي أن على المعدنين القيام بعمل حسابي حقيقي - ملايين أو مليارات من حسابات الهش بقيم نونيس مختلفة - قبل اكتشاف حل صالح. هذه الآلية القائمة على إثبات العمل هي ما يؤمن البلوكتشين ضد الهجمات ويضمن عدم تمكن كيان واحد من التلاعب بالنظام بسهولة.

الرقم العشوائي، على الرغم من كونه مجرد رقم، يمثل الجهد الحاسوبي المطلوب للوصول إلى توافق في شبكة البلوكتشين اللامركزية.