ضریب ناکاموتو چیست؟ بررسی معیار غیرمتمرکز بودن بلاکچین ها

اگر خاصیت غیرمتمرکز بودن در فناوری بلاکچین برایتان جذاب باشد، احتمالا تاکنون به مباحثی درباره ضریب ناکاموتو برخورد کرده‌اید. با اینکه این مفهوم پیچیده به نظر می‌رسد، بعد از درک آن متوجه سادگی آن خواهید شد. در این مطلب از پارسیان کریپتو به شما نشان می‌دهیم که ضریب ناکاموتو چیست و هر آنچه که باید درباره این ضریب بدانید را در اختیارتان قرار می‌دهیم تا تصمیمات مالی خود را با آگاهی بیشتری اتخاذ کنید.

ضریب ناکاموتو چیست؟

ضریب ناکاموتو (Nakamoto Coefficient) برای ارزیابی میزان غیرمتمرکز بودن یک شبکه بلاکچین استفاده می‌شود و تعداد ولیدیتورها (تاییدکنندگان تراکنش‌ها روی بلاکچین) یا نودهایی را نشان می‌دهد که در صورت هک شدن می‌توانند روی بلاکچین تاثیر مخرب گذاشته و از عملکرد صحیح آن جلوگیری کنند. هر چه تعداد ولیدیتورها/اعتبارسنج‌های لازم برای دستکاری بلاکچین بیشتر باشد به این معنی است که ریسک اتفاق افتادن این حادثه کمتر خواهد بود و بنابراین شبکه غیرمتمرکزتر است. البته همه شبکه‌ها به یک روش کار نمی‌کنند. برای مثال، اگر یک شبکه تعداد زیادی نود اما تعداد کمی ولیدیتور داشته باشد، نسبت به شبکه دیگری با همین تعداد نود، متمرکزتر به حساب می‌آید.

در سال ۲۰۱۷، بالاجی اس.سرینیواسان (Balaji S.Srinivasan)، مدیر سابق بخش فناوری شرکت کوین‌بیس (Coinbase) و یکی از شرکای اندرسن هوروویتز (Anderessen Horowitz) پیشنهاد کرد که از این ضریب برای ارزیابی میزان غیرمتمرکز بودن بلاکچین‌ها استفاده شود. به این ترتیب، متوجه می‌شویم که تغییرات کوچک چطور می‌توانند روی بلاکچین تاثیر بگذارند. بهینه‌سازی الگوریتم‌های اجماع هم با این روش ساده‌تر می‌شود. اسم این معیار از نام ساتوشی ناکاموتو، مخترع بیت کوین گرفته شد اما ضریب ناکاموتو فقط مختص بیت کوین نیست و با آن می‌توان بلاکچین‌های مختلف را تحلیل کرد.

سرینیواسان ابتدا قصد داشت یک روش کمّی برای تعیین دقیق میزان غیرمتمرکز بودن سیستم‌ها پیدا کند. او به این منظور روشی ترکیبی از ضریب جینی (Gini Coefficient) و منحنی لورنز (Lorenz Curve) را پیشنهاد کرد. این معیارها به طور کلی برای نگاه به نابرابری‌ها و عدم یکنواختی اقتصاد جامعه استفاده می‌شوند، اما سرینیواسان با یک ایده انقلابی آن را برای ارزیابی مفاهیم غیرمتمرکزسازی بلاکچین به کار گرفت. از آنجا که هر شبکه بلاکچین از چند سیستم زیرمجموعه تشکیل شده، با تعیین مقدار قدرت لازم در هر زیرمجموعه برای تحت کنترل گرفتن طرح کل، می‌توان درباره میزان غیرمتمرکز بودن شبکه، فرضیه‌هایی را ارائه کرد. هر چه قدرت لازم برای در دست گرفتن کنترل کل شبکه در بین اجزای بیشتری توزیع شده باشد، این اتفاق سخت‌تر پیش خواهد آمد و در نتیجه آن شبکه غیرمتمرکزتر خواهد بود.

منحنی لورنز

مفاهیمی مثل منحنی لورنز  و ضریب جینی برای محاسبه ضریب ناکاموتو استفاده می‌شوند. منحنی لورنز نابرابری‌های جامعه را ارزیابی می‌کند که می‌توان در بحث متمرکز بودن از آن استفاده کرد. وقتی ثروت به طور نامساوی بین اعضای جامعه توزیع شده باشد، نمودار منحنی نشان خواهد داد که ثروت در دست عده محدودی متمرکز شده است. این منحنی، سهم درآمد در بخش‌های مختلف جامعه را نشان می‌دهد. برای نمایش برابری کامل، باید خطی با زاویه ۴۵ درجه بخش‌های y و x را از هم جدا کند که در تصویر با رنگ بنفش نمایش داده شده است.

مثالی از منحنی لورنز

مثال ارائه شده در نمودار نشان می‌دهد که ۲۰ درصد جمعیت فقیر هستند و تنها ۵ درصد درآمد جامعه‌ی مورد نظر را در دست دارند. در مقابل ۱۰ درصد از مردم، ۴۵ درصد درآمد آن جامعه را در اختیار دارند. در صورتی که منحنی مبتنی بر داده‌ها به خط «برابری» نزدیک شود، نشان از توزیع عادلانه‌تر ثروت در جامعه خواهد داشت. اقتصاددانان از این منحنی برای محاسبه ضریب جینی (یک معیار محبوب برای ارزیابی نابرابری‌های اجتماعی) استفاده می‌کنند.

جدای از اینکه این ضریب برای مباحث اقتصادی مفید هست یا خیر، به نظر می‌رسد کاربرد آن برای محاسبه غیرمتمرکز بودن بلاکچین‌ها درست باشد؛ چرا که اگر گروه کوچکی از اعضای یک سیستم، بخش عمده شبکه را کنترل کنند، می‌توان گفت سیستم بسیار متمرکز عمل می‌کند. به عبارت ساده‌تر، ضریب ناکاموتو حداقل تلاش لازم برای در کنترل گرفتن یک شبکه بلاکچین را نمایش می‌دهد. ضریب بالاتر نشان دهنده دشواری تسلط بر آن بلاکچین و ضریب کمتر نشان دهنده آسیب‌پذیری بیشتر آن است. یعنی بلاکچین‌های غیرمتمرکزتر ضریب بالاتر و بلاکچین‌های متمرکزتر ضریب ناکاموتوی پایین‌تری دارند.

نحوه محاسبه ضریب ناکاموتو

ضریب ناکاموتو ترکیبی از ضریب جینی و مفهوم سیستم‌های زیرمجموعه است. بالاجی معتقد است برای پیدا کردن پاسخ این سوال که «همدستی چند زیرمجموعه می‌تواند کنترل کل شبکه را تحت تاثیر قرار دهد» باید ابعاد مختلف بلاکچین را به صورت مجزا ارزیابی کنیم. او به این منظور ۶ سیستم زیرمجموعه را برای شبکه بلاکچین عنوان کرده که برای ارزیابی میزان غیرمتمرکز بودن کلی یک بلاکچین باید بررسی شوند.

• استخراج (از نظر پاداش)
• کلاینت (به ازای هر کد پایه)
• توسعه‌دهندگان (از نظر Commitهای نرم‌افزار)
• صرافی‌ها (با توجه به حجم معاملات)
• نودها (از نظر تعداد)
• مالکیت (از نظر تعداد آدرس‌ها)

در صورتی که حداقل ۵۱ درصد نودها یا اجزای سیستم‌های زیرمجموعه متحد یا هک شوند، سیستم سالم غیرمتمرکز به خطر می‌افتد. این عدد (تعدادی که ۵۱ درصد اجزاء را شامل می‌شود) ممکن است با توجه به سیستم‌های زیرمجموعه متفاوت باشد. البته بعضی از بلاکچین‌ها برای آسیب‌پذیر شدن نیازمند دستیابی به کنترل ۶۰ یا ۷۵ درصدی هستند.

وقتی ماینینگ یا استخراج روی یک شبکه دارای الگوریتم اثبات کار (PoW) انجام می‌شود، اگر کسی ۵۱ درصد قدرت محاسباتی شبکه را در اختیار داشته باشد می‌تواند کنترل این الگوریتم اجماع را در دست گرفته و باعث دابل‌اسپندینگ و تغییر در اطلاعات آن شود. همین مشکل می‌تواند در یک صرافی رمزارز هم اتفاق بیفتد. در کنترل گرفتن ۵۱ درصد حساب‌های کاربری یک صرافی رمزارز، برای از بین بردن نقدینگی سیستم صرافی و مختل کردن آن کافی است. پیشنهاد می‌کنیم مقاله الگوریتم اثبات کار چیست؟ را نیز مطالعه نمایید.

در ادامه برخی از این سیستم‌های زیرمجموعه را بررسی می‌کنیم:

ضریب ناکاموتو در زمینه ماینینگ و استیکینگ

در تصویر زیر توزیع نرخ هش بیت کوین نمایش داده شده و می‌توانیم این درصد را در آن مورد بررسی قرار دهیم. برای در دست گرفتن کنترل این سیستم زیرمجموعه، شما باید کنترل بیش از ۵۱ درصد قدرت استخراج شبکه را در دست داشته باشید. طبق نمودار، حداقل ۳ استخر ماینینگ باید همزمان مورد هجوم قرار بگیرند تا شخص یا اشخاص مسبب آن بتوانند شبکه را تحت کنترل دربیاورند. این یعنی ضریب ناکاموتوی ماینینگ بیت کوین ۴ است.

اگر بخواهیم همین موضوع را روی بلاکچینی که از الگوریتم اثبات سهام استفاده می‌کند بسنجیم محاسبات متفاوت خواهند بود. (پیشنهاد می شود مقاله الگوریتم اثبات سهام چیست را مطالعه کنید) برای این نوع بلاکچین توافق بین ۳۳ درصد از استیک‌کنندگان کفایت می‌کند. برای مثال در بلاکچین سولانا جمع شدن قدرت ۱۹ نود (تاییدکننده تراکنش) برای در دست گرفتن کنترل شبکه لازم است. ضریب ناکاموتوی استیکینگ سولانا، نسبت به بیت کوین (عدد ۴) بیشتر است و در نتیجه این رمزارز از این لحاظ نسبت به بیت کوین غیرمتمرکزتر عمل می‌کند. پیشنهاد می‌کنیم مقاله بیت کوین چیست؟ را مطالعه نمایید.

با این حال، سرمایه شبکه‌هایی که از الگوریتم اثبات کار استفاده می‌کنند نسبت به بلاکچین‌های اثبات سهام سریعتر نقد می‌شوند. در طی حمله، ماینرها می‌توانند کار در استخرهای ماینینگ را متوقف کنند تا قدرت هش از بین برود، اما انجام این کار در بلاکچین سولانا به زمان طولانی‌تری نیاز دارد. حال که با ضریب ناکاموتو در زمینه ماینینگ و استیکینگ آشنا شدید به سراغ مفهوم ضریب ناکاموتو در زمینه حق مالکیت می‌رویم.

ضریب ناکاموتو در زمینه حق مالکیت

یکی دیگر از آمارهای جالب برای غیرمتمرکز بودن یک بلاکچین، به حق مالکیت آن دارایی دیجیتال توسط آدرس‌های مختلف بستگی دارد. در حالت ایده‌آل، تعداد آدرس‌هایی که مجموع حجم آن‌ها درصد زیادی از ارز دیجیتالِ در گردش را در اختیار دارند باید زیاد باشد. در صورتی که چند آدرس محدود روی هم رفته حجم زیادی از رمزارز را دارا باشند با فروش رمزارزشان می‌توانند تاثیر عظیمی روی بازار آن ارز ایجاد کنند.

در حین نوشتن این مقاله، مجموع حجم رمزارز شیبا اینو در ۱۴ آدرس کیف پول، ۶۴ درصد کل این رمزارز در بازار را تشکیل می‌دهد. فقط یک آدرس کیف پول ۴۱ درصد شیباهای در گردش را در اختیار دارد و مجموع ۴ آدرس چیزی حدود ۵۳ درصد کل توکن در گردش را تشکیل می‌دهد که این موضوع می‌تواند برای سایر سرمایه‌گذاران مشکل‌ساز شود. در واقع سرمایه‌گذاران این رمزارز، ارزش سرمایه خود در این ارز دیجیتال را مدیون این چهار آدرس هستند که تاکنون حرکت مخاطره‌انگیزی را انجام نداده‌اند. به این ترتیب، ضریب ناکاموتوی شیبا اینو در زمینه حق مالکیت توکن مشمول رقم پایینی (۴ آدرس کیف پول) می‌شود.

نکته: مثال ضریب ناکاموتو در زمینه حق مالکیت ارز شیبا تنها برای روشن شدن بیشتر مطلب آورده شده است، چرا که حساب ۴۱ درصدی این رمزارز مربوط به کیف پولی است که ویتالیک بوترین با ارسال شیبا به آن، در حقیقت نوعی توکن‌سوزی را انجام داد. در واقعیت کیف پول ۴۱ درصدی شیبا اینو تاثیری در بازار این رمزارز نخواهد داشت چون هرگز از آن استفاده نمی‌شود.

لازم به ذکر است که استفاده از معیار ضریب ناکاموتو برای تعیین غیرمتمرکز بودن حق مالکیت در یک رمزارز، صد در صدی نیست چون ممکن است یک شخص چندین آدرس داشته باشد. در این صورت شاید ضریب ناکاموتو عدد بالایی را نشان دهد که باعث گمراهی خواهد بود چون وقتی یک مالک در چندین کیف پول مقدار قابل توجهی از یک رمزارز را در اختیار داشته باشد فرقی با داشتن یک کیف پول با حجم عظیم ندارد. به همین دلیل است که برای تعیین میزان غیرمتمرکز بودن یک بلاکچین باید آن را از ابعاد مختلف مورد بررسی قرار داد. تاکنون ارقام پایینی برای ضریب ناکاموتوی رمزارزهای مختلف به دست آمده است. در حقیقت ضریب ناکاموتوی یک پروتکل کاملا غیرمتمرکز باید حداقل به پنج رقم برسد که هنوز چنین چیزی محقق نشده است.

مزایا و معایب ضریب ناکاموتو چیست؟

همانطور که می‌بینید، ضریب ناکاموتو یک مفهوم منحصربفرد در تحلیل بلاکچین است. این ضریب‌ در مقایسه با سایر معیارها مزایا و معایب خاصی دارد. در ادامه به صورت مجزا خواهیم دید که مزایا و معایب ضریب ناکاموتو چیست:

مزایای ضریب ناکاموتو

استفاده از ضریب ناکاموتو مزایای زیر را به همراه دارد:

• شناسایی سریع بلاکچین‌های غیرمتمرکز: بزرگترین منفعت این معیار، آن است که مقایسه بین بلاکچین‌ها را ساده می‌کند. وقتی نمره ناکاموتو محاسبه می‌شود می‌توان با یک نگاه به آن گفت که کدام رمزارزها غیرمتمرکزند و دقیقا هر رمزارز تا چه حد غیرمتمرکز است.
• تحلیل مشخصه‌های مختلف بلاکچین: ضریب ناکاموتو بسیار منعطف است. شما می‌توانید آن را در موقعیت‌های مختلف بسنجید. می‌توانید ضریب آن ابعاد از بلاکچین که برایتان اهمیت بیشتری دارد را محاسبه کنید.
• مشخص شدن آسیب‌پذیری احتمالی: این معیار نشان می‌دهد که چقدر تلاش برای کنترل و ایجاد اختلال در روند یک سیستم نیاز است. می‌توانید از آن برای پیدا کردن ایمن‌ترین رمزارزها استفاده کنید. کم بودن ضریب ناکاموتو به شما نشان می‌دهد که آسیب‌پذیری آن بیشتر است.
• طراحی روش‌هایی برای بهینه‌سازی غیرمتمرکزسازی: یکی از اصلی‌ترین دلایل سرینیواسان برای ایجاد این ضریب، بهینه‌سازی خاصیت غیرمتمرکز بودن بلاکچین است. ضریب ناکاموتو به شما نشان می‌دهد که هر تغییری چه تفاوتی را در بلاکچین ایجاد می‌کند. کاربران بلاکچین می‌توانند چندین سناریو را آزمایش کنند و ببینند کدام یک باعث بهینه شدن بیشتر غیرمتمرکزسازی بلاکچین می‌شود.

معایب ضریب ناکاموتو

ضریب ناکاموتو علی‌رغم مزایایی که ارائه می‌دهد، عیوب زیر را هم به همراه دارد:

• دستکاری ساده نتیجه با انتخاب مجموعه‌های داده مختلف: وقتی ضریب ناکاموتو را محاسبه می‌کنید مجموعه‌ داده‌های استفاده شده برای این محاسبه می‌توانند تفاوت زیادی ایجاد کنند.

 برای مثال اگر قصد دارید میزان غیرمتمرکز بودن یک بلاکچین از نظر مالکیت را بسنجید، در نظر گرفتن تعداد کل کیف پول‌ها، حتی مواردی که مقدار کمی از آن رمزارز را دارند، باعث می‌شود آن بلاکچین بسیار غیرمتمرکز به نظر بیاید. با این حال، اگر فقط مالکانی را در نظر بگیرید که مثلا بیش از ۵۰۰ دلار سرمایه‌شان در آن رمزارز است، احتمال دارد نتیجه نهایی نشان‌دهنده یک بلاکچین کاملا متمرکز باشد.

• محاسبات پیچیده آماری: ضریب ناکاموتو فقط با جمع و تفریق اعداد به دست نمی‌آید. فرمول محاسبه این ضریب ساده نیست. شما باید برای به دست آوردن مجموعه زیادی از اطلاعات وقت گذاشته، آن‌ها را روی نمودار منحنی لورنز ترسیم کنید و در نهایت نتایج را مورد تجزیه و تحلیل قرار دهید.

آیا ضریب ناکاموتو مفید است؟

ضریب ناکاموتو مطمئنا یکی از مفیدترین روش‌ها برای ارزیابی غیرمتمرکز بودن بلاکچین است. اکثر معیارهای دیگر فقط نشان می‌دهند که بلاکچین متمرکز یا غیرمتمرکز است در حالی که ضریب ناکاموتو غیرمتمرکز بودن بلاکچین را به صورت پیوستار نشان می‌دهد. می‌تواند مشخص کند که یک بلاکچین دقیقا چقدر غیرمتمرکز است و چه نقاط قوت و ضعفی دارد.

البته این ضریب ایراداتی هم دارد. برای تجزیه و تحلیل و محاسبه آن باید وقت زیادی صرف شود. نمی‌توان به سادگی گفت که بلاکچین A از بلاکچین B ضریب بالاتری دارد و غیرمتمرکزتر است. عوامل مختلفی در محاسبه این ضریب برای ابعاد مختلف بلاکچین دخیل هستند.

برای اندازه‌گیری ضریب ناکاموتو باید سیستم‌های زیرمجموعه بلاکچین را به دقت بررسی کنید. حواستان باشد که بلاکچین‌ها از جنبه‌های مختلفی می‌توانند غیرمتمرکز باشند. حتی اگر ضریب یک بلاکچین برای یکی از این جنبه‌ها غیرمتمرکز بودن آن را نشان دهد، ممکن است یکی دیگر از ابعاد آن نمایش دهنده متمرکز بودن آن سیستم باشد.

در جمع‌آوری مجموعه داده‌ها هم باید دقت کنید و برای آن وقت بگذارید. برخی ضریب‌ ناکاموتو را در بازه‌های زمانی کوتاه محاسبه می‌کنند یا مجموعه وسیعی از کاربران محاسبات متفاوتی به دست می‌آورند که باعث می‌شود اعتماد به این ضریب کاهش پیدا کند.

ضریب ناکاموتو در میان بلاکچین های معتبر

حال که با مفهوم و ساز و کار این ضریب آشنا شدید، زمان آن رسیده که نگاهی به ضریب ناکاموتو در میان بلاکچین های معتبر داشته باشیم.

ضریب ناکاموتوی بیت کوین

بیت کوین تقریبا در همه زمینه‌ها، بیشترین ضریب ناکاموتو را دارد. این ضریب در بخش توسعه‌دهندگان، حق مالکیت و اعتبارسنجی به میزان قابل توجهی نسبت به سایر بلاکچین‌ها بیشتر است. به همین دلیل هم بیت کوین یکی از غیرمتمرکزترین بلاکچین‌ها به شمار می‌رود. برای مثال، این ارز دیجیتال ۱۴٫۴۰۹ ولیدیتور یا اعتبارسنج دارد و امتیاز ناکاموتوی آن ۷٫۳۴۹ است. این در حالی است که ضریب اکثر بلاکچین‌ها در این زمینه کمتر از ۱۵ است.

ضریب ناکاموتوی سولانا

سولانا یکی از اولین رمزارزهایی بود که ایده ضریب ناکاموتو را به دنیای ارزهای دیجیتال شناساند. این اندازه‌گیری اغلب توسط کاربرانی مطرح می‌شد که ادعا داشتند این بلاکچین از نظر منطقی متمرکز است. با توجه به تعداد ولیدیتورهای سولانا، ضریب ناکاموتوی این رمزارز از حیث اعتبارسنجی ۱۹ است که رقم مناسبی به شمار می‌رود.

 امتیاز ناکاموتوی سولانا به ویژه در بخش استخرهای ماینینگ بالا است. با این حال، وقتی اندازه‌گیری در زمینه حق مالکیت و نودها را در نظر بگیریم، باید گفت امتیازات نسبتا ضعیفی برای تمرکززدایی بلاکچین دارد.

ضریب ناکاموتوی آوالانچ

ضریب ناکاموتوی بلاکچین آوالانچ در چندین زمینه رقم بالایی را نشان می‌دهد. این ضریب در بخش تعداد کل اعتبارسنج‌ها، ۲۶ بوده و سایر زیرمجموعه‌های آن هم نمره خوبی دریافت می‌کنند. این موضوع برای طرفداران آوالانچ جای تعجب ندارد، چرا که از زمان راه‌اندازی آن، تمرکززدایی، در اولویت برنامه‌های این پروژه قرار داشته است.

با توجه به نمرات ضریب ناکاموتوی این رمزارز، باید گفت آوالانچ غیرمتمرکزترین بلاکچین اثبات سهام به شمار می‌رود.

ضریب ناکاموتوی اتریوم

اندازه‌گیری ضریب ناکاموتوی اتریوم تا حدی دشوار است و مقاله جداگانه‌ای می‌طلبد. شبکه اتریوم آنقدر بزرگ است که نمی‌توان تعداد اعتبارسنج‌های آن را تعیین کرد. با این حال، برخی از کارشناسان بلاکچین موفق شدند این اندازه‌گیری را برای بخش‌های کوچک‌تر زیرمجموعه آن انجام دهند. اتریوم در زمینه تمرکززدایی در بخش توسعه‌دهندگان و حق مالکیت امتیازات پایین تا متوسطی دارد. اما در ارائه‌ی یک شبکه نود غیرمتمرکز، عملکرد بسیار خوبی دارد. اگر توزیع نودها را در نظر بگیریم، امتیاز اتریوم از بیت کوین هم بیشتر خواهد بود.

سخن پایانی

ضریب ناکاموتو در صورتی مفید است که زمان کافی برای تجزیه و تحلیل داده‌ها صرف شده باشد. استفاده از این ضریب برای تحلیل سیستم‌های زیرمجموعه می‌تواند به سادگی بلاکچین‌های مختلف را از نظر سطح غیرمتمرکز بودن رتبه‌بندی کند. این یعنی، ضریب نامبرده یکی از مفیدترین ابزارها برای تعیین غیرمتمرکز بودن بلاکچین‌ها به شمار می‌رود.

سوالات متداول

ضریب ناکاموتو چیست؟

این ضریب نشان می‌دهد که یک عامل مخرب برای دستکاری زنجیره بلاکچین، باید کنترل حداقل چند نود یا اعتبارسنج را به دست بگیرد. از ضریب ناکاموتو برای محاسبه میزان غیرمتمرکز بودن بلاکچین‌ها استفاده می‌‌شود.

ضریب ناکاموتو در زمینه حق مالکیت چیست؟

تصور کنید بیش از ۵۱ درصد توکن‌های در گردش یک رمزارز، در دست تعداد محدودی از آدرس‌ها باشد. در این صورت رمزارز ذکر شده، از نظر ضریب ناکاموتو امتیاز پایینی را کسب می‌کند و احتمال آسیب‌پذیری بیشتری خواهد داشت.

ضریب ناکاموتوی ماینینگ و استیکینگ چیست؟

یک عامل مخرب برای دستکاری داده‌های ماینینگ و استیکینگ باید حداقل ۵۱ درصد از قدرت ماینینگ یا استیکینگ شبکه را در اختیار داشته باشد. این ضریب نشان می‌دهد که عامل مخرب باید کنترل چه تعداد از استخرهای ماینینگ یا استیکینگ را در دست داشته باشد تا به مقصود خود برسد.