ما هو الرقم الفريد (Nonce)؟
الرقم الفريد (Nonce) هو قيمة أو رقم يُستخدم لمرة واحدة فقط. تُستخدم الأرقام الفريدة بشكل شائع في بروتوكولات المصادقة ودوال التجزئة التشفيرية.
الرقم الفريد في تقنية البلوكشين
في سياق تقنية البلوكشين، يُشير الرقم الفريد إلى رقم شبه عشوائي يُستخدم كعداد خلال عملية التعدين. على سبيل المثال، يجب على معدّني البيتكوين محاولة تخمين رقم فريد صالح عن طريق إجراء عدة محاولات لحساب تجزئة الكتلة التي تفي بمتطلبات معينة (أي تبدأ بعدد معين من الأصفار).
عملية التعدين واستخدام الرقم الفريد
أثناء المنافسة على تعدين كتلة جديدة، يحصل أول مُعدن يعثر على رقم فريد ينتج عنه تجزئة كتلة صحيحة على الحق في إضافة الكتلة التالية إلى سلسلة الكتل (البلوكشين) ويتم مكافأته على ذلك. بعبارة أخرى، تتضمن عملية التعدين قيام المعدنين بتنفيذ العديد من دوال التجزئة مع عدة قيم مختلفة للرقم الفريد حتى يتم إنتاج مخرجات صحيحة.
التجزئة والتصحيح التلقائي للصعوبة
إذا كانت النتيجة التجزئة التي حصل عليها المُعدن أقل من العتبة المحددة سلفًا، تُعتبر الكتلة صحيحة ويتم إضافتها إلى سلسلة الكتل. وإذا لم تكن النتيجة صحيحة، يواصل المُعدن المحاولات مع قيم مختلفة للرقم الفريد. عندما يتم تعدين كتلة جديدة بنجاح والتحقق من صحتها، تبدأ العملية من جديد.
معظم أنظمة إثبات العمل (Proof of Work)
في نظام البيتكوين ومعظم أنظمة إثبات العمل، يتمثل الرقم الفريد في رقم عشوائي يستخدمه المُعدنين لتكرار حساباتهم التجزئية. يعمد المعدّنون إلى اتباع أسلوب المحاولة والخطأ، حيث يستخدمون في كل حساب قيمة جديدة للرقم الفريد. هذا لأنه من الصعب للغاية تخمين الرقم الفريد الصحيح بدقة.
تعديل الصعوبة
يتم تعديل متوسط عدد محاولات التجزئة تلقائيًا بواسطة البروتوكول لضمان توليد كتلة جديدة كل 10 دقائق في المتوسط. تُعرف هذه العملية بـ “تعديل الصعوبة”، وهي التي تحدد عتبة التعدين (أي عدد الأصفار التي يجب أن تبدأ بها تجزئة الكتلة لتُعتبر صالحة).
قوة التجزئة وتأثيرها على التعدين
تعتمد صعوبة تعدين كتلة جديدة على مقدار قوة التجزئة (معدل التجزئة) الملتزم بها في نظام البلوكشين. كلما زادت قوة التجزئة المخصصة للشبكة، زادت العتبة، مما يعني أن هناك حاجة إلى مزيد من القوة الحسابية لتكون معدناً تنافسياً وناجحاً. وعلى العكس، إذا قرر المعدّنون التوقف عن التعدين، سيتم تعديل الصعوبة وتنخفض العتبة، مما يتطلب قدرًا أقل من قوة التجزئة للتعدين، ولكن يضمن البروتوكول أن يتبع توليد الكتلة جدولاً زمنيًا مدته 10 دقائق بغض النظر عن ذلك.
