نانس چیست؟ | نانس (Nonce) در شبکه بلاک چین

احتمالا این مقاله را زمانی مطالعه می‌کنید که در یک وبسایت و یا در استوری یک تحلیل گر کریپتوکارنسی کلمه نانس را شنیده‌اید. این مقاله برای شما نوشته شده و پیشنهاد می‌کنیم تا انتها همراه ما باشید. چرا که در این مقاله در خصوص نانس در شبکه بلاک چین صحبت خواهیم کرد.

البته لازم است یادآور شویم که قبل از مطالعه این مقاله بهتر است مقاله هش چیست را مطالعه کنید. چراکه برای فهم بیشتر نانس باید با هش آشنا باشید.

نانس چیست؟

نانس (Nonce) مخفف عبارت "عددی که تنها یک بار به کار می‌‌رود یا Number only used once" است. نانس عددی است که به یک بلوک هش شده اضافه می‌شود و به هش شدن بلاک کمک خواهد کرد. نانس عددی است که ماینرهای بلاک چین با استفاده از انرژی برق و الگوریتم‌های پیچیده آن را پیدا خواهند کرد و با استفاده از آن تراکنش‌های شبکه را تایید می‌کنند.

یافتن نانس دشوار است و nonce به عنوان راهی برای از بین بردن ماینرهای ضعیف ارز دیجیتال مورد استفاده قرار می‌گیرد. نانس برای طیف وسیعی از برنامه‌های شبکه رایانه‌ای از جمله تأیید اعتبار برای خریدها، احراز هویت دو عاملی یا انواع دیگر بازیابی و شناسایی حساب استفاده می‌شود.

بلاک چین یک فناوری بسیار پویا و همیشه در حال تغییر است. وقتی نوبت به قسمت کاربردی بلاک چین می‌رسد، جهان به دو قسمت تقسیم می‌شود:  یک عده می‌گویند بلاک چین پتانسیل تغییر جهان را دارد و دیگران عقیده‌ای خلاف این را دارند و فکر می‌کنند بلاک چین یک حباب بزرگ است که به زودی منفجر خواهد شد. هرچه که باشد، نکته مهمی که باید در مورد این فناوری به یاد داشته باشیم این است که محبوبیت این فناوری روز به روز در حال افزایش است و به زودی قرار است به بخشی از بدنه اصلی تجارت تبدیل شود. ویژگی‌هایی وجود دارد که بلاک چین را به یک فناوری مطمئن تبدیل می‌کند. یکی از ویژگی‌ها نانس (NONCE) است.

کلمه نانس از دو عبارت تشکیل شده است. یکی حرف (n) که مخفف عدد (Number) است و دیگری عبارت (Once) به معنای فقط یکبار است. از نظر فنی نانس یک عدد تصادفی دلخواه 32 بیتی است که می‌تواند فقط یکبار استفاده شود.

همه ما می‌دانیم که هسته مرکزی شبکه بلاک چین بیت کوین از قانون اثبات کار پیروی می‌کند. به این معنی که استخراج کنندگان باید هش را پیدا کنند تا بتوانند معمای حساب را حل کنند. پس از پیدا کردن هش، آن نودی که هش را پیدا کرده است برنده بلوک می‌شود. برای معتبرتر کردن روند استخراج و پاداش ماینرها، نانس به عنوان برچسب زمان ثبت می‌شود.

خب، اگر بخش فنی نانس را کنار بگذاریم، به یک مثال ساده از نانس می‌رسیم. فرض کنید معلم در کلاس درس مسئله‌ای را بر روی تخته می‌نویسد و به دانش آموزان می‌گوید هر فردی که بتواند این مسئله را حل کند جایزه دریافت خواهد کرد.

و آن مسئله این است:

315 +؟ = 319

دانش آموزان به ترتیب بلند می‌شوند و جواب‌های خود را به استاد می‌گویند.

اما در انتها، معلم جایزه را به دانش آموزی می‌دهد که پاسخ درست را زودتر از همه گفته است.

نانس در شبکه بلاک چین دقیقا همین شکل است.

در مثال ما:

معلم = بلاک چین است.

دانش آموز = نود است.

جایزه = پاداش است.

معما = نانس است.

بیاید برویم سر اصل مطلب:

در شبکه بلاک چین، استخراج کنندگان باید شماره مناسبی را پیدا کنند تا به بلوک اضافه کنند و معما را حل کنند.

نانس همان عددی است که هر نود (هر دانش آموز) می‌تواند یک بار حدس بزند(فقط می‌تواند یک بار پاسخ درست را بگوید).

اگر این نود بتواند نانس را در کمترین زمان ممکن پیدا کند (معما را در کمترین زمان ممکن حل کند) پاداش دریافت خواهد کرد.

مطالعه این مقاله توصیه می‌شود: سایت های خبری ارز دیجیتال

چرا نانس مهم است؟

مفهوم نانس در بلاک چین بسیار حائز اهمیت است زیرا ماینرها نمی‌توانند تراکنش‌ها را بدون نانس انجام دهند و در صورت نبود نانس به طور کلی استخراجی هم صورت نخواهد گرفت. در مورد بیت‌کوین و بسیاری دیگر از سیستم‌های اثبات کار، نانس بیشتر شبیه یک عدد تصادفی عمل می‌کند. ماینرها از نانس برای آزمایش خروجی محاسبات هش خود استفاده می‌کنند. به طور کلی، ماینرها از روش آزمون و خطا برای تخمین نانس استفاده می‌کنند و در هر محاسباتی از مقادیر جدید نانس استفاده می‌کنند.

بنابراین، می توانید به اهمیت نانس در بلاک چین برای هدایت ماینرها به سمت بهترین مسیر برای پاداش پی ببرید. تخصیص جوایز برای ماینرها، هرگونه احتمال تکرار یا خرج مضاعف بیت کوین را از بین می‌برد. علاوه بر این، نانس در مکانیسم اثبات کار تغییر می‌کند و دارای اطلاعات ثابتی است که نشان دهنده منحصر به فرد بودن بلوک جدید است.

ارتباط سختی شبکه و نانس چیست؟

بیت کوین به طور متوسط هر 10 دقیقه یکبار استخراج می‌شود و زمان این استخراج باید در دراز مدت ثابت باشد. با افزایش قدرت رایانه‌ها، مطمئناً استخراج‌کنندگان به راحتی می‌توانند هش را پیدا کنند. برای اطمینان از استخراج مداوم بیت کوین در هر 10 دقیقه، باید سختی استخراج نیز تنظیم شود تا اگر تعداد سخت افزارهای رایانه و ماینرها افزایش یابد، تأثیری بر زمان یافتن بلاک‌های جدید نداشته باشد. هر چه سختی استخراج بیشتر باشد، مقدار هش معتبر کمتر است (یا صفرهای بیشتری در جلوی هش وجود دارد). سختی استخراج هر بلوک تقریباً هر 2 هفته مجددا تنظیم می‌شود. اگر ماینر هش را سریعتر از 10 دقیقه پیدا کند، سطح دشواری اضافه می‌شود، اما اگر ماینر هش را کمتر از 10 دقیقه پیدا کند، سطح دشواری کاهش می‌یابد.

ماینرها باید سعی کنند هش را حدس بزنند و الگوریتم هش را چهار میلیارد بار اجرا کنند تا هشی را پیدا کنند که با هدف دشواری مطابقت دارد. اگر دشواری هدف افزایش یابد، تلاش لازم برای یافتن هش مناسب دو برابر دشوارتر خواهد بود، این امر امنیت شبکه بیت کوین را افزایش می‌دهد. ماینرها علاوه بر حدس زدن nonce و اجرای الگوریتم‌های هش، باید بلوک‌ها را نیز اعتبار سنجی کنند. 

کاربردهای نانس (Nonce) در بلاک چین چیست؟

1. احراز هویت: یکی از کاربردهای اصلی نانس در احراز هویت است. وبسایت‌ها برای اطمینان از عدم استفاده مجدد از IP و اطلاعات قدیمی، از نانس استفاده می‌کنند.
2. هشینگ: نانس را می توان در سیستم اثبات کار برای تغییر ورودی به عملکرد هش رمزنگاری استفاده کرد.

رابطه هش با نانس در بلاک چین

بیایید مقداری در خصوص هش صحبت کنیم:

تابعی که برای تولید هش استفاده می‌شود قطعی است، بدین معنی که هر بار که ورودی یکسان استفاده شود نتیجه مشابهی ایجاد می‌کند.

این همچنین به این معنی است که این تابع می‌تواند یک ورودی هش شده را به طور موثر تولید کند.

با این کار اعمال هر گونه تغییر در اطلاعات و دیتاهای ورودی باعث ایجاد تغییرات بزرگ در هش خواهد شد.

این سیستم پیچیده باعث افزایش امنیت شبکه بلاک چین می‌شود.

میانگین تعداد تلاش برای هش کردن به طور خودکار توسط پروتکل شبکه بلاک چین تنظیم می‌شود.

این فرآیند به عنوان تنظیم دشواری استخراج شناخته می‌شود و همان چیزی است که آستانه استخراج را تعیین می‌کند.

مشکل در استخراج یک بلاک جدید به میزان هش ریت یک سیستم بلاکچین مربوط است.

هرچه قدرت هش بیشتر شود، آستانه بالاتر نیز خواهد رفت. به این معنی که برای یک استخراج کننده رقابتی و موفق، به قدرت محاسباتی بیشتری نیاز خواهد بود.

در مقابل، اگر ماینرها تصمیم بگیرند كه استخراج را متوقف كنند، مشكل ایجاد می‌شود و آستانه سقوط می‌كند. بنابراین نیروی هش كمتری برای استخراج مورد نیاز است.

افزودن تراکنش‌ها به شبکه بلاک چین به قدرت پردازش قابل توجهی در کامپیوتر نیاز دارند.

افراد و شرکت‌هایی که بلوک‌ها را پردازش می‌‎کنند، ماینر نامیده می‌شوند.

روند حدس زدن هش از یک بلوک شروع می‌شود اما لازم است نود موردنظر هش بلوک قبلی راهم بدست آورد.

اگر هش مطابق با الزامات تعیین شده باشد، بلوک به زنجیره بلوک اضافه می‌شود.

مطالعه این مقاله پیشنهاد می‌شود: استخراج ارز دیجیتال

چگونه نانس را پیدا کنیم؟

تعیین اینکه کدام رشته به عنوان نانس استفاده شود، به مقدار قابل توجهی آزمون و خطا نیاز دارد، زیرا یک رشته تصادفی است.

یک ماینر باید یک نانس را حدس بزند، آن را به هش سربرگ فعلی ضمیمه کند، مقدار را دوباره پرازش کند و این را با هش هدف مقایسه کند.

اگر مقدار هش حاصل مطابق با شرایط باشد، استخراج کننده یک راه حل ایجاد کرده و به آن بلوک اعطا می‌شود.

نانس صفر به چه معناست؟

نانس صفر یکی از مفاهیم مهم و کمتر شناخته شده‌  در بلاکچین است. هر تراکنش در بلاک چین دارای یک مقدار Nonce مرتبط با کیف پولی است که تراکنش را ایجاد کرده است. نانس صفر به این معنی است که این اولین تراکنش است که از یک کیف پول خاص انجام می‌شود و در ادامه مقدار Nonce در هر تراکنش متوالی به ترتیب "1" افزایش می‌یابد.

کاربرد عدد نانس در لغو تراکنش های در حال انتظار

اپلیکیشن های غیرمتمرکز و یا DAppها اغلب به عنوان قراردادهای هوشمند شناخته می شوند که پروتکل‌های تراکنش در یک بلاکچین مثل اتریوم هستند و به طور خودکار عملکردها و اقدامات خاصی مانند پردازش تراکنش‌ها را با شرایط و توافقات از پیش تعیین شده انجام می‌دهند. ارسال یک تراکنش، لغو آن، یا حل و فصل یک تراکنش معلق اتریوم، اقداماتی هستند که به عملکرد قراردادهای هوشمند مرتبط هستند.

در واقع تراکنش‌ها دستورالعمل‌هایی هستند که به صورت رمزنگاری از حساب‌ها امضا می‌شوند. شبکه‌ی بلاکچینی اتریوم از دو نوع اصلی تراکنش پشتیبانی می‌کند: تراکنش‌های استقرار قرارداد، تراکنش‌های بدون گیرنده و یا معلق و تراکنش‌های معمولی. تراکنش‌های معمولی ساده‌ترین نوع تراکنش‌هایی که برای انتقال ETH از یک کیف پول به کیف دیگر استفاده می‌شود. 

یک تراکنش معمولی ارسال شده شامل شناسه‌ی فرستنده یا امضایی است که وقتی کلید خصوصی فرستنده، تراکنش را امضا و تأیید می‌کند که فرستنده آن تراکنش خاص را مجاز کرده است. علاوه بر این آدرس دریافت کننده، مقدار ETH برای انتقال از فرستنده به گیرنده، اطلاعات مربوط به کارمزد تراکنش اتریوم و یک فیلد اختیاری برای گنجاندن داده‌های دلخواه، همگی بخشی از یک تراکنش معمولی ارسال شده هستند.

اشاره کردیم نوع دیگری از قراردادها در شبکه‌ی بلاکچین، قراردادهای معلق هستند. قراردادهای معلق می‌تواند برای کاربران مشکلاتی ایجاد کند بنابراین بسیاری از آنها تمایل دارند از که این قراردادهای معلق را لغو کنند. به دو روش می‌توان این گونه از قراردادها را لغو کرد، یکی از این روش ها با استفاده از عدد نانس است.

لغو تراکنش های معلق در شبکه‌ی بلاکچینی مثل اتریوم با استفاده از یک nonce سفارشی به معنای ایجاد یک تراکنش 0 ETH با کارمزد بالا به آدرس خود کاربر برای جلوگیری از گیرکردن تراکنش قبلی است. قبل از ارسال این تراکنش دوم، کاربران باید نانس استفاده شده توسط تراکنش معلق اصلی را یادداشت کنند و سپس از همان نانس که یادداشت کرده‌اند دوباره استفاده کنند. اگر کاربران چندین تراکنش در انتظار و یا معلق در اتریوم داشته باشند، ترجیحاً با قدیمی‌ترین تراکنش یا کمترین مقدار نانس باید این کار را انجام دهند.

نتیجه گیری

بعد از مطالعه این مقاله باید بتوانید به سوالات زیر پاسخ دهید:

1. نانس چیست و چه اهمیتی در بلاک چین دارد؟
2. در خصوص نانس، به چه ماینری پاداش داده می‌شود؟
3. کاربردهای نانس در بلاک چیست؟

ما تمام تلاش خودمان را انجام دادیم تا در این مقاله به تمامی موضوعات داغ و مهم نانس (Nonce) در بلاک چین اشاره کنیم؛ اما اگر هنوز سوالی وجود دارد که پاسخ آن را پیدا نکردید، پیشنهاد می‌کنیم آن سوال را در کامنت‌ها برای ما یادداشت کنید تا کارشناسان دنیای ترید به آن پاسخ دهند. در ضمن، شما می‌توانید جهت مطالعه سایر مطالب آموزشی به صفحه آموزش ارز دیجیتال رایگان دنیای ترید هم سر بزنید.