کامل بودن تورینگ در بلاکچین چیست؟

در علم کامپیوتر و فناوری بلاک چین، اصطلاح «کامل بودن تورینگ» توانایی یک سیستم را برای انجام هرگونه محاسباتی که ماشین تورینگ قادر به انجام آن است، توصیف می‌کند.

ماشین تورینگ یک مدل نظری از محاسبات است که می تواند هر الگوریتمی را شبیه سازی کند و آن را به معیاری برای جهانی بودن محاسبات تبدیل کند. مفهوم کامل بودن تورینگ ریشه در کار پیشگامانه آلن تورینگ، ریاضیدان و منطق دان بریتانیایی دارد. در سال 1936، تورینگ ایده یک ماشین محاسباتی نظری را ارائه کرد که بعداً به عنوان ماشین تورینگ شناخته شد.

تمام توابع ضروری مورد نیاز برای محاسبات جهانی در یک ماشین کامل تورینگ وجود دارد. قادر به مدیریت و تغییر طیف گسترده ای از انواع داده ها از جمله لیست ها، کلمات و اعداد است. این ماشین تکرار را از طریق حلقه‌ها تسهیل می‌کند و دستورالعمل‌هایی را برای تصمیم‌گیری ارائه می‌دهد، مانند عبارت‌های «اگر-دیگر». همچنین روش هایی را برای بازیابی و ذخیره داده ها از حافظه ارائه می دهد که دنیایی از امکانات محاسباتی را باز می کند و به آن امکان می دهد هر گونه محاسبه الگوریتمی را بیان کند.

کامل بودن تورینگ یک ویژگی مطلوب در زمینه فناوری بلاکچین است زیرا به پلتفرم بلاک چین اجازه می دهد تا انواع برنامه ها و قراردادهای هوشمند را مدیریت کند. قراردادهای هوشمند خطوط کد خوداجرایی هستند که شرایط قرارداد به صراحت در کد تعبیه شده است. این قراردادهای هوشمند ممکن است منطق پیچیده ای را بیان کنند و طیف گسترده ای از فعالیت های محاسباتی را انجام دهند زیرا پلتفرم های بلاک چین کامل تورینگ هستند. 

بنابراین، آیا اتریوم تورینگ کامل است؟ بله، پلتفرم فناوری بلاک چین اتریوم نمونه بارز کامل بودن تورینگ است. Solidity، زبان برنامه‌نویسی آن، توسعه‌دهندگان را قادر می‌سازد تا برنامه‌های غیرمتمرکز پیچیده (DApps) و قراردادهای هوشمند طراحی کنند و زمینه برنامه‌های کاربردی مبتنی بر بلاک چین را متحول کنند.

در سال 2012، سیلویو میکالی، که به دلیل کمک های محوری خود در علوم کامپیوتر شناخته شده است، جایزه تورینگ را دریافت کرد. بکارگیری مفاهیم کامل بودن تورینگ توسط میکالی در ساخت زنجیره بلاک الگوراند بعداً به عنوان یادگاری از کارهای انقلابی او عمل کرد. الگوریتم Micali نمونه بارز الگوریتم های تورینگ کامل است که در زمینه شبکه های غیرمتمرکز استفاده می شود. این یک مکانیسم اجماع منحصر به فرد و قابلیت های مقیاس پذیری دارد.

اگرچه بلاک چین‌های کامل توسعه برنامه‌های کاربردی همه‌کاره و قدرتمند را امکان‌پذیر می‌سازد، اما این مفهوم همچنین نیازمند یک رویکرد دقیق برای برنامه‌نویسی، آزمایش و امنیت برای استفاده مؤثر از مزایای آن است.

کامل بودن تورینگ و پیامدهای آن برای قراردادهای هوشمند

در اصل، کامل بودن تورینگ به قراردادهای هوشمند قدرت می‌دهد تا موجودیت های محاسباتی قدرتمند، گویا و قابل انطباق باشند و چشم انداز DApps را در پلتفرم‌های بلاکچین متحول کنند.

کامل بودن تورینگ یک مفهوم اساسی در علم کامپیوتر است که پیامدهای مهمی برای قراردادهای هوشمند مبتنی بر بلاک چین دارد. این بدان معناست که یک سیستم در سطح جهانی قابل برنامه ریزی است اگر بتواند هر محاسبه ای را که یک ماشین تورینگ می تواند انجام دهد. این ویژگی در قراردادهای هوشمند، انعطاف پذیری و پیچیدگی فوق العاده ای را ایجاد می کند. 

قراردادهای هوشمند وقتی روی سیستم‌های بلاک چین کامل تورینگ مانند اتریوم پیاده‌سازی می‌شوند، طیف وسیعی از DApp‌ها را فعال می‌کنند و ممکن است الگوریتم‌های پیچیده را بیان و اجرا کنند. 

کامل بودن تورینگ پیامدهای مختلفی برای قراردادهای هوشمند دارد. اولاً، ایجاد قراردادهای منعطف و پویا که فراتر از رویه‌های معاملاتی ساده هستند را ممکن می‌سازد. اکنون می توان قراردادهای هوشمند را طوری برنامه ریزی کرد که شرایط و قوانین پیچیده تجاری را نشان دهد. با این حال، با این قدرت، مسئولیت نیز به وجود می آید. 

برای اطمینان از امنیت و قابل پیش بینی بودن اجرای قراردادهای هوشمند، باید در مراحل توسعه و ممیزی به دلیل احتمال حلقه های نامحدود یا عواقب پیش بینی نشده دقت زیادی صورت گیرد. علاوه بر این، این مفهوم با اجازه دادن به توسعه دهندگان برای بررسی و اجرای طیف گسترده ای از برنامه ها، خلاقیت را تقویت می کند و در نتیجه به توسعه اکوسیستم های غیرمتمرکز کمک می کند.

ماشین مجازی اتریوم (EVM) چه نقشی در کامل شدن تورینگ اتریوم دارد؟

EVM بیان محاسبات پیچیده و برنامه های کاربردی غیرمتمرکز پیچیده را در بلاک چین اتریوم امکان پذیر می کند.

به عنوان محیط اجرای قرارداد هوشمند شبکه اتریوم، EVM بخش مهمی از تکمیل کامل تورینگ توسط اتریوم است. این به برنامه نویسان توانایی ایجاد و اجرای DApps را با استفاده از پلتفرمی می دهد که از زبان برنامه نویسی بومی اتریوم یعنی Solidity پشتیبانی می کند. 

این زبان عمداً طوری طراحی شده است که تورینگ کامل باشد و امکان بیان هر تابع قابل محاسبه را فراهم کند. انعطاف‌پذیری اتریوم ناشی از پردازش غیرمتمرکز آن است که توسط EVM فعال شده است، که بلاک چین را قادر می‌سازد تا الگوریتم‌های پیچیده و منطق تجاری را اجرا کند.

مکانیزم گاز EVM، یک ویژگی منحصر به فرد اتریوم که منابع محاسباتی را کنترل می کند، یکی از قابل توجه ترین ویژگی های آن است. کاربران ملزم به پرداخت هزینه منابع مورد استفاده توسط EVM هستند، زیرا در هر عملیات از مقدار معینی گاز استفاده می شود. 

در نتیجه، شبکه با جلوگیری از سوء استفاده و فرآیندهای فشرده منابع، پایدار و موثر نگه داشته می شود. علاوه بر این، سازگاری EVM ارتباط روان بین قراردادهای هوشمند مختلف را تشویق می‌کند و امکان سیستم‌های غیرمتمرکز پیچیده و شبکه‌ای را افزایش می‌دهد. ماشین 

مجازی اتریوم برای توانایی اتریوم برای کامل بودن تورینگ ضروری است، که به طیف وسیعی از DApp ها اجازه می دهد و جایگاه اتریوم را در صنعت بلاک چین تقویت می کند.

آیا بلاک چین بیت کوین تورینگ کامل است؟

نه، بلاک چین بیت کوین تورینگ کامل نیست و این بر اساس طراحی است. زبان برنامه نویسی بیت کوین به طور هدفمند فاقد قابلیت کامل بیان تورینگ است، حتی اگر امکان برنامه ریزی را فراهم کند.

بیت کوین اسکریپت، زبان اسکریپت نویسی مورد استفاده بیت کوین، از نظر طراحی تورینگ ناقص است. با توجه به هدف اصلی بیت کوین برای عملکرد به عنوان یک سیستم ارز دیجیتال غیرمتمرکز به جای یک پلتفرم برای قابلیت برنامه ریزی پیچیده، بیت کوین اسکریپت با هدف حفظ امنیت و جلوگیری از ضعف های بالقوه بود.

کامل بودن تورینگ امکان محاسبات غیرقابل تصمیم یا حلقه های نامحدود را ایجاد می کند که می تواند به طور مخرب مورد استفاده قرار گیرد. با کامل نبودن تورینگ، زبان اسکریپت مورد استفاده توسط بیت کوین این خطر را کاهش می دهد و تضمین می کند که اسکریپت ها به طور قابل پیش بینی اجرا می شوند و در مدت زمان معقولی خاتمه می یابند.

بیت کوین بر یک مکانیسم اجماع غیرمتمرکز متکی است، که در آن همه گره های شبکه باید در مورد وضعیت بلاک چین به توافق برسند. کامل بودن تورینگ ممکن است منجر به رفتار غیر قطعی شود که دستیابی به اجماع در بین همه گره ها را دشوار می کند. بلاک چین بیت کوین با حفظ یک زبان برنامه نویسی غیر کامل تورینگ، اجرای قابل پیش بینی و اجماع ثابت در میان گره ها را تضمین می کند.

چندین زبان برنامه نویسی، از جمله جاوا اسکریپت، پایتون، جاوا و روبی، تورینگ کامل هستند و قابلیت اجرای الگوریتم های دلخواه را فراهم می کنند. بلاک چین های کامل تورینگ غیر از اتریوم شامل تزوس است که از Michelson برای ایجاد قراردادهای هوشمند استفاده می کند. کاردانو با زبان پلوتوس NEO که از زبان های متعددی پشتیبانی می کند. و BNB Smart Chain که با زبان Solidity Ethereum سازگار است.

معایب بلاک چین های کامل تورینگ

کامل بودن تورینگ در بلاک چین دارای معایب ذاتی است که علیرغم ارائه انعطاف پذیری و ظرفیت پردازش بسیار زیاد، باید به دقت مورد توجه قرار گیرد. 

احتمال اثرات و آسیب پذیری های پیش بینی نشده یک نقطه ضعف بزرگ است. همان انعطاف‌پذیری که محاسبات پیچیده را ممکن می‌کند، اشتباهات کدنویسی، نقص‌های امنیتی یا تعاملات پیش‌بینی‌نشده بین قراردادهای هوشمند را نیز ممکن می‌سازد، که همگی می‌توانند نتایج فاجعه‌باری داشته باشند. 

حادثه بلاک چین اتریوم در سال 2016 که به عنوان هک سازمان غیرمتمرکز مستقل (DAO) شناخته می‌شود، نمونه‌ای از این است که چگونه می‌توان از نقص‌های پیش‌بینی نشده در قراردادهای هوشمند کامل تورینگ استفاده کرد که منجر به زیان‌های پولی قابل‌توجهی شد.

علاوه بر این، مسائل سرعت و مقیاس پذیری ممکن است از مفهوم کامل بودن تورینگ ناشی شود. اگر محاسبات پیچیده روی هر گره شبکه انجام شود، ممکن است سیستم بیش از حد بارگیری شود که می تواند بر کارایی و سرعت تراکنش‌ها تأثیر بگذارد. ثبات و قابلیت اطمینان عمومی شبکه بلاکچین به دلیل امکان حلقه‌های نامحدود یا روش‌های فشرده منابع در خطر است.

راستی‌آزمایی رسمی با این واقعیت که بلاکچین‌های کامل تورینگ برای هر عملکرد قابل محاسبه قابل دسترسی هستند، پیچیده‌تر می‌شود. برخلاف سیستم‌های ساده‌تر و غیر کامل‌تر از تورینگ، بررسی صحت یک برنامه به یک کار محاسباتی دشوار تبدیل می‌شود. امنیت قراردادهای هوشمند در یک بلاکچین کامل تورینگ، نیازمند رویه‌های حسابرسی پیچیده و ابزارهای پیشرفته است.