نوآوری و ابتکاری که ساتوشی ناکاموتو ایجاد کرد، باعث شد اجماع جهانی بدون وجود یک مرجع متمرکز امکان پذیر شده و اولین سیستم پولی واقعاً بدون نیاز به اعتماد ساخته شود.
یکی از منحصربه‌فردترین ویژگی‌های بیت‌کوین، الگوریتم اجماع آن است که نمونهٔ یک سیستم ارزی همتا به همتای بی‌نظیر با تحمل خطای بیزانس (BFT) می‌باشد. رایج‌ترین تعریف الگوریتم اجماع بیت کوین، یا به طور خاص تعریفی که اکثر منابع آنلاین به آن اشاره می‌کنند، الگوریتم اثبات کار (PoW) است، مکانیسمی اجماع که به حل معماهای رمزنگاری توسط شرکت کنندگان برای اعتبارسنجی اطلاعات جدید متکی است. اگرچه مکانیسم اثبات کار بخش مهمی از مدل اجماع کلی بیت‌کوین است، اما نحوهٔ اضافه شدن بلاک‌های جدید به بلاکچین بیت کوین تماماً به این مکانیسم محدود نمی‌شود. در عوض، اثبات کار بخشی از یک الگوریتم اجماع بزرگ‌تر است که معمولاً به عنوان “اجماع ناکاموتو” شناخته می‌شود و اسم آن از خالق نام مستعار خود بیت‌کوین گرفته شده است. اجماع ناکاموتو چیزی است که بیت‌کوین را از تلاش‌های بی‌شماری که قبل از آن برای ساخت ارز دیجیتال وجود داشت، مانند دی‌جی‌کش (DigiCash) یا بی‌مانی (b-money) متفاوت می‌کند. مدل اجماع منحصربه‌فرد بیت‌کوین به آن اجازه داد تا اولین سیستم BFT (تحمل خطای بیزانسی) باشد که می‌تواند به روشی ذاتی مقیاس‌پذیر شود، و بنابراین، سنتی را برای ارزهای دیجیتال بعدی ایجاد کرد که همچنان از ابتکار اجماع ناکاموتو برای تقویت پروتکل‌های خود استفاده می‌کنند.
بخش شایان توجه اجماع ناکاموتو، حداقل در مورد بیت کوین، مکانیسم اثبات کار است. اثبات کار به مکانیسمی رمزنگاری اشاره دارد که به مشارکت کنندگان در زمینهٔ حل معادله‌های محاسباتی سخت برای داشتن سهم بالاتری در شبکه متکی است. در مورد بیت کوین، اثبات کار اساساً یک روش توزیع شده برای شرکت کنندگان در بلاکچین است تا معتبرترین بلوک را مشخص کنند. هر شرکت کننده (یا ماینر) تلاش می‌کند یک راه حل معتبر برای بلاکی از تراکنش‌های پیش‌رو پیدا کند. این فرایند شامل هشینگ با الگوریتم هش SHA-256 است که به کمک آن در واقع پاسخ مورد نیاز پیدا می شود. این کار اغلب یک فرآیند تکراری است. نانس‌ها، nonces (اعدادی که یک بار استفاده می‌شوند) به انتهای رشته هش اضافه می‌شوند که در هر دور متوالی هش می‌شوند تا مقدار مورد نیاز به دست آید. نانس همان عددی است که این همه ماینر در سراسر جهان با مصرف برق زیاد و به کار بستن کامپیوترهای فوق‌العاده قدرتمند خود به دنبال یافتن آن و دریافت پاداش استخراج بلاک جدید در بلاکچین هستند. زمانی که ماینر موفق شد راه حلی برای معادله مورد نظر بیابد، بلاک خود را وارد زنجیره می‌کند و اگر قبلاً براساس مهر زمانی (Timestamp) چنین معادله‌ای نشده باشد، تأیید می‌شود. سپس این ماینر پاداشی را در قالب بیت کوین به عنوان جبران مقدار توان محاسباتی که برای اعتبارسنجی بلاک تراکنش‌ها صرف کرده‌اند، دریافت می‌کند.
استخراج بیت کوین در واقع اختصاص دادن مقدار معینی از قدرت محاسباتی با هدف حل معادلات ریاضی و محاسباتی سخت و در نهایت اعتبارسنجی بلاک‌های جدید است. هر چه یک نود (node) قدرت محاسباتی بیشتری داشته باشد، احتمال بیشتری وجود دارد که پاسخ صحیحی برای هش SHA-256 پیدا کند و بنابراین می‌تواند هش رمزنگاری مرتبط با اثبات کار آن بلاک خاص را حل کند. مکانیسم اثبات کار بیت کوین را قادر می‌سازد تا هم کاملاً غیرمتمرکز و هم کاملاً ایمن باشد. هر کسی می‌تواند در این فرآیند استخراج شرکت کند، بدون اینکه برای انجام این کار نیاز به داشتن تعداد معینی بیت کوین داشته باشد. در واقع نمی‌توان حدس زد که برندهٔ پاداش ماینینگ بعدی در هر مقطع زمانی مشخص چه کسی خواهد بود و داشتن قدرت محاسباتی بیشتر، به افزایش احتمال موفقیت یک نود کمک می‌کند. علاوه بر این، فرآیند استخراج با اختصاص دادن پاداش برای توزیع بلاک درست، نودها را تشویق می‌کند تا صادقانه و درستکارانه عمل کنند. این بدان معناست که برای تسلط بر شبکه، یک مهاجم مخرب باید بیش از 51 درصد از قدرت محاسباتی یا هشینگ شبکه را به دست بگیرد تا بتواند از اعتبارسنجی بلاک‌های درستکار جلوگیری کند. این امر به عنوان “حمله 51٪” شناخته می‌شود. با توجه به اندازه فعلی شبکه بیت کوین، هزینه اقتصادی کسب بیش از 51 درصد از قدرت هش موجود در شبکه بسیار زیاد است و بنابراین انجام این حمله صرفهٔ اقتصادی برای کسی ندارد.
بخش دوم مکانیسم اجماع ناکاموتو چیزی است که به بیت کوین اجازه می‌دهد تا اولین پلتفرم ارزی مقیاس پذیر دارای تحمل خطای بیزانس باشد. مکانیسم اجماع ناکاموتو تاکید زیادی بر طولانی‌ترین زنجیره دارد و استدلال می‌کند که طولانی‌ترین زنجیره‌ای که بر اساس مهرهای زمانی نیز معتبر است (مثلاً هیچ یک از بلاک‌ها به دلیل تراکنش‌های دوبار خرج کردن نامعتبر نیستند) مشروع‌ترین زنجیره است و بیشترین مقدار منابع محاسباتی را به خود اختصاص می‌دهد. این مسئله باعث ایجاد اعتماد در یک سیستم بدون نیاز به اعتماد می‌شود، بنابراین به شبکهٔ بیت کوین اجازه می‌دهد بدون یک مرجع متمرکز به کار خود ادامه دهد. به عنوان مثال، اگر یک شرکت‌کننده برای مدتی غیرفعال بوده باشد یا به تازگی به بلاکچین ملحق شده باشد، می‌تواند به سادگی به طولانی‌ترین زنجیرهٔ فعلی برای اثبات آنچه قبلاً در شبکه رخ داده است، اعتماد کند. ماینرها نیازی به تکیه بر شخص ثالث یا نوعی مؤسسه ندارند؛ در عوض، آن‌ها در این مکانیسم شروع به ساخت طولانی‌ترین زنجیره معتبر می‌کنندو با ارائهٔ یک بلاک معتبر محاسباتی، توانایی دریافت پاداش را به دست می‌آورند. در واقع، این قانون “طولانی‌ترین زنجیره” که توسط جامعهٔ ارزهای دیجیتال نامگذاری شده است، بیت کوین را قادر می‌سازد در فضایی که ارزهای دیجیتال قبلی شکست خورده بودند، موفق شود. این امر به شرکت کنندگان اجازه داد تا به شبکه اعتماد داشته باشند و همچنین استانداردی را تعیین کرد که از طریق آن ماینرها می‌توانستند به میل خود شروع به پیوستن و خروج از شبکه بدون نیاز به متوصل شدن به یک مرجع متمرکز کنند.
مکانیسم اجماع ساتوشی ناکاموتو توانست با معرفی یک راه‌کار تحمل خطای بیزانس که مقیاس پذیر بود، انقلابی در ارز دیجیتال و رمزنگاری مدرن ایجاد کند و به بیت کوین اجازه داد تا به عنوان یک سیستم تراکنش همتا به همتای بدون نیاز به اعتماد به موفقیت دست یابد. می‌توان گفت ساتوشی ناکاماتو موفق شد استانداردی برای اندازه‌گیری اعتبار بلاکچین ایجاد کند که آن نیز میزان قدرت محاسباتی صرف شده برای بلاکچین می‌باشد.
در حالی که مدل اجماع ناکاموتو، عمدتاً به دلیل ایجاد فورک یا انشعابات مختلف در زنجیره، انتقادات زیادی را به خود وارد کرده است، اما همچنان یکی از کارآمدترین و موفق‌ترین مکانیسم‌های اجماع در میان شبکه‌های غیرمتمرکز است. با افزودن قابلیتی منحصربه‌فرد یعنی قدرت محاسباتی به شبکهٔ بیت کوین، مکانیسم اجماع ناکاموتو به این ارز دیجیتال ارزش، امنیت و اعتماد ضمنی ویژه‌ای نسبت به سایر سیستم‌های ارزی می‌دهد.
منیع bitcoinmagazine.com
