نوشته‌ها

بلاکچین: ساختاری جدید برای سیستم‌های رباتیک جمعی – قسمت پایانی

ترجمه: نگار درزی

 

محدودیت‌ها و مشکلاتی که باید بر آنها غلبه کرد

با وجود اینکه ترکیب فناوری بلاکچین و رباتیک جمعی می‌تواند راه‌حل‌های مفیدی برای مقابله با مسائل ذکرشده به دنبال داشته باشد، چندین چالش فنی مرتبط با بلاکچین شناسایی شده که باید در تحقیقات آتی مورد بررسی قرار گیرد. راه‌حل‌های این مسائل ممکن است به خودی خود، تاثیر مستقیمی در توسعه سرویس‌ها و کسب‌وکارهای جدید براساس فناوری بلاکچین داشته باشند؛ هرچند می‌توانند گامی ضروری برای روند پذیرش این فناوری نیز محسوب شوند.

  1. تاخیر

در حال حاضر، در پرکاربردترین نسخه بلاکچین یعنی بیتکوین، پردازش هر بلاک حدود 10 دقیقه طول می‌کشد. به این معنی که تایید یک تراکنش تقریبا 10 دقیقه طول می‌کشد. اگرچه این قانون می‌تواند در بلاکچین خصوصی از طریق افزودن روش‌های متفاوت استخراج، از قبیل اثبات سهام، اصلاح شود، اما کاربران در شبکه بیتکوین به طور معمول صبر می‌کنند تا دو یا سه بلوک، برای تائید تراکنش‌های آن‌ها، به زنجیره افزوده شود. به این ترتیب کاربران خطر حملات پرداخت دوگانه را کاهش می‌دهند. بنابراین زمان تأخیر، در قالبِ تفاوت زمانی بین زمان ارسال یک تراکنش و زمان تائید آن ظاهر می‌شود.

زمانی که ربات‌ها برای کنترل ساختاری یا فعالیت‌های مشارکتی مورد استفاده قرار می‌گیرند، مسئله تاخیر زمانی، اهمیت به‌سزایی می‌یابد. در این شرایط، برای هماهنگ‌سازی مجموعه، سرعت بالای انتقال اطلاعات و قابل اطمینان بودنشان مورد نیاز است. وقتی اختلافی میان وضعیت کنونی امور و وضعیتی که تراکنش در آن ایجاد شده رخ دهد، تصادم یا ناسازگاری‌های دیگری ممکن است اتفاق بیافتد. برای رسیدگی به مسئله تاخیر و بررسی اینکه کدام برنامه‌ها برای trade-off امنیت در برابر سرعت، کاربردی‌تر هستند، تحقیقات نوآورانه بیشتری مورد نیاز است. یک راه‌حل ممکن برای تسهیل این مشکل، ایجاد سیستم‌های پیوسته است که در آن ربات‌های متعلق به یک سازمان یا شرکت، نیازی ندارند زمان طولانی را منتظر پذیرش یا پردازش تراکنش‌های میان خودشان بمانند. برای کاهش این زمان انتظار می‌توان یک سیستم اعتبار از لیستی از تراکنش‌های تائید شده قبلی در میان گروه ایجاد کرد.

  1. اندازه، توان عملیاتی و پهنای باند

اگر تعداد بالایی از ربات‌ها، برای مدت طولانی به کار گرفته شوند، بلاکچین به حدی گسترش می‌یابد که نمی‌توانند یک کپی از همه دفاتر کل مربوط به تراکنش‌ها را حفظ کنند. این مشکل، که جامعه بیتکوین آن را تورم (bloat) می‌نامند، از اهمیت ویژه‌ای در رباتیک جمعی برخوردار است، جائیکه ربات‌های ساده با قابلیت‌های محدود سخت‌افزاری، مورد استفاده قرار می‌گیرند. بلاکچین‌های خصوصی، از قبیل مواردی که در گزارش آمده‌اند، اندازه‌های نسبتا کوچکی دارند. با این حال، واقعیت این است که یک بلاکچین برای عملکرد در برنامه‌های اصلی، باید به قدر کافی بزرگ باشد تا انواع مختلف اطلاعات را حفظ کند. محققان در زمینه بلاکچین، باید روش‌های مختلف دسترسی را برای یافتن مناسب‌ترین آن‌ها جهت دستیابی به اطلاعات بلاکچین، آزمایش کنند. رابط‌های جدید از قبیل Chain12، ممکن است قادر به تسهیل فراخوانی‌های خودکار بلاکچین از طریق ارائه آدرس‌ موجودی‌ها و تغییرات موجودی، و همچنین شناسایی عاملان هنگامی که تراکنش‌ها یا بلوک‌های جدید در شبکه ایجاد می‌شوند، باشد. اگرچه پارامترهای مهم از قبیل اندازه بلوک (یعنی تعداد تراکنش‌های موجود در هر بلوک)، قابل تغییر هستند، باید توجه داشت که پرکاربردترین پیاده‌سازی بلاکچین، تنها می‌تواند ماکزیمم هفت تراکنش را در ثانیه اداره کند. این محدودیت به شدت بر توان عملیاتی سیستم در شبکه‌های شلوغ با تعداد عاملان بالا تاثیر می‌گذارد. یک راه برای غلبه بر این مشکل، افزایش تعداد تراکنش‌هایی است که هر بلوک می‌تواند داشته باشد. هرچند، این مسئله خود، مسائل دیگری را در رابطه با اندازه بلاکچین و تورم به دنبال دارد. راه حل دیگر می‌تواند ایجاد شبکه‌های بلاکچین موازی باشد که در آن اندازه‌ی بلوک و پارامترهای فرکانس، برای انواع مختلف اطلاعات، بهینه‌سازی شده‌است.

نتیجه‌گیری

فناوری بلاکچین نشان می‌دهد که با ترکیب شبکه‌های همتابه‌همتا با الگوریتم‌های رمزنگاری، گروهی از عامل‌ها می‌توانند در مورد وضعیت خاصی از امور به توافق برسند و آن توافق را به شکل قابل اثبات و بدون نیاز به مقام کنترلی ثبت کنند. با وجود اینکه این فناوری در مراحل اولیه خود است، قادر به توسعه قابلیت‌هایی خارج از برنامه بوده و وعده ایجاد مدل‌های پیشرفته در ترکیب با فناوری‌های نوظهور دیگر را می‌دهد. با توجه به پیشرفت‌های اخیر در این زمینه، سیستم‌های رباتیک جمعی، طی چند سال اخیر محبوبیت زیادی به دست آورده و انتظار می‌رود که در آینده‌ای نزدیک وارد بازار شود. با این حال، تعدادی از ویژگی‌هایی مانند خودمختاری روبات، کنترل غیرمتمرکز، رفتار برآیند جمعی و غیره که آنها را برای برنامه‌های کاربردی آتی ایده‌آل می‌کند، مانع گسترش فناوری از سطح موسسات علمی به استفاده در مسائل دنیای واقعی و نهایتا کاربردهای صنعتی می‌شود.
در این مقاله، به تشریح اینکه چطور ترکیب فناوری بلاکچین و سیستم‌های رباتیک جمعی می‌تواند با استفاده از ربات‌ها به‌عنوان گره‌هایی در شبکه و محصورسازی تراکنش‌ها در بلوک‌ها، راه‌حل‌های نوآورانه‌ای برای چهار مسئله نوظهور ارائه دهد، پرداختیم. اولا، به منظور محرمانه نگه‌داشتن داده‌ها و تایید اعتبار موجودیت برای ربات‌های جمعی، مدل‌ها و روش‌های جدید امنیتی را می‌توان پیاده‌سازی کرد، در نتیجه برای کاربردهای حساس و نیازمند به اعتماد مناسب هستند. دوما، تصمیم‌گیری توزیع‌شده و ماموریت‌های مشارکتی که با استفاده از تراکنش‌های خاص موجود در دفترکل، عامل‌ها را قادر به اجرای رای‌گیری برای دستیابی به توافق می‌کند، به راحتی قابل طراحی، پیاده‌سازی و اجرا هستند. سوما، اگر عملکرد ربات‌ها مربوط به دفترکل بلاکچین‌های مختلفی باشد که از پارامترهای متنوع استفاده می‌کنند، بدون هیچ تغییری در الگوریتم کنترل آنها، می‌توانند به فعالیت در محیط‌های مختلف و متغیر بپردازند.

به‌طور خلاصه، این بهبودها، انعطاف‌پذیری ربات‌ها را، بدون افزایش پیچیدگی طراحی مجموعه، افزایش می‌دهد. در نهایت، فناوری بلاکچین می‌تواند زیرساختی را ارائه دهد تا تضمین کند که سیستم‌های رباتیک جمعی از قوانین و مقررات خاصی پیروی می‌کنند، چرا که این فناوری به طور فزاینده‌ای در حال ادغام با جامعه بشری بوده و احتمال می‌رود که موجب ایجاد مدل‌های جدید کسب‌وکار برای کاربری‌های جمعی شود. افزودن مدل‌های بلاکچین به رباتیک جمعی، محدودیت‌های خود را دارد و برخی از منتقدان ممکن است آن را به‌عنوان انحراف از رویکرد مینیمالیستی (کمینه‌سازی) که در تحقیقات رباتیک جمعی استفاده می‌شود، تلقی کنند. هدف از این روش، بحث و مذاکره است و نتایج آن باید در رابطه با پیشرفت‌های فناوری حاصل شود. یک روند امیدبخش، پیشرفت‌های اخیر در ارتباطات و چیپ‌های پردازشی کم توان است که قابلیت‌های پیشرفته‌ای در فعالیت‌های مربوط به مجموعه ربات‌ها ایجاد کرده و کاهش قیمت آنها منجر به دستیابی به واحدهای رباتیک جمعی پیشرفته‌تر می شود.

در نتیجه، ادغام فناوری بلاکچین می‌تواند کلید پیشرفت‌های جدی در زمینه رباتیک جمعی باشد. این گام نه تنها می‌تواند دری را به سوی روش‌های فنی جدید بگشاید، بلکه مدل‌های جدید کسب‌وکار رباتیک جمعی را برای کاربردهای بی‌شمار بازار مناسب می‌سازد.

منبع: github

بلاکچین: ساختاری جدید برای سیستم‌های رباتیک جمعی – قسمت نهم

ترجمه: نگار درزی

 

مدل‌های جدید کسب وکار

اگرچه این اسناد به بررسی و تاکید بر چندین کاربرد بلاکچین فراتر از کاربردهای ارزی آن دلالت دارد، لازم به ذکر است که فناوری بلاکچین می‌تواند به‌عنوان یک رابط برنامه‌نویسی کاربردی (API) برای برنامه‌های اقتصادی تلقی شود که به ربات‌های جمعی اجازه می‌دهد به طور مستقیم در اقتصاد شرکت کنند. به همین دلیل، فناوری بلاکچین، توانایی استفاده از رباتیک جمعی در برنامه‌های صنعتی و مبتنی بر بازار را دارد. یکی از پیاده‌سازی‌های اولیه در زمینه استفاده از ربایتک جمعی در برنامه‌های اقتصادی، فرایند تبادل داده‌های ارزی بین یک ربات و یک درخواست‌کننده است.  S2aaS مخفف Sensing-as-a-Service (حسگر به‌عنوان سرویس‌دهنده) یک الگوی نوظور مدل کسب‌وکار در زمینه اینترنت اشیاء (IoT) است.  S2aaS، به ایجاد بازارهای دوجانبه داده‌های حسگر کمک می‌کند. در این بازارها، یک یا چند مشتری – طرف خریدار بازار- مشارکت دارند و هزینه داده‌های ارائه شده توسط یک یا چند حسگر – طرف فروشنده-  را پرداخت می‌کنند.
این مدل، که اساسا برای تطبیق خصوصیات شبکه‌های حسگر توزیع شده در شهرهای هوشمند و مناطق تحت کنترل، طراحی شده، می‌تواند با استفاده از ربات جمعی، برای بهبود کنترل ماموریت با سازگاری و انعطاف‌پذیری بیشتر برای انواع اهداف که مد نظر کاربر باشد، توسعه یابد.

آزمایشگاه بلاکچین ایران بیتکوین رباتیک 12
شکل 12. فرایند تبادل داده‌های ارزی در مدل Sensing-as-a-Service

شکل 12، یک مدل کاربردی ممکن را نشان می‌دهد که در آن رباتیک جمعی و فناوری بلاکچین، به منظور توسعه موثر برنامه‌های S2aaS، با هم ترکیب شده‌اند. در شکل 12، (1) ربات‌های تکی، عضو مجموعه‌هایی می‌شوند که در آن می‌توانند به محض اعلام درخواست در دسترس قرار گیرند. رباتیک‌های جمعی در این مورد می‌توانند به‌عنوان لیستی از آدرس‌ها تلقی شوند که حاوی اطلاعات اضافی، مثل موقعیت هر عامل، قیمت هر داده ارائه شده، و غیره، می‌باشند. در سناریوهای پیشرفته‌تر، رباتیک‌های جمعی می‌توانند سازمان‌های مشارکتی غیرمتمرکز (DCO) مثل موارد ذکر شده در بخش اول این متن را ایجاد کنند. (2) درخواست‌کننده می‌تواند لیست کامل این ربات‌ها و خدمات آن‌ها را درخواست کند، (3) که بر اساس ربات‌هایی که در حال حاضر در دسترس هستند، توسط مجموعه ارسال می‌شود. اگر درخواست‌کننده تصمیم به خرید خدمات حسگر یک ربات خاص بگیرد، (4) می‌تواند پرداخت متناظر با آن را، مستقیما به آدرس عمومی ربات ارسال کند. (5) این تراکنش اولیه، در بلاکچین گنجانده شده و یک هشدار پرداخت به ربات حسگر مربوطه ارسال می‌شود. (6) در این مرحله، ربات استخدام شده، می‌تواند کار خود را آغاز کرده و تراکنش حاوی داده‌های حسگر را ارسال کند. تحقیقات پیشین در زمینه کاربردهای بلاکچین مبتنی بر حریم خصوصی، نشان داد که پیوندهای رمز شده به یک محل خارج از زنجیره، همراه با کلید عمومی درخواست‌کننده، و محصورسازی آنها در محل داده‌های تراکنش، مانع تراکم زنجیره شده و اطمینان می‌دهد که تنها درخواست‌کننده می‌تواند پیام مورد نظر را بخواند. (7) در نهایت، درخواست‌کننده می‌تواند به داده‌هایی که هزینه آن‌ها را از طریق تراکنش‌های ارسال‌شده توسط ربات حسگر پرداخته، دسترسی پیدا کند.

این مدل جمعی IoT- swarm برای انواع مختلف سازمان‌های خصوصی مناسب است. برای مثال، تولیدکنندگان خودرو ممکن است اطلاعات مربوط به شرایط جاده، به ویژه در شرایط بد آب‌وهوایی یا ماموریت‌های ستاد بحران که اطلاعات دست اول در آن از اهمیت بالایی برخوردارند، نیاز داشته باشند. به‌علاوه، کشاورزان و شرکت‌های آبزی/ کشاورزی، ممکن است به پیش‌بینی‌های دقیق آب‌وهوا برای مناطق گسترده تولیداتی نیاز داشته باشند که در آن انواع مختلف ربات قادر به ارائه دیدگاهی کلی هستند.

در نهایت، فناوری بلاکچین می‌تواند در شرایط بحرانی که در آن چندین مجموعه از شرکت‌های رقیب مجبورند در یک محیط فعالیت کنند، مثل سناریوهای معدن، محیط‌های حمل‌ونقل هوشمند، یا ماموریت‌های تحقیق و نجات، کمک کند. این احتمال وجود دارد که سیستم‌های شرکت‌های مختلف بتوانند یک رسانه ارتباطی امن را که در آن نظم و زمان‌بندی تراکنش در نظر گرفته می‌شود، به اشتراک بگذارند. این امر راه را برای ارائه چارچوبی مناسب جهت سیستم‌های جمعی مشارکتی باز می‌کند.

آزمایشگاه بلاکچین ایران بیتکوین رباتیک 13
شکل 13. یک UUV، اشیاء مورد نظر مثل گنج، منابع کانی، یا یافته‌های باستانی را کشف و یک فرم کشف برای ادعای اشیا کشف شده، ثبت می‌کند.

عامل‌ها که برای یافتن منابع، اشیاء، توکن‌ها و غیره ، به عنوان بخشی از فعالیت‌هایشان برنامه‌ریزی شده‌اند، ممکن است بتوانند حق مالکیت یا بهره‌برداری از جانب مالک خود را داشته باشند. شکل 13، یک سناریوی ساده‌ی اکتشاف دریایی را نشان می‌دهد که در آن یک UUV، چند اشیاء مورد نظر را کشف و یک سند حقوقی برای آن‌ها ثبت می‌کند. این سند ممکن است شامل اطلاعات کلیدی در مورد کشف، از جمله محل اشیاء کشف شده، توضیحات و گزارشات اولیه و حتی داده‌های گرافیکی باشد. هش سند پردازش می‌شود، سپس سند در تراکنش بلاکچین گنجانده شده و در دفترکل عمومی بعنوان مدرک کشف، ذخیره می‌شود.

این امر به دلیل وجود دو تکنیک قدرتمند بلاکچین به نام هشینگ و زمان‌بندی، امکان‌پذیر است. همانطور که قبلا ذکر شد، یک رشته هش می‌تواند بعنوان یک شناسه منحصر بفرد و محرمانه برای قطعه‌ای از اطلاعات یا محتوای فایل عمل کند. هش، درست مانند یک اثر انگشت دیجیتال، نشان دهنده محتوای دقیق یک قطعه اصلی اطلاعات است. علاوه بر این، هش به قدر کافی کوتاه است که به عنوان یک متن در یک تراکنش بلاکچین گنجانده شوند، بنابراین یک تابع زمانی امن در مورد زمان دقیق رخداد یک تراکنش را ارائه می‌دهد. با استفاده از قابلیت هش، محتوای سند اصلی می‌تواند بدون اینکه افشا شود، در یک بلاکچین رمزگذاری شود. به این ترتیب، می‌توان از بلاکچین برای اثبات وجود محتوای دقیق یک سند یا دیگر دارایی‌های دیجیتال در زمانی خاص، استفاده کرد. زمانی که اثبات یک موجودیت نیاز به تائید شدن داشته باشد، اگر هش حاصل از محاسبه‌ی مجدد، مشابه هش اصلی ثبت شده در زنجیره باشد، عدم تغییر سند را می‌توان تائید نمود.

در این مرحله، فناوری بلاکچین ممکن است زیرساختی برای حصول اطمینان از اینکه سیستم‌های روباتیک جمعی از قوانین امنیتی و قانونی خاصی پیروی می‌کنند، ارائه دهد، چراکه بطور فزاینده‌ای در حال ادغام با جامعه ی بشری بوده و احتمال میرود که موجب ایجاد مدل‌های جدید کسب‌وکار برای ساختارهای جمعی شود.

منبع: github

بلاکچین: ساختاری جدید برای سیستم‌های رباتیک جمعی – قسمت هشتم

ترجمه: نگار درزی

 

تمایز رفتاری

ترکیب فناوری بلاکچین با تکنیک‌های کنترل جمعی قدیمی می‌تواند در مقابله با مشکلات امنیتی و مسائل مربوط به تصمیم‌گیری مفید باشد. با توجه به نظرسنجی‌های اخیر، اگر چه الگوریتم‌های پیشرفته‌، تیم‌های تخصصی‌ ربات‌ها را قادر به بروز رفتارهای خاص فردی مثل تجمع، هجوم، غارت و غیره می‌سازد اما گسترش ربات‌های جمعی در دنیای واقعی نیازمند برخی رفتارهای دیگر مانند تغییر الگوریتم کنترل به الگوریتمی دیگر جهت رسیدن به اهداف می‌باشد. ترکیبی از رفتارهای مختلف در یک مجموعه، در مطالعات علمی مورد بررسی قرار نگرفته است. با این حال، فناوری بلاکچین امکان پیوند چندین بلوک به صورت متوالی را فراهم می‌آورد که به آن پیوند زنجیره‌ای ( pegged sidechains ) نیز می‌گویند، به طوریکه به عامل‌های حاضر در دسته ربات‌ها اجازه می‌دهد مطابق با بلاکچین خاص مورد استفاده که در آن پارامترهایی از قبیل تنوع استخراج، مجوزها، و غیره، قابل سفارشی‌سازی برای رفتارهای جمعی مختلف است، به شکل متفاوتی عمل کنند. به عنوان مثال، پروژه‌های متن باز مانند MultiChain در ترکیب با الگوریتم‌های پیوند زنجیره‌ای، راه ساده‌ای را برای ایجاد چندین دفترکل بلاکچین متصل به هم که توانایی اجرای چند رفتار موازی هم دارند، ارائه می‌دهد. شکل 11(a)، پیکربندی یک بلاکچین معمولی را نشان می‌دهد که در آن تنوع کاوش (امکان تبدیل شدن به کاوشگر) میان عامل‌های شبکه، با استفاده از زمان‌بندی  round-robin توزیع شده است. در این شرایط، کنترل تصمیم‌گیری در مورد اینکه چه تراکنشی به بخشی از بلاکچین بپیوندد، توزیع شده و غیرمتمرکز است. در این زنجیره جانبی، پارامترهای مختلف برای دستیابی به رفتارهای مختلف قابل بهینه‌سازی هستند.  شکل 11(b)، دیدگاهی در مورد نحوه تبدیل طرح کاوش غیرمتمرکز به یک طرح کاوش متمرکز، ارائه می‌دهد. در قسمت پایینی شکل 11(b)، یک عامل که تراکنش‌های زنجیره را تعیین می‌کند، به جای یک مدل کاملا غیرمتمرکز، بر رویکرد کنترلی رهبر-پیرو، تاکید دارد. با استفاده از این رویکرد، رفتارهای روبات‌های مختلف را می توان با استفاده از قانون کنترل آن روبات به دست آورد، لذا پیچیدگی کنترل‌گر روبات افزایش نمی‌یابد.

آزمایشگاه بلاکچین ایران بیتکوین رباتیک 10

شکل 11. (a) پیکربندی بلاکچین معمولی که در آن همه عامل‌های شبکه می‌توانند به کاوشگر تبدیل شوند. این پیکربندی بر رویکرد کنترل غیرمتمرکز تاکید می‌کند، چرا که همه روبات‌ها به ایجاد دفترکل بلاکچینی کمک می‌کنند. (b) چندین عامل از بلاکچینی که قبلا ایجاد شده، یک دفترکل بلاکچینی جدید را ایجاد می‌کنند- با ارسال تراکنش‌ها به یک آدرس خاص- که در آن پارامتر تنوع کاوش برای ایجاد پیکربندی کاوش واحد ، تغییر می‌کند. این پیکربندی بر رویکرد متمرکز تاکید دارد که در آن تنها یک کاوشگر می‌تواند کنترل فرایند خاص بلاک را به دست گیرد ، بنابراین بلاکچین را به طرح کنترلی رهبر-پیرو تغییر می‌دهد.

منبع: github

بلاکچین: ساختاری جدید برای سیستم‌های رباتیک جمعی – قسمت هفتم

ترجمه: نگار درزی

 

فناوری بلاکچین، با استفاده از تکنیک چند امضایی (multisig)، مسیری به سوی دستیابی به مدل‌های مشارکتی پیشرفته بین ربات‌ها می‌گشاید. روش‌ چند امضایی، به آدرس‌ها و تراکنش‌هایی متکی است که با بیش از یک کلید خصوصی ارتباط دارند. ساده‌ترین نوع آدرس در روش چند امضایی، آدرس m-of-n است که در آن m<n می‌باشد. این آدرس با کلیدهای خصوصی n همراه بوده و نیازمند امضای حداقل m کلید برای انتقال اطلاعات می‌باشد. قانونی‌سازی، انتشار، و اجرای ماموریت‌های مشارکتی پیچیده که مخصوص گروه‌های ناهمگن ربات‌ها طراحی شده‌است، با این روش ساده می‌شود.
شکل 10، دیدگاه ساده‌ای از قابلیت‌های بالقوه آدرس‌های چند امضایی را در ماموریت‌های مشارکتی جمعی ارائه می‌دهد. همان‌طور که در شکل 10(a) نشان داده شده، یک وسیله نقلیه زمینی بدون سرنشین (UTV) که باید از موانعی مثل رودخانه دوری کند، می‌تواند یک تراکنش مجاز (امضاء شده) برای درخواست کمک، ایجاد کرده و در سراسر شبکه منتشر کند. در آن لحظه، یک واحد مناسب ربات مثل یک وسیله نقلیه هوایی بدون سرنشین (UAV)، شکل 10(b) و یا یک وسیله زیرآبی بدون سرنشین (UUV) مانند شکل 10(c) ، می‌تواند تراکنش مربوط به خود را در پاسخ به درخواست، امضاء کند. این عمل، اطلاعاتی مانند موقعیت UTV و حتی توکن‌های حاوی آدرس multisig را برای تکمیل اقدامات باز خواهد کرد (از حالت قفل در می‌آورد). تحت این طرح مشارکتی، رفتارهای مستقل و غیرقابل پیش‌بینی بیشتری در ربات‌های جمعی، می‌تواند رخ دهد. برای مثال، ربات‌ها در شرایط نامساعدی مثل سطح پایین باتری، سنسور حسگر ضعیف و غیره، می توانند نسبت به درخواست‌های کمک ربات‌های دیگر که توکن‌های معتبری را ارائه داده‌اند، واکنش بیشتری نشان دهند، و این‌گونه وضعیت خود را در مجموعه بهبود بخشند.

آزمایشگاه بلاکچین ایران بیتکوین رباتیک 10

در شکل 10. یک وسیله نقلیه بدون سرنشین (UTV) با مشکل رد شدن از رودخانه روبرو می‌شود. یک آدرس چند امضایی ایجاد می‌کند که در آن 2 کلید از 3 کلید برای ایجاد همکاری و حل مشکل مورد نیاز است. (b) راه حل ممکن 1: یک وسیله نقلیه هوایی بدون سرنشین (UAV)، کلید خود را برای باز کردن آدرس چند امضایی و بازیابی موقعیت UTV ارائه می‌دهد. مشکل، با اجازه دادن به UAV برای حمل UTV به سمت دیگر حل می‌شود. (c) راه حل ممکن 2: یک وسیله زیرآبی بدون سرنشین در دسترس (UUV)، کلید خود را برای باز کردن آدرس چند امضایی و بازیابی موقعیت UTV ارائه می‌دهد. این عملیات با اجازه به UUV  برای حمل UTV به سمت دیگر تکمیل می‌شود.

ربات‌ها می‌توانند شارژ مجدد باتری را خریداری کرده، تا به سنسورهای با کیفیت دست یابند، یا به منظور دستیابی به حداکثر بازدهی خدمات دیگر را از ربات‌های دیگر درخواست کنند.
نهایتا، استفاده از فناوری بلاکچین در فرایندهای تصمیم‌گیری توزیع شده رباتیک جمعی می‌تواند مزایایی برای اپراتورها و نگهدارندگان رباتیک جمعی به دنبال داشته باشد. با توجه به این واقعیت که تمامی توافق‌ها و تراکنش‌های مرتبط، در بلاکچین ذخیره می‌شوند، نیازی به صرف زمان برای یادگیری و فازهای آموزشی جهت پیوستن ربات‌های جدید به مجموعه وجود ندارد. درعوض، این ربات‌های جدید، قادر خواهند بود تا با دانلود دفترکل مربوط به تاریخچه توافق نامه‌ها و دانش‌های از پیش تعیین شده و ذخیره شده در بلاکچین، به‌طور خودکار، خود را با مجموعه هماهنگ کنند.

منبع: github

بلاکچین: ساختاری جدید برای سیستم‌های رباتیک جمعی – قسمت ششم

ترجمه: نگار درزی

 

آزمایشگاه بلاکچین ایران بیتکوین رباتیک 8

شکل 8: رمزگذاری امضای دیجیتال، راهی برای اثبات مالکیت آدرسی خاص ارائه می‌دهد – کلید عمومی

همان‌طور که در شکل 8 نشان داده شده، تکمیل رمزگذاری امضای دیجیتال، به ربات‌ها اجازه می‌دهد از کلید خصوصی خود برای رمزگذاری پیام‌ها استفاده کنند. ربات‌های دیگر می‌توانند آنها را با استفاده از کلید عمومی فرستنده رمزگشایی کنند. از آنجا که هر ربات به کلید عمومی فرستنده دسترسی دارد، محتویات پیام مخفی نخواهد بود، اما این واقعیت که با استفاده از کلید خصوصی فرستنده رمزگذاری شده، نشان می‌دهد که پیام نمی‌تواند توسط فرد دیگری ارسال شده باشد، لذا هویت ارسال‌کننده را اثبات می‌کند. از طرفی، رمزنگاری کلید عمومی تضمین می‌کند که محتویات یک پیام، مثلا پیام محصور شده در یک تراکنش بلاکچین، تنها می‌تواند توسط ربات دارای آدرسی خاص، خوانده شود.
از طرف دیگر، رمزنگاری امضای دیجیتال، ارائه‌دهنده احراز هویت موجودیت و تائید اصالت داده‌ها بین ربات‌ها یا عامل‌های شخص ثالث می‌باشد. برخی از مراکز ظرفیت استفاده از مزایای ویژگی‌های امنیتی فناوری بلاکچین را دارند، از جمله، ارتش که در آن نیاز به سیستم‌های قابل اعتماد، امری بدیهی است و ستاد بحران، جایی‌که شناسایی دقیق بین سازمان‌های پشتیبان، به‌خصوص در مواردی که چند مجموعه در یک عملیات مشترک هستند، بسیار مهم است. نمونه مرتبط دیگر، پروژه I-ward  است، که در آن تیم‌های رباتیک، به کارمندان مراقبت‌های بهداشتی در حمل داروها و پرونده‌های پزشکی بیماران کمک می‌کنند. در این موارد، احراز هویت سازمانی و محرمانگی داده‌ها ممکن است مهم‌ترین نیاز امنیتی باشد.

 

تصمیم‌گیری توزیع‌شده

الگوریتم‌های تصمیم‌گیری توزیعی، نقش حیاتی در توسعه سیستم‌های جمعی ایفا می‌کنند. یکی از برجسته‌ترین نمونه‌ها، استفاده از ربات‌های جمعی متصل از طریق شبکه‌های adhoc یعنی MANET است که برای دستیابی به برنامه‌های سنجش توزیع شده به کار می‌رود. این سیستم‌ها قابلیت سنجش اطلاعات از چند دیدگاه را دارند، لذا، کیفیت داده‌های به دست آمده توسط آنها، افزایش می‌یابد. با این حال، ربات‌های مجموعه، باید در مورد آن موضوع خاص مثلا، مسیرهای عبور، شکلی که باید ایجاد شود، یا مانعی که باید از آن اجتناب شود، به توافق برسند. از این‌رو، توسعه پروتکل‌های تصمیم‌گیری توزیع شده که همگرایی به سمت یک نتیجه مطلوب را تضمین می‌کند مورد نیاز است.

الگوریتم‌های تصمیم‌گیری توزیعی، در بسیاری از برنامه‌های رباتیک از جمله تخصیص وظایف پویا، ساخت نقشه جمعی و اجتناب از مانع ، به کار گرفته شده‌اند. با این حال، توسعه طیف گسترده‌ای از عاملان با تصمیم‌گیری‌های توزیع‌شده هنوز یک مشکل حل نشده است. چندین مشخصه شناخته شده که نیازمند سبک و سنگین کردن ( trade-off ) هستند، مانند سرعت در برابر دقت، طی فرآیند تصمیم‌گیری توزیع شده، شناسایی می‌شوند و از جنبه‌های کلیدی هستند که باید پیش از استقرار در دنیای واقعی، در نظر گرفته شوند. بنابراین برای مقابله با موج جدید چالش‌هایی که صنعت با آنها روبروست، راه حل‌های مستقل و انعطاف‌پذیر برای تصمیم‌گیری ربات‌ها در سیستم‌های توزیع شده، مورد نیاز خواهد بود. بلاکچین، یک فناوری برجسته برای اطمینان از این مسئله است که همه شرکت‌کننده‌ها در شبکه غیرمتمرکز، دیدگاه یکسانی از جهان دارند. برای مثال، بلاکچین امکان ایجاد سیستم‌های رای‌گیری توزیع شده را برای ربات‌های جمعی که نیازمند رسیدن به توافق هستند، فراهم می‌آورد.

آزمایشگاه بلاکچین ایران بیتکوین رباتیک 9

 

شکل 9

شکل 9، مثال ساده‌ای را از نحوه استفاده از فناوری بلاکچین برای کمک به فرایند تصمیم‌گیری ربات های جمعی به تصویر می‌کشد. همانطور که در شکل 9(a) نشان داده شده است، هربار که عضوی از مجموعه در موقعیتی قرار می‌گیرد که نیاز به توافق دارد، می‌تواند تراکنش خاصی را آغاز و یک آدرس مرتبط با هریک از گزینه‌های ممکن (که رباتیک جمعی باید از میان آنها انتخاب کند) ایجاد نماید. طبق آنچه در شکل 9 (b) نشان داده شده، بعد از اینکه اطلاعات در بلوک قرار گرفت، در دسترس عموم بوده و اعضای دیگر مجموعه می‌توانند براساس وضعیت آن‌، مثلا با انتقال یک توکن به آدرس متناظر به گزینه منتخبشان، رای دهند. توافق‌ با قانونی مثل اکثریت به سرعت و به روش قابل اطمینانی قابل دستیابی است، چرا که همه ربات‌ها می‌توانند اعتبار آدرس‌های درگیر در فرایند رای‌گیری را، طبق آنچه در شکل 9 (c) نشان داده شده ، بررسی کنند.

منبع: github

بلاکچین: ساختاری جدید برای سیستم‌های رباتیک جمعی – قسمت پنجم

ترجمه: نگار درزی

 

 

امنیت

یکی از موانع اصلی در توسعه گسترده ربات‌ها برای کاربرد‌های تجاری، امنیت است. تحقیقات پیشین بر ضرورت توسعه سیستم‌هایی که در آن اعضای مجموعه می‌توانند همتا‌های خود را شناسایی کرده و به آنها اعتماد کنند، تاکید کرده‌اند. این مسئله زمانی اهمیت یافت که نشان داده شد ورود اعضای «معیوب» یا متجاوز به مجموعه می‌تواند خطر بالقوه‌ای برای اهداف مجموعه یا یک نقص امنیتی محسوب شود. امنیت در هر محيطی، از جمله سيستم‌های رباتیک جمعی، اساسا در مورد ارائه خدمات اصلی از قبیل محرمانگی و یکپارچگی داده‌ها، احراز هویت اعضا و تائید اعتبار داده‌ها می‌باشد. در مقایسه با زمینه‌های دیگر، که تحقیقات امنیتی فعالی در مورد آنها صورت گرفته، سیستم‌های رباتیک جمعی از فقدان راه‌حل‌های عملی برای این مشکلات رنج می‌برند. موضوع امنیت، در بسیاری از تحقیقات برجسته نادیده گرفته‌شده، که یکی از دلایل آن، پیچیدگی و ناهمگن بودن برخی ویژگی‌های سیستم‌های رباتیک جمعی مانند خودمختاری ربات، کنترل غیرمتمرکز، تعداد بالای اعضا، رفتار ناگهانی اشتراکی و غیره است. بلاکچین نه تنها می‌تواند یک کانال ارتباطی همتا به همتا مطمئن برای عاملان مجموعه ارائه دهد، بلکه راهی را برای غلبه بر تهدیدات، آسیب‌پذیری‌ها و حملات بالقوه نیز فراهم می‌آورد.

آزمایشگاه بلاکچین ایران بیتکوین رباتیک 6

شکل 6. انواع مختلف ربات‌ها که کانال ارتباطی را با استفاده از کلیدهای عمومی به‌عنوان شناسه‌های اصلی به اشتراک می‌گذارند.

در برنامه رمزگذاری بلاکچین، تکنیک‌هایی از قبیل رمزگذاری کلید عمومی و امضای دیجیتال، ابزارهای پذیرفته شده‌ای هستند که به کمک آن‌ها نه تنها تراکنش‌ها از کانال‌های اشتراکی استفاده می‌کنند، بلکه هویت منحصربه‌فرد هر عامل را نیز در شبکه ارائه می‌دهند. همان‌طور که در شکل 6 نشان داده‌شده، یک جفت کلید مکمل، عمومی و خصوصی، برای هر عامل جهت ارائه این قابلیت‌ها ایجاد شده‌است. کلیدهای عمومی، اطلاعات قابل دسترسی اصلی عامل‌ها می‌باشد که در شبکه بلاکچین و در دسترس عموم قرار دارند. این کلید‌ها را می‌توان به‌عنوان یک نوع شماره حساب تلقی نمود. در مقابل، کلیدهای خصوصی، اطلاعات محرمانه  عامل مانند کلمات عبور، در سیستم‌های سنتی هستند و به‌صورت انحصاری برای تائید هویت عامل و عملیاتی که ممکن است اجرا کند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

آزمایشگاه بلاکچین ایران بیتکوین رباتیک 7

شکل7. رمزگذاری کلید عمومی به ربات‌ها اجازه می‌دهد اطمینان حاصل کنند که محتوای پیام تنها توسط صاحب آدرس فرستنده قابل خواندن است.

در مورد رباتیک‌های جمعی، همان‌طور که در شکل 7 نشان داده شده، رمزگذاری کلید عمومی به آنها این اجازه را می‌دهد تا کلیدهای عمومی خود را با ربات‌های دیگری که قصد برقراری ارتباط با آن‌ها را دارند، به اشتراک بگذارد. بنابراین، هر ربات در شبکه می‌تواند اطلاعات را به آدرس‌ رباتی خاص ارسال کند، اما تنها رباتی که کلید خصوصی را در اختیار دارد، می‌تواند پیام را بخواند. از آنجا که کلید عمومی نمی‌تواند برای رمزگشایی پیام‌ها استفاده شود، اگر به دست افراد اشتباهی بیافتد، خطری ایجاد نمی‌کند. علاوه بر این، به کمک کلیدهای خصوصی، ربات‌های شخص ثالث نمی‌توانند چنین اطلاعاتی را رمزگشایی کنند، حتی اگر کانال ارتباطی یکسانی داشته باشند.

منبع: github

بلاکچین: ساختاری جدید برای سیستم‌های رباتیک جمعی – قسمت سوم

ترجمه: نگار درزی

در قسمت قبل از دو پروژه Bitcongress و Colored Coins نام بردیم. Bitcongress، یک پلتفرم رای‌گیری غیرمتمرکز است که برای سهولت فرآیند قانون‌گذاری و تصویب قانون از طریق ارائه سیستم رای‌گیری امن و معتبر ارائه شده است. پروژه  Colored Coins اما بر ایجاد دارایی‌های دیجیتالی که می‌توانند ارزش‌های دنیای واقعی را ارائه دهند، متمرکز است.

با ضمیمه کردن متاداده‌ها به تراکنش‌های بیتکوین می‌توان از توکن‌های دیجیتال در بلاکچین، برای ذخیره اطلاعاتی مانند اسناد، گواهینامه‌ها و غیره، ارائه مدارک حق مالکیت، یا صدور دارایی‌های مالی مثل سهام استفاده کرد. با توجه به مورد دوم،Colored Coins می‌تواند برای ایجاد سازمان‌های مشارکتی توزیع شده ( Distributed Collaborative Organizations) که اساسا سیستم‌های مجازی متشکل از سهامداران هستند، استفاده شود. در چنین مواردی، بلاکچین به صورت شفاف و ایمن به حفظ ساختار مالکیت شرکت، و همچنین ایجاد و توزیع سهام  برای DOC ها کمک می‌کند.

فناوری بلاکچین نشان می‌دهد که با ترکیب شبکه‌های همتا به همتا با الگوریتم‌های رمزنگاری، گروهی از عامل‌ها می‌توانند در مورد وضعیت‌های خاص کار به توافق رسیده و آن توافق را بدون نیاز به یک مقام کنترل‌کننده مرکزی، ثبت کنند. با توجه به ماهيت غيرمتمركز و اصول كليدي بلاکچین، مثل اعتبار و تحمل‌پذیری خطا، این فناوری می‌تواند در ترکیب با زمینه‌های نوظهور از قبیل حمل و نقل خودکار، لجستیک و سیستم‌های انبارداری یا حتی رایانش ابری، مفید باشد.

هدف این مقاله، اشاره به مزایای بالقوه ترکیب فناوری بلاکچین با رباتیک، بخصوص رباتیک‌های جمعی و سخت‌افزارهای پیشرفته رباتیک که توجه روزافزون بخش‌های صنعتی و آکادمیک را به خود جلب کرده‌اند و تاکید بر نحوه تسهیل تراکنش‌ها از تحقیقات آکادمیک تا کاربردهای دنیای واقعی و احتمالا کاربردهای گسترده صنعتی می‌باشد.

منبع: github