فناوری بلاکچین که بیت کوین و بسیاری از ارزهای دیجیتال دیگر را تقویت می‌کند یک پایگاه داده است، اما با یک دفتر کل معمولی و متمرکز متفاوت است. یعنی غیرمتمرکز است و توسط گره‌های همتا توزیع شده در سراسر جهان، بدون هیچ مرجع نظارتی، نیرو می‌گیرد. با این کار، برای اطمینان از عملیات پایگاه داده پایدار و ایمن، مانند چگونگی ایمن سازی یک شبکه غیرمتمرکز و اطمینان از اینکه همه در مورد محتوای دفتر کل توافق دارند، باید به چندین سؤال اساسی پاسخ داده شود. اینجاست که الگوریتم اجماع اثبات کار بیت کوین (PoW) مطرح می‌شود.
در ترکیب با رمزنگاری کلید عمومی، الگوریتم PoW دفتر کل توزیع شده را ایمن می‌کند. این کار شبکه را از حملات «double spend» محافظت کرده، بلوک‌های جدیدی از تراکنش‌ها را به زنجیره اضافه و پاداش‌های BTC را ایجاد می‌کند.
مکانیسم PoW ماینرهای بیت کوین را ملزم می‌کند تا معادلات پیچیده ریاضی که فرآیندی بسیار انرژی بر است را با استفاده از رایانه حل کنند. گرچه این کار دشوار است، اما پاداش‌های بیتکوین حاصل می‌تواند فوق العاده ارزشمند باشند.
اثبات کار برای ادامه عملکرد بیت کوین ضروری است، اما مصرف انرژی آن به طور قابل توجهی مورد بررسی قرار گرفته است و برخی دیگر از ارزهای دیجیتال به جای آن مدل‌های دیگری را پذیرفته اند. در حال حاضر، اتریوم نیز از PoW استفاده می‌کند. با این حال، انتظار می‌رود به زودی به PoS (اثبات سهام) منتقل شود.
انواع مکانیسم‌های اجماع
صنعت بلاک چین یک صنعت در حال رشد است. با توجه به توسعه و رشد مستمر، چالش های جدیدی همچنان پدیدار می‌شوند که با روشهای مختلف قابل حل هستند. یکی از آنها مکانیسم اجماع است.
در حالی که هیچ الگوریتم اجماع واحدی کامل نیست، هر روش جدید برای حل مشکلات الگوریتم‌های موجود ایجاد شده است. در حال حاضر محبوب‌ترین مکانیسم ها عبارتند از:
- اثبات کار (PoW): ماینرها سعی می کنند یک مشکل پیچیده را برای تأیید تراکنش های کاربر حل کنند.
- اثبات سهام (PoS): کاربر تشویق می‌شود تا زمانی که اعتباربخش برای تولید بلوک شود، بیشتر هزینه کند.
- اثبات سهام نمایندگی شده (DPoS): شبیه به PoS است، اما کاربرانی که کوین‌های بیشتری دارند، می‌توانند رای دهند و شاهدان را انتخاب کنند.
- گواه اثبات سهام استیجاری (LPoS): کاربران می‌توانند توکن‌های سفارشی سازی شده بسازند و برای امنیت بهتر از آنها در فارم‌های خود استفاده کنند.
- اثبات زمان سپری شده (PoET): شبیه به PoW اما بیشتر بر مصرف تمرکز دارد.
- تحمل خطای بیزانس عملی (PBFT): بیزانس از یک توالی خاص برای دور نگه داشتن کاربران روژ (rouge) استفاده کرد.
- تحمل خطای بیزانس ساده (SBFT): یک اعتباردهنده واحد می‌تواند تراکنش‌های پیشنهادی را بسته‌بندی کند و یک بلوک جدید ایجاد کند.
- تحمل خطای بیزانس (DBFT): بر تأیید بلوک بازی سازی شده در میان کنترل‌کننده‌های نود حرفه‌ای تمرکز دارد.
- گراف غیر‌مدور هدایت‌شده (DAG): ساختار داده‌های زنجیره بلوکی ندارند و می‌توانند تراکنش‌ها را به صورت ناهمزمان انجام دهند.
- اثبات فعالیت (PoA): از هر دو PoS و PoW برای اطمینان از به موقع بودن امتیازهای پاداش استفاده می‌کند.
- اثبات اهمیت (PoI): کاربری که مرتب تراکنش‌هایی را ارسال و دریافت می‌کند، برای آن پول دریافت می‌کند.
- گواه اثبات ظرفیت (PoC): از ظرفیت (یا فضای ذخیره سازی) هارد دیسک کاربران استفاده می کند.
- اثبات سوزاندن (PoB): کاربرانی که کوین‌هایی را به کیف پول خود باز می‌فرستند که نمی‌توانند آن را بازیابی کنند، بر اساس مقدار پاداش دریافت می‌کنند.
- اثبات وزن (PoWeight): شبیه به PoS، تفاوت در وابستگی به بسیاری از عوامل دیگر در مقابل PoW است که به آنها وزن می‌گویند.
فهرست فوق جامع نیست. این یک نمای کلی از مکانیسم‌های اجماع مورد استفاده ۸۰ درصد از ارزهای دیجیتال اصلی موجود را ارائه می‌دهد. با این حال، از آنجایی که صنعت به سرعت در حال توسعه است، احتمالاً شاهد پیشرفت بسیار بیشتری در این زمینه خواهیم بود.
مزایای اثبات کار (PoW) چیست؟
مزیت اصلی اثبات کار این است که مکانیزم قابل اعتمادی برای دستیابی به اجماع و جلوگیری از سوء استفاده‌ها فراهم می‌کند. توجه داشته باشید که اجماع در هسته فناوری بلاک چین و کاربردهای خاص آن، از جمله ارزهای دیجیتال بوده، و همچنین مزایای آن مانند امنیت، اعتماد و مشروعیت، و غیرمتمرکز بودن است.
به این ترتیب، مزایای PoW عبارتند از:
- امنیت بالا،
- روش غیرمتمرکز برای تایید تراکنش‌ها،
- اجازه دادن به ماینرها برای کسب پاداش‌های رمزنگاری.
جدای از موارد فوق، چند مورد از مزایای PoW وجود دارد که باعث شده است صنعت کریپتو به سرعت توسعه یابد و روشهای اجماع جدیدی را اتخاذ کند. با این حال، تا کنون، PoW یکی از الگوریتم‌های آزمایش‌شده در نبرد است که برخی از ارزهای دیجیتال اصلی مانند بیتکوین و اتریوم (که به زودی تغییر خواهند کرد) را ایمن می‌کند.
معایب اثبات کار (PoW) چیست؟
در حالی که بسیاری از ارزهای دیجیتال سنتی از PoW استفاده می‌کنند، این الگوریتم چندین معایب دارد که باعث شده این صنعت به دنبال رویکرد بهتری باشد. برخی از معایب آن عبارتند از:
- ناکارآمد بودن در سرعت کم تراکنش و کارمزدهای گران: به دلیل تعداد زیادی عملیات پیچیده ریاضی که برای تایید هر تراکنش باید تکمیل شود، بلاک چین های مبتنی بر PoW اغلب جزو کندترین‌ها هستند.
- مصرف انرژی بالا: از آنجایی که کامپیوترها کارهای محاسباتی اضافی انجام می‌دهند، الکتریسیته اضافی استفاده می‌شود که به مقدار فوق العاده زیادی به مصرف برق می‌افزاید.
- ماینینگ اغلب به تجهیزات گران قیمت نیاز دارد: با افزایش محبوبیت کوین‌هایی که با PoW اجرا می‌شوند، رقابت نیز داغ‌تر می‌شود، که به معنای ارتقای مداوم فناوری است که به تجهیزات پیشرفته‌تری نیاز دارد.
- محدودیت‌های مقیاس‌پذیری: مقیاس‌پذیری عملیات به معنای خرید و راه‌اندازی رایانه‌های گران‌تر است، که محدودیتی طبیعی برای هر موجودی دارد، به این معنی که بلاک چین ممکن است در نقطه‌ای از مقیاس‌پذیری متوقف شود.
با توجه به این معایب، صنعت بلاک چین شروع به اتخاذ مکانیسم‌های اجماع جایگزین کرد. صرف نظر از این، PoW ثابت‌شده‌ترین الگوریتم از منظر امنیتی است.
نمونه‌هایی از کوین‌های اثبات کار (PoW)
امروز برخی از قابل توجه ترین کوین های PoW را بررسی می کنیم. همانطور که قبلا ذکر شد، PoW یکی از امن ترین و اولیه ترین الگوریتم های مورد استفاده در صنعت بلاک چین است، بنابراین جای تعجب نیست که از PoW در اولین ارزهای رمزنگاری شده استفاده می شود، مانند:
- بیت کوین (BTC)
- اتریوم (ETH)
- اتریوم کلاسیک (ETC)
- لایت کوین (LTC)
- دوج کوین (DOGE)
- مونرو (XMR)
- بیت کوین کش (BTC)
- بیتکوین SV
- ریون کوین (RVN)
- زی‌کش (ZEC)
از آگوست ۲۰۲۲، کوین‌های اثبات کار ۶۲.۳۵ درصد از کل ارزش بازار ارزهای دیجیتال را تشکیل می دهند. با این حال، اگر بیتکوین را حذف کنیم، به ۲۲.۶٪ کاهش می‌یابد و اگر ETH حذف شود (که به زودی به PoS منتقل می شود)، حتی کمتر هم می‌شود. بنابراین، در حالی که PoW، امن ترین الگوریتم اجماع باقی می ماند، صنعت به توسعه سریع خود ادامه می دهد.
جمع بندی
اثبات کار اولین الگوریتم اجماعی است که در حوزه رمزارزها استفاده شد. این الگوریتم برای رسیدن به اجماع از کاربران می‌خواهد با استفاده از سخت‌افزارهای محاسباتی خود، معادلات طراحی بلاکچین را حل کنند. اگرچه اثبات سهام به عنوان جایگزینی برای آن معرفی شده است و مصرف انرژی کمتری دارد، اما PoW هنوز هم توسط بسیاری از ارزهای دیجیتال مهم و اصلی استفاده می‌شود.
همه صفحات سایتتون بی نظیره خدا قوت