اثبات کار (PoW) در بلاک چین چیست؟

الگوریتم اجماع یکی از مهم‌ترین مفاهیم در بلاکچین است که اثبات کار بخش اساسی از امنیت را در آن ایفا می‌کند. اثبات کار یا pow تکنیکی است که به وسیله آن ارزهای دیجیتال به جهت تثبیت صحت هر تراکنش جدید که به بلاکچین اضافه می‌شود، استفاده دارد. شبکه‌های غیر متمرکزی که از طریق ارزهای دیجیتال و defi استفاده می‌کنند، فاقد قدرت غیر حکومتی‌اند و در واقع توسط هیچ قانونی بررسی نمی‌شوند به همین دلیل هم برای یکپارچگی و بررسی صحت نیاز به pow دارند. لذا با توجه به اهمیتی که این موضوع دارد ما در این مطلب از صرافی ارز هشت به بررسی این مطلب می‌پردازیم و در ادامه خواهیم گفت که اثبات کار چیست، چرا باید وجود داشته باشد و چه تفاوتی با اثبات سهام دارد. پس با ما همراه بمانید. .

الگوریتم اثبات کار (PoW)چیست؟

اثبات کار (PoW) مکانیسم اجماع را توصیف می‌کند که نیاز به مقدار قابل توجهی فعالیت محاسباتی توسط اعتبارسنج‌ها برای ایجاد بلاک جدید دارد. این مفهوم توکن‌های دیجیتال توسط هال فینی در سال ۲۰۰۴ از طریق ایده «اثبات قابل استفاده مجدد در  کار» با استفاده از الگوریتم هش امن ۱۶۰ بیتی تطبیق داده شد. PoW به نوده ای یک شبکه نیاز دارد تا شواهدی مبنی بر صرف توان محاسباتی (یعنی کار)برای دستیابی به اجماع به شیوه ای غیر متمرکز و جلوگیری از سبقت گرفتن بازیگران بد از شبکه ارائه دهند.
بیت کوین پس از معرفی در سال ۲۰۰۹، به اولین کاربرد گسترده ایده PoW فینی تبدیل شد (فینی دریافت کننده اولین تراکنش بیت کوین نیز بود).
اثبات کار اساس بسیاری از ارزه‌ای رمزنگاری شده دیگر را تشکیل می‌دهد و امکان اجماع امن را نیز فراهم می‌کند.

در ادامه برخی از مفاهیم را که در این رابطه کمک می‌کند، درک بهتری از این الگوریتم را داشته باشیم، توضیح می‌دهیم.

درک اثبات کار

این توضیح روی اثبات کار در شبکه بیت کوین متمرکز خواهد بود. بیت کوین که عموما ارز دیجیتال شناخته می‌شود، از نظر فنی یک توکن است که نشان دهنده مالکیت ارزش در بلاک چین بیت کوین است. مالکیت توکن را می‌توان با چیزی با ارزش برابر مبادله کرد. درست مانند این که شما یک دلار را در ازای کل به یک قنادی بدهید – آن‌ها اکنون دلار  و شما قنادی را دارید!

الگوریتم اثبات کار در بلاکچین

بلاک چین‌ها در واقع دفترکل توزیع شده‌ای هست که تمام تراکنش‌های بیت کوین را ثبت می‌کند.   مشابه با نحوه ورود شما به تراکنش‌ها در یک صفحه گسترده؛ هر بلوک مشابه یک سلول است. در این دفتر کل اطلاعاتی مانند مبلغ تراکنش، آدرس کیف پول، زمان و تاریخ در هدر ثبت و رمزنگاری می‌شوند. (یک عدد هگزادسیمال که از طریق تابع هش بلاک چین ایجاد می‌شود)

هش در بلاکی استفاده می‌شود که پس از ایجاد هش، آن را دنبال می‌کند. این کار یک دفترکل از بلوک‌های زنجیره‌ای ایجاد می‌کند که نمی‌توان آن را تغییر داد زیرا اطلاعات هر بلوک در جدیدترین هش بلاک گنجانده شده است. حالا در این بین الگوریتم pow امکان ایجاد اجماع امن را در بلاکچین فراهم می‌کند.

هش ریت

هنگامی که یک بلوک بسته می‌شود، هش باید قبل از باز شدن یک بلوک جدید تایید شود. اینجاست که اثبات کار وارد عمل می‌شود. هش یک عدد هگزادسیمال رمزنگاری شده ۶۴ رقمی است. با فن آوری مدرن، یک هش می‌تواند در میلی ثانیه برای مقدار زیادی داده تولید شود. با این حال، ماینرها سعی می‌کنند این هش را حدس بزنند که از نظر محاسباتی زمان بسیار زیادی می‌برد. در واقع استخراج فرآیند اعتبارسنجی تراکنش‌ها با حل هش و دریافت پاداش است. اگر هش کم‌تر از هدف فعلی شبکه باشد، ماینر با موفقیت هش را حل کرده است. هدف شبکه یک نتیجه ریاضی از یک فرمول تبدیل شده به یک عدد هگزادسیمال است که سختی استخراج را مشخص می‌کند.

اگر هش بیشتر از هدف باشد، برنامه استخراج مقدار ۱ را به هش اضافه می‌کند و دوباره هش تولید می‌کند. کل شبکه ماینرها تلاش می‌کنند هش را به این روش حل کنند. در بلاک چین بیت کوین، به ماینری که هش را حل کند، پاداش فعلی برای فعالیتش پاداش داده می‌شود.

تفاوت الگوریتم اثبات کار و اثبات سهام چیست؟

دو مکانیزم اجماع محبوب، اثبات کار و اثبات سهام هستند. رقیب اصلی بیت کوین یعنی Ethereum تا سپتامبر ۲۰۲۲ از اثبات کار روی بلاک چین خود استفاده می‌کرد. در اینجا به برخی از تفاوت‌های کلیدی بین این دو الگوریتم می‌پردازیم.

چند نکته مهم در رابطه با الگوریتم اثبات کار

استخراج یک فرآیند رقابتی است، بنابراین به مسابقه‌ای بین کسانی با بیش‌ترین قدرت محاسباتی تبدیل شده است. بنابراین، ماینرها به استخرها می‌پیوندند تا شانس خود را برای دریافت پاداش افزایش دهند؛ زیرا رقابتی بودن کار محاسباتی زیادی نیاز دارد.

در تاریخ ۹ فوریه ۲۰۲۳، استخر ماینینگ پی پل نزدیک به ۳۲ درصد از هش ریت سه روزه شبکه بیت کوین را به خود اختصاص داد – تعداد هش‌هایی که یک شبکه می‌تواند در هر ثانیه انجام دهد. این استخر نزدیک به ۹۰ کوینتیلیون (۹۰ * ۱۰۱۸) هش در ثانیه تولید کرد.
اثبات کار نیز به خاطر مصرف انرژی آن شناخته می‌شود. دانشگاه کمبریج تقاضای انرژی شبکه بیت کوین را ردیابی می‌کند و از «بهترین تخمین حدس» برای تعیین کاربرد آن استفاده می‌کند. این شبکه به اندازه برخی کشورهای کوچک انرژی مصرف می‌کند؛ اما لازم به ذکر است که شبکه‌های داده صنعتی و مراکز داده، انرژی بسیار بیشتری نسبت به شبکه بیت کوین مصرف می‌کنند. اثبات کار نیز روش اعتبارسنجی بسیار کندتری نسبت به مکانیزم‌های دیگر است. به عنوان مثال، تراکنش‌های بیشتری نسبت به شبکه بیت کوین انجام می‌شود. تراکنش‌ها در یک مرسوله در انتظار اعتبارسنجی ذخیره می‌شوند و میانگین زمان تایید بین ۱ ژانویه تا ۹ فوریه ۲۰۲۳، بین ۷ تا ۹۱ دقیقه است (تایید زمانی است که تراکنش شما تایید می‌شود).

بیت کوین زمان بلوک خود را به طور متوسط ۱۰ دقیقه نگه می‌دارد – مقایسه این زمان با زمان بلوک در شبکه Ethereum PoS که از سپتامبر ۲۰۲۲ به طور متوسط ۱۲ ثانیه بوده است.

مثالی از اثبات کار