اثبات کار چیست؟
اثبات کار (Proof of Work) الگوریتم اجماع اصلی در یک شبکه بلاک‌چین است. در شبکه بلاک‌چین از این الگوریتم برای تایید تراکنش‌ها و تولید بلاک‌های جدید در زنجیره استفاده می‌شود. ماینرها با استفاده از فرآیند PoW برای انجام تراکنش‌ها در شبکه و دریافت پاداش با یکدیگر رقابت می‌کنند. در یک شبکه کاربران برای یکدیگر توکن‌های دیجیتال ارسال می‌کنند. یک دفترکل (Ledger) غیرمتمرکز تمام تراکنش‌ها را در داخل بلاک‌ها جمع‌آوری می‌کند. با این حال، در تایید تراکنش‌ها و ایجاد بلاک‌ها بایستی احتیاط کرد. این مسئولیت برعهده گره‌های (Node) مخصوصی به نام ماینر است و این فرآیند اصطلاحاً استخراج یا ماینینگ نام دارد. اصول اولیه این کار بر مبنای یک معمای ریاضی پیچیده است.
منظور از یک معمای ریاضی چیست؟
منظور مسئله‌ای است که حل آن نیازمند توان محاسباتی بالایی است. از جمله این مسائل می‌توان به موارد ذیل اشاره کرد:
توابع هش (Hash Functions): چگونگی جستجوی یک ورودی که خروجی را می‌شناسد.
تجزیه اعداد طبیعی (Integer Factorization): یا به عبارتی، چگونگی نمایش یک عدد به عنوان حاصل ضرب دو عدد دیگر.
پروتکل معمای هدایت شده (GTP): درصورتی که سرور به بروز حمله DoS مشکوک شود، برخی از گره‌ها را در یک ترتیب معین ملزم به محاسبه توابع هش خواهد کرد. مسئله اصلی در این جا نحوه پیدا کردن زنجیره‌ای از مقادیر تابع هش است.
همراه با رشد شبکه، مشکلات بیشتری نیز ایجاد خواهد شد و حل الگوریتم‌ها نیازمند توان هش بیشتری خواهد بود. بنابراین پیچیدگی کار موضوع حساسی است.
این الگوریتم چگونه در بلاک‌چین اجرا می‌شود؟
به طور خلاصه، ماینرها پس از حل معما، بلاک جدید را تولید و تراکنش‌ها را تایید می‌کنند. پیچیدگی یک معما به تعداد کاربران، توان فعلی و بار شبکه بستگی دارد. هش هر یک از بلاک‌ها شامل هش بلاک قبلی است که باعث افزایش امنیت و جلوگیری از هرگونه حمله به بلاک می شود. درصورتی که یک ماینر موفق به حل معما شود، بلاک جدید تشکیل خواهد شد. تراکنش‌ها در این بلاک قرار گرفته و تایید شده محسوب می‌شوند.
الگوریتم PoW معمولاً در کجا اجرا می‌شود؟
از الگوریتم اثبات کار در بسیاری از رمزارزها استفاده می‌شود. معروف‌ترین کاربرد این الگوریتم در بیت‌کوین (BTC) است. درواقع این بیت‌کوین بود که زمینه را برای این نوع از اجماع فراهم کرد. معمای الگوریتم در این رمزارز هش‌کش (Hashcash) نام دارد. این الگوریتم امکان تغییر پیچیدگی یک معما بر اساس قدرت کل شبکه را فراهم می‌کند. میانگین زمان تشکیل یک بلاک در این شبکه 10 دقیقه است. رمزارزهایی که مبتنی بر بیت‌کوین هستند مثل لایت‌کوین (LTC) نیز چنین سیستمی دارند. یکی دیگر از پروژه‌های بزرگ الگوریتم PoW در رمزارز اتریوم (ETH) اجرا شده است.
چرا در وهله اول بایستی از یک الگوریتم اجماع PoW استفاده کرد؟
از مهمترین مزیت‌های این کار می‌توان به دفاع در برابر حملات DoS و تاثیر ناچیز سپرده‌گذاری بر امکان استخراج اشاره کرد. الگوریتم PoW محدودیت‌هایی را برای فعالیت‌های شبکه ایجاد کرده و در نتیجه انجام این فعالیت‌ها به تلاش بسیاری نیاز خواهد داشت. انجام حملات موفق در شبکه نیازمند توان محاسباتی بالا و همچنین زمان زیادی برای انجام این محاسبات است. بنابراین، اگرچه احتمال بروز حملات وجود دارد اما عملاً با وجود هزینه‌های بسیار بالا انجام آن بی‌فایده خواهد بود.
معایب این الگوریتم چیست؟
مهمترین معایب این الگوریتم عبارتند از هزینه‌های گزاف، بی‌فایده بودن محاسبات و حملات 51 درصدی. هزینه‌های گزاف: در فرآیند استخراج برای اجرای الگوریتم‌های پیچیده به سخت‌افزار کامپیوتری بسیار تخصصی نیاز است و هرکسی از پس مخارج آن بر نمی‌آید. به همین دلیل استخراج تنها برای استخر‌های مخصوص استخراج امکان‌پذیر است. راه‌اندازی این دستگاه‌های مخصوص مصرف برق بالایی را می‌طلبد که باعث افزایش هزینه‌ها خواهد شد. هزینه‌های گزاف تهدیدی برای تمرکز سیستم محسوب می‌شود زیرا خود سیستم نیز از آن منتفع خواهد شد. به راحتی می‌توان این موضوع را در بیت‌کوین مشاهده کرد.
بی‌فایده بودن محاسبات: ماینرها برای تولید بلاک‌ها تلاش زیادی کرده و انرژی زیادی مصرف می‌کنند. اما محسباتی که انجام می‌دهند در هیچ کجای دیگر قابل استفاده نیست. آن‌ها امنیت شبکه را تضمین می‌کنند اما این امنیت را نمی‌توان در کسب‌وکار، دانش یا هر زمینه دیگری استفاده کرد.
منبع: Cointelegraph
