اثبات کار (PoW) چیست؟

اثبات کار (PoW) یک مکانیزم اجماع است که توسط شبکه‌های بلاک‌چین برای دستیابی به اجماع توزیع‌شده استفاده می‌شود. این مکانیزم اجماع اصلی است که برای اولین بار توسط بیت‌کوین در سال ۲۰۰۹ استفاده شد. در PoW، شرکت‌کنندگان شبکه که ماینر نامیده می‌شوند، برای حل یک معمای محاسباتی پیچیده رقابت می‌کنند. اولین ماینری که معما را حل کند، می‌تواند یک بلوک جدید از تراکنش‌ها را به بلاک‌چین اضافه کند و با ارز دیجیتال تازه ایجاد شده پاداش می‌گیرد.

از برنامه کیف پول Bitcoin.com چند زنجیره‌ای استفاده کنید، که توسط میلیون‌ها نفر برای خرید، فروش، تجارت و مدیریت بیت‌کوین و محبوب‌ترین ارزهای دیجیتال به صورت ایمن و آسان اعتماد شده است.

اثبات کار (PoW) چگونه کار می‌کند؟

فرآیند PoW را می‌توان به مراحل زیر تقسیم کرد:

1. پخش تراکنش: وقتی کاربری تراکنشی را در یک بلاکچین PoW شروع می‌کند، تراکنش به شبکه گره‌ها ارسال می‌شود.
2. تجمع تراکنش: گره‌ها این تراکنش‌ها را در استخری جمع‌آوری می‌کنند که معمولاً به آن 'مِمپول' (استخر حافظه) می‌گویند.
3. ایجاد بلوک: ماینرها تراکنش‌ها را از مِمپول انتخاب کرده و آن‌ها را در یک 'بلوک' گروه‌بندی می‌کنند. سپس یک سرآیند به بلوک اضافه می‌کنند که شامل زمان، هش بلوک قبلی و یک نانس است.
4. تکرار نانس و هشینگ: نانس یک عدد تصادفی است که ماینرها به طور مداوم تغییر داده و با داده‌های سرآیند بلوک ترکیب می‌کنند تا یک هش ایجاد کنند. هدف این است که نانسی پیدا شود که وقتی با سرآیند بلوک هش می‌شود، یک هش تولید کند که با هدف دشواری شبکه مطابقت دارد.
5. هدف دشواری: هدف دشواری روشی برای سنجش سختی پیدا کردن یک هش معتبر است. این هدف به طور دوره‌ای تغییر می‌کند تا اطمینان حاصل شود که بلوک‌ها به طور نسبتاً ثابتی استخراج می‌شوند، معمولاً هر 10 دقیقه برای بیت‌کوین.
6. راه‌حل اثبات کار: وقتی ماینری نانسی پیدا می‌کند که هشی تولید می‌کند که با هدف دشواری مطابقت دارد، او پازل PoW را حل کرده است.
7. پخش بلوک: ماینر بلوک حل‌شده را به شبکه ارسال می‌کند.
8. اعتبارسنجی و افزودن بلوک: گره‌های دیگر اعتبار بلوک را بررسی می‌کنند و اطمینان حاصل می‌کنند که تمام تراکنش‌ها مجاز هستند و راه‌حل PoW صحیح است. اگر معتبر باشد، بلوک به بلاکچین اضافه می‌شود.
9. توزیع پاداش: ماینری که بلوک را با موفقیت استخراج کرده است، به صورت ارز دیجیتال جدید و کارمزد تراکنش‌ها از تراکنش‌های موجود در بلوک پاداش می‌گیرد.

استخراج بیت‌کوین بخشی بنیادین از شبکه است، اما بیش از آن چیزی است که به نظر می‌رسد. با اصول اولیه در استخراج بیت‌کوین چیست؟ شروع کنید، سپس عمیق‌تر به چه کاری ماینرهای بلاکچین انجام می‌دهند و چگونه استخراج ترکیبی به ماینرها اجازه می‌دهد چندین بلاکچین را به‌طور همزمان ایمن کنند بپردازید. اگر به استخراج خود علاقه دارید، یاد بگیرید چگونه بیت‌کوین را از خانه استخراج کنید - و فراموش نکنید چگونه درآمد استخراج خود را گزارش دهید برای اهداف مالیاتی بررسی کنید.

چرا اثبات کار مهم است؟

PoW برای حفظ امنیت و اعتمادپذیری شبکه‌های بلاکچین مبتنی بر PoW حیاتی است. این کار را از طریق:

• غیرمتمرکزسازی: با پخش فرآیند استخراج در بین شبکه‌ای از ماینرها، PoW جلوی کنترل بلاکچین توسط یک فرد یا گروه خاص را می‌گیرد.
• امنیت: قدرت محاسباتی مورد نیاز برای استخراج باعث می‌شود تغییر بلاکچین یا دو بار خرج کردن سکه‌ها برای بازیگران بد بسیار سخت و پرهزینه باشد.
• عدم نیاز به اعتماد: PoW به این معناست که نیازی به اعتماد به یک مرجع مرکزی ندارید، زیرا سیستم بر اساس اثبات‌های ریاضی و کار قابل بررسی است.

مزایای اثبات کار (PoW)

اثبات کار (PoW) بیش از یک دهه به عنوان پایه امنیت بلاکچین، به ویژه برای بیت‌کوین بوده است. قدرت و مقاومت آن در برابر حملات آن را به روشی معتبر برای رسیدن به اجماع تبدیل کرده است، حتی اگر انرژی زیادی مصرف کند. در اینجا برخی از مزایای اصلی PoW آورده شده است:

1. امنیت: قدرت PoW در کار محاسباتی مورد نیاز برای استخراج بلوک‌ها است. این امر باعث می‌شود تغییر بلاکچین یا خرج کردن دوباره سکه‌ها برای حمله‌کنندگان بسیار سخت و پرهزینه باشد. برای تغییر تراکنش‌های گذشته، یک مهاجم باید کنترل بیشتر قدرت هش شبکه را در اختیار داشته باشد (حمله 51٪)، که برای بلاکچین‌های مستقر مانند بیت‌کوین بسیار پرهزینه و تقریباً غیرممکن است.
2. غیرمتمرکزسازی: PoW به حفظ غیرمتمرکزسازی کمک می‌کند با اجازه دادن به هر کسی با قدرت محاسباتی کافی برای شرکت در استخراج. این مشارکت باز کمک می‌کند جلوی کنترل شبکه توسط یک فرد یا گروه خاص گرفته شود. بیشتر درباره غیرمتمرکزسازی در حکمرانی بیت‌کوین چیست؟ بیاموزید
3. شفافیت: فرآیند PoW باز و قابل بررسی است. هر کسی می‌تواند کار انجام‌شده توسط ماینرها و اعتبار تراکنش‌ها در بلاکچین را بررسی کند.
4. عدالت: شانس یک ماینر برای پیدا کردن بلوک معتبر بستگی به مقدار قدرت هش دارد که دارد. این بدان معناست که ماینرهایی که منابع بیشتری به کار می‌گیرند شانس بیشتری برای دریافت پاداش دارند، که یک سیستم منصفانه و رقابتی را ایجاد می‌کند.

معایب اثبات کار (PoW)

در حالی که PoW به عنوان روشی قوی برای رسیدن به اجماع نشان داده شده است، همچنین دارای برخی معایب است که باعث شده است افراد به دنبال روش‌های دیگری برای انجام این کار باشند. در اینجا برخی از معایب اصلی PoW آورده شده است:

1. مصرف انرژی: PoW به دلیل نیاز به ماینرها برای استفاده از قدرت محاسباتی بالا، به مقدار زیادی انرژی نیاز دارد، که به معنی استفاده زیاد از برق است. این امر نگرانی‌هایی درباره تأثیر PoW بر محیط زیست ایجاد کرده است، به خصوص با رشد شبکه و پیوستن بیشتر ماینرها. بیشتر در چگونه بیت‌کوین بر محیط زیست تأثیر می‌گذارد؟ بیاموزید
2. مقیاس‌پذیری: بلاکچین‌های PoW می‌توانند تعداد محدودی تراکنش در ثانیه را پردازش کنند. این می‌تواند باعث کندی شبکه و افزایش کارمزد تراکنش‌ها در زمان تقاضای بالا شود.
3. ریسک‌های تمرکزگرایی: در حالی که PoW قرار است غیرمتمرکز باشد، در واقعیت، استخراج می‌تواند متمرکز شود زیرا استخرهای بزرگ استخراج با منابع زیاد شروع به کنترل شبکه می‌کنند. این تمرکز قدرت هش می‌تواند باعث ضعف در غیرمتمرکز بودن بلاکچین شود.
4. هزینه‌های سخت‌افزار: استخراج PoW به سخت‌افزار خاصی نیاز دارد، مانند ASIC (مدارهای مجتمع خاص برنامه)، که می‌تواند برای خرید و نگهداری پرهزینه باشد. این مانع ورود بالا می‌تواند محدود کند که چه کسی می‌تواند در استخراج شرکت کند و ممکن است باعث تمرکز بیشتر شود.

اثبات کار در مقابل اثبات سهام

اثبات سهام (PoS) روشی متفاوت برای رسیدن به اجماع است که تلاش می‌کند برخی از مشکلات مرتبط با PoW را حل کند. در PoS، اعتبارسنج‌ها برای پیشنهاد بلوک‌های جدید بر اساس مقدار ارز دیجیتالی که مالک هستند و مایل به 'سهام‌گذاری' به عنوان وثیقه هستند، انتخاب می‌شوند. این روش به طرز چشمگیری انرژی کمتری نسبت به PoW مصرف می‌کند.

بیشتر بخوانید: اثبات سهام چیست؟