Proof-of-Work (PoW) سیستمی را توصیف می کند که برای جلوگیری از استفاده بیهوده یا مخرب از قدرت محاسباتی، مانند ارسال ایمیل های هرزنامه یا راه اندازی حملات انکار سرویس، به تلاشی قابل توجه اما امکان پذیر نیاز دارد. این مفهوم متعاقباً توسط هال فینی در سال 2004 با ایده "اثبات چندگانه کار" با استفاده از الگوریتم هش SHA-256 برای ایمن کردن پول دیجیتال اقتباس شد.
پس از معرفی آن در سال 2009، بیت کوین به اولین استفاده گسترده از ایده PoW فینی تبدیل شد (فینی همچنین دریافت کننده اولین تراکنش بیت کوین بود). اثبات کار همچنین در قلب بسیاری از ارزهای دیجیتال دیگر قرار دارد و یک اجماع امن و غیرمتمرکز را فراهم می کند.
این توضیح بر روی اثبات کار در شبکه بیت کوین تمرکز خواهد کرد. بیت کوین یک ارز دیجیتال است که بر اساس نوعی دفتر کل توزیع شده به نام «بلاک چین» است. این دفتر کل حاوی رکوردی از تمام تراکنش‌های بیت‌کوین است که در «بلوک‌های» متوالی مرتب شده‌اند، به طوری که هیچ کاربری اجازه ندارد هیچ یک از دارایی‌های خود را دو بار خرج کند. برای جلوگیری از دستکاری، دفتر عمومی یا "توزیع" می شود. نسخه اصلاح شده به سرعت توسط سایر کاربران رد می شود.
در عمل، کاربران با استفاده از هش ها، رشته های طولانی اعداد که به عنوان اثبات کار عمل می کنند، جعل را تشخیص می دهند. مجموعه ای از داده ها را از طریق یک تابع هش قرار دهید (بیت کوین از SHA-256 استفاده می کند) و همیشه فقط یک هش ایجاد می کند. با این حال، به دلیل "اثر بهمن"، حتی یک تغییر جزئی در هر بخشی از داده های اصلی منجر به یک هش کاملا غیرقابل تشخیص می شود. اندازه مجموعه داده اصلی هر چه باشد، هش تولید شده توسط این تابع به همان طول خواهد بود. هش یک تابع یک طرفه است: نمی توان از آن برای به دست آوردن داده های اصلی استفاده کرد، فقط برای بررسی اینکه داده هایی که هش را ایجاد کرده اند با داده های اصلی مطابقت دارند یا خیر.
ایجاد هر گونه هش برای مجموعه ای از تراکنش های بیت کوین برای یک کامپیوتر مدرن بی اهمیت خواهد بود، بنابراین برای اینکه فرآیند "کار کند"، شبکه بیت کوین سطح معینی از "مشکل" را تعیین می کند. این تنظیم به گونه‌ای پیکربندی شده است که تقریباً هر 10 دقیقه یک بلوک جدید "ماشین" - با ایجاد یک هش معتبر - به بلاک چین اضافه می شود. پیچیدگی کار با تعیین یک "هدف" برای هش به دست می آید: هرچه هدف کمتر باشد، مجموعه هش های معتبر کوچکتر است و تولید آن دشوارتر است. در عمل، این به معنای هش است که با یک رشته بسیار طولانی از صفر شروع می شود.
از آنجایی که یک مجموعه داده معین فقط می تواند یک هش ایجاد کند، استخراج کنندگان چگونه می توانند مطمئن شوند که هش کمتر از مقدار هدف تولید می کنند؟ آنها ورودی را با اضافه کردن یک عدد صحیح به نام nonce ("عدد یک بار استفاده شده") تغییر می دهند. هنگامی که یک هش معتبر پیدا شد، به شبکه پخش می شود و بلوک به بلاک چین اضافه می شود.
استخراج یک فرآیند رقابتی است، اما بیشتر یک قرعه کشی است تا یک مسابقه. به طور متوسط، یک نفر هر ده دقیقه یک مدرک قابل قبول از کار تولید می کند، اما اینکه چه کسی خواهد بود، هر کسی حدس می زند. ماینرها با هم متحد می شوند تا شانس خود را برای استخراج بلاک ها افزایش دهند، که باعث ایجاد کارمزد تراکنش و برای مدت محدود، پاداش در قالب بیت کوین های تازه ایجاد شده می شود.
اثبات کار، تغییر هر یک از جنبه های بلاک چین را بسیار دشوار می کند، زیرا چنین تغییری مستلزم استخراج مجدد تمام بلوک های بعدی است. همچنین انحصار قدرت پردازش شبکه را برای یک کاربر یا گروهی از کاربران دشوار می کند، زیرا سخت افزار و توان مورد نیاز برای انجام عملکردهای هش گران هستند.
اثبات کار مستلزم آن است که رایانه به طور تصادفی توابع هش را انجام دهد تا زمانی که به نتیجه ای با حداقل تعداد صحیح صفرهای ابتدایی برسد. به عنوان مثال، هش برای بلوک #660000 استخراج شده در 4 دسامبر 2020 برابر است با 00000000000000000008eddcaf078f12c69a439dde30dbb5aac3d9d94e9c18f6.2 پاداش بلوک 5 BTC برای این موفقیت آمیز بود.
این بلوک همیشه شامل 745 تراکنش است که شامل کمی بیش از 1666 بیت کوین و همچنین هدر بلوک قبلی است. اگر شخصی سعی کند مبلغ تراکنش را حتی با 0.000001 بیت کوین تغییر دهد، هش حاصل غیرقابل تشخیص خواهد بود و شبکه تلاش کلاهبرداری را رد می کند.
PoW به گره‌ها در شبکه نیاز دارد تا اثبات کنند که توان محاسباتی خود (یعنی کار) را صرف کرده‌اند تا به یک روش غیرمتمرکز به اجماع برسند و از نفوذ مهاجمان به شبکه جلوگیری کنند.
اثبات کار چگونه یک تراکنش رمزنگاری را تأیید می کند؟
خود کار دلخواه است. برای بیت کوین، این شامل تکرار الگوریتم های هش می شود
کدگذاری SHA-256. با این حال، "برنده" دور هش تراکنش ها را از mempool به بلوک بعدی جمع می کند و می نویسد. از آنجایی که "برنده" به طور تصادفی متناسب با کار انجام شده انتخاب می شود، این امر همه افراد در شبکه را تشویق می کند تا صادقانه عمل کنند و فقط تراکنش های واقعی را ثبت کنند.
از آنجایی که بلاک‌چین‌ها از نظر طراحی غیرمتمرکز و همتا به همتا هستند، بلاک چین‌ها مانند شبکه‌های ارزهای دیجیتال به راهی برای دستیابی به اجماع و امنیت نیاز دارند. اثبات کار یکی از این روش‌هاست که تلاش برای سبقت گرفتن از شبکه را بیش از حد نیازمند منابع می‌کند. مکانیسم‌های اثبات دیگری نیز وجود دارند که منابع کمتری مصرف می‌کنند، اما دارای معایب یا کاستی‌های دیگری مانند Proof of Stake (POS) و Proof of Record هستند. بدون مکانیزم اعتبارسنجی، شبکه و داده های ذخیره شده روی آن در برابر حمله یا سرقت آسیب پذیر خواهند بود.
آره. از یک الگوریتم PoW بر اساس تابع هش SHA-256 برای تایید و تایید تراکنش ها و همچنین انتشار بیت کوین های جدید در گردش استفاده می کند.
POS یک مکانیسم توافقی است که به طور تصادفی یک گره را برای استخراج یا تأیید تراکنش های بلوکی بر اساس تعداد سکه هایی که توسط آن گره نگهداری می شود، اختصاص می دهد. هر چه یک کیف پول توکن بیشتری داشته باشد، در واقع فرصت های استخراج بیشتری دارد. در حالی که POS به مراتب کمتر به منابع نیاز دارد، چند اشکال دیگر نیز دارد، از جمله احتمال حمله 51 درصدی در آلتکوین‌های کوچک و انگیزه‌هایی برای احتکار توکن‌ها و عدم استفاده از آنها.
منبع: https://www.investopedia.com
پس از معرفی آن در سال 2009، بیت کوین به اولین استفاده گسترده از ایده PoW فینی تبدیل شد (فینی همچنین دریافت کننده اولین تراکنش بیت کوین بود). اثبات کار همچنین در قلب بسیاری از ارزهای دیجیتال دیگر قرار دارد و یک اجماع امن و غیرمتمرکز را فراهم می کند.
درک اثبات کار(pow)
این توضیح بر روی اثبات کار در شبکه بیت کوین تمرکز خواهد کرد. بیت کوین یک ارز دیجیتال است که بر اساس نوعی دفتر کل توزیع شده به نام «بلاک چین» است. این دفتر کل حاوی رکوردی از تمام تراکنش‌های بیت‌کوین است که در «بلوک‌های» متوالی مرتب شده‌اند، به طوری که هیچ کاربری اجازه ندارد هیچ یک از دارایی‌های خود را دو بار خرج کند. برای جلوگیری از دستکاری، دفتر عمومی یا "توزیع" می شود. نسخه اصلاح شده به سرعت توسط سایر کاربران رد می شود.
در عمل، کاربران با استفاده از هش ها، رشته های طولانی اعداد که به عنوان اثبات کار عمل می کنند، جعل را تشخیص می دهند. مجموعه ای از داده ها را از طریق یک تابع هش قرار دهید (بیت کوین از SHA-256 استفاده می کند) و همیشه فقط یک هش ایجاد می کند. با این حال، به دلیل "اثر بهمن"، حتی یک تغییر جزئی در هر بخشی از داده های اصلی منجر به یک هش کاملا غیرقابل تشخیص می شود. اندازه مجموعه داده اصلی هر چه باشد، هش تولید شده توسط این تابع به همان طول خواهد بود. هش یک تابع یک طرفه است: نمی توان از آن برای به دست آوردن داده های اصلی استفاده کرد، فقط برای بررسی اینکه داده هایی که هش را ایجاد کرده اند با داده های اصلی مطابقت دارند یا خیر.
ایجاد هر گونه هش برای مجموعه ای از تراکنش های بیت کوین برای یک کامپیوتر مدرن بی اهمیت خواهد بود، بنابراین برای اینکه فرآیند "کار کند"، شبکه بیت کوین سطح معینی از "مشکل" را تعیین می کند. این تنظیم به گونه‌ای پیکربندی شده است که تقریباً هر 10 دقیقه یک بلوک جدید "ماشین" - با ایجاد یک هش معتبر - به بلاک چین اضافه می شود. پیچیدگی کار با تعیین یک "هدف" برای هش به دست می آید: هرچه هدف کمتر باشد، مجموعه هش های معتبر کوچکتر است و تولید آن دشوارتر است. در عمل، این به معنای هش است که با یک رشته بسیار طولانی از صفر شروع می شود.
ملاحظات خاص
از آنجایی که یک مجموعه داده معین فقط می تواند یک هش ایجاد کند، استخراج کنندگان چگونه می توانند مطمئن شوند که هش کمتر از مقدار هدف تولید می کنند؟ آنها ورودی را با اضافه کردن یک عدد صحیح به نام nonce ("عدد یک بار استفاده شده") تغییر می دهند. هنگامی که یک هش معتبر پیدا شد، به شبکه پخش می شود و بلوک به بلاک چین اضافه می شود.
استخراج یک فرآیند رقابتی است، اما بیشتر یک قرعه کشی است تا یک مسابقه. به طور متوسط، یک نفر هر ده دقیقه یک مدرک قابل قبول از کار تولید می کند، اما اینکه چه کسی خواهد بود، هر کسی حدس می زند. ماینرها با هم متحد می شوند تا شانس خود را برای استخراج بلاک ها افزایش دهند، که باعث ایجاد کارمزد تراکنش و برای مدت محدود، پاداش در قالب بیت کوین های تازه ایجاد شده می شود.
اثبات کار، تغییر هر یک از جنبه های بلاک چین را بسیار دشوار می کند، زیرا چنین تغییری مستلزم استخراج مجدد تمام بلوک های بعدی است. همچنین انحصار قدرت پردازش شبکه را برای یک کاربر یا گروهی از کاربران دشوار می کند، زیرا سخت افزار و توان مورد نیاز برای انجام عملکردهای هش گران هستند.
مثالی از الگوریتم اثبات کار
اثبات کار مستلزم آن است که رایانه به طور تصادفی توابع هش را انجام دهد تا زمانی که به نتیجه ای با حداقل تعداد صحیح صفرهای ابتدایی برسد. به عنوان مثال، هش برای بلوک #660000 استخراج شده در 4 دسامبر 2020 برابر است با 00000000000000000008eddcaf078f12c69a439dde30dbb5aac3d9d94e9c18f6.2 پاداش بلوک 5 BTC برای این موفقیت آمیز بود.
این بلوک همیشه شامل 745 تراکنش است که شامل کمی بیش از 1666 بیت کوین و همچنین هدر بلوک قبلی است. اگر شخصی سعی کند مبلغ تراکنش را حتی با 0.000001 بیت کوین تغییر دهد، هش حاصل غیرقابل تشخیص خواهد بود و شبکه تلاش کلاهبرداری را رد می کند.
سوالات متداول در مورد pow
اثبات کار به چه معناست؟
PoW به گره‌ها در شبکه نیاز دارد تا اثبات کنند که توان محاسباتی خود (یعنی کار) را صرف کرده‌اند تا به یک روش غیرمتمرکز به اجماع برسند و از نفوذ مهاجمان به شبکه جلوگیری کنند.
اثبات کار چگونه یک تراکنش رمزنگاری را تأیید می کند؟
خود کار دلخواه است. برای بیت کوین، این شامل تکرار الگوریتم های هش می شود
کدگذاری SHA-256. با این حال، "برنده" دور هش تراکنش ها را از mempool به بلوک بعدی جمع می کند و می نویسد. از آنجایی که "برنده" به طور تصادفی متناسب با کار انجام شده انتخاب می شود، این امر همه افراد در شبکه را تشویق می کند تا صادقانه عمل کنند و فقط تراکنش های واقعی را ثبت کنند.
چرا کریپتوکارنسی به اثبات کار نیاز دارد؟
از آنجایی که بلاک‌چین‌ها از نظر طراحی غیرمتمرکز و همتا به همتا هستند، بلاک چین‌ها مانند شبکه‌های ارزهای دیجیتال به راهی برای دستیابی به اجماع و امنیت نیاز دارند. اثبات کار یکی از این روش‌هاست که تلاش برای سبقت گرفتن از شبکه را بیش از حد نیازمند منابع می‌کند. مکانیسم‌های اثبات دیگری نیز وجود دارند که منابع کمتری مصرف می‌کنند، اما دارای معایب یا کاستی‌های دیگری مانند Proof of Stake (POS) و Proof of Record هستند. بدون مکانیزم اعتبارسنجی، شبکه و داده های ذخیره شده روی آن در برابر حمله یا سرقت آسیب پذیر خواهند بود.
آیا بیت کوین از اثبات کار استفاده می کند؟
آره. از یک الگوریتم PoW بر اساس تابع هش SHA-256 برای تایید و تایید تراکنش ها و همچنین انتشار بیت کوین های جدید در گردش استفاده می کند.
اثبات سهام (PoS) چه تفاوتی با PoW دارد؟
POS یک مکانیسم توافقی است که به طور تصادفی یک گره را برای استخراج یا تأیید تراکنش های بلوکی بر اساس تعداد سکه هایی که توسط آن گره نگهداری می شود، اختصاص می دهد. هر چه یک کیف پول توکن بیشتری داشته باشد، در واقع فرصت های استخراج بیشتری دارد. در حالی که POS به مراتب کمتر به منابع نیاز دارد، چند اشکال دیگر نیز دارد، از جمله احتمال حمله 51 درصدی در آلتکوین‌های کوچک و انگیزه‌هایی برای احتکار توکن‌ها و عدم استفاده از آنها.
منبع: https://www.investopedia.com
آخرین ویرایش توسط مدیر: