ملخّص الذكاء الاصطناعي
عرض المزيد
استخلص فحوى محتوى المقال بسرعة، مستشعرًا معنويات السوق في غضون 30 ثانية فقط!
غالبًا ما يتم تصور البلوكشين من خلال منظور إجماع ساتوشي ناكاموتو لبيتكوين. لكن من أجل معرفة المزيد عن ما هو إثبات العمل، من الضروري الاطلاع عن كثب على تنفيذ PoW المستدام.
إثبات العمل (يُختصر عادةً إلى PoW) هو خوارزمية إجماع تُستخدم لمنع هجوم 51% أو الإنفاق المزدوج. تستخدم العملات المشفرة مثل البيتكوين إجماع PoW لتأكيد المعاملات وإنتاج كتل جديدة تُضاف إلى السلسلة. مع إثبات العمل، يتنافس المعدنون لإتمام المعاملات على الشبكة مقابل مكافأة على سرعتهم ودقتهم.
نقاط رئيسية:
خوارزمية توافق إثبات العمل للبلوكشين هي أقدم آلية توافق وأكثرها شعبية. بالطبع، هناك العديد من الأسباب التي ربما ساهمت في شعبيتها. لكن السبب الرئيسي لشهرتها هو قدرتها على تعزيز الصدق في النظام اللامركزي. على الرغم من وجود خوارزميات أخرى، لا يزال إثبات العمل مستدامًا لتحقيق هدفتحمل الخطأ البيزنطي(BFT).
لفهم ما هو BFT بالكامل، هو نظام قادر على تحمل الإخفاقات المرتبطة بمشكلة الجنرالات البيزنطيين. هذا يعني أن الشبكة يمكن أن تتجنب المواقف التي قد تحاول فيها بعض العقد (أو المعدنون) العمل ضد التوافق. بمساعدة خصائص BFT، يعمل خوارزمية إثبات العمل بطريقة تتيح للعقد التحقق من بلوك داخل شبكة عن طريق حل مشكلة رياضية معقدة.
في حين أن الأول الذي يحصل على الحل للمشكلة الرياضية يحصل على إذن الإجماع لاختيار كتلة لإضافتها إلى سلسلة الكتل. وكبادلة، يحصل العقدة الناجحة على الرموز كمكافأة. على سبيل المثال، في شبكة البيتكوين، تكون المكافأة بـ BTC.
في النهاية، يخلق توافق PoW اقتصادًا مغلقًا صحيًا وشفافًا بشكل نسبي. أساسيًا لتشجيع المستخدمين على الاستمرار في دعم النظام البيئي.
تشير هذه المشاكل الرياضية المعقدة إلى تنوع من التعقيدات الحسابية غير الشائعة. بالإضافة إلى ذلك، تتطلب هذه المشاكل الكثير من القدرة الحاسوبية لحلها.
تتراوح من المشاكل البيزنطية إلى دوال الهاش المعقدة. على سبيل المثال:
لذلك، من أجل كل عملية تحقق ناجحة من البلوك، يتم منح مكافأة لتعويض الجهد المبذول. ومع ذلك، فإن القابلية للتوسع والأمان هي التحدي الرئيسي مع نمو الشبكة. وتنمو قدرة الهاش بالتوازي مع تعقيد الألغاز. ونتيجة لذلك، تم تقديم إثبات الحصة لمواجهة العيوب التي يمتلكها إثبات العمل.
تم تأسيس إجماع PoW قبل اختراع شبكة البيتكوين. تم تقديم خوارزمية PoW في عام 1993، حيث نشر موني ناور وسينثيا دورك مقالًا لردع هجمات DoS. تتحدث المقالة بشكل رئيسي عن إمكانيات الخوارزمية لمنع الاحتيال واستدامتها في الأمد الطويل.
وقبل أن يتحدث ساتوشي ناكاموتو بشكل مشهور عن خوارزمية PoW في سلسلة بلوكشين البيتكوين، قدم عالم الحاسوب والنشاط في التشفير هال فيني (هارولد توماس فيني الثاني) نظامًا آخر يسمى RPoW، إثبات العمل القابل لإعادة الاستخدام في عام 2004. عمل النظام عن طريق تلقي رمز إثبات عمل غير قابل للتبادل أو فريد على أساس Hashcash. في المقابل، قام بإنشاء رمز موقع بتوقيع RSA يمكن بعد ذلك نقله من شخص لآخر.
مثال آخر مبكر على خوارزمية إثبات العمل كان HashCash لأدم باك. يتطلب من المرسلين القيام بكمية صغيرة من الحسابات قبل إرسال البريد الإلكتروني. ونتيجة لذلك، يمكن للمتلقين تخفيف البريد المزعج.
يستخدم PoW نموذجًا حيث تحل العقد لغزًا رياضيًا لإنتاج البلوك التالي المضاف إلى الشبكة. يتم اختيار قادة الكتل، الذين ينتجون الكتلة التالية، بصيغة تشبه اليانصيب التي تتوافق مباشرة مع قدرتهم الحاسوبية المساهمة في العملية (أي قوة التجزئة). هناك مشاركان رئيسيان في نموذج الإجماع PoW: المعدّنون ومشغّلو العقد الكاملة .
تسمى العقد التي تشارك في الحساب المعدّنون، وتسمى عملية حل المشكلة التعدين. يُطلب من مجتمع المعدّنين أداء عمل كبير لحل كل مشكلة متعاقبة. يجعل PoW الأمر سهلاً بمجرد أن تنشئ عقدة كتلة لكي تتحقق الطُرف الأخرى من العملية التي أدت إلى الحل.
تحتاج العقد إلى قضاء الوقت في حسابات مرهقة. وبالتالي، تستهلك العملية كمية ضخمة من الطاقة الكهربائية، مما يضر بالبيئة. يجب أن تتحقق العقد اللامركزية في الشبكة من عملة البلوكشين المشفرة التي يتم "تعدينها" للحصول على مكافأة باستخدام آلية إثبات العمل للمعدّنين الأفراد.
استناداً إلى الأدلة التشفيرية وقواعد إجماع البيتكوين، يعمل مشغّلو العقد الكاملة كمحققين نهائيين لحالة الشبكة. يمكن أيضًا لعملاء العقد الكاملة أن يكونوا معدّنين ويرفضون الكتل غير الصالحة والمعاملات على الشبكة. يستغرق الأمر ما بين 40 و60 دقيقة في المتوسط لكي يوافق المدققون على المعاملات في شبكة بلوكشين تحت آلية توافق إثبات العمل.
خوارزمية إثبات العمل آمنة للغاية لأنها تستطيع مقاومة BFT. بالإضافة إلى ذلك، فإن طريقة عملها تجعلها أكثر أمانًا. على سبيل المثال، يحتوي التجزئة الخاصة بكل كتلة على تجزئة الكتلة السابقة؛ وهذا يزيد من الأمان ويمنع أي انتهاك للكتل في سلسلة إثبات العمل.
لتغيير كتلة، يحتاج عمال المناجم لإنشاء كتلة جديدة بنفس السلف. والتي تتطلب إعادة توليد جميع الخلافة وإعادة العمل الذي يحملونه. وبالتالي، يمكن لسلسلة الكتل تجنب العبث بالأمان.
لا يزال البيتكوين العملة الأكثر شهرة لاستخدام معيار إثبات العمل. ومع ذلك، هناك الكثير من العملات الأخرى التي تستخدم هذا الخوارزمية. على الرغم من أن قبل فترة التنصيف، يبقى البيتكوين مربحاً. لكن العديد من المعدنين يبحثون الآن عن بديل، لأنه يصبح أكثر تكلفة وصعوبة لتعدين كتلة.
بطبيعة الحال، يبدأ الجميع بالسؤال ما هي أفضل عملة مشفرة للتعدين. لتسمية القليل منها، هنا نتائجنا:
لايتكوين: على غرار البيتكوين، تتميز لايتكوين أيضاً بتقنية SegWit التي تزيد من حدود حجم الكتلة عن طريق إزالة البيانات من الشبكة. ما يجعل لايتكوين مختلفة عن البيتكوين هو أوقات المعاملات فائقة السرعة وبتكلفة أقل بكثير.
داش: تتميز بالمعاملات الأسرع والأكثر خصوصية في مجال العملات الرقمية. وتعتبر المعاملات الفورية نقطة إيجابية للمعدنين للاستثمار وقتهم في داش.
مونيرو: هذه هي عملة بديلة شائعة أخرى تستخدم توافق إثبات العمل. كمشروع عملة مشفرة مفتوح المصدر، تركز مونيرو على القابلية للتبادل، الخصوصية، الشفافية، واللامركزية من خلال دفتر أستاذ عام.
بيتكوين كاش: هو عملة بديلة من انقسام شبكة بيتكوين. على الرغم من أنها تستخدم إثبات العمل، الذي قد يبدو آلية توافق آمنة، إلا أن بيتكوين كاش واحدة من الضحايا المتضررة بشدة من هجوم 51%.
زي كاش: تهدف إلى توفير الخصوصية من خلال المجهولية، على عكس أي عملات رقمية أخرى. يستخدم شبكة زي كاش نفس دوال هاش إثبات العمل SHA-256 مثل بيتكوين.
إثيريوم كلاسيك: على الرغم من أن إثيريوم 2.0 يتحرك بعيداً نحو إثبات الحصة. لا يزال إثيريوم كلاسيك يستخدم توافق إثبات العمل لتأمين شبكته. ومع ذلك، نظرًا لأنه مجرد سلسلة أقلية، فإن إثيريوم كلاسيك أكثر عرضة لهجمات 51% مما يسبب إنفاقًا مزدوجًا للعملات.
كان هناك نقاش متزايد لصالح إثبات الحصة (PoS) في مجال العملات الرقمية في السنوات الأخيرة. عند مقارنة إثبات الحصة مقابل إثبات العمل، يعتقد العديد من الخبراء أن إثبات الحصة هو بلا شك أفضل من إثبات العمل. واحدة من الحجج الرئيسية ضد إثبات العمل هي أنه يتطلب الكثير من القدرة الحاسوبية، مما يستهلك جزءًا كبيرًا من الطاقة ويؤثر سلبًا على البيئة. خذ البتكوين كمثال؛ متوسط كمية الطاقة اللازمة للحفاظ على شبكة البتكوين أكثر مما تستخدمه دولة سويسرا بأكملها.
بالإضافة إلى ذلك، فإن توافق إثبات العمل معرض لخطر كبير من المركزية. تمت مراجعة هذا التوافق بسبب قدرته المنخفضة على الأداء وقابلية التوسع لتنفيذ المعاملات على السلسلة.
بشكل عام، يوفر خوارزمية إثبات الحصة أيضًا فوائد اقتصادية أفضل (أرباح) لمستخدميه، مما يسمح لهم بتشغيل عقدة رئيسية أو وضع عملاتهم في منصة للرهانات والرموز الرئيسية. إنه أكثر عدالة وأكثر استدامة على المدى الطويل.
كنظام إجماع أصلي، يمثل إثبات العمل تلاقياً بين حوافز نظرية الألعاب، والحوسبة الموزعة، والإجماع الاجتماعي، واقتصاديات السوق، والإثباتات المشفرة. جعلت من تقنية البلوكشين، مما يسمح للشبكات بالعمل بإجماع موزع آمن ومستدام.
سواء أم لم تنتقل المزيد من البلوكشينات إلى إثبات الحصة في المستقبل - يمثل إثبات العمل ابتكاراً مهماً في تصميم الحوسبة ونظرية الألعاب.