الگوریتم اجماع اثبات کار در بلاکچین چیست؟

الگوریتم اجماع اثبات کار (Proof of Work) اولین الگوریتم اجماع استفاده شده در تکنولوژی دفترکل توزیع شده است. در واقع الگوریتم اجماع مکانیسمی است که برای جلوگیری از خرج مضاعف (Double- spend) توکن‌های ارز دیجیتال  بسیار کاربردی است. اولین نسل ارزهای دیجیتال که شاخص‌ترین ارزهای بازار ارزهای دیجیتال هم به شمار می‌روند از الگوریتم اثبات کار بهره می‌برند.

یکی از مهم‌ترین دلایلی که دنیای ارزهای دیجیتال را نسبت دنیای ارزهای دیگر متفاوت می‌کند، نبود هیچ‌گونه نظارت خاصی از طرف هیچ ارگان و یا سیستم دولتی است که در پی آن مزیت‌های بسیاری را فراهم آورده است.

در ادامه قصد داریم یکی از الگوریتم‌هایی که منجر به وجود چنین حالتی شده و در سیستم ارزهای دیجیتال نقش مهمی را ایفا می‌کند را به شما معرفی کنیم.

الگوریتم اجماع اثبات کار چیست؟

اثبات کار (PoW) یک مکانیسم اجماع غیرمتمرکز است که در این سیستم، بخش‌های شبکه برای حل یک معمای ریاضی تلاش می‌کنند و این کار برای اعتبارسنجی تراکنش‌ها و استخراج توکن‌های جدید در پروتکل انجام می‌گیرد. با وجود چنین چیزی، ارزهای دیجیتال می‌توانند به صورت همتا به همتا و بدون نیاز به شخص ثالث پردازش شوند. در الگوریتم اثبات کار برای جلوگیری از اسپم شبکه و همچنین فعالیت صحیح نودهای شبکه، کاربران در طی یک فرآیند رقابتی شرکت کرده و آن را تنها به کمک یک دستگاه محاسباتی قوی که البته انرژی زیادی را هم مصرف می‌کند انجام می‌دهند.

در این سیستم ماینرها باید با یکدیگر رقابت کنند تا قادر به حل معادلات ریاضی باشند. برنده این رقابت برای اضافه کردن جدیدترین دسته از داده‌ها یا تراکنش‌ها به بلاکچین انتخاب می‌شود. ماینرهای برنده تنها زمانی پاداش رمزارز خود را دریافت می‌کنند که سایر اعضا در شبکه تأیید کنند که داده‌های اضافه‌ شده به زنجیره، صحیح و معتبر هستند؛ به همین علت امکان تقلب در این سیستم امری غیرممکن است.

نحوه عملکرد الگوریتم اثبات کار چگونه است؟

الگوریتم اثبات کار بخشی جداناپذیر از فرایند استخراج ارزهای دیجیتال به شمار می‌رود؛ در واقع ماینرهای شبکه در ازای فعالیت خود پاداشی را دریافت می‌کنند که عملکرد سیستم را پایدار نگه می‌دارد. هر ارز دیجیتال دارای یک شبکه بلاکچین یا همان دفترکل عمومی می‌باشد که از بلوک‌های تراکنش تشکیل شده‌ است. با مکانیسم اثبات کار، هر بلوک تراکنش دارای هش خاصی است؛ برای اینکه هر بلوک قادر به تأیید باشد، یک ماینر رمزارز باید هشی تولید کند که کمتر یا مساوی با بلوک باشد. برای انجام این کار، از دستگاه‌های استخراجی مانند ماینر بهره می‌برند که به حل معادلات پیچیده در طی فرایند استخراج پرداخته و از سرعت مناسبی نیز برخوردارند.    

علاوه بر آن، استفاده از این فناوری  شرایطی را فراهم می‌آورد تا کاربران دارایی‌های ارز دیجیتال خود را به شکلی امن ارسال و دریافت کنند. برای نمونه ارز دیجیتال بیت‌کوین به عنوان قدیمی‌ترین ارز دیجیتال دنیا از الگوریتم اثبات کار برای تأیید تراکنش‌های خود استفاده می‌کند.

مزیت استفاده از الگوی اثبات کار

در قسمت‌های قبلی متوجه نحوه عملکرد POW شدیم؛ حالا وقت آن است که با مزیت‌های این فناوری آشنا شویم.

• امنیت و کارایی این سیستم از روز معرفی آن تا به امروز مدام در حال افزایش است.
• امکان تقلب در این سیستم بسیار غیرمحتمل و نشدنی می‌باشد که اعتماد به سیستم را بالا می‌برد.
• مدیریت این سیستم بر عهده فول نودها بوده که کاربران نمی‌توانند با خرید ارزهای دیجیتال بر مدیریت شبکه تأثیرگذاری کنند.
• امکان استخراج ارز دیجیتال تنها از طریق این سیستم امکان‌پذیر است.

الگوریتم اثبات سهام چیست؟

اثبات سهام (Proof Of Stake) به اختصار «PoS» نوعی الگوریتم اجماع در شبکه‌های مبتنی بر شبکه بلاکچین بوده و مشارکت‌کنندگان در این شبکه غیرمتمرکز با یکدیگر توافق می‌کنند تا بر سر تراکنش‌ها و بلاک‌ها به اجماع واحدی دست پیدا کنند. الگوریتم اجماع دربردارنده قوانین و شرایطی می‌باشد که با آن مشارکت‌کنندگان می‌توانند، از صحت کار شبکه اطمینان کافی حاصل نمایند.

طبق این الگوریتم، اعتبارسنج‌هایی که می‌خواهند در کار تولید بلاک شرکت کرده و پاداشی را دریافت کنند، باید توکن‌های بومی را خریداری نموده و به شبکه اختصاص دهند، یا به عبارت دقیق‌تر سهام‌گذاری (Stake) ‌کنند. سهام‌گذاری از طریق قفل‌کردن توکن‌ها در بلاکچین و به‌ منظور ایجاد و تأیید بلاک‌ها انجام می‌شود. اعتبارسنج‌ها به‌ طور مستقیم و به‌ تناسب میزان سهام‌گذاری‌، پاداش خود را دریافت می‌کنند. این پاداش بر اساس بازده سرمایه‌گذاری (ROI) بوده و نودها (node) یا همان اعتبارسنج‌ها را تشویق می‌کند تا کار اعتبارسنجی شبکه را انجام دهند.

مقایسه الگوریتم اثبات کار (POW) و اثبات سهام (POS)

اثبات کار و اثبات سهام دو مکانیسم اجماع متفاوت برای رمزارزها هستند که تفاوت‌های مهمی بین آنها وجود دارد:

•  الگوریتم اثبات کار این اهداف را از طریق استخراج  (Mining) محقق می‌سازد در حالی که الگوریتم اثبات سهام از فرایند استیکینگ (Staking) برای دستیابی به موارد مشابه استفاده می‌کند.
• اعتبارسنجی تراکنش‌ها در مکانیسم اثبات سهام بر اساس تعداد کوین‌هایی انجام می‌شود که در شبکه ذخیره یا قفل شده‌اند. در حالی که در پروتکل اثبات کار، استخراج ‌کنندگان ارزهای دیجیتال با یکدیگر رقابتی را بر سر تأیید تراکنش‌ها برای دریافت پاداش ایجاد می‌کنند.
• در اثبات کار به اولین ماینری که موفق به حل معادله باشد، پاداش تعلق می‌گیرد؛ اما در اثبات سهام تمام واحدهای ارز دیجیتال از قبل استخراج شده و تعداد آن‌ها تغییری نمی‌کند. این بدان معناست که ماینرها با استخراج بلاک‌ ارز دیجیتال، پاداشی دریافت نمی‌کنند و این تنها کارمزد شبکه است که به ‌آنها تعلق می‌گیرد.

چرا الگوریتم اثبات کار اهمیت دارد؟

یکی از اصلی‌ترین مشکلاتی که ارز دیجیتال بیت‌کوین در ابتدای کار خود با آن دست و پنجه نرم می‌کرد، این بود که امکان استفاده چند منظوره از آن وجود نداشت؛ به همین منظور ساتوشی ناکاموتو به عنوان بنیان‌گذار بیت‌کوین، با استفاده از الگوریتمی خاص که همان الگوریتم اثبات کار بود، علاوه بر افزایش امنیت، عدم نیازمندی بیت‌کوین به سرور مرکزی خاصی را تضمین نمود. البته خالق بیت‌کوین به دنبال پیدا کردن الگوریتم اثبات کار بود که مشکل دو بار خرج کردن را حل کند و با این الگوریتم که شامل حل مسائل پیچیده محاسبات ریاضی بود موفق شد، این مسئله را بدون مشکل پشت سر گذارد. تصور کنید که چطور با کپی کردن یک فایل در کامپیوتر می‌توان از آن دو نمونه داشت. بنابراین الگوریتم اثبات کاری که از جانب ناکاموتو به وجود آمد، توانست مسئله استفاده دوباره از یک رمز ارز را با سوق دادن ماینرها به معتبر کردن مبادلاتشان پیش از ثبت ارز در بلاکچین حل کند. با در نظر گرفتن همین مسائل ذکر شده می‌توان به اهمیت الگوریتم اثبات کار پی برد.

رمزارزهای مبتنی بر الگوریتم اثبات کار

همانطور که می‌دانید برخی از ارزهای دیجیتال برای بهره‌مندی از یک سری از ویژگی‌های خاص، با تکیه بر الگوریتم اثبات کار فعالیت می‌کنند. اما چه ارزهایی از PoW استفاده می‌کنند؟ در ادامه به چند مورد از مهم‌ترین این ارزها اشاره می‌کنیم.

بیت‌کوین

همانطور که می‌دانید بیت‌کوین اولین ارز دیجیتال دنیا است که در سال ۲۰۰۹ راه‌اندازی شده و مفهوم اثبات کار در ارزهای دیجیتال را معرفی کرد. پس از آن بود که این مکانیسم توسط بسیاری از پروژ‌ه‌های ارز دیجیتال دیگر مورد استفاده قرار گرفت.

دوج‌کوین

دوج‌کوین در سال ۲۰۱۳ راه‌اندازی شد؛ هر چند که در ابتدا به عنوان یک میم‌کوین بیش‌تر مطرح بود، اما با استفاده از سیستم اثبات کار به مراتب معاملاتی بالاتری دست پیدا کرد.

زی کش

زی کش با استفاده از الگوریتم استخراج اثبات کار به ایمن‌سازی خود پرداخته و به استخراج کنندگانش، توکن‌های Zcash پاداش می‌دهد.

لایت‌کوین

لایت‌کوین یکی از قدیمی‌ترین ارزهای دیجیتال دنیا شناخته می‌شود که در سال ۲۰۱۱ منتشر شد. لایت‌کوین یک شبکه منبع باز با پرداخت فوری در سطح جهانی است. این ارز برای پاسخ به مشکلاتی مانند کندی و سنگینی تراکنش‌های بیت‌کوین توسعه یافت و همانند آن نیز از سیستم اثبات کار نیز استفاده می‌کند.

اتریوم کلاسیک

اتریوم کلاسیک به تراکنش‌ها و قراردادهای هوشمند در پلتفرم خود قدرت داده و همچنین به ماینرها برای حل معادلات اثبات کار نیز پاداشی را اهدا می‌کند. برخلاف اتریوم، اتریوم کلاسیک متعهد به استفاده از اثبات کار به طور نامحدود است. ساختار اثبات کار اتریوم کلاسیک در برابر حملات، سال‌هاست که به شکل انعطاف‌پذیری عمل می‌کند.