الگوریتم اثبات کار چیست و چگونه عمل می کند؟

اثبات کار چیست؟

اثبات کار الگوریتمی است که بسیاری از ارزهای دیجیتال از جمله بیت کوین و اتریوم را ایمن می کند. اکثر ارزهای دیجیتال دارای یک نهاد مرکزی یا رهبر هستند که هر کاربر و میزان پول آنها را ردیابی می کند. اما هیچ رهبر دیگری مسئول ارزهای دیجیتال مانند بیت کوین نیست. اثبات کار لازم است تا ارز آنلاین بدون عملکرد شرکت یا دولت در صحنه کار کند.

به طور خاص اثبات کار "مشکل کارمزد دوبرابر" را حل می کند. حل آن بدون یک رهبر مسئول پیچیده تر است. اگر کاربران بتوانند سکه های خود را دو برابر خرج کنند این میزان عرضه کلی را افزایش می دهد، سکه های دیگران را بی ارزش می کند و ارز را قابل پیش بینی و بی ارزش می کند.

کارمزد دو برابر برای معاملات آنلاین یک مسئله است زیرا انجام اقدامات دیجیتال بسیار آسان انجام می شود، همین امر باعث می شود کپی و جایگذاری پرونده یا ارسال ایمیل به بیش از یک نفر بی اهمیت باشد.

اثبات کار، دو برابر کردن پول دیجیتال را بسیار بسیار سخت می کند. این چیزی است که به نظر می رسد: "اثبات" اینکه کسی مقدار قابل توجهی از محاسبات را انجام داده است.

اثبات کار چگونه عمل می کند؟

بیت کوین یک بلاکچین است که یک دفتر مشترک دارد که شامل تاریخچه هر معامله بیت کوین که تاکنون انجام شده است می باشد. این بلاکچین همانطور که از نامش پیداست از بلوک تشکیل شده است. هر بلوک آخرین معاملات را در خود ذخیره کرده است.

اثبات کار بخشی ضروری در افزودن بلوک های جدید به بلاکچین بیت کوین است. هر بار که یک ماینر با اثبات کار جدید برنده روبرو می شود، یک بلوک جدید توسط شبکه پذیرفته می شود که تقریبا هر 10 دقیقه اتفاق می افتد.

یافتن اثبات کار برنده بسیار دشوار است تنها راه تأمین کار ماینرها برای کسب بیت کوین، استفاده از کامپیوتر های گران قیمت و تخصصی است. اگر ماینرها محاسبه منطبقی را حدس بزنند، بیت کوین کسب می کنند. هرچه محاسبات بیشتری انجام شود بیت کوین بیشتری کسب می کنند.

ماینرها دقیقاً چه محاسباتی را انجام می دهند؟

در بیت کوین ماینرها "هش" را به اصطلاح به بیرون پرتاب می کنند که ورودی را به یک رشته از حروف و اعداد تصادفی تبدیل می کند.

هدف ماینرها ایجاد یک هش منطبق با "هدف" فعلی بیت کوین است. آنها باید یک هش با تعداد صفر کافی در جلو ایجاد کنند. احتمال به دست آوردن چندین صفر پشت سر هم بسیار کم است. اما ماینرها در سراسر جهان هزاران میلیارد چنین محاسباتی را در ثانیه انجام می دهند. بنابراین رسیدن به این هدف به طور متوسط حدود 10 دقیقه طول می کشد.

هر کس که اول به هدف برسد، یک سری ارز دیجیتال بیت کوین را برنده می شود. سپس پروتکل بیت کوین یک مقدار جدید ایجاد می کند که ماینرها باید آن را هش کنند و ماینرها مسابقه برای پیدا کردن اثبات کار برنده را دوباره شروع می کنند.

سوالات متداول اثبات کار

چرا ماینرها از قوانین پیروی می کنند؟

ماینرها برای هر بلوکی که راه حل پیدا می کنند پاداش بیت کوین کسب می کنند.

این پاداش پولی آنها را وادار می کند تا از قوانین پیروی کنند. به عنوان مثال: دو برابر خرج نکنند. فرض کنید ماینر آلفرد یک هش برنده برای یک بلوک پیدا می کند. اگر آلفرد راه حل را با بلوک ارسال کند اما قوانین موجود در آن را نقض کند (مثلاً بیش از یک بار سکه خرج کند) بقیه شبکه بیت کوین بلوک آلفرد را رد می کند. آلفرد تمام بیت کوینی را که باید به دست می آورد از دست خواهد داد. تهدید به از دست دادن پاداش بیت کوین، صادرکنندگان را صادق نگه می دارد.

چرا اثبات کار لازم است؟

هدف از اثبات کار این است که کاربران از چاپ سکه های اضافی که کسب نکرده اند، یا دو بار خرج کردن آنها جلوگیری کند. اگر کاربران بتوانند سکه های خود را بیش از یک بار خرج کنند، در واقع ارز را بی ارزش می کند.

در بیشتر ارزهای دیجیتال حل این مشکل آسان است. بانکی که متولی این سیستم است، پیگیری می کند که هر شخص چقدر پول دارد. اگر آلیس 1 دلار به باب بفرستد آنگاه بانک 1 دلار از آلیس کسر می کند و 1 دلار به باب می دهد.

اما در ارز دیجیتال چنین موجودیتی وجود ندارد. اثبات کار راه حل این مشکل را ارائه می دهد

چه کسی اثبات کار را اختراع کرده است؟

خالق بیت کوین ساتوشی ماکاموتو اثبات کار را ابداع کرد.

مشکلات اثبات کار چیست؟

چند مشکل در اثبات کار وجود دارد:

  • مصرف زیاد انرژی: بیت کوین به دلیل اثبات کار به اندازه کل سوئیس انرژی مصرف می کند. و با افزایش تعداد ماینرهای در جستجوی بیت کوین، استفاده از انرژی آن در حال افزایش است. اگرچه برخی از این انرژی ها توسط انرژی تجدید پذیر تأمین می شود.
  • حملات 51 درصدی: اگر یک واحد استخراج قادر به جمع آوری 51 درصد از هش ریت استخراج بیت کوین باشد، می تواند قوانین را به طور موقت از بین ببرد و سکه های خود را دوبار خرج کرده و معاملات را مسدود کند.
  • مرکزیت استخراج: اثبات کار همه چیز در مورد ایجاد ارز بدون یک واحد است. گفته می شود در عمل این سیستم تا حدودی متمرکز است. فقط سه استخر استخراج تقریباً 50٪ از قدرت محاسباتی بیت کوین را کنترل می کند. با این حال توسعه دهندگان در تلاشند این مسئله را کاهش دهند.

چرا قدرت استخراج بیشتر به معنای امنیت بیشتر است؟

هرچه قدرت محاسباتی بیشتری برای تأمین امنیت بیت کوین صرف شود، منابع بیشتری برای جمع آوری یک حمله کننده برای حمله موفقیت آمیز به بیت کوین نیاز دارد.

کدام ارزهای دیجیتال از اثبات کار استفاده می کنند؟

بیشتر ارزهای دیجیتال از اثبات کار استفاده می کنند. اگرچه برخی از آنها در حال آزمایش روش های دیگر برای ایجاد امنیت در شبکه های خود هستند. مشهورترین ارزهای دیجیتال برای اثبات کار عبارتند از:

بیت کوین

اتریوم (اگرچه اتریوم اخیراً فرآیند طولانی انتقال به اتریوم 2.0 را آغاز کرده است، این یک نسخه جدید است که ارز دیجیتال را به جای اثبات بالقوه تغییر می دهد.)

بیت کوین کش

لایت کوین

مونرو

بیت کوینبیت کوین
بیت کوین$۲۹,۶۴۸۹۰۱,۹۲۲,۶۰۹ تومان