رمز ارزهای مبتنی بر اثبات کار

اگر یک تریدر فعال در حوزه‌ی کریپتو کارنسی‌ها باشید حتما به امنیت دارایی‌های رمز ارزی خود فکر کرده‌اید. چطور مطمئن هستید که سیستم هیچگاه دچار نقص و مشکل نمی‌شود؟ یکی از راه‌هایی که امنیت دارایی‌های رمز ارزی را تامین می‌کند استفاده از گواه اثبات کار است. اثبات کار مکانیزمی است که علاوه بر تایید تراکنش‌های انجام شده امینت شبکه را نیز تامین می‌کند. بدین ترتیب بدون نیاز به هیچ نهاد متمرکزی افراد می‌توانند به ایجاد تراکنش‌ها بپردازند. رمز ارز‌های بسیاری از مکانیزم اجماع اثبات کار استفاده می‌کنند که در این مقاله به معرفی آن‌ها خواهیم پرداخت.

مکانیزم اجماع اثبات کار چیست؟

مکانیزم اجماع اثبات کار یا POW یک الگوریتم استفاده شده در بلاکچین است. این الگوریتم در بلاکچین برای تایید تراکنش‌ها و ایجاد بلاک جدید و در نهایت اضافه کردن آن به زنجیره بلاکچین استفاده می‌شود. در این الگوریتم، ماینرها برای تایید تراکنش‌ها در شبکه به رقابت می‌پردازند و برای انجام این کار پاداش دریافت می‌کنند.

در شبکه کاربران برای یکدیگر رمزارز ارسال می‌کنند و یک دفتر کل غیرمتمرکز تمام این تراکنش‌ها را در بلاک جمع آوری می‌کند. با این حال برای تایید تراکنش‌ها و مدیریت بلاک‌ها اقداماتی لازم است که وظیفه انجام این کار به عهده نودهایی به نام ماینر است. به پروسه انجام این کار ماینینگ یا استخراج می‌گویند. کار اصلی انجام شده در این پروسه حل پازل‌های پیچیده ریاضی و در نتیجه تایید بلاک‌ها می‌باشد.

حل این پازل‌های پیچیده ریاضی نیازمند قدرت پردازش بسیار است و پاسخ بدست آمده هش ریت (hash rate) نام دارد. با رشد شبکه سختی شبکه نیز افزایش می‌یابد و الگوریتم نیازمند قدرت پردازش بیشتری برای پیدا کردن پاسخ پازل‌ها می‌باشد. بدین ترتیب سختی انجام این محاسبات متناسب با سختی شبکه است به این صورت که هرچه سختی شبکه کمتر باشد قدرت پردازش کمتری لازم است اما با افزایش سختی شبکه قدرت پردازش لازم برای حل معادلات نیز افزایش می‌یابد.

در بلاکچین، هر بلاک هش بلاک قبلی را نیز دارد که این موضوع باعث افزایش امنیت شبکه می‌شود که امکان هک و حمله به بلاکچین را تقریبا غیر ممکن می‌کند.

به طور خلاصه ماینرها با حل کردن معادلات پیچیده راضی بلاک‌های جدید را ایجاد می‌کنند و تراکنش‌های قرارداده شده در این بلاک‌ها، تراکنش‌های تایید شده در نظر گرفته می‌شوند.

برای آشنایی بیشتر با مکانیزم اجماع اثبات کار می‌توانید مقاله مکانیزم اجماع اثبات کار چیست را مطالعه کنید.

مزایای استفاده از مکانیزم اجماع اثبات کار

تصور کنید با نحوه کار رمزارزها مانند بیت کوین آشنا شدید، حتما می‌دانید که انجام این فرایند نیازمند صرف هزینه بسیار است و به سادگی انجام نمی‌شود. با این حال برخی از پروژه‌ها برای استفاده از این مکانیزم اصرار دارند. در ادامه به مزایای استفاده از این مکانیزم خواهیم پرداخت.

امنیت

یکی از مهم ترین نقاط قوت مکانیزم اجماع اثبات کار امنیت بالایی است که برای شبکه به ارمقان می‌آورد. تامین امنیت شبکه وابسته به ماینرهایی است که به عنوان پردازنده‌های مستقل اطلاعات فعالیت می‌کنند.

یکی از حملات محتمل در بلاکچین حمله 51 درصدی است که احتمال رخ دادن آن در شبکه‌هایی که امنیت آن‌ها از طریق مکانیزم اجماع اثبات کار تامین شده است تقریبا غیر ممکن است.

حمله 51 درصدی چیست؟

حمله 51 درصدی شرایطی است که در آن فرد یا گروهی بتوانند کنترل بخش اعظمی از شبکه را به دست بگیرند. در این حمله مهاجم می‌تواند کنترل بیشتر اتفاقاتی که در شبکه رخ می‌دهد را در اختیار داشته باشد. آن‌ها می‌توانند بلاک‌های مورد علاقه خود را ایجاد کرده و برای انجام این کار پاداش دریافت کنند به این دلیل که ماینرهای دیگر قادر به رقابت با آن‌ها نمی‌باشند.

تصور کنید الیس مقداری پول برای باب ارسال کند. الیس درگیر یک حمله 51 درصدی شده است اما باب نه. تراکنش انجام شده در بلاک قرار می‌گیرد اما مهاجم اجازه انتقال پول را صادر نمی‌کند. در این زمان یک فورک در شبکه ایجاد می‌شود. در ادامه ماینرها یکی از فورک‌های ایجاد شده را انتخاب می‌کنند. از آنجایی که ماینرها کنترل بخش اعظمی از قدرت پردازش شبکه را در اختیار دارند، زنجیره ایجاد شده توسط آن‌ها بلاک‌های بیشتری را در بر می‌گیرد.

در شبکه، فورک بلندتر معتبر و فورک کوتاه‌تر نامعتبر در نظر گرفته می‌شود. در این صورت تراکنش انجام شده بین الیس و باب انجام نمی‌شود و باب پول را دریافت نخواهد کرد.

با این حال حمله 51 درصدی یک گزینه سودآور در نظر گرفته نمی‌شود به این دلیل که به قدرت پردازش بسیار زیادی نیاز است و زمانی که این کار انجام شود شبکه اعتبار خود را از دست می‌دهد که به کاهش کاربران شبکه منجر می‌شود. در نتیجه ارزش رمزارز شبکه کاهش می‌یابد به این معنی که مهاجم با کاهش ارزش دستاورد خود در طی این حمله مواجه می‌شود.

عدم نیاز به واسطه و نهاد‌های مرکزی برای تایید تراکنش‌ها

همانطو که می‌دانید تمام عملیات در بلاکچین به صورت غیرمتمرکز انجام می‌شود و با استفاده از مکانیزم اجماع اثبات کار نیاز به نهاد‌های دولتی و یا واسطه برای تایید تراکنش‌های انجام شده در شبکه از بین می‌رود.

مکانیزم اجماع اثبات کار کجا کاربرد دارد؟

رمزارزهای بسیاری از مکانیزم اجماع اثبات کار استفاده می‌کنند. معروف‌ترین رمزارزی که از این مکانیزم استفاده کرد بیت کوین است. در واقع می‌توان گفت بیت کوین پایه استفاده از این مکانیزم را بنا کرد. این الگوریتم امکان تغییر در پیچیده و یا آسان بودن معادله را نسبت به قدرت پردازش شبکه فراهم می‌کند. میانگین ایجاد بلاک جدید در بیت کوین ده دقیقه است.

رمز ارزهای مبتنی بر مکانیزم اجماع اثبات کار

در ادامه این بخش به معرفی رمزارزهایی خواهیم پرداخت که از مکانیزم اجماع اثبات کار استفاده می‌کنند.

بیت کوین (BTC)

بیت کوین اولین رمزارزی است که از مکانیزم اجماع اثبات کار استفاده کرد. در واقع تبدیل شدن به یک سیستم پرداخت غیرمتمرکز ایده اصلی بیت کوین بود. این تکنولوژی جدید در سال 2009 توسط فرد یا گروهی به نام ساتوشی ناکاماتو ایجاد شد. کوین‌های جدید در این سیستم از طریق فرآیند استخراج به شبکه اضافه می‌شوند. به این صورت که گروهی از نود‌ها به نام ماینر به تایید تراکنش‌ها در شبکه می‌پردازند و بلاک‌های جدید را به زنجیره بلاکچین اضافه می‌کنند و در ازای انجام این کار پاداش دریافت می‌کنند. قرآیند استخراج بیت کوین در ابتدا تنها با استفاده از کامپیوترهای خانگی نیز امکان پذیر بود اما با گذشت زمان سختی شبکه افزایش یافت و دیگر استخراج با استفاده از کامپیوترها ممکن نبود و دستگاه‌های دیگری برای این کار جایگزین شدند. در حال حاضر استخراج بیت کوین تنها با استفاده از دستگاه‌های مخصوص استخراج یا ایسیک امکان پذیر است. هر بلاک جدید در شبکه بیت کوین در ده دقیقه ایجاد می‌شود و سختی شبکه طوری تنظیم می‌شود که بلاک‌های جدید روزتر یا دیر تر از ده دقیقه ایجاد نشوند.

اتریوم (ETH)

اتریوم پس از بیت کوین در سال 2013 توسط فردی به نام ویتالیک بوترین ایجاد شد. ویتالیک بوترین پیش از ایجاد اتریوم مشغول به نوشتن مقاله درمورد بیت کوین بود و سپس به فکر ایجاد اتریوم افتاد. اتریوم برخلاف بیت کوین تنها با اهداف مالی ایجاد نشد و هدف آن تبدیل شدن به یک کامپیوتر جهانی برای راه اندازی اپلیکیشن‌ها، قراردادهای هوشنمد و پروژه‌های دیفای است. برخلاف بیت کوین که از طریق دستگاه‌های مخصوص به نام ایسیک استخراج می‌شود استخراج اتر با استفاده از کارت گرافیک صورت می‌گیرد و تقریبا در هر 15 ثانیه یک بلاک جدید به زنجیره اضافه می‌شود. البته  اتریوم از این موضوع خبر داده است که قرار است مکانیزم اجماع اثبات کار خود را به مکانیزم اجماع اثبات سهام انتقال دهد. طبق گذارشات منتشر شده قرار بود این اتفاق در سال 2022 رخ دهد با این حال هنوز این انتقال انجام نشده است.

دوج کوین (Doge)

دوج کوین یک میم کوین است که در اواخر سال 2013 توسط بیلی مارکوس (Billy Markus) برنامه نویسی شد. برخلاف سایر رمزارزها که با هدف حل مشکلی ایجاد شدند، دوج کوین صرافا با هدف شوخی و خنده در فضای کریپتو کارنسی ایجاد شد. نام دوج کوین از یک نژاد سگ ژاپنی به همین نام الهام گرفته شده است. برخلاف بیت کوین که دارای عرضه محدود است دوج کوین هیچ محدودیتی در عرضه ندارد در نتیجه برخی ممکن است دوج کوین را یک ارز تورمی در نظر بگیرند در حالی که اینطور نیست زیرا هر سال تعداد مشخصی دوج عرضه می‌شود که باعث نرخ تورم ثابت این رمزارز می‌شود. استخراج دوج کوین نیز مانندبیت کوین با استفاده از دستگاه‌های ایسیک انجام می‌شود.

لایت کوین (LTC)

لایت کوین در اکتبر سال 2011 توسط فردی به نام چارلی لی (Charlie Lee)  کارمند سابق گوگل ایجاد شد. هدف از ایجاد لایت  کوین، حل برخی از مشکلات بیت کوین مانند مدت زمان لازم برای تایید تراکنش و یا هزینه تراکنش بود. در لایت کوین هر بلاک در 2,5 دقیقه ایجاد می‌شود و پاداش استخراج هر بلاک نیز 25 لایت کوین است. استخراج لایت کوین نیز مانند بیت کوین از طریق سخت افزار‌های ایسیک انجام می‌شود.

جمع‌بندی

در این مقاله به توضیح خلاصه مکانیزم اجماع اثبات کار، مزایا استفاده از آن و رمزارزهای مبتنی بر اثبات کار پرداختیم. مکانیزم اجماع اثبات کار از امنیت بالایی برخوردار است و شبکه را در برابر حملات گوناگون ایمن می‌سازد. با این حال پروسه انجام آن گران و نیازمند قدرت پردازش بسیار است. اگرچه برخی مکانیزم اجماع اثبات کار را به دلیل مصرف انرژی کمتر به عنوان جایزگزینی برای مکانیزم اثبات کار در نظر می‌گیرند با این حال هنوز هم رمز ارزهای مختلفی از جمله بیت کوین از مکانیزم اجماع اثبات کار استفاده می‌کنند.