الرئيسية
» معرفة
»
إثبات العمل مقابل إثبات الحصة: دليل المبتدئين لإجماع العملات المشفرة
إثبات العمل مقابل إثبات الحصة: دليل المبتدئين لإجماع العملات المشفرة
يُعدّ كلٌّ من إثبات العمل وإثبات الحصة طريقتين مختلفتين يُمكن من خلالهما لشبكة البلوك تشين التوصل إلى إجماع ، أي اتفاق واسع النطاق بين أجهزة الكمبيوتر المستقلة حول صحة المعاملات وأي إصدار من سجل المعاملات يُعتبر الإصدار الحالي. ويُشار إليهما غالبًا باسم "آليات الإجماع"، مع أن نظام الإجماع الكامل لشبكة البلوك تشين في الواقع يتضمن أكثر من مجرد إثبات العمل أو إثبات الحصة، إذ يشمل أيضًا قواعد الشبكات، وقواعد التحقق من صحة الكتل، وقواعد اختيار التفرع، والحوافز، والعقوبات.
إذا كنت جديدًا في عالم العملات الرقمية، فإن أفضل نقطة بداية هي هذه: آلية إثبات العمل تجعل المشاركين يثبتون أنهم بذلوا جهدًا حسابيًا؛ أما آلية إثبات الحصة فتجعل المشاركين يعرضون عملات رقمية قيّمة للخطر. تُعدّ بيتكوين أشهر شبكة تستخدم آلية إثبات العمل. استخدمت إيثيريوم آلية إثبات العمل في السابق، لكنها تحولت إلى آلية إثبات الحصة في عام ٢٠٢٢.
يقوم نظام إثبات العمل بتأمين سلسلة الكتل من خلال العمل الحسابي، بينما يقوم نظام إثبات الحصة بتأمينها من خلال مطالبة المدققين بتخصيص قيمة يمكن معاقبتهم على السلوك غير النزيه.
ما الذي يجب على المبتدئ فهمه قبل مقارنة إثبات العمل (PoW) وإثبات الحصة (PoS)؟
لست بحاجة إلى معرفة التشفير المتقدم، ولكن هناك أربعة مصطلحات مهمة.
الكتلة: مجموعة من المعاملات الصحيحة والبيانات ذات الصلة المضافة إلى سلسلة الكتل.
العقدة: برنامج يتبع قواعد الشبكة ويتحقق من البيانات. لا تُعتبر العقدة تلقائيًا مُعدِّنة أو مُدقِّقة.
الإجماع: العملية التي يتقارب من خلالها المشاركون الموزعون على حالة واحدة مقبولة لسلسلة الكتل.
التفرع: حالة مؤقتة أو دائمة يوجد فيها أكثر من نسخة مرشحة واحدة للسلسلة.
تُوضّح الوثائق الرسمية لشبكة إيثيريوم فرقًا هامًا: فآليتا إثبات العمل وإثبات الحصة هما مُكوّنان لآلية إجماع أوسع، وليستا الآلية بأكملها بحد ذاتها. هذا الفرق جوهري لأن الأمن لا يعتمد فقط على مُقترح الكتل، بل أيضًا على كيفية تحقق العُقد منها، وكيفية حلّ تضارب سجلات السلسلة، وكيفية فرض رسوم باهظة على السلوكيات غير النزيهة. راجع وثائق آليات الإجماع في إيثيريوم .
كيف يعمل إثبات العمل
إثبات العمل (PoW) هو نظام يتنافس فيه المعدنون لإيجاد قيمة تجزئة تشفيرية صالحة لكتلة مُقترحة. التجزئة هي ناتج دالة رياضية تُحوّل بيانات الإدخال إلى نتيجة ثابتة الطول. في بيتكوين، يُغيّر المعدنون بيانات رأس الكتلة بشكل متكرر ويُجزّئونها حتى يصبح الرقم الناتج أقل من القيمة المستهدفة المُحددة في البروتوكول.
تصف الورقة البيضاء الأصلية لبيتكوين هذه العملية بأنها تجربة متكررة للقيم حتى تحقق النتيجة متطلبات صعوبة الشبكة. بمجرد أن يجد المُعدِّن دليل عمل صحيحًا، يمكن بث الكتلة إلى العُقد الأخرى. لا تثق هذه العُقد بالمُعدِّن تلقائيًا؛ بل تتحقق بشكل مستقل من أن الكتلة تتبع قواعد إجماع بيتكوين. تشرح الورقة البيضاء الأصلية لبيتكوين التصميم الأساسي، بينما يقدم دليل مطوري بيتكوين وصفًا تقنيًا أكثر تفصيلًا.
لماذا يُعدّ "العمل" مهماً؟
هذا العمل يجعل تغيير التاريخ مكلفًا. تحتوي كل كتلة بيتكوين على مرجع للكتلة السابقة. إذا حاول أحدهم تغيير معاملة قديمة، فسيغير تجزئة تلك الكتلة، وسيحتاج إلى إعادة تنفيذ آلية إثبات العمل لتلك الكتلة والكتل اللاحقة المبنية عليها، ثم اللحاق بالشبكة النزيهة.
تُفضّل عُقد بيتكوين الكاملة السلسلة الصحيحة التي تحتوي على أكبر قدر من إثبات العمل التراكمي. وهذا أدق من مجرد القول "السلسلة الأطول هي التي تفوز". يجب أن تكون السلسلة صحيحة أولاً وفقًا لقواعد البروتوكول، والعمل المتراكم فيها هو ما يهم.
ما الذي يحتاجه عامل التعدين فعلياً؟
تتضمن عملية تعدين البيتكوين الحديثة عادةً استخدام أجهزة متخصصة تُسمى ASICs ، وهي اختصار لـ "الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات". صُممت هذه الأجهزة لأداء عملية تجزئة البيتكوين باستخدام خوارزمية SHA-256 بكفاءة عالية. ولذلك، تشمل عملية التعدين تكلفة الأجهزة، والكهرباء، والتبريد، والاتصال بالشبكة، والإدارة التشغيلية.
ينبغي على المبتدئين تجنب الخطأ الشائع المتمثل في الاعتقاد بأن "تشغيل عقدة بيتكوين" و"تعدين بيتكوين" هما نفس الشيء. فالعقدة الكاملة العادية قادرة على التحقق من صحة الكتل دون القيام بالتعدين التنافسي.
كيف تعمل آلية إثبات الحصة
يستبدل نظام إثبات الحصة (PoS) التنافس الحسابي بضمانات اقتصادية. فبدلاً من إثبات أنهم بذلوا طاقة في إجراء عمليات التجزئة، يقوم المدققون بتجميد العملة المشفرة في البروتوكول. ويُطلق على هذا المبلغ المُجمّد اسم " الحصة" .
يُعدّ نظام إيثيريوم الحالي مثالًا واضحًا على ذلك. يقوم مُدقّق إيثيريوم منفرد بإيداع عملات إيثيريوم في البروتوكول وتشغيل برنامج التدقيق. يتحقق المُدقّقون من الكتل المقترحة، ويرسلون أصواتًا تُسمى شهادات ، وقد يتم اختيارهم أحيانًا لاقتراح كتلة. تنص وثائق إثبات الحصة الرسمية لإيثيريوم على أن المُدقّق المنفرد يحتاج حاليًا إلى 32 إيثيريوم. راجع وثائق إثبات الحصة لإيثيريوم .
لماذا يوفر التخزين الأمان؟
الفكرة هي أن لدى المدقق شيئًا ذا قيمة ليخسره. فالمشاركة النزيهة تُكسب مكافآت، بينما قد يؤدي السلوك غير الصحيح أو عدم التواجد إلى ضياع المكافآت أو فرض عقوبات، في حين أن بعض الانتهاكات الجسيمة للبروتوكول قد تؤدي إلى " الاستبعاد" ، ما يعني تدمير جزء من حصة المدقق واستبعاده من المشاركة الفعّالة.
تُدرج إيثيريوم إجراءات قابلة للعقوبة، مثل اقتراح كتل متضاربة لنفس الخانة أو تقديم شهادات متضاربة. هذه الإجراءات تختلف عن فترات التوقف العادية. تُخصص العقوبة لانتهاكات محددة للبروتوكول. التفاصيل الرسمية موثقة في وثائق المكافآت والعقوبات الخاصة بإيثيريوم .
مقارنة بين إثبات العمل وإثبات الحصة بنظرة سريعة
سؤال
إثبات العمل
إثبات الحصة
من يتنافس لإضافة أو اقتراح الكتل؟
عمال المناجم
المدققون
ما الذي يتعرض للخطر؟
المعدات، الكهرباء، تكلفة التشغيل
العملات المشفرة المودعة والمكافآت المستقبلية
المورد النادر الرئيسي
العمل الحسابي
مصلحة اقتصادية
عقوبة أمنية نموذجية
تكلفة التعدين المهدرة في حالة عدم قبول العمل
ضياع المكافآت، أو العقوبات، أو التخفيضات
مثال معروف
بيتكوين
إيثيريوم
ملف الطاقة
يتطلب ذلك تجزئة تنافسية مستمرة
لا يتطلب من المعدنين إجراء تجزئة تنافسية.
ما الذي يجب عليك تحضيره قبل استخدام شبكة إثبات العمل (PoW) أو إثبات الحصة (PoS)؟
بالنسبة للمستخدم العادي الذي يرغب فقط في إرسال أو استقبال أو الاحتفاظ بالعملات الرقمية، فإنه عادةً لا يحتاج إلى تعدين أو التحقق من أي شيء. مهمته الرئيسية هي فهم الشبكة التي يستخدمها وآلية تأكيدها.
قبل إرسال الأموال، تحقق من الشبكة التي يوجد عليها الأصل فعلياً. قد يوجد رمز مميز بنفس رمز التداول على عدة شبكات بأنظمة إجماع مختلفة وعناوين سحب مختلفة. تحقق أيضاً من عدد التأكيدات التي تتطلبها منصة التداول أو الخدمة قبل إضافة الإيداع.
إذا كنت ترغب في المشاركة مباشرةً في عملية الإجماع، فإن المتطلبات تختلف اختلافًا كبيرًا. قد تتطلب المشاركة في آلية إثبات العمل معدات تعدين متخصصة، وقدرة طاقة مناسبة، ونظام تبريد، وحسابات واقعية للربحية. أما المشاركة في آلية إثبات الحصة فقد تتطلب حدًا أدنى من الحصة، ووقت تشغيل موثوق للمُدقِّق، وإدارة آمنة للمفاتيح، وفهمًا دقيقًا لقواعد التخفيض.
كيف ينبغي للمبتدئين التفكير في تأكيد المعاملات؟
لا تكون عملية التأكيد متطابقة عبر سلاسل الكتل.
في شبكة بيتكوين، تُضيف كل كتلة جديدة صالحة تُبنى فوق الكتلة التي تحتوي على معاملتك المزيد من إثبات العمل التراكمي. لهذا السبب ينتظر الناس عادةً تأكيدات متعددة للتحويلات ذات القيمة العالية.
يُفرّق نظام إثبات الحصة في إيثيريوم بين إدراج البيانات في كتلة وبين الحصول على إجماع أقوى. يعتمد إيثيريوم على تصويت المدققين ونهائية نقاط التحقق. ووفقًا لوثائق إيثيريوم، تُصبح نقاط التحقق نهائية بعد حصولها على دعم يُمثل ثلثي إجمالي الإيثيريوم المُودع على الأقل. وبمجرد إتمامها، يُؤدي عكسها إلى عواقب اقتصادية وخيمة على المهاجمين.
لا تفترض أن "ستة تأكيدات" أو أي عدد ثابت آخر هو قاعدة عالمية في عالم العملات الرقمية. فلكل سلسلة كتل نموذجها الخاص للتأكيد والنهائية.
أي نظام يستهلك طاقة أقل؟
يتجنب نظام إثبات الحصة عمومًا عملية التجزئة التنافسية المستمرة التي تميز نظام إثبات العمل. وقد ذكرت إيثيريوم صراحةً انخفاض استهلاك الطاقة كأحد أسباب الانتقال من إثبات العمل إلى إثبات الحصة في عام ٢٠٢٢. هذا لا يعني أن إثبات الحصة لا يستهلك الكهرباء إطلاقًا، إذ لا يزال المدققون يشغلون أجهزة الكمبيوتر ومعدات الشبكات والبنية التحتية للبيانات. ويكمن الاختلاف الرئيسي في أن أمان الشبكة لا يعتمد على تنافس المعدنين المستمر من خلال التجزئة واسعة النطاق.
إن استهلاك الطاقة في آلية إثبات العمل ليس أثراً جانبياً عرضياً؛ بل هو جزء من الآلية التي تجعل إعادة كتابة السلسلة مكلفة. أما مسألة ما إذا كانت هذه المقايضة مرغوبة فهي موضوع نقاش أوسع نطاقاً يتعلق بالتصميم والسياسات، ولكن من الناحية التقنية، يضمن النظامان الإجماع من خلال موارد نادرة مختلفة.
أيهما أكثر أماناً؟
لا توجد إجابة مفيدة بكلمة واحدة. فهم يستخدمون نماذج أمنية مختلفة.
في نظام إثبات العمل (PoW) على غرار بيتكوين، يعتمد التحكم بشكل كبير على الوصول إلى قوة التجزئة والموارد اللازمة للحفاظ عليها. أما في نظام إثبات الحصة (PoS) على غرار إيثيريوم، فيعتمد النفوذ على كمية الإيثيريوم المُودعة، بينما صُممت العقوبات والتخفيضات لجعل الهجمات مُدمرة اقتصاديًا للمهاجم.
يعتمد الأمن أيضًا على عوامل تتجاوز إثبات العمل أو إثبات الحصة وحدهما: برامج العميل، ولا مركزية التعدين أو التخزين، وطوبولوجيا الشبكة، وتصميم البروتوكول، وجودة التنفيذ، والحوافز الاقتصادية، وسلوك مشغلي العقد.
بالنسبة للمبتدئين، فإن الخلاصة العملية هي تجنب عبارات مثل "إثبات الحصة أكثر أمانًا تلقائيًا" أو "إثبات العمل أكثر أمانًا تلقائيًا". يجب أن تحدد المقارنة ذات المعنى سلسلة كتل محددة وسيناريو هجوم أو فشل محدد.
أخطاء شائعة يجب على المبتدئين تجنبها
بإمكان عمال التعدين أو المدققين المفكرين إنشاء معاملات عشوائية. بينما تقوم العقد الأخرى بالتحقق من قواعد البروتوكول والتوقيعات.
بافتراض أن آلية إثبات العمل تعني أن كل عقدة تقوم بالتعدين. التحقق والتعدين عمليتان منفصلتان.
بافتراض أن إثبات الحصة يعني ببساطة الاحتفاظ بالعملات في محفظة. يتطلب التحقق من صحة البروتوكول مشاركة المدقق؛ أما الاحتفاظ السلبي فهو أمر مختلف.
بافتراض حدوث عقوبة في كل انقطاع للخدمة، يميز إيثيريوم بين عقوبات عدم النشاط العادية والجرائم المحددة التي تستوجب العقوبة.
يتم التعامل مع كل سلسلة كتل كما لو كانت تتبع نموذج تأكيد بيتكوين. تختلف قواعد الحسم بين الشبكات.
لا يقتصر اختيار الشبكة على مجرد تصنيفها كشبكة إجماع. فالرسوم، ونظام التطبيقات، واللامركزية، ومخاطر العقود الذكية، ودعم المحافظ، والموثوقية التشغيلية أمورٌ مهمة أيضاً.
يسأل نظام إثبات الحصة: "هل يمكنك إثبات أنك قد التزمت بقيمة اقتصادية يمكن للبروتوكول معاقبتك عليها؟"
كلاهما محاولتان لحل نفس التحدي المتعلق بالأنظمة الموزعة: السماح للعديد من المشاركين الذين لا يثقون ببعضهم البعض تمامًا بالاتفاق على سجل تاريخي صحيح واحد لسلسلة الكتل. ببساطة، يجعلان الخداع مكلفًا بطرق مختلفة.
ما الذي يجب تعلمه بعد ذلك؟
بمجرد أن يصبح مفهومي PoW و PoS منطقيين، فإن المفاهيم المفيدة التالية هي اختيار التفرع ، الذي يحدد السلسلة المنافسة المفضلة؛ والنهائية ، التي تصف متى يعتبر من الصعب للغاية أو من المستحيل اقتصاديًا عكس كتلة ما؛ والتحقق من صحة العقدة ، الذي يفسر سبب عدم حصول المعدنين والمدققين على سلطة غير محدودة.
ستساعدك هذه الأفكار الثلاث على فهم سبب كون أمان تقنية البلوك تشين أكبر من مجرد مصطلحي "إثبات العمل" أو "إثبات الحصة". فآلية الإجماع هي مجموعة كاملة من القواعد التقنية والحوافز الاقتصادية التي تحافظ على تزامن العقد المستقلة حول سجل واحد مقبول.