ما هو إثبات العمل (PoW)؟ كيف يعمل إثبات العمل؟ (2022)

ما هو إثبات العمل؟ ما مدى أمان إثبات العمل؟ لماذا تحتاج العملات المشفرة إلى إثبات العمل؟ تعرف على المزيد حول إثبات العمل في هذه المقالة!

في عالم التشفير اليوم ، هناك خوارزميتان رئيسيتان للإجماع: إثبات العمل وإثبات الحصة. من المهم فهم الاختلافات الرئيسية بين كل خوارزمية قبل الاستثمار في أي عملة مشفرة.

لذلك ، في هذه المقالة ، دعنا نتحدث عن المبادئ الأساسية لإثبات العمل ، بالإضافة إلى إيجابياته وسلبياته.

ما هو إثبات العمل (PoW)؟

إثبات العمل (يُختصر باسم PoW) هو أول خوارزمية إجماع في شبكة blockchain ، وقد تم استخدامه في البداية بواسطة Bitcoin . تُستخدم هذه الآلية للتحقق من إنشاء العملات المشفرة ومعاملات blockchain الجديدة وتتبعها. العمل هو حل مسائل رياضية صعبة للغاية ، بينما الدليل هو حل المشكلة.

ما هو إثبات العمل

يتنافس عمال المناجم الافتراضيون ليكونوا أول من يحل لغزًا رياضيًا معقدًا يؤمن سلاسل الكتل الموجودة في إثبات العمل ويتحقق منها. التعدين مصطلح يستخدم لوصف فعل التنافس ضد بعضنا البعض. يحصل الفائز على مكافأة في تبادل العملات المشفرة لتحديث blockchain بأحدث المعاملات التي تم التحقق منها.

كيف يعمل إثبات العمل؟

blockchain هو سجل عام مخصص لكل عملة مشفرة في شبكة التشفير. وهي مكونة من مجموعات من المعاملات التي يتم التحقق من صحتها عبر إثبات العمل.

إن عملية تأكيد المعاملات في الكتلة المراد إضافتها ، ووضع هذه المعاملات بترتيب زمني ، وإخطار الشبكة بأكملها عن الكتلة الملغومة حديثًا تستهلك القليل جدًا من الطاقة والوقت. تتطلب المشكلة الرياضية الصعبة لربط الكتلة الجديدة بآخر كتلة صالحة في شبكة blockchain أكبر قدر من الطاقة.

يتم تعيين تجزئة لكل معاملة تشفير. لكي تكون المعاملة شرعية ، يجب على عامل التنقيب عن العملات الرقمية إنشاء تجزئة مستهدفة أقل من تجزئة كتلة العينة أو مساوية لها.

تجزئة إثبات العمل

يستخدم عمال المناجم آلات التعدين التي تولد العمليات الحسابية بسرعة لإنشاء هذا النوع من التجزئة المستهدفة. عندما يجد المُعدِّن في النهاية الحل الصحيح وينشئ التجزئة المستهدفة أولاً ، تبث العقدة الشبكة بأكملها في نفس الوقت ، وتحصل على مكافأة بروتوكول PoW.

نتيجة لذلك ، يعد إنشاء التجزئة المرغوبة مهمة صعبة. ومع ذلك ، فإن التحقق من الصحة بسيط ، وقد يكون هذا هو سبب شهرة إثبات العمل في Bitcoin. ومع ذلك ، فإن الطريقة قوية بما يكفي لمنع التلاعب بسجلات المعاملات. أيضًا ، يصبح التحقق من الصحة سهلاً من خلال تطبيق هذه العملية. 

مع وجود المزيد من عمال المناجم ، سيتم تقصير الوقت الذي يستغرقه تعدين الكتلة التالية حتمًا. هذا يعني أن الكتل الجديدة يتم اكتشافها بسرعة أكبر. للعثور باستمرار على كتلة واحدة كل 10 دقائق ، تقوم شبكة البيتكوين بتغيير مستوى صعوبة تعدين كتلة جديدة بشكل منتظم.

آلية إثبات العمل

تكمن أهمية اتصال Block n بـ Block n-1 عبر رقم التجزئة الخاص به في أن هذا "رقم التجزئة" يربط كتلة جديدة بالكتلة الشرعية السابقة على الشبكة. من ناحية أخرى ، إذا كان رقم Block n Hash الموجود في Block n-1 يختلف عن Block n ، فلن يتطابق هذا الرقم ، ولن يتم التحقق من Block n-1. 

ميزات نظام إثبات العمل:

فيما يلي العوامل الأساسية التي أدت إلى النجاح الواسع لبروتوكول الإجماع هذا:

• من الصعب حل المشكلة الرياضية.
• دقة الحل سهلة التحقق.

تستخدم Blockchains إجماع إثبات العمل

لا تزال Bitcoin العملة الأكثر شيوعًا التي تستخدم إجماع PoW. ومع ذلك ، يتم استخدام هذه التقنية من قبل عدد كبير من العملات الأخرى.

من بين العملات المشفرة الأكثر شيوعًا:

• Litecoin : Litecoin ، على غرار Bitcoin ، لديها SegWit الذي يسمح بزيادة حد حجم الكتلة عن طريق إزالة البيانات من الشبكة. تميز Litecoin نفسها عن Bitcoin من خلال تقديم سرعات معاملات فائقة السرعة بتكلفة أرخص بكثير.
• داش : تدعي إجراء معاملات تشفير أسرع وأكثر خصوصية. تشجع المعاملات السريعة المعدنين على استثمار جهودهم في داش.
• Monero : عملة بديلة بارزة أخرى تستخدم إجماع إثبات العمل. تؤكد Monero ، وهي عملة معماة مفتوحة المصدر ، على قابلية التبديل والخصوصية والشفافية واللامركزية عبر دفتر الأستاذ العام.
• بيتكوين كاش : عملة بديلة نشأت من هارد فورك لشبكة البيتكوين. على الرغم من حقيقة أنها تستخدم PoW ، والذي يبدو أنه إجماع قوي ، فإن Bitcoin cash هي واحدة من ضحايا هجمات 51٪ التي تضررت بشدة .
• ZCash : على عكس العملات المشفرة الأخرى ، تسعى ZCash جاهدة لتوفير الخصوصية من خلال إخفاء الهوية. تستخدم شبكة Zcash نفس خوارزمية تجزئة إثبات العمل SHA-256.
• Classic Ethereum : على الرغم من حقيقة أن Ethereum 2.0 يبتعد عن PoS. لحماية شبكتها ، تواصل Ethereum Classic استخدام إجماع PoW. ومع ذلك ، نظرًا لأنها سلسلة صغيرة فقط ، فإن Ethereum Classic أكثر عرضة للهجمات بنسبة 51٪ والإنفاق المزدوج للعملة.

إيجابيات وسلبيات إثبات العمل

الايجابيات

هناك العديد من المزايا المهمة لاستخدام إثبات العمل على الأشكال الأخرى لتقنيات blockchain . وتشمل هذه:

• تستخدم على نطاق واسع من قبل أبرز العملات المشفرة: العملات الرقمية الأكثر شهرة وأكبرها ، ولا سيما Bitcoin و Ethereum ، تستخدم آلية إثبات العمل.
• آمن للغاية : نظرًا لأن تغيير blockchain للعملات المشفرة يتطلب التحكم في أكثر من نصف موارد الكمبيوتر لشبكة التشفير ، فإن موارد الحوسبة الكبيرة التي يتطلبها بروتوكول إثبات العمل تجعل شبكة العملة المشفرة آمنة.
• يتيح عمال المناجم المكافآت إجراء معاملات جديدة : قد يحقق المعدنون الذين يتحققون بنجاح كتل جديدة من معاملات البيتكوين ربحًا.

سلبيات

تتضمن آلية إثبات العمل المشكلات التالية:

• خطر الهجوم بنسبة 51٪ : إذا كان الكيان المسيطر يمتلك 51٪ أو أكثر من عقد الشبكة ، فيمكن للكيان إتلاف blockchain من خلال السيطرة على غالبية الشبكة.

كيف يعمل هجوم 51٪

• مضيعة للوقت : يجب على المعدنين فحص العديد من القيم غير الضرورية لاكتشاف الإجابة الصحيحة للأحجية التي يجب إكمالها من أجل تعدين الكتلة. يستغرق تأكيد المعاملة ما بين 10 و 60 دقيقة. نتيجة لذلك ، فهي عملية تستغرق وقتًا طويلاً.
• استهلاك الموارد : يتطلب عمال المناجم قدرًا كبيرًا من القوة الحسابية من أجل حل اللغز الرياضي الصعب. يؤدي إلى تبديد الموارد القيمة (المال ، والطاقة ، والفضاء ، والأجهزة). 
• قد تكون هناك حاجة إلى أجهزة باهظة الثمن : قد يكون شراء أجهزة متخصصة باهظة الثمن أمرًا ضروريًا للنجاح وتحقيق الربح.
• يواجه عمال المناجم الأفراد صعوبات : نظرًا لمتطلبات القدرة الحسابية ، من المرجح أن تنجح مؤسسات التعدين الضخمة ومجموعات التعدين في تعدين العملات المشفرة وتحقيق دخل من التعدين أكثر من الأشخاص الذين يعملون بمفردهم.

مقارنة إثبات الحصة وإثبات العمل

قارن إثبات الحصة بإثبات العمل

إثبات العمل وإثبات الحصة هما طريقتان يمكن استخدامهما لتأمين blockchain. وهي تختلف بعدة طرق مهمة ، بما في ذلك التكاليف المتضمنة ومستوى الرقابة التي تمنحها لأولئك الذين يصادقون على المعاملات.

دعنا نلقي نظرة فاحصة على كل منها لفهم كيفية عملها بشكل أفضل ومزايا وعيوب كل نهج.

هيكل التكاليف

أول فرق رئيسي بين إثبات العمل وإثبات الحصة هو هيكل التكلفة.

في نظام إثبات العمل ، يحتاج المعدنون إلى إنفاق موارد كبيرة - مالية وحاسوبية على حد سواء ، من أجل المشاركة في عملية التحقق من المعاملات الجديدة. هذا يجعل الأمر مكلفًا بالنسبة لفرد أو منظمة لمحاولة هجوم بنسبة 51٪ لأن مثل هذا الجهد سيتطلب منهم بناء وتشغيل مركز بيانات مليء بالأجهزة المتخصصة لعدة سنوات.

في المقابل ، يمكن أن يكون نظام إثبات الحصة مكلفًا فقط لأولئك الذين يرغبون في المشاركة كمدققين. هذا يعني أن أي شخص لديه ما يكفي من العملة المشفرة يمكن أن يحاول السيطرة على الشبكة عن طريق اقتناص جزء كبير من العملة والتصويت ضد أي مقترحات أخرى. ومع ذلك ، هذا غير مرجح لأنه سيتطلب منهم تعريض استثماراتهم بالكامل للخطر من أجل القيام بذلك.

آلية التحقق 

بالإضافة إلى ذلك ، يمنح إثبات العمل تحكمًا كاملًا تقريبًا في المعاملات التي يتم تضمينها في الكتل الجديدة لأولئك الذين يساهمون بأكبر قدر من قوة التجزئة أو القدرة الحسابية.

على العكس من ذلك ، يتيح إثبات الحصة (Proof of Stake) للمشاركين التحقق من صحة الكتل عن طريق قفل قدر من العملة المشفرة كضمان. وبالتالي ، فإن المدققين لديهم حافز للعمل بما يخدم المصالح الفضلى لكل شخص يستخدم الشبكة ، نظرًا لأن "استثمارهم" معرض للخطر إذا لم يفعلوا ذلك.

إهدار الطاقة من أجهزة التعدين

أخيرًا ، تعتمد أنظمة إثبات العمل عمومًا على سوق تنافسية لتوليد أجهزة التعدين الجديدة والتحسين المستمر لها. يمكن أن يؤدي هذا إلى تبذير الإنفاق على المعدات الزائدة عن الحاجة أو المتخصصة بشكل مفرط حيث يضطر عمال المناجم إلى إنفاق الأموال باستمرار لمجرد البقاء في العمل.

لم يتم العثور على هذا النوع من سباق التسلح داخل شبكات إثبات الحصة ، مما يعني أن المدققين لن يضيعوا الكثير من الطاقة أو الموارد الأخرى لتأمين المعاملات.

بشكل عام ، تعني هذه الاختلافات أن لكل نظام مزاياه وعيوبه عند مقارنته بالآخر. يعتقد الكثير من الناس أن إثبات الحصة سيحل في النهاية محل إثبات العمل كوسيلة أساسية لتأمين blockchain ، لأنه أكثر كفاءة ويوفر قدرًا أكبر من اللامركزية.

ومع ذلك ، يتمتع كلا النظامين بنقاط القوة والضعف الخاصة بهما ، ولا يزال من غير المؤكد أيهما سيحتل الصدارة في النهاية.

أسئلة وأجوبة حول إثبات العمل

ما مدى أمان إثبات العمل؟

طريقة إثبات العمل آمنة للغاية لأنها يمكن أن تنجو من التسامح البيزنطي للخطأ (BFT) - وهو نظام يمكنه تحمل الإخفاقات التي تسببها مشكلة الجنرالات البيزنطيين. الطريقة التي يعمل بها تجعله أكثر أمانًا.

علاوة على ذلك ، تحتوي تجزئة كل كتلة على تجزئة الكتلة السابقة ، مما يزيد من الأمان ويمنع أي انتهاك للكتلة على blockchain لإثبات العمل.

يجب على عمال المناجم إنشاء كتلة جديدة بنفس السوابق لتغيير الكتلة. في مثل هذه الحالات ، من الضروري إعادة إنشاء جميع الخلفاء وإعادة العمل الذي يقومون به. نتيجة لذلك ، يمكن لـ blockchain تجنب التلاعب الأمني.

لماذا تحتاج العملات المشفرة إلى إثبات العمل؟

نظرًا لأن blockchains لامركزية وطبيعتها نظير إلى نظير ، فإنها تتطلب آلية ما للحصول على كل من الإجماع والأمان. أحد هذه الإجراءات هو إثبات العمل ، الذي يجعل محاولة تجاوز الشبكة كثيفة الاستخدام للموارد.

تحتاج عمليات التحقق الأخرى ، مثل Proof of Stake (PoS) و Proof of Burn (PoB) ، إلى موارد أقل ولكن بها عيوب أو عيوب. إذا لم تكن هناك آلية إثبات ، فستكون الشبكة والبيانات المخزنة عليها عرضة للهجمات أو السرقة.

علاوة على ذلك ، تمنع آلية إثبات العمل المستخدمين من سك العملات المعدنية التي لم يكسبوها أو من إنفاقها مرتين. إذا تمكن المستخدمون من استخدام عملاتهم المعدنية أكثر من مرة ، فستفقد الأصول قيمتها بشكل أساسي.

من اخترع إثبات العمل؟

لإخراج البيتكوين من الأرض ، اخترع ساتوشي ناكاموتو إثبات العمل. لا أحد يعرف من هو ناكاموتو أو ما إذا كان اسمه اسم مستعار.

لماذا المزيد من قوة التعدين يعني المزيد من الأمن؟

كلما زادت قوة المعالجة المستثمرة في أمان Bitcoin ، زادت الموارد التي يجب على المهاجم المحتمل جمعها من أجل مهاجمة Bitcoin بنجاح.

كيف يتحقق إثبات العمل من صحة المعاملة؟

العمل نفسه تعسفي. بالنسبة إلى Bitcoin ، فإنها تتضمن تكرارات خوارزميات التجزئة SHA-256. من ناحية أخرى ، يقوم الفائز بجولة تجزئة بجمع وتسجيل المعاملات من mempool إلى الكتلة التالية. نظرًا لأنه يتم اختيار الفائز عشوائيًا بما يتناسب مع الجهد المبذول ، فإنه يحفز الجميع على الشبكة للتصرف بأمانة وتسجيل المعاملات الحقيقية فقط.

استنتاج

قدمت هذه المقالة نظرة عامة شاملة على ماهية إثبات العمل ، بالإضافة إلى بعض المعلومات الرائعة حول هذا الموضوع! إذا وجدت أنه مفيد ، يرجى مشاركته مع أصدقائك! 

أخبرنا برأيك في قسم التعليقات أدناه!