الگوریتم اثبات کار یا PoW چیست و چگونه کار می کند؟

مفهوم اولیه اثبات کار در سال 1993 به عنوان روشی برای جلوگیری از حملات سرویس و سوء استفاده از خدمات، ارائه شد. این امر مستلزم انجام نوعی کار از جانب کاربران بود که معمولا شامل استفاده از قدرت پردازش رایانه است.

در سال 2009، بیت کوین یک روش ابتکاری در استفاده از اثبات کار، به عنوان یک الگوریتم اجماع، ارائه داد. در این روش از اثبات کار یا PoW برای تایید تراکنش هایی که در بلاک ها قرار دارند استفاده می شود، که بلاک ها به یکدیگر وصل شده و به این ترتیب بلاک چین را شکل می دهند.

از آن زمان، PoW توسعه و گسترش یافت تا به یک الگوریتم اجماع پرکاربرد تبدیل شد و اکنون توسط بسیاری از ارزهای رمزنگاری استفاده می شود.

PoW چگونه کار می کند؟

به طور خلاصه، استخراج کنندگان در حل معادلات پیچیده ریاضی با یکدیگر رقابت می کنند. حل این مسائل و معادلات بسیار دشوار است، اما در صورتی که حل شود، تراکنش ها را می توان به سرعت بررسی کرد. بنابراین زمانی که یک استخراج کننده راه حل یک بلاک جدید را پیدا کند، می تواند آن بلاک را به شبکه منتقل نماید. سپس سایر استخراج کنندگان این راه حل را بررسی کرده و تایید می کنند و بلاک تایید خواهد شد.

بیت کوین

بیت کوین یک سیستم مبتنی بر بلاک چین است که با کار گروهی نودهای غیر متمرکز حفظ می شود. برخی از این نودها استخراج کنندگان هستند که وظیفه دارند بلاک های جدید را به بلاک چین اضافه کنند. برای انجام این کار، استخراج کنندگان باید یک رقم تقریبا تصادفی را حدس بزنند. زمانی که نتیجه با پاسخ صحیح مطابقت داشته باشد، سایر نودها صحت آن را بررسی کرده و در صورت تایید، استخراج کننده پاداش بلاک را خواهد گرفت.

بنابراین افزودن یک بلاک جدید به زنجیره اصلی بدون یافتن پاسخ صحیح و معتبر غیر ممکن است. این پاسخ صحیح که nonce نام دارد خود ایجاد کننده اصطلاحا هش بلاک است. هر بلاک معتبر و تایید شده حاوی یک هش بلاک است که بیانگر کار انجام شده توسط استخراج کننده خواهد بود. به همین دلیل به این روند اثبات کار گفته می شود.

اثبات کار به محافظت از شبکه در برابر حملات مختلف و متفاوت کمک می کند. یک حمله موفقیت آمیز به شبکه نیاز به قدرت محاسباتی بسیار بالا و زمان زیاد دارد و بنابراین ناکارآمد خواهد بود، زیرا هزینه های انجام آن از پاداش احتمالی که در صورت موفقیت آمیز بودن حمله حاصل می شود، بسیار بیشتر است.

یکی از مشکلات مربوط به اثبات کار این است که استخراج کنندگان به سخت افزارهای کامپیوتری گران قیمت با مصرف انرژی بیش از حد، نیاز دارند. اگر چه این همان چیزی است که امنیت شبکه را تضمین می کند، اما این دستگاه ها به جز استخراج، کاربرد دیگری ندارند.

اگر چه اثبات کار ممکن است کارآمدترین راه حل نباشد، اما هنوز هم یکی از محبوب ترین روش های اجماع در بلاک چین است. در حال حاضر روش ها و رویکردهای جایگزین برای حل برخی از مشکلات ارائه شده است.