اثبات کار

اثبات کار

اثبات کار یا Proof of work، سیستمی را توصیف می کند که به منظور جلوگیری از استفاده های ناشایست یا مخرب از قدرت محاسباتی، مانند ارسال نامه های اسپم یا راه اندازی انکار حملات خدماتی، نیاز به تلاش غیرمعمول اما عملی دارد. این ایده توسط هال فینی در سال 2004 از طریق ایده “اثبات قابل استفاده مجدد از کار” با پول سازگار شد. پس از معرفی آن در سال 2009، بیت کوین به اولین کاربرد گسترده ایده فینی مبدل شد. این اساس بسیاری از ارزهای رمزنگاری دیگر را نیز تشکیل می دهد. در این مقاله به توضیح اثبات کار یا همان PoW و استخراج مبتنی بر آن میپردازیم. موضوعی که در ادبیات ارز دیجیتال ممکن است زیاد درمورد آن بشنوید. با ما همراه باشید.

توضیح اثبات کار

این توضیحات در عملکرد شبکه بیت کوین متمرکز خواهد شد. بیت کوین یک ارز دیجیتالی است که تحت حمایت یک نوع دفترچه توزیع شده معروف به نام بلاک چین است. این دفترچه شامل سابقه ای از کلیه معاملات بیت کوین است که در “بلاک های” پی در پی مرتب شده اند، به طوری که هیچ کاربری مجاز نیست هر یک از منابع خود را دو بار خرج کند. برای جلوگیری از دستکاری، دفترچه راهنما عمومی “توزیع” می شود.

روش دستکاری

روشی که کاربران در عمل دستکاری می کنند از طریق هش ها، تعداد رشته های طولانی است که به عنوان PoW در نظر گرفته میشود. مجموعه داده معینی را از طریق یک تابع هش قرار داده (بیت کوین از SHA-256 استفاده می کند)، و این تنها یک هش ایجاد می کند. با توجه به “اثر بهمن”، حالتی تغییر جزئی در هر بخشی از داده های اصلی منجر به یک هش کاملاً غیرقابل تشخیص خواهد شد. اندازه مجموعه داده اصلی هر اندازه که باشد، هش ایجاد شده توسط یک تابع معین همان خواهد بود. هش یک کارکرد یک طرفه است: برای بدست آوردن داده های اصلی نمی توان از آن استفاده کرد فقط برای بررسی اینکه داده های ایجاد شده هش با داده های اصلی مطابقت دارد.

پروسه

ایجاد هر هشی برای مجموعه ای از معاملات بیت کوین برای یک کامپیوتر مدرن بی اهمیت خواهد بود، بنابراین برای تبدیل این فرآیند به “کار”، شبکه بیت کوین سطح خاصی از “مساله” را تعیین می کند. این تنظیم به گونه ای تنظیم شده است که با ایجاد یک هش معتبر – تقریباً هر 10 دقیقه یک بلاک جدید “استخراج” شود – به بلاک چین اضافه شود. تنظیم مشکل با تعیین “هدف” برای هش انجام می شود: هرچه هدف پایین تر باشد، مجموعه هش های معتبر کوچکتر است و تولید یکی از آنها دشوارتر است. در عمل، این به معنی هشی است که با یک رشته صفر طولانی شروع می شود: هش برای بلاک # 429818، به عنوان مثال، 000000000000000004dd3426129639082239efd583b5273b1bd75e8d78ff2e8d است. این بلاک شامل 2012 معامله است که شامل بیش از 1000 بیت کوین و همچنین عنوان مربوط به عنوان قبلی است. اگر کاربر یک مقدار معامله را با 0.0001 بیت کوین تغییر دهد، هش حاصل ناشناخته خواهد بود، و این شبکه کلاهبرداری را رد می کند.

اطمینان از تولید یک هش

از آنجا که مجموعه معینی از داده ها فقط می توانند یک هش ایجاد کنند، چگونه ماینرها مطمئن می شوند که یک هش زیر هدف تولید می کنند؟ آنها ورودی را با اضافه کردن یک عدد صحیح، به نام nonce (“یکبار استفاده شده”) تغییر می دهند. پس از یافتن یک هش معتبر، به شبکه پخش می شود و بلاک به بلاک چین اضافه می شود.

فرآیند استخراج

استخراج یک فرآیند رقابتی است، اما بیشتر از یک مسابقه قرعه کشی است. بطور متوسط ، هر 10 دقیقه یکبار اثبات قابل قبول کار تولید می کند، اما حدس کسی است که باشد. ماینرها برای افزایش شانس بلاک های ماینر در کنار هم جمع می شوند که این امر باعث ایجاد هزینه معاملات و در مدت زمان محدود پاداش بیت کوین های تازه ایجاد شده می شود. PoW تغییر برخی از جنبه های زنجیره ای را بسیار دشوار می کند، زیرا چنین تغییراتی نیاز به استخراج مجدد کلیه بلاک های بعدی دارد. همچنین انحصار قدرت محاسبات شبکه برای کاربر یا استخر کاربران مشکل می کند، زیرا ماشین آلات و توان مورد نیاز برای انجام توابع هش گران هستند.

اثبات کار چیست؟

اول از همه، بیایید با تعاریف اساسی شروع کنیم. اثبات کار پروتکلی است که هدف اصلی از ممانعت از حملات سایبری مانند حمله انکار سرویس توزیع شده (DDoS) را دارد که با ارسال چندین درخواست جعلی، هدف آن فرار از منابع یک سیستم رایانه ای است. مفهوم PoW حتی قبل از بیت کوین وجود داشته است، اما ساتوشی ناکاموتو این تکنیک را برای خود به کار گرفت – ما هنوز نمی دانیم ناکاموتو واقعاً کیست – ارز دیجیتال انقلابی در نحوه تنظیم معاملات سنتی است. در حقیقت، ایده PoW در ابتدا توسط سینتیا داورك و مونی نائور در سال 1993 منتشر شد، اما اصطلاح اثبات كار توسط ماركوس Jakobsson و Ari Juels در سندی منتشر شد كه در سال 1999 منتشر شد. اما، با بازگشت به روز، PoW شاید بزرگترین ایده در پشت کاغذ سفید بیت کوین Nakamoto – که در سال 2008 منتشر شد – باشد زیرا اجماع بی اعتماد و توزیع می کند.

اجماع غیرقابل اعتماد و توزیع شده چیست؟

یک سیستم اجماع غیرقابل اعتماد و توزیع شده بدان معنی است که اگر می خواهید از کسی پول دریافت و یا پرداخت کنید، لازم نیست به خدمات شخص ثالث اعتماد کنید.وقتی از روش های سنتی پرداخت استفاده می کنید، برای تنظیم معامله خود باید به شخص ثالث اعتماد کنید (به عنوان مثال ویزا، مستر کارت، پی پال، بانک ها). آنها اطلاعات شخصی حساب و نام فرد و تاریخ و همه چیز را ذخیره میکنند.

مثال ملموس

مثال متداول برای توضیح بهتر این رفتار به شرح زیر است: اگر آلیس به باب 100 دلار ارسال کرد، سرویس شخص ثالث مورد اعتماد حساب الیس را بدهکار می کند و باب را اعتبار می دهد، بنابراین هر دو باید به این شخص ثالث اعتماد کنند این است که کار درست را انجام دهند. . با بیت کوین و چند ارز دیجیتالی دیگر، همه یک نسخه از دفترچه راهنما (بلاک چین) دارند، بنابراین هیچ کس نباید به اشخاص ثالث اعتماد کند، زیرا هر کسی می تواند مستقیماً اطلاعات نوشته شده را تأیید کند.

اثبات کار و استخراج


اگر عمیق تر نگاه کنیم PoW یک الزام برای تعریف یک محاسبه گران کامپیوتر است که به آن استخراج نیز گفته می شود، که برای ایجاد گروه جدیدی از معاملات غیر قابل اعتماد (به اصطلاح بلاک) روی یک دفترچه توزیع شده به نام بلاک چین باید انجام شود.

استخراج به دو هدف انجام می شود:


1- تأیید مشروعیت معامله یا جلوگیری از هزینه های به اصطلاح دو برابر؛

ایجاد ارزهای دیجیتالی جدید با پاداش دادن به ماینرکار برای انجام کار قبلی.
وقتی می خواهید معامله کنید، این همان چیزی است که در پشت صحنه اتفاق می افتد:
• معاملات به همراه آنچه بلاک می نامیم، بهم پیوسته اند.
• ماینرها تأیید می کنند که معاملات در هر بلاک قانونی است.
برای انجام این کار، ماینرها باید یک معمای ریاضی را بنام مشکل PoW حل کنند.
• پاداش به اولین ماینر داده می شود که هر مشکل بلاک را حل می کند.
• معاملات تأییدشده در blockchain عمومی ذخیره می شوند

ویژگی اصلی این معادله

این “معمای ریاضی” یک ویژگی اصلی دارد: عدم تقارن. در واقع کار باید از نظر درخواست کننده نسبتاً سخت باشد اما بررسی آن برای شبکه آسان است. این ایده همچنین به عنوان یک تابع هزینه CPU، پازل مشتری، پازل محاسباتی یا عملکرد قیمت گذاری CPU شناخته می شود. تمام کارگزاران شبکه اولین کسانی هستند که می توانند برای مسئله ریاضیاتی که مربوط به بلاک است، راه حلی پیدا کنند. مشکلی که به روش های دیگری غیر از طریق نیروی بی رحمانه قابل حل نیست، بنابراین اساساً نیاز به تعداد زیادی تلاش دارد.هنگامی که یک ماینر در نهایت راه حل صحیح را پیدا کرد، همزمان با دریافت جایزه cryptocurrency (پاداش) ارائه شده توسط پروتکل، آن را به کل شبکه اعلام می کند.

دیدگاه فنی درمورد استخراج

از دیدگاه فنی، فرآیند استخراج عملیاتی از هش معکوس است: یک عدد (غیر) را تعیین می کند، بنابراین الگوریتم هش رمزنگاری داده های بلاک کمتر از یک آستانه معین نتیجه می دهد. این آستانه، به نام دشواری، همان چیزی است که ماهیت رقابتی استخراج را تعیین می کند: قدرت محاسبات بیشتری به شبکه اضافه می شود، هر چه این پارامتر بیشتر شود، افزایش می یابد و همچنین به طور میانگین تعداد محاسبات لازم برای ایجاد یک بلاک جدید افزایش می یابد. این روش همچنین هزینه ایجاد بلاک را افزایش می دهد و به ماینرها فشار می آورد تا بهره وری از سیستم های استخراج خود را برای حفظ تعادل مثبت اقتصادی بهبود بخشند. این بروزرسانی پارامتر باید تقریباً هر 14 روز یکبار اتفاق بیفتد و هر 10 دقیقه یک بلاک جدید ایجاد می شود.

نتیجه گیری

اثبات کار نه تنها توسط blockchain bitcoin، بلکه توسط اتریوم و بسیاری از بلاکچین های دیگر نیز مورد استفاده قرار می گیرد.برخی از کارکردهای اثبات سیستم کار متفاوت هستند زیرا به طور خاص برای هر blockchain ایجاد شده اند، اما اکنون نمی خواهیم ایده های شما را با داده های خیلی فنی اشتباه بگیریم. نکته مهمی که شما باید درک کنید اینست که اکنون توسعه دهندگان اتریوم می خواهند جداول را با استفاده از یک سیستم اجماع جدید به نام اثبات سهام در نظر بگیرند.

24 ژوئن 2020 مقالات
آخرین مطالب وبلاگ
دریافت ماینر یک ساعته رایگان
دریافت ماینر یک ساعته رایگان

آموزش ثبت نام در سامانه آی ماینر و دریافت ماینر یک ساعته رایگان ماینر یک...

خرید ماینر بیت کوین از آی ماینر
خرید ماینر بیت کوین از آی ماینر

ماینر بیت کوین چیست؟ از کجا ماینر بخریم؟ خرید ماینر بیت کوین: اکنون دیگر با...

آموزش استخراج بیت کوین با آی ماینر
آموزش استخراج بیت کوین با آی ماینر

چگونه از سامانه آی‌ماینر بیت کوین استخراج کنیم؟ در ادامه با کلیپ‌ آموزش استفاده از...

Change Language

English پارسی Türk русский العربية
آی ماینر