إثبات العمل (Proof of Work)

آخر تحديث: 27 مارس، 2022
الوقت المتوقع للقراءة: 3 دقيقة / دقائق

ما هو إثبات العمل؟

يصف إثبات العمل (PoW) نظامًا يتطلب قدرًا من الجهد لردع الاستخدامات العبثية أو الخبيثة لقوة الحوسبة، مثل إرسال رسائل بريد إلكتروني غير مرغوب فيها أو إطلاق هجمات رفض الخدمة.

تم تكييف هذا المفهوم لاحقًا لتأمين النقود الرقمية بواسطة Hal Finney في عام 2004 من خلال فكرة “إثبات العمل القابل لإعادة الاستخدام” باستخدام خوارزمية التجزئة SHA-256.

بعد طرحها في عام 2009، أصبحت بيتكوين أول تطبيق معتمد على نطاق واسع لفكرة إثبات العمل (كانت Finney أيضًا هي المستفيدة من أول معاملة بيتكوين). يُشكّل إثبات العمل أساسًا للعديد من العملات المشفرة الأخرى أيضًا، مما يسمح بإجماع آمن ولامركزي.

شرح معنى إثبات العمل

سنركّز في شرحنا على عملة بيتكوين لأنّها أبسط مثال حي على النظرية. بيتكوين هي عملة رقمية مدعومة بنوع من دفتر الأستاذ الموزع المعروف باسم “البلوك تشين”.

يحتوي دفتر الأستاذ هذا على سجل لجميع معاملات البيتكوين، مُرتّبة في “كتل” متسلسلة، بحيث لا يُسمح لأي مستخدم بإنفاق أي من ممتلكاته مرتين. من أجل منع العبث، يكون دفتر الأستاذ عامًا أو “موزعًا”؛ سيتم رفض النسخة المعدلة بسرعة من قبل المستخدمين الآخرين.

الطريقة التي يكتشف بها المستخدمون التلاعب في الممارسة هي من خلال التجزئة، سلاسل طويلة من الأرقام التي تعمل كدليل على العمل. ضع مجموعة معينة من البيانات من خلال دالة تجزئة (يستخدم البيتكوين SHA-256)، وسوف ينتج عنه تجزئة واحدة فقط.

ولكن بسبب “تأثير الانهيار الجليدي”، فإن أي تغيير طفيف على أي جزء من البيانات الأصلية سيؤدي إلى تجزئة لا يمكن التعرف عليها تمامًا. مهما كان حجم مجموعة البيانات الأصلية، ستكون التجزئة التي تم إنشاؤها بواسطة وظيفة معينة بنفس الطول.

التجزئة هي وظيفة ذات اتجاه واحد: لا يمكن استخدامها للحصول على البيانات الأصلية، فقط للتحقق من أن البيانات التي ولدت التجزئة تطابق البيانات الأصلية.

إن إنشاء أي تجزئة لمجموعة من معاملات البيتكوين سيكون أمرًا بسيطًا بالنسبة لجهاز كمبيوتر حديث، لذلك من أجل تحويل العملية إلى “عمل”، تحدد شبكة البيتكوين مستوى معينًا من “الصعوبة”.

ويتم ضبط هذا الإعداد بحيث يتم “تعدين” كتلة جديدة – تتم إضافتها إلى البلوك تشين عن طريق إنشاء تجزئة صالحة – كل 10 دقائق تقريبًا. يتم تحديد الصعوبة من خلال إنشاء “هدف” للتجزئة: فكلما انخفض الهدف، كانت مجموعة التجزئة الصالحة أصغر، وكان من الصعب إنشاء واحدة.

في الممارسة العملية، هذا يعني تجزئة تبدأ بسلسلة طويلة جدًا من الأصفار.

تم إنشاء إثبات العمل في البداية كحل مقترح للمشكلة المتزايدة للبريد الإلكتروني العشوائي.

اعتبارات خاصة

نظرًا لأن مجموعة معينة من البيانات يمكنها فقط إنشاء تجزئة واحدة، فكيف يتأكد المعدنون من إنشاء تجزئة أقل من الهدف؟ يغيرون المدخلات عن طريق إضافة عدد صحيح، يسمى nonce (“الرقم المستخدم مرة واحدة”). بمجرد العثور على تجزئة صالحة، يتم بثها إلى الشبكة، وتتم إضافة الكتلة إلى البلوك تشين.

التعدين هو عملية تنافسية، ولكنه أقرب إلى اليانصيب منه إلى السباق. في المتوسط، سيُنشئ شخص ما دليلًا مقبولاً على العمل كل عشر دقائق، ولكن تخمين هذا الدليل ليس مُحددًا بقاعدة. يتجمع عمال المناجم معًا لزيادة فرصهم في التعدين، الأمر الذي يولد رسوم معاملات، ولفترة محدودة، مكافأة من عملات البيتكوين المنشأة حديثًا.

يجعل إثبات العمل من الصعب للغاية تغيير أي جانب من جوانب البلوك تشين، لأن مثل هذا التغيير سيتطلب إعادة تعدين جميع الكتل اللاحقة. كما أنه يجعل من الصعب على المستخدم أو مجموعة المستخدمين احتكار قوة الحوسبة للشبكة، نظرًا لأن الآلات والطاقة اللازمة لإكمال وظائف التجزئة باهظة الثمن.

إذا بدأ جزء من شبكة التعدين في قبول إثبات بديل للعمل، يُعرف هذا باسم هارد فورك (Hard Fork).

ذو صلة: العوامل المؤثرة في سعر البيتكوين

أمثلة على إثبات العمل (Proof of Work)

يتطلب إثبات العمل أن يشترك الكمبيوتر بشكل عشوائي في وظائف التجزئة حتى يصل إلى مخرجات مع الحد الأدنى الصحيح من الأصفار البادئة.

على سبيل المثال، تجزئة الكتلة # 660000، التي تم استخراجها في 4 ديسمبر 2020 هي:

00000000000000000008eddcaf078f12c69a439dde30dbb5aac3d9d94e9c18f6.

وكانت مكافأة الكتلة لتلك التجزئة الناجحة 6.25 BTC.

ستحتوي هذه الكتلة دائمًا على 745 معاملة تتضمن ما يزيد قليلاً عن 1666 عملة بيتكوين، بالإضافة إلى رأس الكتلة السابقة. إذا حاول شخص ما تغيير مبلغ المعاملة حتى 0.000001 بيتكوين، فلن يمكن التعرف على التجزئة الناتجة، وسوف ترفض الشبكة محاولة الاحتيال.

قد يهمك: كيفية شراء بيتكوين والعملات المشفرة بواسطة بطاقة الائتمان

الأسئلة الشائعة

ماذا يعني إثبات العمل؟

يتطلب PoW عقدًا على شبكة لتقديم دليل على أنه أنفق قوة حسابية (أي العمل) من أجل تحقيق توافق في الآراء بطريقة لامركزية ومنع الجهات الفاعلة السيئة من تجاوز الشبكة.

كيف يتحقق إثبات العمل من صحة معاملة الكريبتو؟

العمل نفسه كيفي. بالنسبة إلى بيتكوين، فإنها تتضمن تكرارات خوارزميات التجزئة SHA-256. ومع ذلك، يقوم “الفائز” بجولة تجزئة بتجميع وتسجيل المعاملات من مجموعة الذاكرة إلى الكتلة التالية.

نظرًا لأنه يتم اختيار “الفائز” عشوائيًا بما يتناسب مع العمل المنجز، فإنه يحفز الجميع على الشبكة للتصرف بأمانة وتسجيل المعاملات الحقيقية فقط.

ذو صلة: بيتكوين عند 100 ألف دولار.. هكذا يرى ماكس كيزر مستقبل العملة

لماذا تحتاج العملات المشفرة إثبات العمل؟

نظرًا لأنها لا مركزية وتتطلب أسلوب الند للند حسب تصميمها، تتطلب سلاسل الكتل مثل شبكات العملات المشفرة طريقة ما لتحقيق الإجماع والأمان.

إثبات العمل هو أحد هذه الأساليب التي تجعل محاولة تجاوز الشبكة كثيفة الاستخدام للموارد. توجد أيضًا آليات إثبات أخرى أقل استهلاكًا للموارد، ولكن لها عيوب أخرى، مثل إثبات الحصة (PoS) وإثبات الحرق.

بدون آلية إثبات، ستكون الشبكة والبيانات المخزنة داخلها عرضة للهجوم أو السرقة.

الفرق بين إثبات العمل وإثبات الحصة

إثبات الحصة (Proof of Stake) هي آلية إجماع تقوم بشكل عشوائي بتعيين العقدة التي ستقوم بتعدين أو التحقق من صحة المعاملات وفقًا لعدد العملات المعدنية التي تحملها هذه العقدة.

كلما زاد عدد الرموز المميزة الموجودة في المحفظة، زادت قوة التعدين الممنوحة لها بشكل فعال.

في حين أن إثبات الحصة أقل استهلاكًا للموارد، إلا أن لديها العديد من العيوب الأخرى بما في ذلك فرصة أكبر للهجوم بنسبة 51٪ في عملات بديلة أصغر وحوافز لتخزين الرموز وعدم استخدامها.

مراجع

هل كان هذا المقال مفيدًا لك؟
لم يعجبني 0
المقال السابق: إثبات الحصة (Proof of Stake)
المقال التالي: رموز غير قابلة للاستبدال (NFT)
زر الذهاب إلى الأعلى