از مهم‌ترین اجزای شبکه‌های بلاک چین که امنیت دارایی‌ها را تضمین می‌کنند، میتوان به الگوریتم‌های اجماع اشاره کرد که یکی از معروف‌ترین آن‌ها، الگوریتم اثبات کار است. اثبات کار بدون واسطه اشخاص ثالث میتواند تراکنش‌ها را تایید کند.

در این مقاله با الگوریتم اثبات کار و کاربردهای آن در ارزهای دیجیتال آشنا خواهید شد.

اثبات کار چیست؟

تراکنش‌ها در شبکه های غیرمتمرکز توسط الگوریتم اثبات کار (Proof of Work) تایید می‌شوند. مشهورترین ارز دیجیتالی که از الگوریتم اثبات کار استفاده می‌کند، بیت کوین است. از نظر امنیت شبکه، این الگوریتم به گونه‌ای طراحی شده که برای حمله به آن به انرژی و هزینه زیادی لازم باشد که این هزینه‌ها باعث کاهش میل به هک توسط هکرها می‌شود.

به وسیله الگوریتم اثبات کار، ماینرها برای ثبت تراکنش‌ها در شبکه و در نتیجه گرفتن پاداش در ازای آن، با یکدیگر رقابت می‌کنند. در این روش افراد داوطلب می‌توانند با اختصاص دادن قدرت محاسباتی سخت‌افزار کامپیوتر خود به شبکه یک ارز دیجیتال مانند بیت کوین به تایید تراکنش‌های آن کمک کرده و از شبکه پاداش دریافت کنند.

از الگوریتم اثبات کار برای تایید تراکنش‌ها، تولید بلاک‌ها و حفظ امنیت شبکه بلاک چین استفاده می‌شود. اصول کلی کار این الگوریتم به این صورت است که از قدرت محسباتی کامپیوتر استفاده می‌شود تا یک معمای پیچیده ریاضی حل شود. به همین دلیل استفاده از این الگوریتم اجماع باعث هدر رفتن برق و قدرت محاسباتی زیادی می‌شود. این الگوریتم تاثیر فراوانی در جلوگیری از حملات سایبری علیه شبکه مانند حملات DDoS دارد.

روش کار این الگوریتم به این صورت است که ماینرها در ابتدا با حل کردن معماها، تراکنش‌ها را تایید می‌کنند و بلاک تازه‌ای را تشکیل می‌دهند. اینکه یک معما چقدر دشوار است به تعداد کاربران و قدرت کل شبکه بستگی دارد. هش هر بلاک شامل هش بلاک قبل نیز می‌شود که این قابلیت باید افزایش امنیت شده و از به وجود آمدن بلاک‌های تقلبی جلوگیری می‌کند.

جواب مسئله الگوریتم اثبات کار یا همان معمای ریاضی اصطلاحا هش (Hash) نامیده می‌شود. هر چه شبکه یک ارز دیجیتال به رشد بیشتری دست پیدا کند، معماها سخت و سخت‌تر می‌شوند و برای حل آن‌ها به برق و انرژی بیشتری نیاز پیدا می‌شود.

اثبات کار چه کاربردی دارد؟

بسیاری از ارزهای دیجیتال از الگوریتم اثبات کار استفاده می‌کنند. معروف‌ترین کاربرد این الگوریتم در شبکه بیت کوین است. بیت کوین اولین ارزی بود که پایه و اساس این نوع از الگوریتم اجماع را بنیان‌گذاری کرد. الگوریتم اثبات کار مورد استفاده بیت کوین، هش کش (Hashcash) نام دارد. این الگوریتم به گونه‌ای طراحی شده است که پیچیدگی یک معما را بر اساس قدرت کل شبکه تغییر دهد. میانگین تشکیل بلاک‌ها در شبکه بیت کوین ۱۰ دقیقه است. ارزهای دیجیتال دیگری که مبتنی بر بیت کوین هستند نیز سیستم مشابهی دارند مانند لایت کوین.

پروژه بزرگ دیگری که از اثبات کار استفاده می‌کند، ارز دیجیتال اتریوم است. با توجه به اینکه از هر چهار برنامه تقریبا سه تای آن‌ها بر روی پلتفرم اتریوم اجرا می‌شوند میتوان گفت که اکثر برنامه‌های بلاک چین از الگوریتم اجماع اثبات کار استفاده می‌کنند.

مزایا و معایب الگوریتم اثبات کار

مزایا

الگوریتم اثبات کار محدودیت‌هایی را برای اقدامات درون شبکه اعمال می‌کند. حمله کارآمد به شبکه به قدرت محاسباتی فراوان و همچنین زمان زیادی برای انجام محاسبات نیاز دارد. بنابر این شاید حمله ممکن باشد اما هزینه‌های آن بیشتر از چیزی است که در ازای هک کردن میتوان به دست آورد.

بلاک چینی که از الگوریتم اثبات کار استفاده کند و به تعداد کافی کاربر داشته باشد، در برابر حملات سایبری بسیار مقاوم است چون که برای به دست گرفتن قدرت در شبکه یا همان حمله ۵۱ درصدی به قدرت محاسباتی بسیار زیادی نیاز است.

این که در والت خودتان چه مقدار پول دارید مهم نیست. مهم داشتن قدرت محاسباتی زیاد برای حل معماها و تشکیل بلاک‌های جدید است. بنابر این دارندگان مبالغ هنگفت، قدرت تصمیم‌گیری برای کل شبکه را نخواهند داشت.

معایب

از جمله معایب عمده‌ای که الگوریتم اثبات کار دارد میتوان به هزینه بالای انرژی، بیهودگی محاسبات کامپیوتری انجام شده و همچنین حملات ۵۱ درصدی اشاره کرد.

این که می‌گوییم الگوریتم اثبات کار هزینه‌های بالایی دارد اول به این دلیل است که سخت‌افزار کامپیوتری خاصی که برای استخراج این نوع از ارزهای دیجیتال نیاز است، هزینه بسیار بالایی دارد. و دوم این که مصرف برق این دستگاه ها به قدری بالاست که برخی از ماینرها پس از در نظر گرفتن هزینه برقی که برای حل این معماها صرف کرده‌اند، حتی با ارز دیجیتالی که برای اعتبارسنجی تراکنش‌ها دریافت کرده‌اند، مورد ضرر قرار می گیرند.

تفاوت الگوریتم اثبات کار با اثبات سهام در چیست؟

الگوریتم اثبات کار که به آن استخراج یا ماینینگ نیز می‌گویند روشی برای تایید تراکنش ها در شبکه‌های غیرمتمرکز مانند بیت کوین است. در این الگوریتم افراد این امکان را دارند که با به اشتراک گذاشتن قدرت محاسباتی خود با شبکه به حل معماها و تایید تراکنش‌ها بپردازد. شبکه نیز با ارز دیجیتال مخصوص آن بلاک چین به آن‌ها پاداش دهد.

اثبات سهام روشی جایگزین برای تایید تراکنش ها در شبکه های غیرمتمرکز مانند ترون است که نیازی به سخت افزارها و مصرف برق ندارد. در این الگوریتم افرادی که تمایل به تایید تراکنش‌ها داشته باشند می‌توانند ارز دیجیتال آن شبکه را خریداری کرده و از طریق والت خود آن را در اختیار شبکه قرار دهند یا به اصطلاح سهام گذاری کنند. شبکه نیز در ازای میزان سهامی که آن‌ها در اختیارش قرار داده‌اند به طور مرتب به میزان ارزهای دیجیتال آن‌ها اضافه می‌کند.