ما هو إثبات العمل

PoW (إثبات العمل) هي واحدة من آليات الإجماع الأساسية في مجال البلوكشين. استخدمت مشاريع بلوكتشين المبكرة مثل بيتكوين وإيثريوم ولايتكوين PoW لضمان الاتساق والطبيعة المقاومة للتلاعب للبلوك تشين.

التفسير البسيط لـ PoW هو أن جميع العقد الشبكية تتدافع للإجابة على نفس السؤال الرياضي. أي شخص يكتشف ذلك أولاً سيكون قادرًا على تسجيل المعاملات والحصول على المكافأة المقابلة (العملة المشفرة الجديدة الصادرة عن blockchain).

في عام 1993، اقترحت اثنتان من رائدات التشفير، سينثيا دوورك وموني ناور، لأول مرة PoW في ورقة بحثية. في عام 2008، اختار ساتوشي ناكاموتو PoW كآلية إجماع لبيتكوين. مع ارتفاع سعر البيتكوين، رأى العالم قوة PoW تدريجيًا. اليوم، أصبحت PoW واحدة من آليات الإجماع السائدة.

في 7 أغسطس 2010، نشر ساتوشي ناكاموتو في منتدى Bitcoin Talk أن «إثبات العمل له خاصية رائعة تتمثل في إمكانية نقله من خلال وسطاء غير موثوق بهم». يتطلب Proof of Work الكثير من الطاقة، وهذا بدوره يمنح البلوكشين قدرة قوية على مقاومة الهجمات. لذا فإن التلاعب بشبكات البلوكشين بموجب PoW أمر مكلف للغاية.

كيف يعمل PoW؟

من أجل الوصول إلى توافق في الآراء بشأن المعاملات خلال فترة زمنية معينة، تتطلب PoW العقد للمشاركة في سباق المحاسبة. في إثبات العمل، فإن ما يسمى بـ «العمل» هو في الواقع حساب رياضي، حيث تلعب قوة الحوسبة (معدل التجزئة) دورًا حاسمًا.

الطريقة الوحيدة لحل المشكلة في PoW هي بناء قوة الحوسبة، والمحاولة مرارًا وتكرارًا للعثور في النهاية على الإجابة الصحيحة الوحيدة. بمجرد الوصول إلى النتيجة الصحيحة، يمكن التحقق منها بسهولة من خلال جميع العقد من خلال البث. بعد ذلك، سيتم التحقق من المعاملات على هذه الكتلة بواسطة الشبكة بأكملها. أخيرًا، تنتقل الشبكة إلى الجولة التالية من المنافسة. هذه العملية برمتها تسمى «التعدين».

على الرغم من أن عقدة واحدة فقط يمكنها الحصول على المكافآت في كل جولة من المنافسة، إلا أن كل جولة مستقلة عن بعضها البعض، لذا فإن معركة تسجيل المعاملات هي في الواقع حرب حول قوة الحوسبة. كلما ارتفع معدل التجزئة الذي تتحكم فيه العقدة، زادت المكافآت التي ستحصل عليها. وكلما زاد عدد العقد، وزادت الطاقة التي تستهلكها الشبكة بأكملها، كلما أصبحت البلوكشين أكثر أمانًا.

تم تصميم PoW بشكل واضح وتعتبر Bitcoin التي تستخدم PoW نظريًا العملة المشفرة الأكثر لامركزية. وبدون ذلك، لن تعمل شبكة بيتكوين غير الموثوق بها أبدًا.

إيجابيات PoW:

1. بسيطة وموثوقة وسهلة التنفيذ.
2. لامركزية للغاية. لا توجد سلطة مركزية مطلوبة. يمكن للعقد الدخول والخروج من البلوكشين بحرية.
3. التكلفة النظرية للهجوم مرتفعة جدًا، مما يجعل بلوكشين PoW آمنًا وموثوقًا. يجب على المهاجم الذي يخطط للتلاعب بالمعلومات الموجودة على البلوكشين التحكم في أكثر من نصف القوة الحاسوبية للشبكة بأكملها (51٪ من معدل الهاش).

سلبيات Pow:

1. تستهلك الكثير من الطاقة.

الاعتماد فقط على المنافسة الحاسوبية يجعل PoW يستهلك الكثير من الطاقة.

ومع نمو معدل الهاش في شبكة بيتكوين، أصبح استهلاك الطاقة في التعدين مصدر قلق عالمي. يقدر مركز كامبريدج للتمويل البديل أنه اعتبارًا من 10 مايو 2021، بلغ استهلاك الطاقة السنوي العالمي لتعدين البيتكوين 149.37 تيراواط ساعة. عند مقارنة هذا الرقم بالدول، تستهلك بيتكوين طاقة أكثر من 100 دولة مثل ماليزيا وأوكرانيا، وهي تقريبًا نفس فيتنام، التي تحتل المرتبة 25.

بالإضافة إلى ذلك، فإن جزءًا كبيرًا من الطاقة التي تستهلكها بيتكوين يأتي من مصادر الطاقة غير المتجددة مثل الفحم، مما أدى إلى مخاوف بيئية. ونتيجة لذلك، حظرت العديد من البلدان، بما في ذلك الصين، تعدين البيتكوين بالكامل.

1. غير فعال

مع PoW، تستغرق المعاملات على بلوكشين بيتكوين وقتًا طويلاً للتأكيد، وتكون الإنتاجية على الشبكة منخفضة جدًا.

نظرًا للصعوبة التي حددتها PoW، فإن وقت حظر البيتكوين يبلغ حوالي 10 دقائق، مما يعني أن الأمر يستغرق ما يصل إلى ساعة (بعد حوالي 6 كتل) حتى يتم تأكيد المعاملة فعليًا. تبلغ TPS لشبكة Bitcoin حوالي 7، مما يعني أنه يمكن معالجة 7 معاملات فقط في الثانية.

1. متطلبات المعدات والمركزية

في حين أن وحدات المعالجة المركزية الشخصية كانت أكثر معدات التعدين شيوعًا في الأيام الأولى لبيتكوين، ومع ارتفاع أسعار بيتكوين، اشتدت المنافسة على قوة الحوسبة. أصبحت بطاقات الرسومات عالية الأداء وحتى عمال مناجم ASIC المخصصين التيار الرئيسي للتعدين. ومع ارتفاع عتبة المعدات اللازمة للتعدين، سيطرت مجمعات التعدين المحترفة على معظم معدل التجزئة، الأمر الذي يتعارض مع القصد الأصلي من اللامركزية.

سلاسل البلوكشين الأخرى التي تستخدم PoW

بيتكوين ولايتكوين

بيتكوين هي أول عملة مشفرة في تاريخ البشرية ومسقط رأس آلية PoW؛ في المقابل، أصبحت آلية PoW المستهلكة للطاقة العلامة الفريدة لبيتكوين. في المستقبل المنظور، ستستمر بيتكوين في العمل بآلية إجماع PoW.

بالإضافة إلى بيتكوين، اقترضت العديد من العملات المبكرة من بيتكوين واعتمدت آلية PoW، مثل لايتكوين (LTC). علاوة على ذلك، اعتمدت العديد من فروع بيتكوين أيضًا آلية PoW أيضًا، مثل بيتكوين كلاسيك (BGH) وبيتكوين كاش (BCH) وما إلى ذلك.

الإيثيريوم

تستخدم إيثريوم، التي ولدت في عام 2014، أيضًا آلية إجماع PoW. ومع ذلك، وبالنظر إلى العديد من أوجه القصور في آلية PoW، فإن إيثريوم على وشك التحول إلى آلية إجماع PoS (Proof of Stake)، والتي تستهلك طاقة أقل وأكثر كفاءة، وهذه العملية هي بالضبط ما يسمونه ETH 2.0.
في نهاية عام 2020، بدأت إيثريوم بالفعل في إطلاق سلسلة إشارات باستخدام آلية إجماع PoS، ومن المتوقع أن تندمج سلسلة إيثريوم الرئيسية مع سلسلة المنارة خلال عام 2022، وبالتالي تتحول بالكامل إلى آلية إجماع PoS.
بالإضافة إلى Ethereum، يتم أيضًا النظر في العديد من العملات المشفرة التي استخدمت سابقًا آلية إجماع PoW للتحويل إلى آلية PoS، مثل Dogecoin (DOGE).

الخاتمة

باعتبارها أول آلية إجماع على بلوكتشين، تم استخدام PoW على نطاق واسع وألهمت جميع مشاريع blockchain اللاحقة. تتميز آلية PoW بمزايا لا يمكن الاستغناء عنها وعيوب كبيرة. ومع نمو صناعة بلوكتشين وزيادة عدد المستخدمين، ظهرت أيضًا مشكلة إهدار الطاقة ونقص كفاءة آليات PoW.
في الوقت الحاضر، ظهرت العديد من السلاسل العامة الجديدة تحت شعار كونها أكثر لامركزية وكفاءة في استخدام الطاقة، وحصدت عددًا من المستخدمين الجدد، ولكن في النهاية، من الصعب تغيير وضع بيتكوين، التي لا تزال تستخدم آلية PoW. في المستقبل، هل سيكون هناك «إجماع مثالي» يحل مشاكل آلية PoW، مع الحفاظ على الأمن واللامركزية؟ الأمر يستحق المراقبة.

المؤلف: آشلي المترجم: آشلي
المراجع: هوغو، إدوارد
إخلاء المسؤولية:

• تمثل هذه المقالة آراء المراقبين فقط ولا تشكل أي اقتراحات استثمارية.
  * يحتفظ Gate.io بجميع الحقوق في هذه المقالة. سيتم السماح بإعادة نشر المقالة بشرط الإشارة إلى Gate.io. في جميع الحالات الأخرى، سيتم اتخاذ الإجراءات القانونية بسبب انتهاك حقوق الطبع والنشر.