خوارزمية إثبات العمل PoW في العملات الرقمية

خوارزمية إثبات العمل PoW في العملات الرقمية

 تقني نت – يتبادر لمسامعنا خوارزمية إثبات العمل في تقنية البلوكشين أو ما يعرف باللغة الانجليزية Proof of Work و يرمز له PoW، وللتعريف أكثر بهذا المصطلح سنتعرف على خوارزمية إثبات العمل PoW في العملات الرقمية وفي تقنية البلوكشين Blockchain.

تعتبر PoW خوارزمية الإجماع الأصلية في أي شبكة بلوكشين، حيث أنه يتم استخدام هذه الخوارزمية من أجل تأكيد المعاملات وكذلك لإنتاج كتل جديدة للسلسلة.

ومع إثبات العمل فإنه يتنافس القائمين بالتعدين مع بعضهم البعض من أجل إستكمال المعاملات على الشبكة والحصول على مكافأة.

ففي أي شبكة يقوم المستخدمون بإرسال توكنات لبعضهم البعض، حيث يجمع دفتر حسابات لامركزي جميع تلك المعاملات في كتل، ومع ذلك فإنه ينبغي توخي الحذر من أجل التأكيد المعاملات وترتيب الكتل.

وتقع هذه المسؤولية على العقد الخاصة التي تسمى المعدنين، ويُطلق على هذه العملية اسم التعدين، كما وتتمثل مبادئ العمل الرئيسية في لغز رياضي معقدة وإمكانية لإثبات الحل بسهولة.

ماذا نعني بمصطلح لغز رياضي؟

لغز رياضي يعني هي مسألة تتطلب الكثير من القوة الحسابية لحلها ، وهناك الكثير منها على سبيل المثال:

  • وظيفة التجزئة هاش Hash أو كيفية العثور على المدخلات من خلال معرفة الناتج.
  • تحليل عوامل الأعداد الصحيحة أو بعبارة أخرى كيفية تقديم عدد على أنه ناتج ضرب رقمين آخرين.
  • بروتوكول لغز الجولة الإرشادية. إذا كان الخادم يشتبه في حدوث هجوم لحجب الخدمة حيث يتطلب حساب دالات هاش، لبعض العقد في ترتيب محدد، وفي هذه الحالة تكون المشكلة هي كيفية العثور على سلسلة من قيم دالات الهاش.

والجواب على مشكلة إثبات العمل أو المعادلة الرياضية يسمى تجزئة أو (هاش)، ومع نمو الشبكة فإنها تواجه المزيد والمزيد من الصعوبات كما وتحاتاج تلك الخوارزميات لمزيد من قوة التجزئة من أجل حلها لذا يعتبر تعقيد المهمة مسألة حساسة.

كيف يتم ذلك؟

العمل الدقيق وسرعة نظام بلوكشين يعتمد على ذلك، ولكن المشكلة يجب ألا تكون معقدة للغاية فإذا كان الأمر كذلك فهذا يستغرق توليد الكتلة الكثير من الوقت>

كما وتصبح المعاملات عالقة دون تنفيذ، ونتيجة لذلك يصير سير العمل معلق لبعض الوقت، وإذا لم يمكن حل المشكلة في إطار زمني محدد فسيكون توليد كتلة من المعجزات.

ولكن في حال كانت المشكلة سهلة للغاية، فإن هذا يجعلها عرضة لأوجه الضعف وهجمات حجب الخدمة والاختراقات كما أن الحل يحتاج للتحقق بسهولة، وإلا فإن كل عقدة لن تكون قادرة على تحليل إذا ما كانت الحسابات صحيحة، ومن ثم سيكون عليك الثقة بالعقد الأخرى مما ينتهك واحدة من أهم سمات بلوكشين وهي الشفافية.

كيف يتم تنفيذ هذه الخوارزمية في بلوكشين؟

في العادة يقوم المعدنون بحل اللغز وتشكيل كتلة جديدة وتأكيد المعاملات، كما ويعتمد مدى تعقيد اللغز على عدد المستخدمين والطاقة الحالية وتحميل الشبكة، كما ويحتوي تجزئة كل كتلة على تجزئة الكتلة السابقة مما يزيد من الأمان ويمنع أي انتهاك للكتل، فإذا تمكن أي شخصٍ من القائمين بالتعدين من حل اللغز فإنه سيتم تشكيل كتلة جديدة وعندها يتم وضع المعاملات في هذه الكتلة وتعتبر مؤكدة.

أين يتم تنفيذ إثبات العمل عادةً؟

يستخدم إثبات العمل في الكثير من العملات الرقمية، كما أن التطبيق الأكثر شهرة لإثبات العمل هو بيتكوين حيث كانت بيتكوين هي من وضع الأساس لهذا النوع من الإجماع، واللغز هو نظام (هاش كاش)، كما وتتيح هذه الخوارزمية تغيير تعقيد اللغز على أساس القوة الإجمالية للشبكة، حيث يبلغ متوسط ​​وقت تشكيل الكتلة 10 دقائق، ويكون لدى العملات الرقمية القائمة على بيتكوين مثل لايتكوين نظام مماثل.

ومن المشاريع الكبرى الأخرى التي تستخدم إثبات العمل تأتي إيثريوم، وبالنظر إلى أن ما يقرب من ثلاثة من أربعة مشاريع يتم تنفيذها على منصة إيثريوم، فإنه من الآمن القول إن غالبية تطبيقات بلوكشين تستخدم نموذج إجماع إثبات العمل.

لماذا نستخدم خوارزمية إجماع إثبات العمل في المقام الأول؟

من الفوائد الرئيسية هي مكافحة هجمات حجب الخدمة والتأثير المنخفض للإمكانيات المعنية بالتعدين، والدفاع ضد هجمات حجب الخدمة يفرض نظام إثبات العمل بعض القيود على الإجراءات في الشبكة.

وهذا يحتاج للكثير من الجهود من أجل تنفيذها حيث يتطلب الهجوم الفعال الكثير من القوة الحسابية والكثير من الوقت للقيام بالحسابات لذلك يكون الهجوم ممكنًا ولكنه عديم الفائدة لحدٍ ما لأن التكاليف تكون مرتفعة للغاية.

إمكانيات التعدين لا يهم كم من المال لديك في محفظتك ما يهم هو امتلاك قوة حسابية كبيرة لحل الألغاز وتشكيل كتل جديدة، وبالتالي فإن أصحاب المبالغ الضخمة من المال لا يكونوا مسؤولين عن اتخاذ القرارات للشبكة بأكملها.

هل يوجد أي عيوب في خوارزمية إجماع إثبات العمل؟

من العوائق الرئيسية هي النفقات الضخمة وكذلك عدم جدوى الحسابات وهجوم الـ 51 بالمئة، والنفقات الضخمة تتطلب للتعدين أجهزة كمبيوتر عالية التخصص لتشغيل الخوارزميات المعقدة، حيث أصبحت التكاليف هائلة للغاية لدرجة أن التعدين صار متاحًا فقط لمجموعات تعدين خاصة، وتستهلك هذه الآلات المتخصصة كميات كبيرة من الطاقة من أجل تشغيل ما يؤدي لزيادة التكاليف وكذلك تهدد التكاليف الكبيرة مركزية النظام، ومن السهل أن نرى ذلك في حالة بيتكوين.

عدم جدوى الحسابات يقوم المعدنون بالكثير من العمل لتوليد الكتل وهم يستهلكون الكثير من الطاقة، ومع ذلك، فإن حساباتهم لا تنطبق في أي مكان آخر، فهم يضمنون أمن الشبكة ولكن لا يمكن تطبيق ذلك على الأعمال التجارية أو العلوم أو أي مجال آخر.

ما هو هجوم الـ 51 بالمئة؟

بعتبرهجوم الـ 51 في المئة أو هجوم الأغلبية هو حالة يقوم فيها مستخدم أو مجموعة مستخدمين بالسيطرة على غالبية طاقة التعدين، حيث يحصل المهاجمون على ما يكفي من القوة للسيطرة على معظم الأحداث في الشبكة، ويمكنهم احتكار توليد الكتل الجديدة والحصول على المكافآت لأنهم قادرون على منع المعدنين الآخرين من استكمال الكتل، ويمكنهم كذلك القيام بعكس المعاملات أيضًا.

دعونا نفترض أن أليس قامت بإرسال إلى بوب بعض المال باستخدام بلوكشين وتشارك أليس في حالة هجوم الـ 51 في المئة، بينما بوب ليس كذلك ويتم وضع هذه المعاملة في الكتلة لكن المهاجمين لا يسمحون بتحويل الأموال وهناك انقسام يحدث في السلسلة.

علاوة على ذلك، ينضم المعدنون لأحد نواتج الانقسام ولأنهم يمتلكون أغلبية القوة الحسابية فإن سلسلتهم تحتوي على المزيد من الكتل، وفي الشبكة الفرع الذي يستمر أطول هو ما يبقى والأقصر يتم رفضه.

وبالتالي فإن المعاملة بين أليس وبوب لا تتم ولا يحصل بوب على المال.

وعن طريق اتباع هذه الخطوات يمكن للمهاجمين عكس المعاملات، ولا يُعد هجوم الـ 51 في المئة خيارًا مربحًا حيث يتطلب قدرًا هائلًا من قوة التعدين.

وبمجرد أن تُكشف للجمهور تعتبر الشبكة مخترقة، الأمر الذي يؤدي إلى خروج المستخدمين سيؤدي هذا في النهاية إلى انخفاض سعر العملات الرقمية وبالتالي تفقد الأموال قيمتها.

اقرأ أيضًا

التعليقات مغلقة.