دسترسی سریع در حال بارگذاری

الگوریتم اثبات ظرفیت (PoC) چیست؟

26
۲۷ شهریور ۱۴۰۰
الگوریتم اثبات ظرفیت (PoC) چیست؟

الگویتم اثبات ظرفیت (POC) یک روش ماینینگ بسیار جدید است که در حال حاضر توسط تعداد انگشت شماری پروژه بلاکچینی استفاده می‌شود. بسیاری از کاربران بر این باورند که با توجه به مزایایی که POC دارد، این روش جایگزینی مناسب برای تکنیک‌های رایج ماینینگ محسوب می‌شود. برای اینکه بیشتر با این الگوریتم، نحوه کار و پروژه‌هایی مرتبط با آن آشنا شوید، ادامه این مقاله را از دست ندهید.

الگوریتم اثبات ظرفیت چیست؟

وایت‌ پیپر الگوریتم «اثبات ظرفیت» که گاهاً از آن به عنوان اثبات فضا هم یاد می‌شود، برای اولین بار در سال 2013 ارایه شد. این الگوریتم به عنوان یکی از چندین راهکار جایگزین برای رفع مشکل مصرف زیاد انرژی در سیستم‌های اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS) است. شاید مهم‌ترین وجه تمایز POC با سایر الگوریتم‌های اجماع، استفاده آن از فضای ذخیره‌سازی به جای توان پردازشی رایانه‌ها (اثبات کار) و یا سپرده‌گذاری ماینرها (اثبات سهام) است. به زبان ساده‌تر، اثبات ظرفیت به ماینرها که به عنوان نود در بلاکچین شناخته می‌شوند، این امکان را می‌دهد تا از فضای خالی هارد دیسک خود برای استخراج رمزارزها استفاده کنند.

اثبات ظرفیت چگونه کار می‌کند؟

همانطور که می‌دانید، توابع هش الگوریتم‌هایی ریاضی هستند که داده‌های با اندازه و طول متغیر را دریافت و آنها را به خروجی‌های یکسان تبدیل می‌کنند. به عبارت دیگر، می‌توان گفت تابع هش یک رشته کد با طول متناوب را دریافت و آن را به یک خروجی با طول ثابت تبدیل می‌کند.

ما در روش اثبات ظرفیت، برخلاف اثبات کار که از هش کردن و تغییر مکرر اعداد در هدر بلاک‌ها (Block Header) استفاده می‌شود، فضای خالی هارد دیسک خود را اصطلاحاً پلات (Plot) می‌کنیم. پلاتینگ، به عملیات پردازش و ذخیره راه‌حل‌های احتمالی پازل ماینینگ بر روی کامپیوتر، پیش از آغاز استخراج گفته می‌شود. بنابراین هرچه فضای هارد دیسک بیشتری داشته باشیم، راه‌حل بیشتری را می‌توانیم ذخیره کنیم و شانس برنده شدن ما افزایش می‌یابد.

الگوریتم اثبات ظرفیت شامل فرآیندی دو مرحله‌ای زیر است:

1-پلاتینگ هارد دیسک

پلاتینگ به فرآیند ذخیره فایل‌های هش اطلاق می‌شود. از آنجا که پلاتینگ از تابع هش شبال (Shabal) که تابعی کند و زبان‌بر است استفاده می‌کند، نودهای شبکه (یا همان ماینرها) توابع آن را از قبل پردازش کرده و روی یک هارد دیسک ذخیره می‌کنند. این فرآیند پلاتینگ نام دارد که بسته به ظرفیت و سرعت هارد دیسک متغیر بوده و ممکن است چند روز یا چند هفته به طول انجامد.

هر فایل پلات شامل 8192 هش (از 0 تا 8191) است که به آن نانس (Nonce) می‌گویند. همچنین در هر نانس، هر هش با هش مجاور خود زوج‌هایی تحت عنوان اسکوپ (Scoop) را تشکیل می‌دهد. بنابراین هر نانس حاوی 4096 اسکوپ است (منبع).

به عنوان مثال

  • اسکوپ صفر: هش 0 و هش 1
  • اسکوپ یک: هش 2 وهش 3

و الی اخر

نانس

2-ماینینگ

مرحله دوم، فرآیند ماینینگ است که طی آن ماینر یک عدد اسکوپ بین 0 تا 4095 را محاسبه می‌کند. به عنوان مثال، اگر ماینری بخواهد اسکوپ شماره 40 را ایجاد کند، به آدرس مربوطه رفته و از داده‌های آن برای محاسبه دد لاین (deadline) یا زمان ضرب‌الاجل آن اسکوپ استفاده می‌کند. درحقیقت، دد لاین بیان‌گر ثانیه‌هایی است که باید از زمان تشکیل آخرین بلاک گذشته باشد تا شما بتوانید بلاک بعدی را استخراج کنید. این روش برای محاسبه ددلاین تمامی نانس‌های ذخیره شده در هارد دیسک تکرار می‌شود.

پس از محاسبه دد لاین‌ها، هر ماینر کوتاه‌ترین زمان بین آنها را انتخاب می‌کند. اگر سایر ماینرها این کار را در زمان کوتاه‌تری از شما انجام نداده باشند، پاداش آن بلاک به شما تعلق می‌گیرد. به عنوان مثال اگر ماینر (الف) زمان 40 ثانیه‌ای و ماینر (ب) زمان 45 ثانیه را برای یافتن هش مربوطه به ثبت رسانده باشد، آنگاه ماینر (الف) شانس استخراج آن بلاک و کسب پاداش را خواهد داشت.

مزایا و معایب الگوریتم اثبات ظرفیت

مزایا و معایب اثبات ظرفیت

مزایا:

  1. بر خلاف الگوریتم اثبات کار که ماینرها نیازمند تجهیزات رایانه‌ای جدید (کارت‌های گرفیک و پردازنده قوی) هستند، در اثبات فضا می‌توان از هارد دیسک‌های استاندارد و مرسوم بازار استفاده کرد.
  2. استخراج با هارد دیسک 30 برابر بیشتر از استخراج با اسیک (ASIC) ماینرها در مصرف انرژی صرفه‌جویی می‌کند. یکی از دلایل عمده این امر، استفاده از فرآیند پیش استخراج در فاز پلاتینگ است. ماینرها در این روش بسته به ظرفیت هارد دیسک خود بخشی از توابع هش (پازل ماینینگ) را ذخیره و در فاز استخراج به آنها رجوع می‌کنند. از این رو PoC برخلاف پردازش‌های سنگین مدل اثبات کار، مصرف انرژی کمی دارد.
  3. از آنجا که دستگاه‌های حاوی هارد دیسک بسیار زیاد هستند، الگوریتم اثبات ظرفیت نسبت به سایر الگوریتم‌ها پتانسیل بیشتری جهت پذیرش از سوی جامعه داشته و بسیار غیرمتمرکز است. حتی ممکن است در آینده حافظه‌های تلفن همراه هم به این جریان بپیوندند.
  4. این روش استخراج چندان سخت‌افزار محور نبوده و ماینرها به طور مداوم ملزم به ارتقاء تجهیزات خود نیستند. (حتی هارد دیسک‌های قدیمی هم قادر به ذخیره داده‌ها هستند).
  5. پس از اتمام استخراج، اطلاعات هارد دیسک را می‌توان پاک و مجدداً آن را به شرایط اولیه خود بازگرداند.

معایب:

  1. تاکنون توسعه‌دهندگان اندکی از این فناوری استقبال کرده‌اند.
  2. درحال حاضر داده‌های پلات شده روی فضای هارد دیسک هیچ کاربرد دیگری جز ماینینگ ندارند. البته طرح‌هایی مبنی بر استفاده از آنها به‌عنوان فضای ذخیره‌سازی مازاد برای داده‌های متن‌باز، در دست بررسی است.
  3. اگرچه روش استخراج اثبات ظرفیت، موانع ورود به حوزه ماینینگ را کاهش داده، اما برخی کاربران ممکن است با به کارگیری هارد دیسک‌های ظرفیت بالا، عرصه رقابت را برای سایرین تنگ کنند.
  4. با رایج شدن این نوع استخراج، احتمال ورود هکرها به این بازی وجود دارد. در حال حاضر بدافزارها، ماینرهای زیادی در سراسر جهان را آلوده کرده‌اند و گاهاً در روش PoW هم موجب کاهش قدرت پردازشی رایانه‌ها شده‌اند. در الگوریتم اثبات ظرفیت، تشخیص این گونه حملات و اینکه آیا از سخت‌افزار به شکل غیرقانونی استفاده می‌شود، بسیار دشوارتر از سایر الگوریتم‌هاست.

برخی پروژه های مبتنی بر اثبات ظرفیت

پروژه‌های مبتنی بر اثبات ظرفیت

سیا کوین (Sia):

ایده اولیه سیا برای اولین بار از سوی دیوید ووریک (David Vorick) و لوک شامپین (Luke Champine) در سال 2013 مطرح شد. سیا یک پلتفرم ذخیره‌سازی ابری است که بر خلاف سرویس‌های آمازون، اپل و دراپ باکس، از بلاکچین جهت ذخیره غیرمتمرکز داده‌های خود استفاده می‌کند. اعضا این شبکه می‌توانند به جای اجاره فضای ابری از یک تأمین‌کننده متمرکز، فضای هارد دیسک خود را به یکدیگر اجاره داده و از این طریق پاداش کسب کنند. این رویکرد غیرمتمرکز نه تنها موجب امنیت بیشتر، بلکه کاهش هزینه‌ها می‌شود. در این پلتفرم کاربران برای کلیه خدمات موجود، از ارز سیا کوین (SC) استفاده می‌کنند.

برست‌کوین (Burst coin):

برست کوین، رمزارز و بلاکچینی غیرمتمرکز است که بر اساس اصل اثبات ظرفیت در سال 2014 معرفی شد. تیم این پروژه قصد دارد موارد استفاده مختلفی، از جمله راهکارهای پرداخت، قراردادهای هوشمند، جمع‌آوری داده و پیام‌های تصادفی را در دست بررسی قرار دهد. باوجود اینکه امروزه رمزارزهای زیادی از اثبات ظرفیت استفاده نمی‌کنند، برست‌کوین یک نوآوری شایسته برای آزمایش قابلیت‌های PoC محسوب می‌شود.

چیا کوین (Chia):

چیا برای اولین بار در سال 2017 توسط بنیانگذار شبکه بیت‌تورنت، براهام کوهنن (Bram Cohen) راه‌اندازی شد. از اصلی‌ترین اهداف این شبکه می‌توان به تبدیل فرآیند استخراج به فعالیتی قابل دسترس برای همگان با حداقل ضرر برای محیط زیست، اشاره کرد. یکی از اهداف چیا، استفاده از رمزارز بومی خود، چیا کوین، به عنوان پاداش ماینرها است. این ارز دیجیتال قابل استخراج بوده و کاربران این شبکه در ازای اختصاص فضای خالی هارد دیسک خود، آن را پاداش می‌گیرند.

استورج (Storj):

استورج همانند سیا، یک پلتفرم ذخیره‌‌سازی ابری است که در سال 2018 با هدف ارائه روشی موثر، غیرمتمرکز و ایمن برای مدیریت داده‌‌ها راه‌اندازی شد. این پلتفرم مبتنی بر شبکه اتریوم است، یعنی توکن استورج (STORJ) یکی از چندین توکن بر مبنای استاندارد ERC-20 محسوب می‌‌شود. استورج یک شبکه همتا به همتا از فارمرها (استخراج کنندگان) است که به آنها در ازای اجاره فضای هارد دیسک و پهنای باند اضافی خود، پاداش می‌دهد. در حال حاضر ارزش بازار استورج با فاصله بسیار زیادی کمتر از سیا کوین است.

صحبت پایانی

الگوریتم اثبات ظرفیت یکی از جذاب‌ترین روش‌های ماینینگ محسوب می‌شود. این روش نه تنها موجب تجدیدنظر درخصوص نحوه استخراج ماینرها در سال‌های اخیر شده، بلکه راه‌حلی است که بسیاری آن را برای محیط‌ زیست مفید می‌دانند. این روش منجربه تمرکززدایی قدرت ماینرها و همچنین کاهش مصرف انرژی آنها می‌شود و از آنجا که هنوز مانند سایر الگوریتم‌ها مورد استقبال گسترده قرار نگرفته‌، تنها گذر زمان نشان می‌دهد که آیا روزی جایگزین اثبات کار یا اثبات سهام خواهد شد یا خیر.

نظر شما درخصوص آینده الگوریتم اثبات ظرفیت در بلاکچین چیست؟ در بخش کامنت‌ها دیدگاه خود را با ما در میان بگذارید.

نویسنده
ravaghy
رامین رواقی
عضو تحریریه والکس
نظرات کاربران
نظرات ارسال شده : 0 نظر

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *