الگوریتم اثبات ظرفیت یک روش ماینینگ بسیار جدید در بلاکچین است که در حال حاضر توسط تعداد انگشت شماری پروژه استفاده میشود. بسیاری از کاربران بر این باورند که با توجه به مزایایی که PoC دارد، این روش جایگزینی خلف برای تکنیک‌های رایج ماینینگ محسوب میشود. برای اینکه بیشتر با این الگوریتم، نحوه کار و پروژه‌های مرتبط با آن آشنا شوید، ادامه این مقاله را از دست ندهید.
الگوریتم اثبات ظرفیت چیست؟
وایت‌پیپر الگوریتم اثبات ظرفیت که گاهاً به آن «PoC» که مخفف عبارت Proof of Space است گفته میشود، برای اولین بار در سال ۲۰۱۳ ارائه شد. این الگوریتم به عنوان یکی از چندین راهکارهای جایگزین برای رفع مشکل مصرف زیاد انرژی در الگوریتم‌های اجماع اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS) مطرح شده 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 دستگاه‌های ماینر که به عنوان نُد در بلاکچین شناخته می‌شوند، این امکان را می‌دهد تا از فضای خالی هارد دیسک خود برای استخراج رمزارزها استفاده کنند».
الگوریتم 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 عبارتی دیگر، می‌توان گفت تابع هش یک رشته کد با طول متناوب را دریافت و آن را به یک خروجی با طول ثابت تبدیل می‌کند.
در روش اثبات ظرفیت، برخلاف اثبات کار که از هش کردن و تغییر مکرر اعداد در هدر بلاک‌ها (Block Header) استفاده می‌کند، ما 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 مرحله ای است:
- پلاتینگ هارد دیسک
- ماینینگ
۱. پلاتینگ هارد دیسک:
پلاتینگ به فرآیند ذخیره فایل‌های هش اطلاق میشود. از آنجا که پلاتینگ از تابع هش شبال (Shabal) که تابعی کند و زمان‌بر است استفاده می‌کند، نُدهای 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 ۸۱۹۲ هش (از ۰ تا ۸۱۹۱) 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 عدد نانس حاوی ۴۰۹۶ اسکوپ است.
به عنوان مثال:
- اسکوپ صفر: هش ۰ و هش ۱
- اسکوپ یک: هش ۲ وهش ۳
و الی اخر
۲. ماینینگ:
مرحله دوم، فرایند ماینینگ است که طی آن ماینر یک عدد اسکوپ بین ۰ تا ۴۰۹۵ را محاسبه می‌کند. به عنوان مثال، اگر ماینری بخواهد اسکوپ شماره ۴۰ را ایجاد کند، به آدرس مربوطه رفته و از داده‌های آن برای محاسبه ددلاین یا زمان ضرب‌الاجل (deadline) آن اسکوپ استفاده می‌کند. در حقیقت، ددلاین بیان‌کننده ثانیه‌هایی است که باید از زمان تشکیل آخرین بلاک گذشته باشد تا شما بتوانید بلاک بعدی را استخراج کنید. این روش برای محاسبه ددلاین هر یک از نانس‌های ذخیره شده در هارد دیسک تکرار میشود.
پس از اتمام محاسبه تمامی 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 ۴۰ ثانیه‌ای و ماینر (ب) زمان ۴۵ ثانیه را برای یافتن هش مربوطه به ثبت رسانده باشد، آنگاه ماینر (الف) شانس استخراج بلاک و کسب پاداش را خواهد داشت.
مزایای الگوریتم اثبات ظرفیت
۱. بر خلاف الگوریتم اثبات کار که نیازمند به تجهیزات رایانه‌ای جدید (کارت‌های گرافیک و پردازنده قوی) است، در اثبات فضا می‌توان از هارد دیسک‌های استاندارد و مرسوم بازار استفاده کرد.
۲. استخراج با هارد دیسک ۳۰ 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 که ماینرها 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 الگوریتم PoC برخلاف پردازش‌های سنگین در مدل اثبات کار، مصرف انرژی کمی دارد.
۳. از آنجا که دستگاه‌های حاوی هارد دیسک بسیار زیاد هستند، الگوریتم اثبات ظرفیت نسبت به سایر الگوریتم‌ها پتانسیل بیشتری جهت پذیرش از سوی جامعه را دارد و بسیار غیرمتمرکز هستند. حتی ممکن است در آینده حافظه‌های تلفن همراه هم به این جریان بپیوندند.
۴. به دلیل اینکه این روش استخراج چندان سخت‌افزار محور نیست، ماینرها ملزم به ارتقاء تجهیزات خود به طور مداوم نیستند. (حتی هارد دیسک‌های قدیمی هم قادر به ذخیره دادهها هستند).
۵. پس از اتمام استخراج، می‌توان اطلاعات هارد دیسک را پاک کرد و مجدداً آن را به شرایط استفاده اولیه خود بازگرداند.
معایب الگوریتم اثبات ظرفیت
۱. تاکنون توسعه‌دهندگان اندکی از این فناوری استقبال کرده‌اند.
۲. 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 مهم، در دست بررسی است.
۳. اگرچه استخراج مبتنی بر الگوریتم اثبات ظرفیت موانع ورودی را کاهش داده، اما برخی کاربران ممکن است با به کارگیری هارد دیسک‌های با ظرفیت بالا، عرصه رقابت را برای سایرین تنگ کنند.
۴. با رایج شدن این نوع استخراج، احتمال ورود هکرها به این بازی وجود دارد. در حال حاضر بدافزارهای ماینینگ، بسیاری از رایانه‌ها در سراسر جهان را آلوده کرده‌اند و گاهاً در روش PoW هم موجب کاهش قدرت پردازشی رایانه‌ها شده‌اند. در الگوریتم PoC، تشخیص اینگونه حملات و اینکه آیا از سخت‌افزار ما به دلایل غیرقانونی استفاده میشود یا خیر، بسیار دشوارتر از سایر الگوریتم‌هاست.
برخی پروژه‌های مبتنی بر اثبات ظرفیت
در ادامه به معرفی برخی پروژه‌های مطرح مبتنی بر الگوریتم PoC میپردازیم:
۱. سیا کوین (Sia)
ایده اولیه سیا که اولین بار از سوی دیوید ووریک (David Vorick) و لوک شامپین (Luke Champine) در سال ۲۰۱۳ مطرح شد، یک پلتفرم ذخیرهسازی ابری است که بر خلاف سرویس‌های آمازون، اپل و دراپ باکس، از بلاکچین به منظور 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 هزینه‌های کلی میشود. در این پلتفرم کاربران برای کلیه خدمات موجود، از توکن سیا کوین (SC) استفاده می‌کنند.
۲. براست کوین (Brustcoin)
براست کوین نام رمزارز و بلاکچینی غیرمتمرکز است که بر اساس اصل اثبات ظرفیت در سال ۲۰۱۴ معرفی شد. تیم این پروژه قصد دارد موارد استفاده مختلفی برای آن، از جمله راهکارهای پرداخت، قراردادهای هوشمند، جمع‌آوری داده و پیام‌های تصادفی را در دست بررسی قرار دهد. با وجود اینکه امروزه رمزارزهای زیادی از اثبات ظرفیت استفاده نمی‌کنند، براست‌کوین یک نوآوری شایسته برای آزمایش قابلیت‌های PoC محسوب میشود.
۳. چیا کوین (Chia)
چیا برای اولین بار در سال ۲۰۱۷ 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 که حداقل ضرر را برای محیط زیست به همراه داشته باشد، 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 استخراج می‌کنند.
۴. استورج (Storj)
استورج مانند سیا، یک پلتفرم ذخیرهسازی ابری است که در سال ۲۰۱۸ 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 دادن هارد دیسک و پهنای باند اضافی خود، پاداش می‌دهد. در حال حاضر ارزش بازار استورج با فاصله بسیار زیادی، کمتر از توکن سیا است.
آینده الگوریتم اثبات ظرفیت
الگوریتم اثبات ظرفیت یکی از جذاب‌ترین روش‌های ماینینگ محسوب میشود. این روش نه تنها موجب تجدید نظر درخصوص نحوه استخراج ماینرها در سال‌های اخیر شده، بلکه راه‌حلیست که بسیاری آن را برای محیط‌زیست 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 و استفاده گسترده قرار نگرفته، تنها گذر زمان نشان خواهد داد که آیا اثبات ظرفیت روزی جایگزین اثبات کار یا اثبات سهام خواهد شد یا خیر.
نظر شما در خصوص آینده این الگوریتم در بلاک چین چیست؟ در بخش کامنت‌ها دیدگاه خود را با ما در میان بگذارید.
سوالات متداول (FAQ)
الگوریتم PoC نوعی روش ماینینگ است که از فضای ذخیرهسازی رایانه‌ها (هارد دیسک) برای استخراج رمزارزها استفاده می‌کند.
به دلیل این که در الگوی اثبات ظرفیت از فضای هارد دیسک استفاده میشود، مصرف انرژی و هزینه استخراج در مقایسه با روش اثبات کار به مراتب کمتر است.
