الگوریتم اثبات کار (Proof Of Work)

اگر علاقه مند به استخراج بیت کوین باشید حتما نام الگوریتم POW یا همان اثبات کار را شنیده اید. استخراج کنندگان بیت کوین برای بدست آوردن پاداش، با یکدیگر رقابت می کنند. ماینر ها برای رسیدن به بیت کوین باید معادلات پیچیده ریاضی را حل کنند. بر طبق این الگوریتم ماینر ها برای گرفتن پاداش با یکدیگر رقابت می کنند.بیایید کمی دقیق تر به این مفهوم نگاه کنیم.

الگوریتم اثبات کار در ابتدا برای محافظت در برابر حملات DDoS و حملات اسپم مشابه ایجاد شده است. یعنی از مواردی که شبکه به طور عمدی در تلاش است تا تعداد زیاد درخواست را غیر فعال کند، استفاده می شود.

برای انجام چنین محافظتی هر شرکت کننده در شبکه باید یک مشکل ریاضی/ رمز نگاری را حل کند و صحت پاسخ را می توان به راحتی بررسی کرد. به عنوان مثال شما یک قفل ترکیبی از سه عدد دارید. برای پیدا کردن ترکیب مناسب مدتی طول خواهد کشید اما وقتی کد صحیح را شناسایی کردید به سرعت قفل باز می شود. مشکلات مربوط به الگوریتم PoW نیز با انتخاب حل می شوند اما در مورد ارزها دیجیتال این مساله بسیار پیچیده تر است و به قدرت محاسباتی بالایی احتیاج دارد.

تاریخچه الگوریتم اثبات کار

ایده الگوریتم اثبات کار در اوایل دهه 90 به عنوان الگوریتمی برای محافظت در برابر ایمیل های اسپم مطرح شد. Cynthia Dwork و Moni Naor که در آن زمان در بخش تحقیقات IBM مشغول به کار بودند، این ایده را به اشتراک گذاشتند.

سیستم کاری مبتنی بر این ایده در سال 1997 توسط آدام بک (Adam Beck) در پروژه خود به نام HashCash اجرا شد. این پروژه با هدف مبارزه با اسپم ها انجام شده بود اما این قبل تر نیز در روش های رمز نگاری استفاده شده بود و البته اکنون در بلاکچین بیت کوین نیز کاربرد دارد. همانطور که ساتوشی ناکاموتو در وایت پیپر بیت کوین خود آورده است، Beck خالق PoW است.

کاربرد الگوریتم PoW در ماینینگ ارز های دیجیتال

ماینینگ فراید ایجاد یک بلاک تراکنش جدید و اضافه کردن آن به بلاک چین است. مجموعه قوانینی که صحت فرایند ماینینگ را بررسی می کنند، الگوریتم اثبات کار نامیده می شوند. به عبارت ساده، الگوریتم PoW تعیین می کند که کسانی که ظرفیت بیشتری دارند می توانند پاسخ معادلات استخراج را زودتر بیابند.

فرایند استخراج خود به دنبال جست و جوی راه حل یک بلاک جدید است که شرایط را راضی کند. (الگوریتم اثبات کار شبکه بیت کوین مبتنی بر الگوریتم هشینگ SHA-256 است.) پیدا کردن این چنین راه حلی (هش) به قدرت محاسباتی زیادی احتیاج دارد و البته پیچیدگی شبکه نیز ثابت نیست و تغییر می کند. ماینری که به عنوان اولین نفر راه حل صحیح را پیدا کند، یک پاداش در قالب سکه (مثلا بیت کوین) دریافت می کند. در چنین سیستمی کسانی که رایانه ها و یا حتی دستگاه های ماینر قوی تری دارد، سریع تر می توانند به پاسخ درست برسند. برای همین ماینر ها سعی می کند با همکاری هم در استخر های استخراج، زمان رسیدن به پاسخ را کاهش دهند.