در شبکه‌ای که هیچ مدیر مرکزی ندارد، چرا نمی‌شود تاریخچه‌ی تراکنش‌ها را جعل کرد؟ اولین پاسخ عملی به این پرسش، سازوکاری به نام اثبات کار بود: هر کسی که بخواهد بلاک تازه‌ای ثبت کند، باید هزینه‌ی واقعی برق و پردازش بپردازد. در این درس سطح پیشرفته می‌بینیم این سازوکار چطور کار می‌کند، تنظیم سختی چه نقشی دارد، تفاوتش با اثبات سهام چیست و اقتصاد امنیت شبکه بر چه پایه‌ای ایستاده است. با اسمارت اف ایکس همراه باشید.
اثبات کار چیست؟
اثبات کار سازوکاری است که در آن برای افزودن هر بلاک به زنجیره، باید یک مسئله‌ی پرهزینه‌ی محاسباتی حل شود و نتیجه‌اش برای بقیه به سادگی قابل بررسی باشد.
نام انگلیسی آن Proof of Work است. هسته‌ی ایده نامتقارن بودن کار است: پیدا کردن جواب میلیون‌ها بار تلاش می‌خواهد، ولی هر کسی می‌تواند در یک لحظه درستی آن را تایید کند.
این سازوکار همان چیزی است که در درس استخراج ارز دیجیتال به عنوان ماینینگ شناخته می‌شود و پایه‌ی امنیت اولین شبکه‌های بلاکچینی است. ساختار کلی زنجیره در درس آموزش بلاکچین توضیح داده شده است.
در اثبات کار یک بلاک چطور ساخته می‌شود؟
فرایند چهار مرحله دارد و هر چند دقیقه تکرار می‌شود.
- جمع‌آوری تراکنش‌ها. استخراج‌کننده تراکنش‌های منتظر را از حافظه‌ی شبکه برمی‌دارد و در یک بلاک می‌چیند.
- جست‌وجوی عدد درست. عددی را جست‌وجو می‌کند که وقتی در کنار اطلاعات بلاک هش شود، خروجی از یک حد مشخص کوچک‌تر باشد. این جست‌وجو فقط با آزمون و خطا ممکن است.
- انتشار بلاک. به محض پیدا شدن عدد، بلاک به همه‌ی شبکه فرستاده می‌شود.
- بررسی توسط بقیه. دیگر اعضای شبکه در یک محاسبه‌ی ساده درستی آن را تایید و بلاک را به زنجیره‌ی خودشان اضافه می‌کنند.
هش همان تابعی است که ورودی را به یک خروجی ثابت‌طول تبدیل می‌کند و هیچ راهی برای حدس زدن ورودی از روی خروجی وجود ندارد. سنجه‌ی مجموع این تلاش‌ها در شبکه، در درس نرخ هش بررسی شده است.
تنظیم سختی، قلب اثبات کار
اگر سختی ثابت می‌ماند، با ورود دستگاه‌های بیشتر بلاک‌ها خیلی سریع پیدا می‌شدند و برنامه‌ی عرضه‌ی ارز به هم می‌ریخت. برای همین شبکه هر چند هزار بلاک یک بار، سختی را بازتنظیم می‌کند.
منطق آن ساده است: اگر بلاک‌های اخیر سریع‌تر از هدف پیدا شده باشند، سختی بالا می‌رود و اگر کندتر پیدا شده باشند، پایین می‌آید. نتیجه این است که فاصله‌ی میانگین بلاک‌ها تقریبا ثابت می‌ماند، فارغ از اینکه چند دستگاه در شبکه فعال‌اند.
همین مکانیزم است که برنامه‌ی عرضه را قابل پیش‌بینی می‌کند و رویدادهایی مثل نصف شدن پاداش را در زمان مشخص ممکن می‌سازد. جزئیات این رویداد در درس هاوینگ آمده است.
اقتصاد امنیت در اثبات کار
امنیت در اثبات کار نه از رمزنگاری پیچیده، بلکه از یک معادله‌ی اقتصادی می‌آید: هزینه‌ی حمله باید از سود احتمالی آن بیشتر باشد.
در سمت درآمد، استخراج‌کننده پاداش بلاک و کارمزد تراکنش‌ها را می‌گیرد و با آن هزینه‌ی برق و سخت‌افزار را جبران می‌کند. هرچه این درآمد بیشتر باشد، دستگاه بیشتری وارد شبکه می‌شود و توان کل بالا می‌رود.
در سمت حمله، کسی که بخواهد تاریخچه را بازنویسی کند باید بخش بزرگی از توان شبکه را در اختیار بگیرد و تا پایان حمله هزینه‌ی آن را بپردازد. همین هزینه، حمله را در شبکه‌های بزرگ عملا غیراقتصادی می‌کند. سناریوی کامل این حمله در درس حمله ۵۱ درصدی بررسی شده است.
اثبات کار در برابر اثبات سهام
هر دو سازوکار یک هدف دارند: هزینه‌دار کردن تقلب. تفاوتشان در جنس آن هزینه است.
| ویژگی | اثبات کار | اثبات سهام |
|---|---|---|
| منبع امنیت | هزینه‌ی انرژی و سخت‌افزار | سرمایه‌ی قفل‌شده در شبکه |
| شرط مشارکت | داشتن دستگاه استخراج | داشتن و قفل کردن ارز شبکه |
| جریمه‌ی تخلف | هدر رفتن هزینه‌ی برق و زمان | از دست رفتن بخشی از سرمایه‌ی قفل‌شده |
| مصرف انرژی | بالا | بسیار کمتر |
| ورود مشارکت‌کننده‌ی تازه | نیازمند سرمایه‌ی سخت‌افزاری | نیازمند خرید ارز شبکه |
سازوکار دوم در درس اثبات سهام به تفصیل آمده است. انتخاب میان این دو یک تصمیم مهندسی است و هر کدام مجموعه‌ی متفاوتی از مزیت و ریسک دارند.
سخت‌افزار و مسیر تخصصی شدن اثبات کار
در روزهای اول، همین سازوکار با پردازنده‌ی رایانه‌های خانگی اجرا می‌شد. با بالا رفتن ارزش پاداش، رقابت جدی‌تر شد و مسیر سخت‌افزار سه مرحله را طی کرد: پردازنده، کارت گرافیک و در نهایت تراشه‌های ساخته‌شده برای همین یک کار.
نتیجه‌ی این مسیر، بالا رفتن بازدهی و در عین حال سخت‌تر شدن ورود افراد عادی بود. امروز استخراج در شبکه‌های بزرگ، صنعتی است و به برق ارزان و مقیاس بالا نیاز دارد.
برخی شبکه‌ها عمدا الگوریتمی انتخاب کرده‌اند که ساخت تراشه‌ی اختصاصی برایش صرفه نداشته باشد تا استخراج با کارت گرافیک ممکن بماند. این تصمیم، توزیع توان شبکه را گسترده‌تر نگه می‌دارد، ولی در برابر آن هزینه‌ی حمله را هم پایین‌تر می‌آورد؛ یک انتخاب میان دو هدف که هر شبکه به شکل خودش به آن پاسخ داده است.
نقدها و پاسخ‌ها درباره‌ی اثبات کار
بزرگ‌ترین نقد به این سازوکار، مصرف انرژی است. پاسخ طرفداران دو بخش دارد: اینکه همین مصرف، هزینه‌ی واقعی امنیت شبکه است و اینکه بخشی از این انرژی از ظرفیت‌های مازاد یا انرژی‌هایی تامین می‌شود که در غیر این صورت هدر می‌رفت.
نقد دوم، تمرکز توان پردازشی در چند استخر بزرگ است. وقتی چند مجموعه بخش بزرگی از توان شبکه را در اختیار داشته باشند، فرض غیرمتمرکز بودن کمرنگ می‌شود. در عمل اما استخراج‌کننده‌ها می‌توانند استخر خود را تغییر دهند و اعضای شبکه هم بلاک نامعتبر را نمی‌پذیرند.
نقد سوم به سرعت برمی‌گردد: تایید نهایی تراکنش به چند بلاک زمان نیاز دارد. راه‌حل‌هایی مثل کانال‌های پرداخت برای همین ساخته شده‌اند و در درس شبکه لایتنینگ توضیح داده شده‌اند.
آنچه معامله‌گر از اثبات کار باید دنبال کند
برای کسی که معامله می‌کند، چند داده از این حوزه ارزش دنبال کردن دارند.
اول، توان کل شبکه. افت شدید و ناگهانی آن می‌تواند نشانه‌ی خاموشی گسترده یا فشار هزینه‌ای بر استخراج‌کنندگان باشد. دوم، درآمد استخراج‌کنندگان نسبت به هزینه‌شان؛ وقتی این نسبت به شدت فشرده شود، فروش دارایی از سوی آن‌ها بیشتر می‌شود.
سوم، جریان خروج دارایی از آدرس‌های استخراج‌کننده به صرافی‌ها که یکی از شاخص‌های رایج در درس تحلیل آنچین است. چهارم، تقویم رویدادهای شبکه مثل کاهش پاداش که عرضه‌ی تازه را نصف می‌کند.
مستندات فنی اصلی این سازوکار به صورت عمومی منتشر شده‌اند؛ برای نمونه شرح ساختار و قواعد شبکه در مستندات سازوکارهای اجماع در دسترس است.
شش اشتباه رایج درباره‌ی اثبات کار
- یکی گرفتن سختی با قیمت. سختی از توان شبکه می‌آید و قیمت از عرضه و تقاضای بازار. این دو با تاخیر و به شکل غیرمستقیم بر هم اثر می‌گذارند.
- تصور قانون‌گذاری توسط استخراج‌کننده. قواعد را نرم‌افزاری که اعضای شبکه اجرا می‌کنند تعیین می‌کند و بلاک نامعتبر پذیرفته نمی‌شود. نمونه‌ی اختلاف بر سر قواعد در درس هارد فورک آمده است.
- نادیده گرفتن هزینه‌ی برق. سودآوری استخراج بیش از هر چیز به قیمت انرژی بستگی دارد.
- فرض امنیت یکسان. شبکه‌ی کوچک با همین سازوکار، در برابر حمله بسیار آسیب‌پذیرتر از شبکه‌ی بزرگ است.
- انتظار تایید فوری. تایید نهایی به چند بلاک زمان نیاز دارد و برای مبالغ بزرگ باید صبر کرد.
- خرید دستگاه بدون محاسبه‌ی رشد سختی. سختی معمولا بالا می‌رود و درآمد همان دستگاه با گذشت زمان کم می‌شود.
نکات کلیدی این درس
- اثبات کار یعنی ثبت هر بلاک، هزینه‌ی واقعی محاسباتی دارد.
- پیدا کردن جواب سخت است و بررسی آن آسان.
- تنظیم خودکار سختی، فاصله‌ی بلاک‌ها را تقریبا ثابت نگه می‌دارد.
- امنیت شبکه از یک معادله‌ی اقتصادی می‌آید: هزینه‌ی حمله بیشتر از سود آن.
- در اثبات سهام، جای هزینه‌ی انرژی را سرمایه‌ی قفل‌شده می‌گیرد.
- توان شبکه و حاشیه‌ی سود استخراج‌کنندگان، دو داده‌ی قابل دنبال کردن برای معامله‌گرند.
اسمارت اف ایکس؛ مرجع مقایسه و انتخاب بهترین خدمات مالی
اسمارت اف ایکس همراه هوشمند شما در مسیر معامله‌گری است؛ ما ابزار، دانش و تحلیل‌های پیشرفته را در اختیار شما می‌گذاریم تا با اطمینان و هوشمندی، تصمیمات سرمایه‌گذاری بهتر و به‌روزتری بگیرید.
برخی از مزایای همکاری با اسمارت اف ایکس شامل موارد زیر است:
- بررسی بی‌طرفانه: بروکرها و بسترهای معاملاتی را بر اساس واقعیت‌ها و بدون جانبداری بررسی می‌کنیم تا انتخاب آگاهانه‌ای داشته باشید.
- رشد سواد مالی: محتوای آموزشی و تحلیلی جامع تهیه می‌کنیم تا مهارت‌های لازم برای فعالیت موفق در بازارهای مالی را کسب کنید.
- تهیه مقالات جدید: با تمرکز بر دانش روز، مقالات آموزشی و تحلیلی به‌روز منتشر می‌کنیم.
- پایبندی به اصل شفافیت: نظرات و بازخوردهای کاربران را بدون حذف یا ویرایش منتشر می‌کنیم.
💬 اگر سوالی دارید یا نیاز به راهنمایی دارید، می‌توانید از راه‌های ارتباطی زیر با ما در تماس باشید:
- تلگرام پشتیبانی: smartfxsupport
- ایمیل پشتیبانی: support@smartfxac.com
جمع‌بندی
اثبات کار راه‌حلی مهندسی برای یک مسئله‌ی قدیمی است: چطور در شبکه‌ای بدون مدیر مرکزی به یک تاریخچه‌ی مشترک اعتماد کنیم. پاسخ آن هزینه‌دار کردن ثبت هر بلاک است و همین هزینه، تقلب را بی‌صرفه می‌کند. برای معامله‌گر، دو عدد مهم‌اند: توان کل شبکه که هزینه‌ی حمله را تعیین می‌کند و حاشیه‌ی سود استخراج‌کنندگان که بر فشار فروش اثر می‌گذارد.
سوالات متداول
۵ سوالاثبات کار چیست؟
سازوکاری که برای افزودن هر بلاک به زنجیره، حل یک مسئله‌ی پرهزینه‌ی محاسباتی را لازم می‌داند و نتیجه‌اش برای همه به سادگی قابل بررسی است.
چرا اثبات کار انرژی زیادی مصرف می‌کند؟
چون امنیت شبکه از همین هزینه می‌آید. اگر ثبت بلاک ارزان بود، بازنویسی تاریخچه هم ارزان می‌شد و تقلب به صرفه بود.
سختی استخراج چطور تعیین می‌شود؟
شبکه به صورت دوره‌ای سرعت پیدا شدن بلاک‌ها را با هدف خود مقایسه می‌کند و سختی را بالا یا پایین می‌برد تا فاصله‌ی بلاک‌ها ثابت بماند.
تفاوت آن با اثبات سهام چیست؟
در اثبات کار هزینه‌ی تقلب از جنس انرژی و سخت‌افزار است و در اثبات سهام از جنس سرمایه‌ی قفل‌شده که در صورت تخلف بخشی از آن از بین می‌رود.
آیا این سازوکار هنوز استفاده می‌شود؟
بله. بزرگ‌ترین شبکه‌ی ارز دیجیتال همچنان بر همین پایه کار می‌کند، هرچند بسیاری از شبکه‌های تازه‌تر سراغ اثبات سهام رفته‌اند.
