با گسترش فناوری بلاک چین و رشد روزافزون ارزهای دیجیتال، روش‌های مختلفی برای تأیید تراکنش‌ها و حفظ امنیت شبکه‌های غیرمتمرکز به وجود آمده‌اند. یکی از مهم‌ترین این روش‌ها، الگوریتم‌های اجماع هستند که تعیین می‌کنند چگونه بلاک‌های جدید در شبکه ثبت شده و چه کسی پاداش استخراج را دریافت کند. در حالی که الگوریتم اثبات کار (PoW) که توسط بیت‌کوین استفاده می‌شود، به مصرف انرژی بالایی نیاز دارد و اثبات سهام (PoS) نیز به سرمایه‌گذاری کلان وابسته است، الگوریتم اثبات ظرفیت (PoC) رویکردی متفاوت ارائه می‌دهد. این روش با استفاده از فضای ذخیره‌سازی، فرآیند تأیید تراکنش‌ها را بهینه‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تر می‌کند. در این مقاله از بلاگ کیف پول من به بررسی الگوریتم اثبات ظرفیت، نحوه عملکرد آن و مزایای آن نسبت به سایر روش‌های استخراج می‌پردازیم تا ببینیم آیا این فناوری می‌تواند آینده‌ای پایدارتر برای بلاک چین رقم بزند یا خیر.
الگوریتم اثبات ظرفیت (PoC) و نقش آن در استخراج ارز دیجیتال
الگوریتم اثبات ظرفیت (Proof of Capacity یا PoC) یکی از روش‌های اجماع در بلاک چین است که ماینرها را قادر می‌سازد تا با استفاده از فضای ذخیره‌سازی خود، تراکنش‌ها را تأیید کرده و پاداش دریافت کنند. برخلاف الگوریتم اثبات کار (PoW) که نیازمند مصرف بالای انرژی برای حل معادلات پیچیده است، PoC از فضای خالی دیسک برای ذخیره نرخ هش‌های احتمالی استفاده می‌کند. در این روش، هر ماینر لیستی از هش‌های محتمل را در حافظه خود نگه می‌دارد و زمانی که بلاکی جدید ایجاد می‌شود، ماینری که هش موردنظر را در ذخیره خود داشته باشد، بلاک را تأیید کرده و پاداش دریافت می‌کند. در نتیجه، هرچه ظرفیت ذخیره‌سازی ماینر بیشتر باشد، شانس بیشتری برای دریافت پاداش خواهد داشت. این مکانیزم را می‌توان مشابه قرعه‌کشی در نظر گرفت؛ هرچه بلیت‌های بیشتری داشته باشید، احتمال برنده شدن شما افزایش می‌یابد. PoC با کاهش مصرف انرژی و نیاز نداشتن به سخت‌افزارهای گران‌قیمت، گزینه‌ای مقرون‌به‌صرفه و بهینه برای استخراج ارزهای دیجیتال محسوب می‌شود و می‌تواند جایگزین مناسبی برای الگوریتم‌های پرهزینه‌تر باشد.
نحوه عملکرد الگوریتم اثبات ظرفیت (PoC)
الگوریتم اثبات ظرفیت (PoC) از فضای ذخیره‌سازی به جای قدرت پردازشی برای تأیید تراکنش‌ها و استخراج بلاک‌های جدید استفاده می‌کند. این فرآیند در دو مرحله انجام می‌شود: ایجاد فایل‌های داده‌ای (Plotting) و استخراج (Mining). هر یک از این مراحل نقش کلیدی در کارایی این روش دارند که در ادامه توضیح داده می‌شوند.
- ایجاد فایل‌های داده‌ای (Plotting): در این مرحله، داده‌هایی به نامنانس (Nonce) ایجاد و روی هارد دیسک ماینر ذخیره می‌شوند. نانس در واقع مجموعه‌ای از نرخ‌های هش است که ممکن است برای تأیید یک بلاک مورد استفاده قرار گیرند. فرآیند ایجاد این نانس‌ها شامل هش‌گذاری مکرر و تولید لیستی از ۸۱۹۲ مقدار مختلف است. هر دو مقدار مجاور در این لیست در قالب یک اسکوپ (Scoop) ذخیره می‌شوند. برای مثال، مقدار اول و دوم در اسکوپ ۰، مقدار سوم و چهارم در اسکوپ ۱ و به همین ترتیب تا انتها در هارد دیسک قرار می‌گیرند. این اطلاعات از پیش محاسبه شده، در زمان استخراج مورد استفاده قرار می‌گیرند و باعث افزایش سرعت پردازش می‌شوند.
- فرآیند استخراج (Mining): در این مرحله، ماینرها بر اساس اطلاعات ذخیره‌شده در هارد دیسک خود، شروع به مقایسه داده‌ها برای یافتن نرخ هش مناسب می‌کنند. ابتدا یک عدد اسکوپ مشخص می‌شود و بر اساس اطلاعات آن، مقدار ددلاین (Deadline) محاسبه می‌گردد. ددلاین، مدت‌زمانی برحسب ثانیه است که باید از استخراج آخرین بلاک گذشته باشد تا ماینر بتواند بلاک جدید را تولید کند. ماینرهایی که ددلاین کمتری داشته باشند، شانس بیشتری برای تأیید تراکنش‌ها و دریافت پاداش خواهند داشت. اگر در مدت‌زمان مشخص‌شده، ماینر دیگری بلاک جدیدی تولید نکند، ماینری که کمترین ددلاین را دارد، بلاک بعدی را ثبت کرده و پاداش دریافت می‌کند.
در نتیجه الگوریتم PoC با استفاده از فضای ذخیره‌سازی، مصرف انرژی را کاهش داده و روشی مقرون‌به‌صرفه‌تر برای استخراج ارزهای دیجیتال ارائه می‌دهد. این روش برخلاف اثبات کار (PoW)، نیازی به محاسبات پیچیده و مصرف بالای برق ندارد و در مقایسه با اثبات سهام (PoS)، نیازمند نگهداری مقدار زیادی ارز دیجیتال برای مشارکت در فرآیند اعتبارسنجی نیست. به همین دلیل، بسیاری از پروژه‌های بلاک چین به دنبال استفاده از این مدل برای بهینه‌سازی امنیت و پایداری شبکه‌های خود هستند.
پروژه‌هایی که از الگوریتم اثبات ظرفیت (PoC) استفاده می‌کنند
الگوریتم اثبات ظرفیت (PoC) در چندین پروژه بلاک چینی مورد استفاده قرار گرفته و توانسته روشی کارآمد و کم‌مصرف برای تأیید تراکنش‌ها و استخراج ارزهای دیجیتال ارائه دهد. برخی از پروژه‌های مهمی که این الگوریتم را به کار گرفته‌اند عبارتند از:
- Burstcoin: این پروژه از مکانیزم PoC برای پردازش تراکنش‌ها بهره می‌برد و در کنار آن، به دنبال پیاده‌سازی قابلیت‌هایی مانند قراردادهای هوشمند و سیستم‌های جمع‌سپاری است. تیم توسعه‌دهنده Burstcoin همچنین نقش فعالی در گسترش این الگوریتم و تشویق سایر پروژه‌ها به استفاده از آن دارد.
- BXTB: این پروژه به کاربران امکان می‌دهد توکن‌های حاکمیتی خود را از طریق فرآیند استخراج مبتنی بر PoC به دست آورند.
- Permacoin: برخلاف بسیاری از پروژه‌های دیگر، این شبکه ترکیبی از الگوریتم اثبات کار (PoW) و اثبات ظرفیت را برای ایجاد یک سیستم ذخیره‌سازی غیرمتمرکز و قابل اعتماد به کار می‌گیرد. کاربران باید بخشی از یک فایل بزرگ را روی سیستم‌های خود ذخیره کنند تا واجد شرایط تأیید بلاک‌ها شوند. در این سیستم، یک لیدر مشخص می‌شود که مسئول امضای فایل بلاک‌ها و توزیع آن‌ها بین سایر شرکت‌کنندگان است.
- SpaceMint: این پروژه نسخه‌ای غیرتعاملی از الگوریتم اثبات ظرفیت را ارائه داده است که روش منحصربه‌فردی برای تأیید تراکنش‌ها دارد. این مکانیزم بهینه‌سازی شده باعث افزایش امنیت شبکه و کاهش مصرف انرژی می‌شود.
الگوریتم اثبات ظرفیت همچنان در حال توسعه است و می‌تواند گزینه‌ای مناسب برای بلاک چین‌هایی باشد که به دنبال کاهش هزینه‌های پردازشی و مصرف انرژی در فرآیند اجماع هستند.
بررسی مزایا و معایب الگوریتم اثبات ظرفیت (PoC)
الگوریتم اثبات ظرفیت (PoC) یکی از روش‌های اجماع در بلاک چین است که امکان استخراج ارز دیجیتال را با استفاده از فضای ذخیره‌سازی هارد دیسک فراهم می‌کند. این روش در مقایسه با سایر الگوریتم‌های اجماع، مزایا و معایب خاص خود را دارد که بررسی آن‌ها می‌تواند به درک بهتر عملکرد این مکانیزم کمک کند.
مزایای الگوریتم اثبات ظرفیت
- امکان مشارکت با سخت‌افزارهای معمولی: برخلاف روش‌هایی مانند اثبات کار (PoW) که به تجهیزات قدرتمند و پرهزینه نیاز دارند، در PoC کاربران می‌توانند با استفاده از هارد دیسک‌های معمولی در فرآیند تأیید تراکنش‌ها مشارکت کنند.
- مصرف انرژی بهینه: این الگوریتم در مقایسه با ماینرهای ASIC و ریگ‌های GPU، انرژی بسیار کمتری مصرف می‌کند و از این نظر گزینه‌ای پایدارتر برای استخراج ارزهای دیجیتال به شمار می‌رود.
- کاهش هزینه‌های ورود به استخراج: یکی از مشکلات بسیاری از روش‌های اجماع، نیاز به سرمایه‌گذاری اولیه سنگین است. در PoC، موانع ورود کمتر بوده و کاربران می‌توانند با هزینه‌ای پایین‌تر وارد فرآیند ماینینگ شوند.
- استفاده مجدد از سخت‌افزار: در صورت توقف فرآیند استخراج، هارد دیسک‌هایی که برای PoC استفاده شده‌اند، همچنان قابلیت استفاده برای ذخیره‌سازی داده‌های دیگر را دارند.
- عدم نیاز به ارتقا مداوم تجهیزات: برخلاف روش‌های دیگر که برای رقابت در فرآیند ماینینگ به سخت‌افزارهای به‌روز نیاز دارند، در PoC نیازی به به‌روزرسانی مداوم تجهیزات نیست.
معایب الگوریتم اثبات ظرفیت
- محدودیت در پذیرش توسط بلاک چین‌ها: در حال حاضر، تعداد بلاک چین‌هایی که از PoC استفاده می‌کنند، بسیار کمتر از الگوریتم‌های رایج مانند PoW و PoS است.
- افزایش ریسک بدافزارها: استفاده از فضای ذخیره‌سازی برای ماینینگ، احتمال نفوذ بدافزارها را افزایش می‌دهد که ممکن است امنیت شبکه را به چالش بکشد.
- رقابت در خرید سخت‌افزار: با افزایش تعداد ماینرها، ممکن است رقابت برای خرید هارد دیسک‌های پرظرفیت شدت بگیرد. در چنین شرایطی، افراد و شرکت‌های ثروتمند می‌توانند سهم بیشتری از قدرت پردازشی را در اختیار بگیرند و تمرکززدایی شبکه را تحت تأثیر قرار دهند.
در مجموع، PoC روشی کم‌هزینه و بهینه از نظر مصرف انرژی است، اما چالش‌هایی مانند پذیرش محدود و تهدیدات امنیتی نیز دارد. موفقیت این الگوریتم در آینده به میزان پذیرش آن توسط پروژه‌های بلاک چینی و توسعه فناوری‌های امنیتی مرتبط بستگی خواهد داشت.
سخن پایانی
الگوریتم اثبات ظرفیت (PoC) روشی نوآورانه برای تأمین امنیت شبکه‌های بلاک چین است که با استفاده از فضای ذخیره‌سازی هارد دیسک، جایگزینی کم‌مصرف‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تر نسبت به روش‌های سنتی مانند اثبات کار (PoW) ارائه می‌دهد. این الگوریتم با کاهش مصرف انرژی و کاهش هزینه‌های سخت‌افزاری، فرصت مشارکت گسترده‌تری را برای کاربران فراهم می‌کند. با این حال، چالش‌هایی مانند پذیرش محدود در بلاک چین‌ها و احتمال افزایش رقابت در خرید تجهیزات ذخیره‌سازی همچنان وجود دارد. در نهایت، موفقیت و گسترش PoC به میزان استقبال پروژه‌های بلاک چینی از این فناوری و بهبود امنیت آن در برابر تهدیدات احتمالی بستگی خواهد داشت.
