الگوریتم اثبات کار (PoW) چیست و چگونه کار می‌کند؟

اثبات کار (Proof of Work) چیست؟

اثبات کار یکی از روش هایی است که برای اعتبارسنجی تراکنش های انجام شده در یک شبکه بلاک چین به کار می رود. برای اینکه بلاک جدیدی در زنجیره ایجاد شود و له شبکه افزوده شود، لازم است اعضای شبکه در مورد معتبر بودن تراکنش های آن بلاک جدید اجماع داشته باشند. اجماع بر سر اعتبار تراکنش های یک بلاک، به واسطه الگوریتم اثبات کار (Proof of Work) انجام می شود.

در واقع، الگوریتم اثبات کار یکی از روش هایی است که به اعضای یک شبکه غیرمتمرکز اجازه می دهد به اجماع و توافق دست یابند. این اجماع فوایدی برای کل شبکه دارد؛ به طور مثال این مکانیزم از اینکه یک کاربر بتواند کوین های خود را دو بار خرج کند جلوگیری می کند، شبکه را در مقابل حمله های سایبری یا دست کاری و سوءاستفاده مقاوم می کند.

با استفاده از الگوریتم اثبات کار، همچنین بر سر این موضوع اجماع صورت می گیرد که کدام یک از اعضای شبکه به عنوان یک ماینر می تواند داده های جدید را تأیید کند. زمانی که ماینر بدون فریب دادن شبکه، با دقت به تأیید داده ها می پردازد، در ازای این فعالیت محاسباتی خود پاداش دریافت می کند.

الگوریتم اثبات کار (PoW) چگونه کار می کند؟

همان طور که می دانید، اثبات کار توسط بیت کوین و برخی دیگر از بلاک چین ها به کار رفته است. آمائوری سچت (Amaury Sechet)، بنیان گذار ای کش (eCash)، اثبات کار را این گونه تعریف می کند: "اثبات کار یک الگوریتم نرم افزاری است که توسط بیت کوین و سایر بلاک چین ها برای اطمینان از معتبر بودن بلاک ها، در زمانی که سیستم نیاز به مقدار مشخصی از قدرت محاسباتی داشته باشد، استفاده می شود". در واقع، چنین الگوریتمی، به کاربران ناشناس یک شبکه غیرمتمرکز این فرصت را می دهد که به یکدیگر اعتماد کنند.

الگوریتم اثبات کار از اعضای یک شبکه می خواهد که توان محاسباتی سیستم های خود را برای حل یک معمای ریاضی به کار ببرند. در این راستا، ماینرها وارد یک فضای رقابتی می شوند تا بتوانند اولین کسی باشند که معماهای ریاضی را حل می کند. هر کس که زودتر موفق به انجام این کار شود، می توانید داده های جدید به دست آمده را به بلاک چین اضافه کند. پس از اضافه شدن داده های جدید، در صورتی که دیگر اعضای شبکه اعتبار آن داده ها را تأیید کنند، ماینر می تواند پاداش خود را دریافت کند.

الگوریتم اثبات کار به طور گسترده برای اعتبارسنجی تراکنش ها در شبکه و استخراج توکن های جدید به کار می رود. استفاده از الگوریتم اثبات کار باعث می شود تبادل بیت کوین یا دیگر ارزهای دیجیتال، به صورت همتا به همتا (P2P) و بدون نیاز به نهاد نظارتی یا شخص ثالث انجام شود.

الگوریتم اثبات کار (PoW) و مشکل دو بار خرج کردن (Double Spending)

الگوریتم اثبات کار اولین بار توسط ساتوشی ناکاماتو، در سال 2008 معرفی شد. ناکاماتو در وایت پیپر بیت کوین به این موضوع اشاره کرد که ارز دیجیتال بیت کوین، از پروتکلی به نام اثبات کار استفاده می کند که امکان تراکنش های همتا به همتا و بدون نیاز به شخص ثالث را، در عین امنیت فراهم می کند.

یکی از موانعی که پیش از بیت کوین، سد راه توسعه ارزهای دیجیتال شده بود، مشکل دو بار خرج کردن بود. همان طور که می دانید، ارزهای دیجیتال، تنها داده هایی هستند که هیچ نمود خارجی ندارند. همین موضوع باعث می شود راه حلی وجود داشته باشد تا از خرج کردن واحدهای مشابه در مکان های مختلف جلوگیری کند.

برخلاف پول کاغذی که هرگز نمی توان یک واحد از آن را دو بار خرج کرد، یک پول دیجیتال که در قالب داده هایی بر روی کامپیوتر موجود است، می تواند بارها کپی شده و بارها خرج شود. الگوریتمی که ناکاماتو معرفی کرد، این مشکل را حل می کرد زیرا در شبکه بیت کوین، لازم است ماینرها قبل از اضافه شدن یک تراکنش به دفتر کل توزیع شده بیت کوین، اعتبار آن را تأیید کنند. این ویژگی از خطر دو بار خرج کردن کوین ها توسط کاربران جلوگیری می کند.