اثبات ظرفیت

اثبات ظرفیت (Proof-of-Capacity) چیست؟

مقدمه

الگویتم اثبات ظرفیت (POC) یک روش ماینینگ بسیار جدید است که در حال حاضر توسط تعداد انگشت شماری از  بلاک چین‌های کنونی استفاده می‌شود. بسیاری از کارشناسان معتقدند با توجه به مزایایی که اثبات ظرفیت دارد، می‌تواند به راحتی جایگزینی مناسب برای الگوریتم‌‌های رایج ماینینگ، مانند اثبات کار و اثبات سهام محسوب تلقی شود.

الگوریتم اثبات ظرفیت که گاهاً از آن به عنوان اثبات فضا هم یاد می‌شود، برای اولین بار در سال ۲۰۱۳ پیاده سازی شد. این الگوریتم به عنوان یکی از چندین راهکار جایگزین برای رفع مشکل مصرف زیاد انرژی در سیستم‌های اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS) است. شاید مهم‌ترین وجه تمایز اثبات ظرفیت با سایر الگوریتم‌های اجماع، استفاده آن از فضای ذخیره‌سازی به جای توان پردازشی رایانه‌ها (اثبات کار) و یا سپرده‌گذاری ماینرها (اثبات سهام) است. به عبارت دیگر، اثبات ظرفیت به ماینرها که به عنوان گره (node) در بلاک چین فعالیت می‌کنند، این امکان را می‌دهد تا از فضای خالی هارد دیسک خود برای استخراج رمز ارزها استفاده کنند. برای اینکه بیشتر با این الگوریتم، نحوه کار و پروژه‌های مرتبط با آن آشنا شوید با ادامه این مقاله از زرد نیوز همراه باشید.

مکانیزم اجماع اثبات ظرفیت چیست؟

اثبات ظرفیت (PoC) یک الگوریتم مکانیزم اجماع است. این الگوریتم، فعلا در بلاک چین‌های محدودی استفاده می‌شود. اثبات ظرفیت در شبکه بلاک چین اجازه می‌دهد تا از فضای موجود در هارد دیسک برای تصمیم‌گیری درباره اجازه استخراج و اعتبارسنجی تراکنش‌ها استفاده شود. این برخلاف استفاده از قدرت محاسباتی دستگاه ماینر (مانند الگوریتم اثبات کار) یا سپرده‌گذاری ماینر در ارزهای دیجیتال (مانند الگوریتم اثبات سهام) است.

نکات مهم

  • سیستم‌های احراز هویت اثبات ظرفیت (PoC) از فضای خالی روی هارد دیسک دستگاه برای ذخیره راه‌حل‌های معادله هشِ ارزهای دیجیتال استفاده می‌کنند.
  • مزیت اصلی یک سیستم اثبات ظرفیت کارایی آن در مقایسه با سیستم های اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS) است.
  • بلاک چین‌هایی که بر اساس اثبات ظرفیت کار می کنند عبارتند از چیا (Chia) استورج (Storj)، برست (Burst) و اسپیس مینت (SpaceMint).

آشنایی با الگوریتم اثبات ظرفیت

اثبات ظرفیت به عنوان یکی از راه حل‌های متعدد جایگزین برای مشکل مصرف انرژی بالا در سیستم‌های اثبات کار (PoW) و مشکل احتکار ارز دیجیتال در سیستم های اثبات سهام (PoS) ظاهر شد.

اثبات ظرفیت به دستگاه‌های ماینینگ، که به عنوان گره‌ نیز شناخته می‌شوند، در شبکه بلاک چین اجازه می‌دهد تا از فضای خالی روی هارد دیسک خود برای استخراج ارزهای دیجیتال موجود استفاده کنند.

به جای تغییر مکرر اعداد در هِدِر (header) بلاک و هَشینگ (hashing) مکرر برای مقدار راه حل مانند سیستم اثبات کار، اثبات ظرفیت لیستی از راه حل‌های ممکن را بر روی هارد دیسک دستگاه استخراج (حتی قبل از شروع فعالیت ماینینگ) ذخیره می‌کند.

هرچه هارد دیسک بزرگتر باشد، مقادیر راه حل ممکن بیشتری را می‌ توان روی هارد دیسک ذخیره کرد. بنابراین ماینر شانس بیشتری برای مطابقت با مقدار هش مورد نیاز در لیست خود دارد و در نتیجه شانس بیشتری برای برنده‌شدن پاداش استخراج به همراه خواهد داشت.

به عنوان مثال، اگر جوایز یک لاتاری براساس تطبیق بیشتر اعداد در بلیط برنده باشد، بازیکنی که فهرست طولانی‌تری از راه‌حل‌های ممکن را داشته باشد، شانس بیشتری برای برنده شدن خواهد داشت. علاوه بر این، بازیکن مجاز است بارها و بارها از شماره‌های بلاک بلیط بخت آزمایی استفاده کند.

برست کوین (Burstcoin) یک ارز دیجیتال است که از سیستم اثبات ظرفیت استفاده می‌کند. سکه‌های دیگری که از آن استفاده می‌کنند Storj، Chia و SpaceMint هستند.

اثبات ظرفیت چگونه کار می‌کند: پلاتنیگ و استخراج

پروتکل اثبات ظرفیت شامل یک فرآیند دو مرحله‌ای است که شامل پلاتینگ (plotting) و استخراج می‌شود.

ابتدا، پلاتینگ در هارد دیسک انجام می‌شود: فهرستی از همه مقادیر  نانس (nonce) ممکن از طریق هش مکرر داده‌ها، از جمله حساب یک ماینر، ایجاد می‌شود. هر نانس از این قبیل شامل ۸۱۹۲ هش است که از ۰ تا ۸۱۹۱ شماره گذاری شده‌اند. همه هش‌ها به صورت اسکوپ (scoops) جفت می‌شوند. به این معنی که هش‌های مجاور با هم ترکیب می‌شوند تا یک جفت دوتایی را تشکیل دهند. به عنوان مثال، هش ۰ و ۱ اسکوپ ۰ را تشکیل می دهد، هش ۲ و ۳ هش ۱ و به همین ترتیب تا آخر ادامه می‌یابد.

مرحله دوم شامل فرآیند استخراج اصلی است که در طی آن یک ماینر عدد یک اسکوپ را محاسبه می‌کند. به عنوان مثال، اگر یک ماینر فعالیت ماینینگ را آغاز کند و اسکوپ شماره ۳۸ را ایجاد کند، ماینر سپس به اسکوپ شماره ۳۸ از نانس شماره ۱ می‌رود و از داده‌های آن اسکوپ برای محاسبه مقدار مهلت استفاده می‌کند.

این فرآیند برای محاسبه محدوه زمانی مورد نیاز برای نگهداری هر نانس در هارد دیسک ماینر تکرار می‌شود. پس از محاسبه تمام مهلت‌ها، ماینر محدوده زمانی با کمترین محدودیت را انتخاب می‌‌کند.

یک محدوده زمانی نشان‌دهنده مدت زمانی (بر حسب ثانیه) است که باید از زمان ایجاد آخرین بلاک قبل از اینکه ماینر مجاز به ایجاد بلاک جدید باشد بگذرد. اگر هیچ کس دیگری در این مدت بلاکی را ایجاد نکرده باشد، ماینر می‌تواند یک بلاک ایجاد کند و به عنوان پاداش، بلاک را مطالبه کند.

به عنوان مثال، اگر ماینر X حداقل مهلت ۳۶ ثانیه‌ای داشته باشد و هیچ ماینر دیگری نتواند بلاک را در ۳۶ ثانیه آینده ایجاد کند، شانس ایجاد بلوک بعدی و دریافت پاداش برای X تضمین می‌شود.

مزایا و معایب اثبات ظرفیت

اثبات ظرفیت دارای چندین مزیت نسبت به سیستم های اثبات کار و اثبات سهام است. همچنین معایب مهمی نیز دارد که در ادامه آن‌‌ها را بررسی می‌کنیم.

مزایا

  • اثبات ظرفیت می‌تواند از هر هارد دیسک معمولی از جمله آن‌هایی که در سیستم‌های مبتنی بر اندروید وجود دارند، استفاده کند.
  • طبق گزارش‌ها، اثبات ظرفیت ۳۰ برابر بیشتر از استخراج بیت‌ کوین با ASIC کارآمدتر است.
  • اثبات ظرفیت نیازی به سخت افزار اختصاصی یا ارتقای مداوم هارد دیسک‌ها ندارد.
  • داده‌های مربوط به استخراج را می‌توان به راحتی پاک کرد و آن درایو را برای هر هدف دیگری مورد استفاده قرار داد.
  • از آنجا که دستگاه‌های حاوی هارد دیسک بسیار زیاد هستند، الگوریتم اثبات ظرفیت نسبت به سایر الگوریتم‌ها پتانسیل بیشتری جهت پذیرش از سوی جامعه دارد  و بسیار غیرمتمرکز است. حتی ممکن است در آینده حافظه‌های تلفن همراه هم به این جریان بپیوندند.

معایب

  • توسعه دهندگان زیادی این سیستم را نپذیرفته‌اند.
  • ممکن است یک بدافزار بر فعالیت‌های استخراج اثر بگذارد.
  • پذیرش گسترده اثبات ظرفیت می‌تواند یک “تب رقباتی” را برای تولید هارد دیسک‌های با ظرفیت بالاتر آغاز کند.
  • با رایج شدن این نوع استخراج، احتمال ورود هکرها به عرصه نیز وجود دارد. در حال حاضر بدافزارها، ماینرهای زیادی در سراسر جهان را آلوده کرده‌اند و گاهاً در روش اثبات کار هم موجب کاهش قدرت پردازشی رایانه‌ها شده‌اند. در الگوریتم اثبات ظرفیت، تشخیص این گونه حملات و اینکه آیا از سخت‌افزار به شکل غیرقانونی استفاده می‌شود، بسیار دشوارتر از سایر الگوریتم‌هاست.

سیا کوین

ایده اولیه سیا (Sia) برای اولین بار از سوی دیوید ووریک (David Vorick) و لوک شامپین (Luke Champine) در سال ۲۰۱۳ مطرح شد. سیا یک پلتفرم ذخیره‌سازی ابری است که بر خلاف سرویس‌های آمازون، اپل و دراپ باکس، از بلاک چین جهت 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 هزینه‌ها می‌شود. در این پلتفرم کاربران برای کلیه خدمات موجود، از ارز سیا کوین (SC) استفاده می‌کنند.

برست کوین

برست کوین (Burstcoin)، رمزارز و بلاک چینی غیرمتمرکز است که بر اساس الگوریتم اثبات ظرفیت در سال ۲۰۱۴ شروع به کار کرد. تیم این پروژه قصد دارد موارد استفاده مختلفی، از جمله راهکارهای پرداخت، قراردادهای هوشمند، جمع‌آوری داده و پیام‌های تصادفی را در دست بررسی قرار دهد. با وجود اینکه امروزه رمز ارزهای زیادی از اثبات ظرفیت استفاده نمی‌کنند، برست‌ کوین یک نوآوری شایسته برای آزمایش قابلیت‌های اثبات ظرفیت محسوب می‌شود.

چیا

شبکه چیا (chia) را برای اولین بار در سال ۲۰۱۷ بنیانگذار شبکه بیت‌تورنت (Bitorent)، برام کوئِن (Bram Cohen) راه‌اندازی کرد. از اصلی‌ترین اهداف این شبکه می‌توان به تبدیل فرآیند استخراج به فعالیتی قابل دسترس برای همگان با حداقل ضرر برای محیط زیست، اشاره کرد. یکی از اهداف چیا، استفاده از رمز ارز بومی خود، چیا کوین، به عنوان پاداش ماینرها است. این ارز دیجیتال قابل استخراج می‌باشد و کاربران این شبکه در ازای اختصاص فضای خالی هارد دیسک خود، آن را پاداش می‌گیرند.

استورج

استورج (Storj) همانند 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 (نام دیگر ماینر‌های صنعتی) است که به آن‌ها در ازای اجاره فضای هارد دیسک و پهنای باند اضافی خود، پاداش می‌دهد. در حال حاضر ارزش بازار استورج با فاصله بسیار زیادی کمتر از سیا کوین است.

سخن آخر

الگوریتم اثبات ظرفیت یکی از جذاب‌ترین روش‌های ماینینگ محسوب می‌شود. این روش نه تنها موجب تجدیدنظر درخصوص نحوه استخراج ماینرها در سال‌های اخیر شده، بلکه راه‌حلی است که بسیاری آن را برای محیط‌ زیست مفید می‌دانند. این روش منجر به تمرکززدایی قدرت ماینرها و همچنین کاهش مصرف انرژی آن‌ها می‌شود. و از آنجایی که هنوز مانند سایر الگوریتم‌ها مورد استقبال گسترده قرار نگرفته‌، تنها گذر زمان نشان می‌دهد که آیا روزی جایگزین اثبات کار یا اثبات سهام خواهد شد یا خیر.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.