این مقاله استخراج از طریق مکانیسم اجماع را توضیح می دهد اثبات ظرفیت یا امکان استفاده از فضای خالی روی هارد دیسک برای استخراج توکن های رایگان. در حالی که اکثر توکن ها هنگام تولید بلاک ها از اثبات کار یا اثبات سهام استفاده می کنند، برخی از ارزهای دیجیتال مانند Burstcoin از اثبات ظرفیت استفاده می کنند. استفاده از اثبات ظرفیت هنوز فراگیر نشده است و با کاربردهای بیشتر می توان مزایا و معایب بیشتری برای آن پیدا کرد، اما یک چیز مسلم است که این الگوریتم تاثیر کمتری بر محیط زیست نسبت به الگوریتم اثبات کار دارد. از نظر مصرف مواد اولیه برای سخت افزار معدن و از نظر مصرف انرژی. ابتدا برای درک نحوه عملکرد اثبات ظرفیت، باید توضیح مختصری در مورد فرآیند هش و الگوریتم اثبات کار ارائه دهیم.
هش کردن
هم اثبات کار و هم اثبات ظرفیت نیاز به استفاده از توابع هش دارند. تابع هش یک تابع یک طرفه است، به این معنی که قرار دادن اطلاعات و محاسبه هش آسان است، اما به دست آوردن هش و تعیین اطلاعات اصلی بسیار دشوار است. به طور کلی ورودی می تواند هر اطلاعاتی باشد و خروجی یک رشته الفبایی یا لیستی از اعداد و حروف باشد. به عنوان مثال، اگر کلمه “سگ” را در تابع هش SHA-256 استفاده شده توسط بیت کوین قرار دهید، خروجی این خواهد بود:
cd6357efdd966de8c0cb2f876cc89ec74ce35f0968e11743987084bd42fb8944
اما اگر فقط یک حرف اضافه کنید و کلمه “doge” را وارد کنید، هش تبدیل می شود:
c4e793c81ee40370d827d0cbe748d246cffca2cbe959383edf0976d041ece9e5
محاسبه این نتایج یک مثال بود، اما اکنون می‌توانید نتیجه بگیرید که دریافت این هش‌ها و تعیین ورودی اصلی از آنها تقریباً غیرممکن است.
الگوریتم اثبات کار
اثبات کار مشابه اثبات ظرفیت است، اما به تجهیزات گران قیمت و تخصصی نیاز دارد. هنگامی که استخراج ارزهای دیجیتال را با استفاده از Proof of Work انجام دادید، دیگر نمی توانید کاربردهای دیگری برای سخت افزار استخراج خود پیدا کنید. اثبات کار نیز بسیار پر سر و صدا است و نیاز به انرژی زیادی دارد که باعث ساییدگی و پارگی دستگاه ها می شود و باعث می شود که آنها به تعمیر یا تعویض منظم نیاز داشته باشند.
این بخش اثبات کار را خلاصه می کند:
• ماینرها تراکنش ها را جمع آوری کرده و در یک بلوک قرار می دهند.
• تمام داده های موجود در بلوک که شامل هش بلوک قبلی است از طریق یک تابع هش برای تولید یک مقدار هش جدید منتقل می شود.
• ماینرها به سرعت سعی می کنند یک عدد را در هدر بلوک تغییر دهند تا مقدار هش صحیح را پیدا کنند.
• اولین ماینری که مقدار هش صحیح را پیدا می کند، بلوک را به بقیه شبکه منتقل می کند و سایر ماینرها قبل از کار بر روی بلوک بعدی تراکنش ها را تأیید می کنند.
توضیح مختصر اثبات صلاحیت
به جای تغییر مداوم اعداد در هدر بلوک و هش کردن برای یافتن راه حل، اثبات ظرفیت شامل ثبت هارد دیسک شما برای محاسبه و ذخیره راه حل های احتمالی در رایانه قبل از شروع استخراج است. برخی از راه حل ها سریعتر از راه حل های دیگر هستند. اگر هارد دیسک شما سریع ترین راه حل را برای آخرین پازل بلوک داشته باشد، شما برنده آن بلوک هستید.
الگوریتم استخراج برای محاسبات بلادرنگ بسیار پیچیده است و زمان تشکیل بلوک بسیار کوتاه است (به طور متوسط 1 بلوک در هر 4 دقیقه)، بنابراین راه حل ها باید زودتر روی هارد دیسک ذخیره شوند. در نهایت، هرچه راه‌حل‌های بیشتری که «طرح‌ها» نیز نامیده می‌شوند، روی هارد دیسک خود داشته باشید، شانس بیشتری برای داشتن بهترین راه‌حل برای آخرین پازل دارید.
به عنوان مثال، تصور کنید هارد دیسک خود را با بلیط های قرعه کشی پر کنید، و سپس زمانی که یک عدد تصادفی تولید می شود، بررسی کنید که چه کسی بیشترین اعداد را دارد. اگر بیشترین تعداد را داشته باشید، یک جایزه دریافت می کنید. بهترین بخش این است که شما باید پس از تولید هر بلوک به طور مداوم از این بلیط های قرعه کشی استفاده کنید.
جزئیات بیشتر در مورد اثبات ظرفیت
اثبات ظرفیت شامل دو بخش است: نوشتن یا ترسیم هارد دیسک و در واقع استخراج بلوک ها. بسته به اندازه هارد دیسک شما، ممکن است روزها یا حتی هفته ها طول بکشد تا فایل های گرافیکی منحصر به فرد خود را ایجاد کنید. در طراحی از یک تابع هش بسیار آهسته به نام “شبال” استفاده شده است. این با تابع هش SHA-256 که استخراج کنندگان بیت کوین به سرعت از آن استفاده می کنند متفاوت است. از آنجایی که محاسبه هش های Chabal دشوار است، از قبل محاسبه شده و روی هارد دیسک ذخیره می شوند. این فرآیند به نام ثبت یا ترسیم هارد دیسک شناخته می شود.
هنگام ثبت یک هارد دیسک، همچنین به عنوان ایجاد یک فایل گرافیکی، چیزی به نام nonce ایجاد می کنید. Nonces با هش کردن مکرر داده ها از جمله شناسه حساب شما ایجاد می شود. هر چه فضای هارد دیسک بیشتری را برای طراحی در نظر بگیرید، بیشتر می توانید صرفه جویی کنید. یک nonce حاوی 8192 هش است. این 8192 هش در جفت هایی که به عنوان محدوده شناخته می شوند سازماندهی شده اند. به هر محدوده یک عدد از 0 تا 4095 اختصاص داده شده است.
در حین استخراج، شما یک عدد محدوده بین 0 تا 4095 را محاسبه می کنید. فرض کنید محاسبه شما یک عدد محدوده 50 را به شما می دهد. سپس باید به محدوده 50 از nance 1 بروید و از داده های آن محدوده برای محاسبه مقدار زمانی به نام مهلت استفاده کنید. شما این فرآیند را برای تمام ابزارهای مالی که روی هارد خود دارید تکرار می کنید و پس از محاسبه تمام مهلت ها، حداقل را انتخاب می کنید.
مهلت زمانی در واقع “تعداد ثانیه هایی است که باید از آخرین بلوک ایجاد شده بگذرد تا به شما اجازه ایجاد یک بلوک جدید داده شود. اگر کسی در این مدت بلوکی ایجاد نکرده است، می توانید یک بلوک ایجاد کنید و پاداش بلاک را دریافت کنید. به عنوان مثال، وقتی ماین می‌کنید، حداقل 40 ثانیه محدودیت زمانی دارید. اگر کسی نتواند در 40 ثانیه آینده یک بلوک بسازد، به شما فرصتی داده می‌شود که یک بلوک جدید بسازید و پاداش بلاک را دریافت کنید.
مزایا و معایب اثبات اهلیت قانونی
مزایای
- شما همچنین می توانید از هارد دیسک های معمولی برای استخراج استفاده کنید و برخلاف آنچه که برای بیت کوین صادق است، سایر ماینرها با خرید تجهیزات تخصصی مانند ASIC برتری نسبت به دیگران ندارند.
- استفاده از هارد دیسک 30 برابر کمتر از استخراج مبتنی بر ASIC انرژی مصرف می کند.
- اثبات ظرفیت بیشتر غیرمتمرکز است زیرا همه یک هارد دیسک دارند. حتی می توانید از هارد دیسک گوشی اندرویدی خود برای طوفان فکری استفاده کنید.
- ماینرها مجبور نیستند دائما تجهیزات خود را ارتقا دهند. هارد دیسک های قدیمی می توانند به اندازه هارد دیسک های جدید اطلاعات ذخیره کنند.
- پس از اتمام استخراج، می توانید هارد دیسک خود را فرمت کرده و از آن برای هدف اصلی خود استفاده کنید.
معایب
- محبوبیت استخراج اثبات ظرفیت ممکن است منجر به رقابت دیگری برای تولید و خرید هارد دیسک های با ظرفیت بالاتر شود که در نهایت باعث افزایش قیمت هارد دیسک ها می شود. امروزه مردم از هارد دیسک های ترابایتی استفاده می کنند، اما این ظرفیت ها ممکن است در نهایت به پتابایت، اگزابایت و زتابایت برسد.
- اثبات ظرفیت یک فناوری نسبتاً جدید است و در دنیای واقعی به طور جدی آزمایش و به چالش کشیده نشده است.
- در حال حاضر، اطلاعاتی که روی هارد دیسک نوشته می شود، به جز برای اهداف بازیابی، فایده ای ندارد. با این حال، برنامه‌هایی وجود دارند که هارد دیسک‌ها به عنوان فضای ذخیره‌سازی اضافی برای اطلاعات منبع باز مهم عمل می‌کنند. هارد دیسک‌ها می‌توانند نقشه‌ها، مقالات ویکی‌پدیا یا سایر اطلاعاتی که ارزش نگهداری دارند را ذخیره کنند.
- بدافزار در حال حاضر در حال استخراج بیت کوین در رایانه افراد است. اگر اثبات ظرفیت عادی شود، ممکن است بدافزاری را مشاهده کنید که از هارد دیسک افراد برای طراحی استفاده می کند. تفاوت اصلی این است که احتمالاً متوجه نمی شوید که مقداری از فضای هارد دیسک شما را اشغال می کند.
چند نمونه از الگوریتم اثبات ظرفیت برای ارزهای دیجیتال
Burstcoin
Burstcoin اولین ارز دیجیتالی است که از اثبات ظرفیت استفاده می کند. آنها یک تیم توسعه فعال و برنامه های بزرگ برای آینده دارند. آنها حتی توجه جان مک‌آفی، علاقه‌مند به ارزهای دیجیتال را به خود جلب کردند. Brest یک پلتفرم متن باز غیرمتمرکز است که افراد، شرکت ها و موسسات مالی را به هم متصل می کند و به شما امکان می دهد ارزش را – طبق قوانین خودتان – در یک دفتر کل مقیاس پذیر و سازگار منتقل کنید.
فایل کوین
Filecoin یک شبکه ذخیره سازی غیرمتمرکز است که ذخیره سازی ابری را به یک بازار الگوریتمی تبدیل می کند. بازار توسط یک بلاک چین با یک توکن پروتکل بومی به نام «Filecoin» که استخراج‌کنندگان با ارائه فضای ذخیره‌سازی به مشتریان به دست می‌آورند، تامین می‌شود. از سوی دیگر، مشتریان از FileCoin برای استخدام ماینرها برای ذخیره یا توزیع داده ها استفاده می کنند.
همانند بیت‌کوین، استخراج‌کنندگان فایل‌کوین برای استخراج بلاک‌ها با یکدیگر رقابت می‌کنند، اما قدرت استخراج فایل‌کوین متناسب با ذخیره‌سازی فعال است که مستقیماً خدمات مفیدی را به مشتریان ارائه می‌دهد (برخلاف استخراج‌کنندگان بیت‌کوین، که کاربردشان به حفظ توافق برای بلاک‌ها محدود می‌شود). این یک انگیزه قوی برای ماینرها ایجاد می کند تا فضای ذخیره سازی را تا حد امکان فراهم کنند و آن را به مشتریان اجاره دهند.
شبکه با تکثیر و پراکندگی محتوا به انعطاف‌پذیری دست می‌یابد در حالی که به‌طور خودکار خطاهای تکرار را شناسایی و تصحیح می‌کند. مشتریان می توانند پارامترهای تکرار را برای محافظت در برابر مدل های مختلف تهدید انتخاب کنند. پروتکل شبکه ذخیره سازی ابری همچنین امنیت را فراهم می کند زیرا محتوا در سیستم های مشتری رمزگذاری شده است، در حالی که ارائه دهندگان ذخیره سازی به کلیدهای رمزگشایی دسترسی ندارند. Filecoin به عنوان یک لایه انگیزشی در این سیستم ذخیره سازی عمل می کند که می تواند زیرساختی را برای ذخیره هر داده ای فراهم کند. به ویژه برای تمرکززدایی داده ها، ایجاد و اجرای برنامه های کاربردی توزیع شده و اجرای قراردادهای هوشمند مفید است.
BTC (BHD)
BHD یک ارز دیجیتال جدید است که بر اساس مکانیسم CPoC (ثابت مشروط ظرفیت) ساخته شده است. با استفاده از هارد دیسک به عنوان یک شرکت کننده اجماع، می تواند مصرف انرژی و موانع ورود به شبکه را به میزان قابل توجهی کاهش دهد و استخراج ارز دیجیتال را ایمن تر، غیرمتمرکزتر و قابل استفاده برای همه کند. BHD ارزش منحصر به فرد خود را از طریق ریاضی و کد ایجاد می کند.
استورج
در واقع، Storj یک ارز دیجیتال اثبات ظرفیت معمولی نیست، بلکه هزینه استفاده از ظرفیت و پهنای باند اضافی هارد دیسک شما را پرداخت می کند. آنها ظرفیت و پهنای باند استفاده نشده هارد دیسک را از سراسر جهان اجاره می کنند و شبکه فعلی آنها دارای گره های ذخیره سازی فعال در تمام قاره ها است.
چیا
عملکرد هدف چیا هر کاری را که می توانید با حساب بانکی انجام دهید، اما بهتر و بدون نیاز به بانک انجام می دهد. معاملات در این پلتفرم آسان، امن و هوشمند است. استخراج چیا از نظر مصرف انرژی بسیار موثر و گسترده است. برخلاف استخراج ارزهای دیجیتال سنتی که کند، فشرده و متمرکز است.
نتیجه
در این مقاله به معرفی مفهوم استخراج از طریق اثبات اجماع ظرفیت پرداختیم. اثبات ظرفیت یک راه حل جالب برای مشکلات در الگوریتم های اثبات کار اجماع است. این منجر به افزایش تمرکززدایی قدرت استخراج و کاهش مصرف انرژی می شود. نمی توان به طور قطع گفت که این الگوریتم یک الگوریتم اثبات شده است، زیرا به طور گسترده توسط پلتفرم های مختلف آزمایش و پیاده سازی نشده است و به اصطلاح هنوز تست خود را 100 درصد پس نداده است. تنها زمان نشان خواهد داد که اثبات ظرفیت چقدر موثر خواهد بود و آیا به الگوریتم جدید برای الگوریتم‌های اجماع تبدیل خواهد شد یا خیر.
