إثبات العمل (PoW)

بدأت شبكة إيثريوم باستخدام آلية إجماع تضمنت إثبات العمل (PoW). سمح هذا لعقد شبكة إيثريوم بالاتفاق على حالة جميع المعلومات المسجلة على blockchain إيثريوم ومنع أنواع معينة من الهجمات الاقتصادية. ومع ذلك، أوقف إيثريوم إثبات العمل في عام 2022 وبدأ في استخدام إثبات الحصة بدلاً من ذلك.

المتطلبات الأساسية

لفهم هذه الصفحة بشكل أفضل، نوصي بأن تقرأ أولاً عن المعاملات والكُتل(/developers/docs/blocks/) وآليات التواف(/developers/docs/consensus-mechanisms/).

ما هو إثبات العمل (PoW)؟

إجماع ناكاموتو، الذي يستخدم إثبات العمل، هو الآلية التي سمحت في السابق لشبكة إيثريوم اللامركزية بالتوصل إلى إجماع (أي موافقة جميع العقد) على أشياء مثل أرصدة الحسابات وترتيب المعاملات. وقد منع هذا المستخدمين من "الإنفاق المزدوج" لعملاتهم، وضمن أن سلسلة الإيثريوم كانت صعبة للغاية للهجوم أو التلاعب بها. تأتي خصائص الأمان هذه الآن من إثبات الحصة باستخدام آلية الإجماع المعروفة باسم جاسبر.

إثبات العمل والتنقيب

إثبات العمل هو الخوارزمية الأساسية التي تحدد صعوبة وقواعد العمل الذي يقوم به عمال المناجم على سلاسل إثبات العمل. أما التعدين فهو "العمل" نفسه. ويعني إضافة كتل صالحة إلى السلسلة. وهذا مهم لأن طول السلسلة يساعد الشبكة على اتباع الشوكة الصحيحة لسلسلة الكتل. كلما زاد حجم "العمل" المنجز، كانت السلسلة أطول وعدد الكتلة أعلى، وكانت الشبكة متأكدة أكثر من حالة الأمور الراهنة.

المزيد عن التنقيب

كيف يعمل إثبات العمل الخاص بـ إيثريوم؟

تتم معالجة معاملات إيثريوم في كتل. في عملة إيثريوم التي تعمل بإثبات العمل والتي تم إيقاف استخدامها الآن، تحتوي كل كتلة على:

• صعوبة الكتلة - على سبيل المثال: 3,324,092,183,262,715
• تجزئة مختلطة (mixHash) – على سبيل المثال: 0x44bca881b07a6a09f83b130798072441705d9a665c5ac8bdf2f39a3cdf3bee29
• الرقم الخاص (nonce) – على سبيل المثال: 0xd3ee432b4fb3d26b

كانت بيانات الكتلة هذه مرتبطة بشكل مباشر بإثبات العمل.

العمل في إثبات العمل

يتطلب بروتوكول إثبات العمل، إيثاش، من عمال المناجم الخضوع لسباق مكثف من التجربة والخطأ للعثور على nonce للكتلة. لا يمكن إضافة سوى الكتل التي تحتوي على nonce صالح إلى السلسلة.

عند التسابق لإنشاء كتلة، يضع أحد عمال المناجم مجموعة بيانات بشكل متكرر، والتي لا يمكن الحصول عليها إلا من خلال تنزيل وتشغيل السلسلة الكاملة (كما يفعل عامل المناجم)، من خلال دالة رياضية. تم استخدام مجموعة البيانات لإنشاء mixHash أسفل هدف تم تحديده بواسطة صعوبة الكتلة. والطريقة الفضلى لتحقيق ذلك هي من خلال التجربة والخطأ.

حددت الصعوبة هدف التجزئة. فكلما قلّ الهدف، صغُرت مجموعة التجزئات الصالحة. بمجرد إنشائها، كان من السهل بشكل لا يصدق بالنسبة للمعدنين الآخرين والعملاء التحقق منها. حتى لو تغيرت معاملة واحدة، فإن التجزئة ستكون مختلفة تمامًا، مما يشير إلى حدوث احتيال.

تسهّل التجزئة اكتشاف الاحتيال. لكن عملية إثبات العمل كانت أيضًا بمثابة رادع كبير لمهاجمة السلسلة.

إثبات العمل والأمان

تم تحفيز عمال المناجم للقيام بهذا العمل على سلسلة إيثريوم الرئيسية. لم يكن هناك حافز كبير لمجموعة فرعية من عمال المناجم لبدء سلسلة خاصة بهم - فهذا يقوض النظام. كما أن سلاسل الكتل تعتمد على وجود حالة واحدة كمصدر للحقيقة.

وكان هدف إثبات العمل هو توسيع السلسلة. كانت السلسلة الأطول هي الأكثر مصداقية لأنها كانت تحتوي على أكبر قدر من العمل الحسابي لتوليدها. في نظام إثبات العمل الخاص بـ إيثريوم، كان من المستحيل تقريبًا إنشاء كتل جديدة تمحو المعاملات، أو تنشئ معاملات مزيفة، أو تحافظ على سلسلة ثانية. يرجع ذلك إلى أن عامل التعدين الخبيث كان سيحتاج دائمًا إلى حل كتلة nonce بشكل أسرع من أي شخص آخر.

لإنشاء كتل خبيثة وصحيحة باستمرار، كان من الضروري أن يستخدم عامل التعدين الخبيث أكثر من 51% من قوة التعدين في الشبكة للتغلب على أي شخص آخر. تتطلب هذه الكمية من "العمل" قدرًا كبيرًا من قوة الحوسبة باهظة الثمن، وقد تكون الطاقة المستهلكة أكبر من المكاسب المحققة من الهجوم.

اقتصاديات إثبات العمل

وكان إثبات العمل أيضًا مسؤولاً عن إصدار عملة جديدة في النظام وتحفيز عمال المناجم على القيام بالعمل.

منذ ترقية القسطنطينية، حصل المُعدِّنون الذين نجحوا في إنشاء كتلة على مكافأة قدرها اثنان من عملات ETH المسكوكة حديثًا وجزء من رسوم المعاملات. كما تم تعويض كتل Ommer بمقدار 1.75 ETH. كانت كتل Ommer عبارة عن كتل صالحة تم إنشاؤها بواسطة عامل منجم عمليًا في نفس الوقت الذي أنشأ فيه عامل منجم آخر الكتلة الأساسية، والتي تم تحديدها في النهاية من خلال السلسلة التي تم بناؤها أعلى الكتلة الأولى. إن مقاومة هذا النوع من الهجوم أمر ضروري لسلسلة الكتل اللامركزية وتمكن عمال المناجم والمحققين من الحصول على مكافأة متساوية بناءً على الموارد المستخدمة.

النهائية

تكتسب المعاملة "نهائية" على إيثريوم عندما تكون جزءًا من كتلة لا يمكن تغييرها.

نظرًا لأن عمال المناجم يعملون بطريقة لامركزية، فمن الممكن تعدين كتلتين صالحتين في نفس الوقت. وهذا يوجِد تفرّعًا مؤقتًا. في النهاية، أصبحت إحدى هذه السلاسل هي السلسلة المقبولة بعد استخراج الكتل اللاحقة وإضافتها إليها، مما جعلها أطول.

لتعقيد الأمور أكثر، قد لا يتم تضمين المعاملات المرفوضة في الشوكة المؤقتة في السلسلة المقبولة. وهذا يعني أنه يمكن إبطالها. إذاً تشير صفة النهائية إلى الوقت الذي ينبغي أن تنتظره قبل اعتبار معاملةٍ ما دائمة لا رجوع فيها. في ظل إيثريوم إثبات العمل السابق، كلما زاد عدد الكتل التي تم تعدينها فوق كتلة معينة N، زادت الثقة في أن المعاملات في N كانت ناجحة ولن يتم التراجع عنها. الآن، مع إثبات الحصة، أصبح الانتهاء خاصية صريحة، وليست احتمالية، للكتلة.

استخدام الطاقة في إثبات العمل

أحد الانتقادات الرئيسية لإثبات العمل هو كمية الطاقة الناتجة المطلوبة للحفاظ على أمان الشبكة. للحفاظ على الأمان واللامركزية، استهلك الإيثريوم على إثبات العمل كميات كبيرة من الطاقة. قبل وقت قصير من التحول إلى إثبات الحصة، كان مُعدِّنو إيثريوم يستهلكون مجتمعين حوالي 70 تيراواط/ساعة سنويًا (وهو ما يعادل تقريبًا استهلاك جمهورية التشيك - وفقًا لـ digiconomist (opens in a new tab) في 18 يوليو 2022).

الإيجابيات والسلبيات

مقارنة مع إثبات الحصة

على مستوى عالٍ، يكون لإثبات الحصة نفس الهدف النهائي لإثبات العمل: مساعدة الشبكة اللامركزية على الوصول إلى الإجماع بشكل آمن. ولكن ثمة بعض أوجه الاختلاف في العمليات والموظفين:

• يؤدي إثبات الحصة إلى التخلص من أهمية القوة الحسابية لعملة ETH المودعة.
• يستبدل إثبات الحصة عمال المناجم بالمحققين. ويقوم المدققون بتجميد كمية ETH التي يملكونها لتفعيل القدرة على إنشاء كتل جديدة.
• لا يتنافس المدققون على إنشاء الكتل، بل يتم اختيارهم عشوائيًا بواسطة خوارزمية.
• آلية تحديد صفة النهائية أوضح: في بعض نقاط التفتيش، إذا وافق ثلثا المدققين على حالة الكتلة، تعتبر نهائية. ويجب على المدققين أن يراهنوا بكامل حصتهم، لذلك إذا حاولوا التآمر في نهاية المطاف، يخسرون حصتهم بالكامل.

المزيد عن إثبات الحصة

أتريد المزيد من المعلومات المرئية؟

قراءة إضافية

• هجوم الأغلبية (opens in a new tab)
• عن نهائية التسوية (opens in a new tab)

مقاطع فيديو

• شرح تقني لبروتوكولات إثبات العمل (opens in a new tab)

مواضيع ذات صلة

• التنقيب
• إثبات الحصة(/developers/docs/consensus-mechanisms/pos/)
• إثبات السلطة