الگوریتم اثبات ظرفیت: سبزترین الگوریتم اجماع

آیا رمزارز واقعاً همیشه سبز می شود؟ الگوریتم اثبات ظرفیت را بیشتر بشناسید.

همانطور که تغییرات آب و هوایی آشکارتر می شود، ما باید ردپای کربن خود را کنترل و محدود کنیم. 

بلاک چین‌ها می‌توانند مقادیر زیادی انرژی – بسته به نوع الگوریتم اجماع مورد استفاده – مصرف کنند و این به محیط زیست فشار وارد می‌کند. الگوریتم اجماع اثبات ظرفیت (PoC) مزایای سایر گزینه‌های الگوریتم را بدون مصرف انرژی بالا ترکیب می‌کند. بنابراین به نظر می رسد که ما به سبزترین الگوریتم اجماع تاکنون رسیده ایم. 

اثبات ظرفیت چیست؟ 

PoC که به عنوان اثبات فضا نیز شناخته می شود، نوعی اجماع است که در آن با ارائه فضای حافظه به ارائه دهندگان خدمات، علاقه خود را به یک سرویس نشان می دهید. این مدل به شما این امکان را می دهد که به عنوان یک ماینر، فضای آزاد دیسک خود را با ارز دیجیتال از طریق یک شبکه غیرمتمرکز مبادله کنید. این یک سرویس quid pro quo را ارائه می دهد، بنابراین هر چه فضای بیشتری داشته باشید، احتمال بیشتری برای دریافت پاداش استخراج خواهید داشت. 

PoC نسبت به مدل های دیگر مصرف انرژی کمتری دارد زیرا فقط از اندازه حافظه آزاد شما برای تأیید بلوک ها استفاده می کند. جای تعجب نیست که این مکانیسم به عنوان یک جایگزین سبزتر برای الگوریتم های مکانیزم اجماع قبلی، مانند اثبات کار (PoW) پشتیبانی می شود. 

الگوریتم اثبات ظرفیت چگونه کار می کند؟ 

تصور کنید که برای یک تست کامپیوتری با لیستی از پاسخ های ممکن روی هارد دیسک بروید. هرچه هارد دیسک شما بزرگتر باشد، پاسخ های بیشتری می توانید ذخیره کنید. و هرچه پاسخ‌های بیشتری در دسترس باشد، احتمال بیشتری وجود دارد که پاسخ‌های صحیح لازم برای آزمون ACE را دریافت کنید. این سوالات آزمون مشابه مشکلات هش کردن داده‌ها است که استخراج‌کنندگان PoC حل می‌کنند، در حالی که پاسخ‌ها نمودارهایی هستند که روی هارد دیسک‌ها ذخیره می‌شوند. 

زمان‌های بلاک در اثبات ظرفیت کوتاه است – فقط حدود چهار دقیقه در هر بلوک، برخلاف ده دقیقه در هر بلوک برای بیت‌کوین. این بدان معنی است که راه حل های مشکلات پیچیده معدن باید از قبل “طرح” شود تا با زمان مواجه شود. 

پاداش های بلاک هدف نهایی برخورد با بلاک چین است و الگوریتم PoC برای این کار از دو مرحله استفاده می کند: رسم و استخراج. 

نقشه کشی هارد دیسک 

هر ماینر بلاک چین به دنبال یک nonce است – یک عدد رمزگذاری شده منحصر به فرد چهار بایتی که برای تأیید اطلاعات جاسازی شده در یک بلوک استفاده می شود که فقط یک بار استفاده می شود (nonce مخفف “numbered used once” است). حتی قبل از اینکه ماینینگ به درستی شروع شود، تمام مقادیر nonce ممکن از طریق رسم بر روی هارد دیسک کامپایل می شوند. 

هر nonce رسم شده دارای 8192 هش است که از 0 تا 8191 شروع می شود. همه 8192 هش در اسکوپ‌ها جفت می‌شوند، که در استخراجی که بعدا انجام خواهد شد، نقش مهمی دارند. این نونس ها توسط گره هایی ایجاد می شوند که به طور مکرر داده ها را هش می کنند. این تنها بخش مصرف کننده انرژی از این مکانیسم اجماع است. در مقایسه با سایر مکانیسم های الگوریتم اثبات، به انرژی بسیار کمی (حدود 4 وات) نیاز دارد. 

استخراج بلوک 

در جنبه ماینینگ مکانیزم PoC، از اسکوپ ها برای محاسبه یک مقدار ضرب الاجل استفاده می شود، که حداکثر زمانی است که باید قبل از تولید بلوک دیگر بگذرد. هرچه مهلت کوتاه‌تر باشد، احتمال جعل یک بلوک و دریافت پاداش توسط گره بیشتر است. 

به عنوان مثال، شما با یک مقدار ضرب الاجل 20 ثانیه مواجه می شوید. اگر هیچ شرکت کننده دیگری نتواند مهلت 20 ثانیه ای شما را پشت سر بگذارد، می توانید بلوک را جعل کنید و جایزه را دریافت کنید. 

استخراج بلوک نیازی به مصرف انرژی ندارد و مکانیزم PoC را بسیار سبزتر از سایر جایگزین‌های الگوریتم مکانیسم اجماع می‌کند. 

5 مزیت اثبات ظرفیت نسبت به سایر روش های استخراج 

اثبات ظرفیت در حال حاضر مورد توجه زیادی قرار گرفته است زیرا بهترین ویژگی های مدل های الگوریتم اجماع قبلی را ترکیب می کند و در عین حال سازگار با محیط زیست است. 

1. مصرف کم انرژی 

با الگوریتم اجماع PoC، مصرف انرژی را می توان تا 96٪ کاهش داد. استفاده از این مدل گامی در جهت درست در پیگیری شیوه های استخراج و محاسبات سبزتر و پاک تر است. 

2. کم تعمیر و نگهداری و مقرون به صرفه 

هنگام استفاده از مکانیزم اثبات ظرفیت، نیازی به ابزارهای گران قیمت نیست. هر هارد دیسک معمولی کار می کند، و شما نیازی به نگرانی در مورد ارتقاء هارد دیسک به صورت دوره ای نخواهید داشت. این به آسانی استخراج از حافظه گوشی اندرویدی شماست. 

3. شبکه غیرمتمرکز 

از آنجایی که اکثراً همه دارای نوعی هارد دیسک هستند، PoC بسیار غیرمتمرکز است. این یک مزیت قابل توجه نسبت به مدل الگوریتم PoW است. 

4. زمان استخراج کوتاهتر 

با استفاده از الگوریتم PoC، می‌توانید یک بلوک را در کمتر از چهار دقیقه جمع‌آوری کنید، در حالی که می‌توانید ده دقیقه با استفاده از الگوریتم PoW وقت بگذارید. 

5. فضای قابل استفاده مجدد 

اگر می‌خواهید علایق دیگری را دنبال کنید، می‌توانید به راحتی تمام داده‌های ماینینگ موجود در حافظه پنهان روی هارد دیسک خود را پاک کنید و دوباره از آن برای موارد دیگر استفاده کنید. فضای ذخیره سازی برای استفاده در اختیار شماست. 

4 محدودیت های اثبات ظرفیت 

با تمام مزایای الگوریتم PoC، در مقایسه با سایر جایگزین های الگوریتم مکانیسم اجماع، دارای چند اشکال است. 

1. امنیت کمتر 

با افزایش استخراج، بدافزار استخراج نیز افزایش می یابد. یک الگوریتم وابسته به فضا مانند PoC به دلیل استفاده از فضای زیاد، در معرض بدافزار است، که بیشتر آنها برای فایل‌های عجیب و غریب نظارت نمی‌شوند. 

علاوه بر این، فضای خالی فراوان در درایوهای مورد استفاده برای کش کردن داده های هش کردن، تشخیص بدافزار را حتی دشوارتر می کند. 

2. از احتکار کننده های فضایی حمایت می کند 

الگوریتم اثبات ظرفیت به نفع کسانی است که فضای دیسک بزرگتری دارند. با اضافه شدن ماینرهای بیشتری به شبکه، فضای ذخیره سازی بیشتری مورد نیاز است. مردم می توانند به راحتی شروع به خرید درایوهای عظیم برای استخراج بخش بزرگی از ارز دیجیتال کنند. اگر اندازه درایوهای کوچکتری داشته باشید، این ماینینگ را بسیار دشوارتر می کند. 

3. دسترسی محدود 

فقط تعداد کمی از توسعه دهندگان از الگوریتم PoC استفاده می کنند، برخلاف الگوریتم اجماع PoW. 

4. مسائل فنی 

مسائل فنی در رابطه با الگوریتم‌های PoC می‌توانند اشکال مختلفی داشته باشند. به عنوان مثال، اگر یک گره از شبکه خارج شود، بازسازی فایل‌های نمودار زمان زیادی طول می‌کشد، و در رقابت با زمان، این امر مضر است. 

Proof of Capacity vs. Proof of Work & Proof of Stake 

الگوریتم های اثبات ظرفیت از فضای ذخیره سازی روی هارد دیسک ها به عنوان منبعی برای استخراج یا اعتبار سنجی در ازای توکن های شبکه در یک شبکه غیرمتمرکز استفاده می کنند. این مزیت‌های مدل‌های PoW و اثبات سهام (PoS) را بدون جنبه‌های منفی هر یک از روش‌ها فراهم می‌کند. 

الگوریتم‌های اجماع PoW کند هستند و به قدرت محاسباتی فوق‌العاده‌ای مانند مدارهای مجتمع ویژه برنامه (ASIC) نیاز دارند. الگوریتم‌های PoS از ریسک‌های تمرکز بالا و نیاز شرکت‌کنندگان به ارائه سپرده‌های اولیه رنج می‌برند. 

اگرچه محبوبیت کمتری نسبت به الگوریتم‌های اجماع PoW و PoS دارد، اما PoC مشکل ذخیره ارزهای دیجیتال در PoS را برطرف می‌کند و انرژی محاسباتی بالای مورد استفاده در PoW را تا حد زیادی کاهش می‌دهد. 

کدام ارزهای دیجیتال از مدرک ظرفیت استفاده می کنند؟ 

اگرچه الگوریتم اثبات ظرفیت نسبتاً جدید است، در حال حاضر اعمال و اصلاح شده است: 

انفجار 

قبل از اینکه در سال 2021 به Signum تغییر نام داد، Burst پیشگام سازوکار اثبات ظرفیت بود. این شامل استفاده از هارد دیسک های مقرون به صرفه و معمولی است که به طور متوسط ​​از انرژی کمتر از 4 وات استفاده می کنند. مصرف انرژی Burst با استفاده از ASIC های تخصصی که می توانند به طور متوسط ​​1400 وات مصرف کنند، پایدارتر از بیت کوین بود. 

Burst که اکنون Signum نامیده می شود، به الگوریتم اجماع اثبات تعهد (POC+) تبدیل شده است که سطح پیشرفته ای از مدل PoC است. Signum می تواند برای جمع سپاری، پرداخت ها، قراردادهای رمزنگاری و پیام های رمزگذاری شده استفاده شود. 

SpaceMint 

مکانیسم اثبات فضای مورد استفاده برای استخراج رمزارز SpaceMint پیشنهادی از یک فرمت غیر تعاملی استفاده می‌کند. در نتیجه، شرکت کنندگان در اینجا باید یک نمودار سخت به سنگریزه ایجاد کنند، یک راس بسیار به هم پیوسته که در محاسبه هش ها استفاده می شود. این آن را از سایر کاربردهای الگوریتم اثبات ظرفیت متمایز می کند. 

شبکه چیا 

شبکه Chia یکی از محبوب ‌ترین برنامه‌های الگوریتم اثبات ظرفیت (PoC) است. چیا یک پلتفرم مبتنی بر بلاک چین است که برای ایجاد فضای ذخیره سازی غیرمتمرکز و توزیع شده ایمن تر، قابل اعتمادتر و مقرون به صرفه تر طراحی شده است. چیا الگوریتم PoC را برای ایجاد یک شبکه توزیع شده از دستگاه های ذخیره سازی، معروف به مزارع، که داده ها را ذخیره و ایمن می کند، پیاده سازی کرده است. در واقع، Chia باعث افزایش جهانی قیمت ذخیره‌سازی در زمان عرضه شد! 

 با این حال، Chia به دلیل پتانسیل آن برای خراب کردن هارد دیسک ها با بحث و جدل مواجه شده است. این با تولید نمودارهای داده روی درایو کار می کند که فضای زیادی را اشغال می کند، که اگر به درستی نظارت و نگهداری نشود، به طور بالقوه می تواند آسیب جدی به سخت افزار وارد کند. این باعث شده است که برخی از کاربران امنیت شبکه و پایداری مدل PoC آن را زیر سوال ببرند. 

با وجود این، به نظر نمی رسد که سایر برنامه های کاربردی PoC موجود هیچ مشکلی در ارتباط با آسیب هارد دیسک نداشته باشند. به عنوان مثال، در حالی که Burstcoin از هارد دیسک ها برای ذخیره داده ها استفاده می کند، نمودارهای بزرگی از داده ها را تولید نمی کند که به طور بالقوه می تواند به سخت افزار آسیب برساند. به این ترتیب، به نظر می رسد که PoC هنوز یک الگوریتم اجماع قابل دوام است که می تواند بدون آسیب رساندن به هارد دیسک پیاده سازی شود. 

آینده بلاک چین سبز است 

دنیای محاسبات و رمزارز شروع به درک اهمیت آگاهی از محیط زیست کرده است. با ظهور الگوریتم مکانیسم اجماع اثبات ظرفیت، ما می‌توانیم از روش ساده‌تر، سریع‌تر و سبزتر استخراج اطمینان حاصل کنیم – احتمالاً سبزترین روش تا کنون.