در حوزه استخراج رمز ارزها، شاهد مفاهیم مختلفی هستیم که هر یک از این مفاهیم اهمیت بسیار زیادی داشته و لازم است تا به منظور استخراج رمز ارزها و ماینینگ به این موارد توجه بسیار زیادی داشته باشید.
در همین راستا در این مطلب قصد داریم تا شما را با الگوریتم اثبات ظرفیت در استخراج آشنا کرده و بیان کنیم که چگونه این الگوریتم توانایی استفاده از فضای خالی روی هارد دیسک را برای استخراج رمز ارزها فراهم می‌کند. پس با ما همراه باشید تا در رابطه با این مسئله بسیار مهم صحبت کرده و همچنین شما را با مزایا و معایب این الگوریتم آشنا کنیم.
مفهوم هش در الگوریتم اثبات ظرفیت در استخراج
به صورت کلی الگوریتم‌های اثبات کار و اثبات ظرفیت هر دو نیاز به استفاده از توابع هش دارند. توابع هش جز توابع یک طرفه به حساب می‌آیند، به این معنا که قرار دادن اطلاعات و محاسبه هش آسان است، اما شکستن کد هش و بازگردانی اطلاعات بدون استفاده از تابع اصلی بسیار سختی خواهد بود. به طور کلی، ورودی توابع هش میتواند شامل هر اطلاعاتی باشد اما خروجی یک تابع شامل رشته است که در آن شاهد اعداد و حروف هستیم.
به عنوان مثال، اگر کلمه Dog را در تابع هش SHA-256 که شاهد استفاده از آن برای رمزنگاری توسط بیت کوین هستیم قرار دهید، خروجی تابع خش بدست آمده به شکل زیر خواهد بود:
cd6357efdd966de8c0cb2f876cc89ec74ce35f0968e11743987084bd42fb8944
اما اگر فقط یک حرف به کلمه قبلی اضافه کنید و کلمه جدید تبدیل به doge شود، هش نهایی تبدیل به عبارت زیر می‌شود:
c4e793c81ee40370d827d0cbe748d246cffca2cbe959383edf0976d041ece9e5
محاسبه این خروجی‌ها فرآیند ساده و بی اهمیتی است اما دریافت این هش‌ها و تعیین مقدار ورودی اصلی کاری تقریبا غیرممکن خواهد بود.
بررسی الگوریتم اثبات کار
یکی از الگوریتم‌های که امروزه از آن در حوزه استخراج رمز ارزها استفاده می‌شود، الگوریتم اثبات کار است. اثبات کار شبیه به الگوریتم اثبات ظرفیت است اما انجام این کار نیازمند به تجهیزات گران قیمت و تخصصی نیاز دارد. به صورت کلی پس از آن که استخراج سکه‌ها از طریق انجام فرآیند اثبات کار را به پایان می‌رسد، به سختی قادر خواهید بود تا برنامه‌های کاربردی دیگری را برای سخت افزار استخراج خود پیدا کنید. همچنین اثبات کار یک فرآیند طولانی و انرژی بر است، این مسئله باعث فرسودگی شدن ماشین‌های مورد استفاده خواهد شد و همین مسئله باعث می‌شود که مرتباً ماشین‌هایی که برای استخراج از الگوریتم اثبات کار استفاده می‌کنند به تعمیر یا تعویض نیاز داشته باشند. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد هش به مقاله همه چیز در مورد بلاک چین مراجعه کنید
اگر بخواهیم شما را با خلاصه این الگوریتم آشنا کنیم، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- ماینرها تراکنش‌ها را جمع آوری کرده و در یک بلوک قرار می‌دهند.
- تمام داده‌های موجود در بلوک، که شامل هش بلوک قبلی می‌شود، در یک تابع هش قرار می‌گیرند تا یک مقدار هش جدید تولید شود.
- ماینرها به سرعت یک عدد در هدر بلوک را با حداکثر سرعتی که می‌توانند تغییر می‌دهند و تلاش می‌کنند تا مقدار هش صحیح را پیدا کنند.
- اولین ماینری که مقدار هش صحیح را پیدا کند، بلوک را برای بقیه شبکه پخش می‌کند و سایر ماینرها قبل از کار بر روی بلوک بعدی، تراکنش‌ها را تأیید می‌کنند.
معرفی الگوریتم اثبات ظرفیت در استخراج
یکی از الگوریتم‌های جدید در حوزه استخراج، الگوریتم اثبات ظرفیت در استخراج است. در این روش به جای تغییر مداوم اعداد در هدر بلوک و هش کردن راه حل، اثبات ظرفیت شامل برنامه ریزی هارد می‌شود. در واقع در الگوریتم اثبات ظرفیت، عمل محاسبه و ذخیره راه حل‌ها در رایانه شما و قبل از شروع استخراج انجام می‌شود. در این روش اگر هارد دیسک شما سریع ترین راه حل را برای معمای جدیدترین بلوک داشته باشد، شما بلوک را بدست می‌آورید.
الگوریتم ماینینگ برای محاسبه در زمان واقعی بسیار پیچیده است و زمان بلوک به قدری کوتاه است (به طور متوسط هر 4 دقیقه یک بلوک) که راه حل‌ها باید زودتر بر روی هارد دیسک ذخیره شوند. در نهایت، هرچه راه حل‌های بیشتری روی هارد دیسک خود داشته باشید، شانس شما برای داشتن بهترین راه حل برای آخرین معما بیشتر خواهد بود.
اگر بخواهیم در مورد الگوریتم اثبات ظرفیت در استخراج مثالی بزنیم می‌توان گفت، تصور کنید هارد خود را با اعداد بلیط‌های بخت آزمایی پر کرده اید و سپس وقتی یک عدد تصادفی تولید می‌شود، بررسی می‌کنید که آیا آن عددها را دارید یا خیر. در انتها اگر بیشترین تعداد عدد منطبق با اعداد تصادفی را داشته باشید، برنده جایزه خواهید شد. این دقیقا شبیه به فرآیندی است که در الگوریتم اثبات ظرفیت در استخراج شاهد آن هستیم.
بررسی الگوریتم اثبات ظرفیت از نظر فنی
به صورت کلی الگوریتم اثبات ظرفیت در استخراج شامل دو بخش است:
- برنامه ریزی هارد
- استخراج واقعی بلوک‌ها
بسته به اندازه هارد شما، ممکن است چند روز یا حتی هفته‌ها طول بکشد تا فایل‌های برنامه ریزی منحصر به فرد بر روی هارد شما ساخته شود. این فرآیند برنامه ریزی که به آن پلاتینگ گفته می‌شود از یک هش بسیار آهسته به نام Shabal استفاده می‌کند. این با هش SHA-256 که در بخش‌های قبلی در مورد آن صحبت کردیم متفاوت است. از آن جایی که هش‌های Shabal به سختی محاسبه می‌شوند، آن‌ها را از قبل محاسبه کرده و روی هارد دیسک ذخیره می‌کنند، این فرآیند به عنوان مرحله برنامه ریزی هارد یا پلاتینگ شناخته می‌شود.
هنگام پلاتینگ، مفهومی به نام nonces ایجاد می‌شود. Nonces از طریق هش مکرر داده‌ها ایجاد می‌شود. هر چه فضای هارد بیشتری را به انجام فرآیند پلاتینگ اختصاص دهید، می‌توانید Nonceهای بیشتری را ذخیره کنید. یک Nonce در نهایت حاوی 8192 هش است. این 8192 هش به صورت جفتی سازماندهی شده اند و به آن‌ها اسکوپ می‌گویند. به هر اسکوپ عددی از 0 تا 4095 اختصاص داده می‌شود.
مراحل الگوریتم اثبات ظرفیت
به منظور بررسی الگوریتم اثبات ظرفیت در استخراج باید به این نکته توجه داشته باشید که حین استخراج، شما یک عدد اسکوپ را بین 0 تا 4095 محاسبه می‌کنید. فرض کنید محاسبه شما عدد اسکوپ 42 را نتیجه می‌دهد. سپس به اسکوپ 42 می‌روید و از آن داده‌های اسکوپ برای محاسبه مقدار زمانی استفاده می‌کنید. شما این فرآیند را برای همه آیتم‌هایی که روی هارد خود دارید تکرار می‌کنید. پس از محاسبه تمام موارد در صورتی که به جواب درست رسیده باشید و اگر هیچ کس دیگری در این مدت بلوکی را حل نکرده باشد، می‌توانید بلوک را حل کرده و پاداش بلاک را بگیرید.
رمز ارز Burstcoin اولین رمز ارزی است که از الگوریتم اثبات ظرفیت در استخراج استفاده می‌کند
به عنوان مثال، هنگام ماینینگ، حداقل زمان 25 ثانیه خواهید داشت. اگر هیچ کس دیگری نتواند یک بلوک را در 25 ثانیه آینده حل کند، این فرصت به شما داده می‌شود که بلوک را حل کنید و پاداش آن را دریافت کنید.
رمزارز بورست کوین، از این الگوریتم برای اثبات طرفیت استفاده می‌کند. تیم توسعه این رمز ارز بسیار فعال بوده و برنامه‌های بزرگی برای آینده دارند. انتظار می‌رود که در آینده شاهد افزایش محبوبیت این روش برای استخراج باشیم و رمز ارزهای مختلفی از این الگوریتم برای ماینینگ استفاده کنند.
مزایا و معایب الگوریتم اثبات ظرفیت
حالا شما را با اصول اولیه الگوریتم اثبات ظرفیت آشنا کردیم بهتر است تا در مورد مزایا و معایب این روش توضیحاتی را به شما ارائه دهیم:
مزایا
- در این روش شما می‌توانید از هر هارد دیسک معمولی برای استخراج استفاده کنید.
- استفاده از هارد دیسک‌ها 30 برابر انرژی کمتری نسبت به استخراج مبتنی با استفاده از دستگاه‌های ماینر دارد.
- اثبات ظرفیت یک روش غیر متمرکز است و حتی می‌توانید از هارد دیسک گوشی اندروید خود برای استخراج استفاده کنید.
- در این روش ماینرها مجبور نیستند به طور مداوم تجهیزات خود را ارتقا دهند و حتی هارد دیسک‌های قدیمی تر نیز می‌توانند به شما برای استخراج کمک کنند.
- پس از اتمام فرآیند استخراج، می‌توانید هارد دیسک خود را پاک کرده و از آن برای ذخیره سازی اطلاعات استفاده کنید.
معایب
- این روش در آینده میتواند باعث افزایش قیمت هارد دیسک‌ها شود. درست اتفاقی که برای کارت‌های گرافیک افتاد و پس از محبوبیت فرآیند استخراج شاهد بالا رفتن قیمت این دسته از لوازم الکترونیکی بودیم.
- الگوریتم اثبات ظرفیت در استخراج یک فناوری نسبتاً جدید است و در دنیای واقعی به شکل جدید آزمایش نشده است.
- در حال حاضر بدافزاری‌های مختلفی وجود دارد که بدون اجازه کاربر از کارت گرافیک آن برای استخراج بیت کوین استفاده می‌کند. اگر الگوریتم اثبات ظرفیت در استخراج رواج پیدا کند، ممکن است بدافزاری را مشاهده کنید که هارد دیسک‌های افراد را مورد حمله قرار می‌دهد.
حرف آخر
در این مطلب به بررسی الگوریتم اثبات ظرفیت پرداخته و بیان کردیم که این الگوریتم یک راه حل جالب برای مشکلاتی است که الگوریتم‌های اثبات کار کلاسیک دارند. استفاده از این الگوریتم منجر به کاهش مصرف انرژی می‌شود. البته همان طوری که بیان کردیم این الگوریتم هنوز به صورت جامع مورد استفاده قرار نگرفته و نیاز به زمان داریم تا بررسی کنیم که آیا الگوریتم اثبات ظرفیت مؤثر است یا خیر.
