ما هو دليل العمل (PoW)
جدول المُحتويات
المقدمة
ما هو الإنفاق المزدوج؟
ما أهمية دليل العمل؟
كيف يعمل دليل العمل؟
دليل العمل مقابل دليل ربط الحصة
أفكار ختامية
ما هو دليل العمل (PoW)
الصفحة الرئيسيةالمقالات
ما هو دليل العمل (PoW)

ما هو دليل العمل (PoW)

متوسط
تاريخ النشر Dec 6, 2018تاريخ التحديث Apr 6, 2022
8m

المقدمة

دليل العمل (ويُعرف اختصاراً بـ PoW) هو آلية لمنع حدوث الإنفاق المزدوج. تستخدم معظم العملات الرقمية الكبرى هذه الآلية باعتبارها خوارزمية إجماع خاصة بها. وهذا ما نسميه طريقة لحماية السجلات المالية للعملات الرقمية.

كانت آلية دليل العمل أولى خوارزميات الإجماع في الظهور ولا تزال الخوارزمية المهيمنة حتى الآن. وقدّمها ساتوشي ناكاموتو في المستند التقني الخاص بالبيتكوين عام 2008، ولكن تم تطوير التقنية قبل هذا التاريخ بوقت طويل. 

كما تعد خوارزمية HashCash التي ابتكرها آدم باك من الأمثلة المبكرة لخوارزمية دليل العمل في فترة ما قبل العملات الرقمية. يستطيع المستلم الحد من المراسلات غير المرغوب فيها عن طريق الطلب من المُرسِل إجراء قدر صغير من الحوسبة قبل إرسال بريد إلكتروني. وربما لن تكلف عملية الحوسبة المُرسِل أي شيء، ولكن ترتفع التكلفة بالنسبة لمن يُرسل بريد إلكتروني بشكل جماعي.


ما هو الإنفاق المزدوج؟

يحدث الإنفاق المزدوج عندما يتم إنفاق نفس الأموال أكثر من مرة. غالباً ما يُستخدم هذا المصطلح حصرياً في سياق الأموال الرقمية – وعلى أي حال، سيكون من الصعب إنفاق نفس الأموال النقدية المادية مرتين. فعندما تدفع مقابل الحصول على كوب قهوة، تقدم النقود للصراف الذي يقوم بوضعها في درج النقدية. وبذلك لا يمكنك الذهاب إلى مقهى آخر على جانب الطريق ودفع نفس الورقة النقدية للحصول على كوب قهوة.

ولكن في مخططات النقود الرقمية، هناك إمكانية القيام بذلك. وبالتأكيد قد سبق لك نسخ ملف على جهاز الكمبيوتر – مُجرد نسخ الملف ولصقه. ويمكنك إرسال نفس الملف عبر البريد الإلكتروني لعشرة وعشرين وخمسين شخصاً. 

نظراً لأن الأموال الرقمية تعتبر مجرد بيانات، سوف تحتاج إلى منع الأشخاص من نسخ وإنفاق نفس الوحدات في أماكن مختلفة، وإلا ستنهار عملاتك في وقت قصير. 

للتعرف على الإنفاق المزدوج بنظرة أكثر عمقاً، اقرأ شرح الإنفاق المزدوج.


ما أهمية دليل العمل؟

إذا كنت قرأت دليلنا حول تقنية سلسلة البلوكشين، ستعرف أن المستخدمين يقومون ببث المعاملات على الشبكة. ومع ذلك، لا تعتبر هذه المعاملات صحيحة على الفور، إلا بعد إضافتها على سلسلة البلوكشين. 
تعد سلسلة البلوكشين قاعدة بيانات كبيرة يستطيع كل مستخدم رؤيتها، لذلك يمكنهم التحقق مما إذا كان تم إنفاق الأموال من قبل. تصور الأمر كما يلي: لديك أنت وثلاثة من أصدقائك مفكرة. في أي وقت يرغب أحدكم في تحويل أي عدد من الوحدات التي يستخدمها، تقوم بتدوينها – مثل أليس تدفع لبوب خمس وحدات، وبوب يدفع لكارول وحدتين، وما إلى ذلك.
والمُعقد في هذا الأمر – أنه في كل مرة تُجري معاملة، عليك الإشارة إلى المعاملة التي توضح مصدر الأموال. لذلك، إذا قام بوب بتحويل وحدتين لكارول، ستكون المدخلات في الواقع كما يلي: بوب حوّل وحدتين إلى كارول من المعاملة التي تمت مسبقاً من أليس.

وهكذا يُصبح لدينا طريقة لتتبع مصدر الوحدات. فإذا حاول بوب إجراء معاملة أخرى باستخدام نفس الوحدات التي أرسلها لكارول، سيعلم الجميع بذلك على الفور. ولن تسمح المجموعة بإضافة هذه المعاملة في المفكرة.

قد يعمل ذلك بصورة جيدة في المجموعات الصغيرة التي يعرف فيها الجميع بعضهم البعض، حيث يتفقون على أي من الأصدقاء يجب أن يضيف معاملات إلى المفكرة. ولكن كيف سيكون الوضع مع مجموعة تضم 10000 مشتركاً؟ لن ينجح موضوع المفكرة، حيث لا يوجد شخص يثق في الغرباء للقيام بذلك الأمر.

وهنا يأتي دور آلية دليل العمل. وهي تضمن عدم قيام المستخدمين بإنفاق الأموال التي ليس لديهم الحق في إنفاقها. من خلال استخدام مجموعة من نظرية الألعاب والتشفير، تتيح خوارزمية دليل العمل لأي شخص إمكانية تحديث سلسلة البلوكشين وفقاً لقواعد النظام.


كيف يعمل دليل العمل؟

تمثل المفكرة المستخدمة أعلاه سلسلة البلوكشين. ولكننا لا نضيف المعاملات واحدة تلو الأخرى– ولكن نجمعها دفعة واحدة في كتل. ونعلن عن المعاملات للشبكة، ثم يقوم المستخدمون القائمين على إنشاء الكتل بدمجها في كتلة مرشحة. ستكون المعاملات صحيحة فقط بمجرد تحويل الكتلة المرشحة إلى كتلة مؤكدة، مما يعني أنه تم إضافتها إلى سلسلة البلوكشين.

ولكن إلحاق كتلة ليس أمراً زهيداً. يتطلب دليل العمل من المعدن (أي مستخدم يقوم بإنشاء الكتلة) استخدام بعض المصادر الخاصة به للحصول على بعض المزايا. وهذا المصدر هو قوة حوسبة، التي تُستخدم لتجزئة بيانات الكتلة حتى يتم حل اللغز.
تشير تجزئة بيانات الكتلة إلى تمريرها خلال دالة التجزئة من أجل توليد قيمة تجزئة كتلة جديدة. تعمل تجزئة الكتلة مثل "بصمة الإصبع" – وهي تمثل هوية بيانات الإدخال الخاصة بك وكما أن لكل كتلة قيمة تجزئة فريدة.

فإنه يكاد يكون من المستحيل تقريباً إلغاء دالة التجزئة والحصول على بيانات الإدخال. ومع ذلك، تجعل معرفة بيانات الإدخال عملية التأكد من صحة قيمة التجزئة أمراً سهلاً. ستقوم فقط بتقديم المدخلات من خلال الدالة والتحقق من تطابق المخرجات.

بالنسبة لدليل العمل، يتعين عليك توفير البيانات التي تتوافق تجزئتها مع شروط محددة. ولكنك لا تعرف كيفية القيام بذلك. والخيار المتبقي لديك هو تمرير بياناتك خلال دالة تجزئة والتحقق من تطابقها مع الشروط. في حالة عدم تطابقها، سيتعين عليك تغيير بياناتك نسبياً للحصول على قيمة تجزئة مختلفة. سيؤدي تغيير حرف واحد في بياناتك إلى الحصول على نتيجة مختلفة، إذن لا توجد طريقة لتوقع المخرجات.

نتيجة لذلك، إذا كنت ترغب في إنشاء كتلة، فأنت تلعب لعبة التخمين. فعادةً ما تأخذ جميع المعلومات المتعلقة بالمعاملات التي ترغب في إضافتها وبعض البيانات المهمة الأخرى، ثم تقوم بتجزئتها معاً. ولكن نظراً لأن مجموعة البيانات لن تتغير، ستحتاج إلى إضافة مجموعة من المعلومات المتغيرة. بخلاف ذلك، سوف تحصل على نفس قيمة التجزئة كمخرجات. نسمي هذه البيانات المتغيرة الرمز الخاص. وهو عدد ستقوم بتغييره في كل محاولة، لتحصل على قيمة تجزئة مختلفة في كل مرة. وهذا ما نسميه التعدين.

باختصار، التعدين هو عملية جمع بيانات سلسلة البلوكشين وتجزئتها مع الرمز الخاص حتى تجد قيمة تجزئة محددة. إذا وجدت قيمة تجزئة تستوفي الشروط المحددة في البروتوكول، ستحصل على الحق في بث الكتلة الجديدة على الشبكة. في هذه المرحلة، يقوم المشاركون الآخرون بالشبكة بتحديث سلاسل البلوكشين الخاصة بهم لإضافة الكتلة الجديدة.

بالنسبة للعملات الرقمية الكبرى في الوقت الحالي، يصعب استيفاء الشروط بشكل لا يصدق. كلما ارتفع معدل التجزئة على الشبكة، زادت صعوبة إيجاد قيمة تجزئة صحيحة. ويحدث ذلك لضمان عدم إيجاد الكتل بشكل سريع.

كما يمكنك أن تتصور، قد تكون عملية تخمين عدد كبير من قيم التجزئة أمراً مكلفاً للغاية بالنسبة لجهاز الكمبيوتر الخاص بك. حيث إنك ستهدر دورات حوسبة وكهرباء. لكن سيكافئك البروتوكول بعملة رقمية إذا وجدت قيمة تجزئة صحيحة.

سنقوم بتلخيص ما نعرفه حتى الآن:

  • يعد التعدين أمراً مكلفاُ للغاية بالنسبة لك.
  • سيتم مكافئتك إذا قمت بإنشاء كتلة صحيحة.
  • من خلال معرفة بيانات الإدخال، يستطيع المستخدم التحقق من صحة قيمة التجزئة – ويستطيع المستخدمون غير المعدنين التحقق من صحة الكتلة دون الحاجة إلى استهلاك الكثير من قوة الحوسبة.

يبدو الأمر جيداً حتى الآن. ولكن ما إذا كنت ترغب في الاحتيال؟ ماذا سيوقفك عن وضع مجموعة من المعاملات الاحتيالية في كتلة وإنتاج قيمة تجزئة صحيحة؟

وهنا يأتي دور التشفير باستخدام المفتاح العام. لن ندخل في تفاصيل هذا المقال، ولكن راجع ما هو التشفير باستخدام المفتاح العام؟ لإلقاء نظرة شاملة على ذلك. باختصار، نستخدم بعض حيل التشفير الرائعة التي تسمح لأي مستخدم التحقق مما إذا كان الشخص لديه الحق في تحويل الأموال التي يحاول إنفاقها.
عندما تقوم بإنشاء معاملة، عليك توقيعها. يستطيع أي شخص على الشبكة مقارنة توقيعك مع المفتاح العام الخاص بك، والتحقق من مدى تطابقها. كما سيتحقق أيضاً من قدرتك على إنفاق أموالك والتأكد من أن مجموع المدخلات الخاصة بك أعلى من مجموع المخرجات (أي، أنك لا تنفق أكثر مما لديك).

سوف ترفض الشبكة تلقائياً أي كتلة تتضمن معاملة غير صحيحة. ستكون محاولة الغش أمراً مكلفاً بالنسبة لك. سوف تهدر الموارد الخاصة بك دون الحصول على أي مكافأة.

هنا تكمن جاذبية دليل العمل: فهو يجعل الاحتيال أمراً مكلفاً، والتصرف بنزاهة مُربحاً. يسعى أي معدن عقلاني إلى تحقيق عائد على الاستثمار، لذلك من المتوقع أن يتصرف بطريقة تضمن له تحقيق إيرادات.



هل ترغب في بدء التداول في العملات الرقمية؟ اشترِ البيتكوين (BTC) على Binance (بينانس) الآن!



دليل العمل مقابل دليل ربط الحصة

يوجد العديد من خوارزميات الإجماع، ولكن يعد دليل ربط الحصة (PoS) هو أحد أهم الخوارزميات التي ينتظرها الجميع. يعود تاريخ المفهوم إلى عام 2011، وتم تطبيقه في بعض البروتوكولات الصغيرة. ولكن لم يتم استخدامه في أي من سلاسل البلوكشين الكبيرة بعد.
في أنظمة دليل ربط الحصة، يتم استبدال المعدنين بالمدققين. لا يتضمن الأمر عمليات تعدين ولا منافسة لتخمين قيم التجزئة. وبدلاً من ذلك، يتم اختيار المستخدمين عشوائياً – في حالة اختيارهم، يجب عليهم اقتراح (أو "تكوين") كتلة. إذا كانت الكتلة صحيحة، يحصلون على مكافأة تتكون من رسوم من معاملات الكتلة.
ومع ذلك لا يمكن اختيار أي مستخدم، – بل يختار البروتوكول المستخدمين بناءً على عدة عوامل. وللتأهل، يجب على المشاركين حجز حصة، وهي مبلغ محدد مسبقاً من العملة الأصلية لسلسلة البلوكشين. تعمل الحصة بمثابة ضمان: فمثلما يدفع المتهمون مبلغ كبير من المال لمنعهم من تخطي المحاكمة، يقوم المدققون بحجز حصة لمنع ممارسة الغش. فإذا حاولوا الغش، سيتم مصادرة حصتهم (أو اقتطاع جزء منها).
يقدم دليل ربط الحصة مزايا أكثر من دليل العمل. وتعد أبرز هذه المزايا هي البصمة الكربونية الصغيرة – نظراً لعدم الحاجة إلى مزارع التعدين عالية الطاقة في دليل ربط الحصة، حيث تمثل الكهرباء المستهلكة مجرد جزء ضئيل من التي تستهلكها آلية دليل العمل. 

مع ذلك، فهو لا يُقارن بالسمعة الحسنة التي يحظى بها دليل العمل. على الرغم من أنه يمكن اعتباره أمراً مهدراً، فالتعدين هو خوارزمية الإجماع الوحيدة التي أثبتت جدارتها على نطاق واسع. فعلى مدار ما يزيد عن عقد من الزمن، ساهم التعدين في تأمين معاملات بقيمة تريليونات من الدولارات. يجب أن يخضع التخزين إلى اختبار مناسب كي نجزم عن يقين ما إذا كان دليل ربط الحصة يستطيع المنافسة فيما يتعلق بخواص الأمان. 


أفكار ختامية

كان دليل العمل هو الحل الأصلي لمشكلة الإنفاق المزدوج وقد أثبت أنه يمكن الاعتماد عليه وآمن. وأثبتت البيتكوين أننا لسنا بحاجة إلى الجهات المركزية لمنع إنفاق الأموال مرتين. وفي ضوء الاستخدام الذكي للتشفير ودالات التجزئة، ونظرية الألعاب، يستطيع المستخدمون الاتفاق على حالة قاعدة البيانات المالية في بيئة لامركزية.