إثبات القدرة (PoC): فهم آلية إجماع العملة المشفرة الموفرة للطاقة

ما هو إثبات القدرة (العملة المشفرة)؟

إثبات القدرة (PoC) ، المعروف أيضًا باسمإثبات الفضاء ، هي خوارزمية آلية إجماع موفرة للطاقة تُستخدم في blockchain والتي تسمح لأجهزة التعدين في الشبكة باستخدام مساحة القرص الصلب المتوفرة لديها لتحديد حقوق التعدين والتحقق من صحة المعاملات.

على عكس خوارزميات الإجماع كثيفة الاستهلاك للطاقة مثل إثبات العمل، يهدف إثبات إجماع السعة إلى أن يكون وسيلة فعالة في استخدام الطاقة لتأمين شبكات العملات المشفرة مع الحفاظ على لامركزيتها.

في هذا الدليل الشامل، ستتعلم كل شيء عن كيفية عمل إثبات القدرة، ومزاياه وعيوبه، وبعض أفضل العملات المشفرة التي تعتمد على إثبات المفهوم (PoC) باستخدام هذه الخوارزمية اليوم.

كيف يعمل إثبات المفهوم (PoC) بالضبط؟

على مستوى عالٍ، يعمل إثبات السعة من خلال السماح للقائمين بالتعدين باستخدام المساحة الفارغة على محركات الأقراص الثابتة الخاصة بهم لتحديد حقوق التعدين والتحقق من صحة المعاملات على شبكة blockchain. وهو يتخذ نهجا مختلفا عن إثبات العمل، الذي يعتمد على القوة الحسابية.

كيف يعمل إثبات القدرة؟

فيما يلي نظرة عامة سريعة على كيفية عمله:

• يقوم القائمون بالتعدين أولاً بتخزين "ملف مؤامرة" على القرص الثابت الخاص بهم، والذي يتم إنشاؤه بناءً على مساحة محرك الأقراص المتوفرة. يحتوي ملف الرسم هذا على مليارات من تجزئة التشفير.
• يتم إقران هذه التجزئات بقيم nonce المحتملة للكتلة التالية. يمكن لعمال المناجم البحث بسرعة عن التجزئة في ملف الرسم الخاص بهم للعثور على قيمة nonce مطابقة.
• عندما يحين وقت التحقق من صحة كتلة جديدة، تختار الخوارزمية القائمين بالتعدين بناءً على مقدار مساحة التخزين التي خصصوها في الشبكة.
• يبحث عمال المناجم عما إذا كان ملف الرسم الخاص بهم يحتوي على التجزئة المطلوبة للتحقق من صحة الكتلة الجديدة. يمكن لأول من يجد تطابقًا ويتحقق من صحته أن يطالب بمكافأة الكتلة.
• تتكرر هذه العملية لكل كتلة جديدة. كلما زادت السعة التي يلتزم بها المُعدن، زادت فرصه في الفوز بمكافأة التعدين.

كما ترون، بدلاً من شراء أجهزة متخصصة باهظة الثمن، فإن إثبات السعة يسمح لأجهزة الكمبيوتر اليومية بالمشاركة في التعدين من خلال تخصيص مساحة القرص الصلب الاحتياطية الخاصة بها. تجمع خوارزمية الإجماع بين التعدين والتخزين الموزع.

بعد ذلك، دعونا نلقي نظرة على بعض المزايا والعيوب الرئيسية لإثبات القدرة مقارنة بآليات الإجماع الأخرى مثل إثبات العمل.

مزايا إثبات القدرة (PoC)

فيما يلي بعض المزايا الرئيسية والفوائد الرئيسية لاستخدام خوارزمية إثبات توافق السعة:

• كفاءة الطاقة – نظرًا لأن التعدين لا يعتمد على الطاقة الحسابية، فإن إثبات المفهوم (PoC) يتطلب استهلاكًا قليلًا جدًا للطاقة مقارنة بالتعدين القائم على إثبات العمل. وهذا يجعلها أكثر استدامة.
• انخفاض حاجز الدخول - يمكن لأجهزة الكمبيوتر العادية التي تحتوي على مساحة احتياطية على القرص الصلب المشاركة في تعدين PoC. لا حاجة لعمال المناجم المتخصصين والمكلفين من ASIC. وهذا يساعد على تحقيق اللامركزية في الشبكة.
• استخدام الموارد الاحتياطية - يضع PoC مساحة القرص الصلب الخاملة للاستخدام الإنتاجي لتأمين شبكة blockchain. هناك تكلفة إضافية قليلة لعمال المناجم.
• أقل عرضة لمركزية التعدين – تميل قوة التعدين الحسابية إلى التمركز بين عدد قليل من اللاعبين الكبار. لكن مساحة محرك الأقراص الاحتياطية يتم توزيعها بالتساوي، مما يمنح المزيد من المستخدمين فرصة للتعدين.
• مقاومة أسيك - لا يقدم القائمون بالتعدين من ASIC أي مزايا في إثبات المفهوم (PoC) لأن طاقة التعدين تأتي من مساحة التخزين، وليس من قوة الحوسبة. وهذا يجعلها مقاومة لهيمنة التعدين ASIC.

ولهذه الأسباب، يقدم إثبات القدرة آلية إجماع بديلة مثيرة للاهتمام توفر مزايا متميزة مقارنة بإثبات العمل. بعد ذلك، دعونا نلقي نظرة على بعض الجوانب السلبية المحتملة.

العيوب والتحديات مع إثبات القدرة

في حين أنه يحل بعض المشكلات الرئيسية المتعلقة بإثبات العمل، فإن إثبات القدرة يأتي أيضًا مع عيوبه الفريدة التي يجب مراعاتها:

• يتطلب مساحة تخزين كبيرة - يحتاج القائمون بالتعدين إلى تيرابايت من مساحة محرك الأقراص الاحتياطية حتى يتمكنوا من المنافسة. قد يحد هذا من يمكنه التعدين بشكل واقعي.
• أقل اختبارًا على نطاق واسع - إثبات المفهوم (PoC) أحدث وأقل اختبارًا في المعركة من إثبات العمل (PoW). أما التداعيات الأمنية طويلة المدى فهي أقل فهما.
• التآمر يمكن أن يستغرق وقتا طويلا - في حين أن التعدين يحتاج إلى القليل من الطاقة، فإن رسم الملف الأولي يتطلب وقتًا وتخزينًا كبيرًا.
• المخاوف الأمنية مع إعادة الاستخدام - يجب إعادة كتابة مساحة التخزين بانتظام لمنع هجمات إعادة الاستخدام. وهذا يتطلب جهدًا ويقلل من فائدة التخزين.
• مخاطر المركزية – يمكن لمراكز البيانات ومقدمي خدمات التخزين السحابي أن يهيمنوا على تعدين PoC بقدراتهم الاحتياطية الهائلة.
• يكافئ إعادة التخطيط المتكرر - كلما زاد عدد عمليات إعادة التخطيط التي يقوم بها عمال المناجم، زادت المكافآت التي يمكنهم الحصول عليها، مما قد يشجع على إعادة التخطيط غير الضرورية.

في حين أن إثبات المفهوم (PoC) يقدم فوائد مثيرة للاهتمام، فإنه يحتاج أيضًا إلى التغلب على هذه التحديات المتعلقة بالأمان والتخزين وإمكانية الوصول للتبني السائد.

كيف يمكن مقارنة إثبات القدرة بإثبات العمل وإثبات الحصة؟

إن إثبات العمل (PoW) وإثبات الحصة (PoS) وإثبات المفهوم (PoC) كلها آليات إجماع قابلة للتطبيق لسلاسل الكتل. ولكل منها مزاياه وعيوبه، وسيعتمد الخيار الأفضل لسلسلة كتل معينة على احتياجاته المحددة. إثبات العمل (PoW) هو آلية الإجماع الأقدم والأكثر أمانًا، ولكنه أيضًا الأكثر استهلاكًا للطاقة. تعتبر PoS آلية إجماع أكثر كفاءة في استخدام الطاقة، ولكنها يمكن أن تكون أقل لامركزية. إثبات المفهوم (PoC) هو آلية إجماع جديدة وواعدة تقدم العديد من المزايا مقارنة بإثبات العمل (PoW) وإثبات الحصة (PoS)، لكنها لا تزال قيد التطوير.

مقارنة تفصيلية

يتخذ إثبات القدرة نهجًا مختلفًا تمامًا للإجماع عن الخوارزميتين الأكثر شيوعًا، إثبات العمل (المستخدم بواسطة Bitcoin) وإثبات الحصة (المستخدم بواسطة Ethereum 2.0).

فيما يلي نظرة عامة سريعة على الاختلافات الرئيسية بين الثلاثة:

• إثبات العمل – يعتمد على معالجة الكمبيوتر للطاقة واستهلاك الكهرباء. كثيفة الاستخدام للطاقة ولكنها توفر أمانًا قويًا. يميل إلى أن يؤدي إلى مركزية التعدين.
• إثبات الحصة - يعتمد على المستخدمين الذين يقومون بتخزين أو قفل مقتنياتهم من العملات المعدنية للتحقق من صحة الكتل. كفاءة في استخدام الطاقة وتقاوم مركزية التعدين ولكن لديها بعض المفاضلات الأمنية.
• إثبات القدرة – يعتمد على مساحة القرص الصلب الاحتياطية بدلاً من قوة الحوسبة أو العملات المعدنية. كفاءة في استخدام الطاقة مثل PoS ولكنها تقدم نموذجًا أمنيًا مختلفًا.

بمعنى ما، يمكنك النظر إلى إثبات المفهوم (PoC) على أنه يجمع بين كفاءة استخدام الطاقة في إثبات الحصة (PoS) والمشاركة المفتوحة لإثبات العمل (PoW)، على الرغم من أنه يأتي مع إيجابياته وسلبياته الفريدة بدلاً من وراثة أفضل ما في العالمين.

لا تزال المزايا النسبية لكل آلية إجماع قيد البحث والمناقشة بنشاط في مجال العملات المشفرة. لكن إثبات المفهوم (PoC) يقدم بديلاً مقنعًا موفرًا للطاقة لإثبات العمل (PoW) للشبكات الأحدث.

العوامل التي يجب مراعاتها عند اختيار آلية الإجماع

عند اختيار آلية إجماع لبلوكتشين الخاصة بهم، يحتاج المطورون إلى مراعاة العوامل التالية:

• الغرض من blockchain: إذا تم استخدام blockchain لتخزين المعاملات المالية الهامة، فمن الضروري وجود آلية إجماع آمنة ومأمونة مثل PoW أو PoS. إذا تم استخدام blockchain لتطبيقات أقل أهمية، فقد تكون آلية الإجماع الأكثر كفاءة واللامركزية مثل PoS أو PoC كافية.
• حجم الشبكة وتوزيعها: يمكن أن تكون آليات الإجماع مثل PoW وPoS فعالة للشبكات الكبيرة والموزعة، ولكنها قد لا تكون فعالة للشبكات الأصغر.
• متطلبات الأمن والأداء: توفر آليات الإجماع مثل إثبات العمل (PoW) وإثبات الحصة (PoS) مستوى عالٍ من الأمان، لكنها قد لا تكون بنفس كفاءة آليات الإجماع مثل إثبات الحصة (PoS) أو إثبات المفهوم (PoC).

ستعتمد أفضل آلية توافق في الآراء بشأن blockchain معين على الاحتياجات المحددة لـ blockchain وأهداف المطورين.

أهم العملات المشفرة وسلسلة الكتل باستخدام إثبات القدرة

على الرغم من أنه لا يزال أقل شيوعًا من إثبات العمل (PoW) أو إثبات الحصة (PoS)، إلا أن إثبات القدرة يحظى بالاهتمام في عالم العملات المشفرة. فيما يلي بعض من أفضل العملات المشفرة التي تستخدم إثبات القدرة اليوم:

بورست كوين

أحد أوائل مشاريع العملات المشفرة التي تستخدم إثبات القدرة على التعدين، حيث تم إطلاقه في عام 2014. تستخدم Burstcoin إثبات المفهوم (PoC) لإجراء تعدين الكتل بكفاءة في استخدام الطاقة مع الحفاظ على مستويات عالية من أمان الشبكة واللامركزية.

يقسم

تم إطلاق blockchain أحدث في عام 2021 يستخدم إثبات المفهوم (PoC) لكل من الإجماع وكأساس للتطبيقات اللامركزية مثل تسجيل الفن الرقمي ومنصات الدفع. لقد جذبت الشيا الانتباه لكفاءتها في استخدام الطاقة.

سبيس مينت

تشفير PoC أحدث آخر يركز على تخزين البيانات وإعادة تخطيط القرص الصلب العادي. ويهدف إلى أن يكون مقاومًا لـ ASIC مع تقديم تجربة تعدين أكثر مساواة.

لافتة

تم إطلاق Signum في الأصل باسم Burstcoin 2.0، وهو يجمع بين إثبات المفهوم (PoC) ووظيفة العقد الذكي. تم تغيير علامتها التجارية بالكامل إلى Signum في عام 2021 وتقدم تطبيقات تمويل لامركزية.

مردقوش

blockchain يركز على الخصوصية باستخدام إثبات المفهوم (PoC) لتسجيل المعاملات المحمية من خلال إثباتات المعرفة الصفرية zk-SNARK. ويهدف إلى توفير المدفوعات والرسائل مجهولة المصدر.

على الرغم من أنها لا تزال مجموعة صغيرة نسبيًا، توقع المزيد من التجارب لإثبات القدرة حيث تهدف مشاريع blockchain إلى زيادة الكفاءة وإمكانية الوصول.

الاستنتاج والتطلع إلى الأمام

يوفر إثبات السعة بديلاً موفرًا للطاقة لإثبات العمل لتأمين إجماع blockchain وسك العملات المعدنية الجديدة. ومن خلال الاستفادة من المساحة الاحتياطية على القرص الصلب، فإنه يسمح لمزيد من المستخدمين العاديين بالمشاركة في التعدين.

ومع ذلك، فإن إثبات المفهوم (PoC) يأتي مع تحدياته الخاصة فيما يتعلق بالتخزين والأمان وإمكانية الوصول والتي لا تزال بحاجة إلى المعالجة. كما أنها تظل أقل اختبارًا للمعركة من إثبات العمل (PoW) وإثبات الحصة (PoS).

ستقطع مشاريع مثل Chia وSignum شوطا طويلا في إظهار ما إذا كان إثبات القدرة يمكن أن يتوسع بشكل فعال في الإنتاج مع مقاومة توحيد قوة التعدين.

وبالنظر إلى المستقبل، قد نرى نماذج إجماع هجينة تمزج بين إثبات القدرة وإثبات الحصة أو آليات أخرى لتعظيم الفوائد. ويستمر البحث عن التوازن الأمثل بين الأمن والكفاءة واللامركزية.

على الرغم من أنه لا يزال مفهومًا ناشئًا، إلا أن إثبات القدرة يُظهر إمكانات واعدة كمكون للبنية التحتية المستدامة لـ web3 إذا كان من الممكن التغلب على تحدياته الفريدة من خلال الابتكار التقني والحوكمة المسؤولة.

ملخص النقاط الرئيسية:

• يسمح إثبات السعة للقائمين بالتعدين باستخدام مساحة القرص الصلب الاحتياطية بدلاً من الطاقة الحسابية للتحقق من صحة الكتل.
• تحتوي ملفات المؤامرة المخزنة على محركات الأقراص على تجزئات محسوبة مسبقًا يمكن لعمال المناجم مطابقتها بسرعة لحل ألغاز التعدين.
• تتميز تقنية PoC بأنها أكثر كفاءة في استخدام الطاقة ومقاومة لـ ASIC من إثبات العمل في التعدين.
• ومع ذلك، فإن إثبات المفهوم (PoC) يأتي مع مخاوف بشأن التخزين والأمان وإمكانية الوصول.
• تشمل العملات المشفرة الرئيسية التي تعتمد تقنية إثبات المفهوم (PoC) Burstcoin وChia وSignum وSpaceMint.
• يهدف PoC إلى الاستدامة ولكنه يحتاج إلى المزيد من الاختبار والتطوير للوصول إلى الإمكانات السائدة.

الأسئلة الشائعة

ما هو إثبات القدرة؟

إثبات السعة (PoC) هو آلية إجماع تستخدمها بعض العملات المشفرة والتي تسمح لعمال المناجم باستخدام المساحة الاحتياطية المتاحة على محركات الأقراص الثابتة الخاصة بهم لاستخراج العملات المعدنية الجديدة والتحقق من صحة المعاملات. إنه بديل لإثبات العمل الذي يعتمد على مساحة التخزين بدلاً من قوة الحوسبة.

كيف يعمل إثبات القدرة؟

يقوم القائمون بالتعدين أولاً بإنشاء وتخزين ملفات الرسم التي تحتوي على تجزئات تشفير مقترنة بالحلول الممكنة للكتلة التالية. يتم بعد ذلك اختيار القائمين بالتعدين بشكل عشوائي للتحقق من صحة الكتلة التالية بناءً على مقدار مساحة التخزين التي خصصوها. يمكن لعامل التعدين الذي يمكنه البحث بسرعة عن التجزئة المطلوبة في ملف الرسم الخاص به وإرجاع الحل المطالبة بمكافأة الكتلة.

ما هي مزايا إثبات المفهوم (PoC) مقارنة بإثبات العمل (PoW)؟

يعتبر إثبات المفهوم (PoC) أكثر كفاءة في استخدام الطاقة واستدامة بيئيًا من إثبات العمل (PoW). كما يسمح لأجهزة الكمبيوتر العادية بالمشاركة في التعدين بدلاً من الحاجة إلى أجهزة متخصصة باهظة الثمن. وهذا يساعد على تحقيق اللامركزية في الشبكة.

ما هي بعض عيوب PoC؟

يتطلب إثبات المفهوم (PoC) كميات كبيرة جدًا من مساحة التخزين المجانية حتى يتمكن من المنافسة كعامل تعدين. كما أنها أقل اختبارًا وإثباتًا من إثبات العمل (PoW). هناك أيضًا مخاوف بشأن مركزية التعدين المحتملة من خلال مراكز البيانات ذات سعة التخزين الهائلة.

ما هي العملات المشفرة التي تستخدم إثبات القدرة؟

بعض أفضل العملات المشفرة التي تستخدم إثبات المفهوم (PoC) تشمل Burstcoin وChia وSignum وSpaceMint وOregano. تكتسب تقنية إثبات المفهوم (PoC) اعتماداً بين المشاريع الجديدة التي تبحث عن إجماع أكثر استدامة ولامركزية.

هل إثبات القدرة أكثر أمانًا من إثبات العمل (PoW) أو إثبات الحصة (PoS)؟

يأتي إثبات المفهوم (PoC) مع بعض التنازلات الأمنية الفريدة. يمكن أن يكون عرضة لأنواع معينة من الهجمات في حالة إعادة استخدام التخزين. بشكل عام، يوفر أمانًا جيدًا، لكن إثبات العمل (PoW) وإثبات الحصة (PoS) لديهما سجلات تتبع أطول للاختبار على نطاق واسع.

هل يمكنني استخراج العملات المعدنية التي تثبت السعة على جهاز الكمبيوتر المنزلي الخاص بي؟

يتطلب التعدين بشكل تنافسي تيرابايت من المساحة المتاحة غير المستخدمة، لذلك قد يكون ذلك تحديًا بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر المنزلية القياسية. ولكن من حيث المبدأ، نعم، يمكن لأي جهاز كمبيوتر مزود بمساحة تخزين احتياطية كافية المشاركة في تعدين PoC دون الحاجة إلى أجهزة متخصصة.