گواه اثبات کار (PoW) یک روش برای حفظ امنیت بلاکچین است و کمک می‌کند تا همه کاربران درباره‌ی تراکنش‌ها به توافق برسند.
تصور کنید یک معمای ریاضی بسیار سخت وجود دارد که حل کردنش دشوار است، اما وقتی جوابش پیدا شد، دیگران به‌راحتی می‌توانند درستی آن را بررسی کنند. کامپیوترهایی به نام «ماینر» برای حل این معما با هم رقابت می‌کنند. هر ماینری که زودتر جواب درست را پیدا کند، می‌تواند یک بلاک جدید به بلاکچین اضافه کند و در ازای آن، پاداشی دریافت می‌کند که معمولاً به‌صورت رمزارز (مثل بیت کوین) است.
این سیستم جلوی تقلب یا خرج دوباره‌ی یک رمزارز را می‌گیرد، چون حل کردن این معما نیاز به زمان و انرژی زیادی دارد. اگر کسی بخواهد تغییری در اطلاعات بلاکچین ایجاد کند، باید تمام این مراحل سخت را برای همه‌ی بلاک‌ها از نو انجام دهد، که بدون داشتن قدرت پردازشی بسیار زیاد، تقریباً غیرممکن است. به همین دلیل، گواه اثبات کار باعث می‌شود امنیت بلاکچین بالا باشد و تقلب در آن بسیار دشوار و پرهزینه شود.
پیشنهاد میکنیم مقاله بلاک چین چیست را مطالعه بفرمایید.
گواه اثبات کار (PoW) چیست؟
گواه اثبات کار (PoW) یکی از مکانیزم‌های اجماع بلاک‌چینی است که با ایجاد انگیزه مالی برای اعتبارسنجی شبکه، ماینرها را به افزودن توان محاسباتی و سختی بیشتر به شبکه تشویق می‌کند. این مکانیزم شبیه یک سیستم قرعه‌کشی است؛ هرچه ماینر قدرت محاسباتی بیشتری به شبکه اضافه کند، شانس بیشتری برای دریافت پاداش خواهد داشت.
در حال حاضر، مکانیزم گواه اثبات کار حدود ۶۰ درصد از کل ارزش بازار رمزارزها را دربر می‌گیرد.
تاریخچه گواه اثبات کار (PoW)
خاستگاه گواه اثبات کار به سال ۱۹۹۳ بازمی‌گردد؛ زمانی که سینتیا دورک (Cynthia Dwork) و مونی نائور (Moni Naor) به دنبال راهکاری برای مقابله با ایمیل های اسپم و حملات DoS بودند. مقاله آن‌ها با عنوان «قیمت‌گذاری از طریق پردازش» پایه‌های اولیه گواه اثبات کار را معرفی کرد.
در سال ۱۹۹۷، آدام بک (Adam Black) ایده آن‌ها را در الگوریتم هش‌کش (Hashcash) به کار گرفت. این الگوریتم ارسال ایمیل‌های انبوه از سوی اسپمرها را دشوار می‌کرد، زیرا فرستنده باید یک رشته کاراکتر محاسباتی سنگین را به ایمیل اضافه می‌کرد.
راه‌حل مقابله با اسپم‌ها در اصل افزایش هزینه ارسال هر ایمیل بود. این آزمایش نشان داد که می‌توان از دشواری محاسباتی برای نشان دادن ارزش در فضای آنلاین استفاده کرد. این موضوع الهام‌بخش دیگران شد تا ببینند آیا می‌توانند با همان ایده، نوعی پول دیجیتال ایجاد کنند.
این ایده بعدها در نظریه موسوم به «تئوری کلکسیون‌ها» از نیک سابو (Nick Szabo) و مقاله‌ای با عنوان «Shelling Out: The Origins of Money» بار دیگر مطرح شد. در سال ۲۰۰۴، این مفاهیم هال فینی (Hal Finney) را به خلق نسخه‌ای به نام گواه اثبات کار قابل استفاده مجدد (Reusable Proof-of-Work) ترغیب کرد.
سرانجام در سال ۲۰۰۹، «ساتوشی ناکاموتو» مکانیزم گواه اثبات کار را برای بیت‌کوین طراحی کرد. این اولین پیاده‌سازی غیرمتمرکز این مفهوم بود که مشکل خرج دوباره (Double Spending) را حل کرد و بیت‌کوین را به نخستین شکل موفق پول دیجیتال تبدیل کرد.
چه چیزی گواه اثبات کار (PoW) را متمایز کرد؟
پیش از بیت‌کوین، تلاش‌های قبلی برای ایجاد سیستم‌های مشابه با شکست مواجه شدند، زیرا برای جلوگیری از خرج دوباره توکن‌های دیجیتال به نهادهای متمرکز نیاز داشتند.
ساتوشی ناکاموتو با به‌کارگیری نظریه بازی‌ها، گواه اثبات کار را بهبود داد و این مشکل را حل کرد. او سیستمی طراحی کرد که در آن داوطلبان ناشناس، که ماینر نامیده می‌شوند، برای تأیید اعتبار تراکنش‌های بیت‌کوین تشویق می‌شوند.
این فرآیند اطمینان می‌دهد که هیچ کس نمی‌تواند یک رمزارز را بیش از یک بار خرج کند. این اختراع اولین باری بود که یک شبکه غیرمتمرکز از مشارکت‌کنندگان می‌توانست بدون واسطه مرکزی، اعتماد را برقرار کند.
این طراحی مبتنی بر انگیزه‌دهی (گیمیفیکیشن) آن‌قدر مؤثر است که حتی کشورهایی مانند السالوادور بیت‌کوین را به‌عنوان ارز ذخیره خود پذیرفته‌اند. با این حال، بیت‌کوین در حال حاضر حدود ۹۹ تراوات‌ساعت برق در سال مصرف می‌کند، و بسیاری بر این باورند که این روند رشد، از نظر زیست‌محیطی پایدار نیست.
منشأ این نگرانی‌ها به بخش «کار» در مکانیزم اجماع اثبات کار بازمی‌گردد. برای توضیح بهتر، ابتدا به اصول پایه آن می‌پردازیم.
اصول پایه گواه اثبات کار (PoW)
هدف نهایی مکانیزم اجماع اثبات کار، حفظ امنیت و یکپارچگی تمامی تراکنش‌های درون شبکه است. در ادامه اجزای کلیدی آن شرح داده شده است:
کار (و کارگران)
بلاک‌چین‌هایی که از گواه اثبات کار استفاده می‌کنند، توسط مجموعه‌ای از رایانه‌های غیرمتمرکز به نام «نود» پشتیبانی می‌شوند. این نودها دو وظیفه دارند: پذیرفتن مجموعه‌ای از تراکنش‌ها از دیگر نودها و اعتبارسنجی یا پیشنهاد بلاک‌های جدید تراکنش برای اضافه شدن به شبکه.
این نودها «ماینر» نیز نامیده می‌شوند، چون برای تأمین امنیت شبکه، قدرت محاسباتی و منابع مصرف می‌کنند و در ازای آن، رمزارز شبکه را دریافت می‌کنند.
منظور از «کار» در اثبات کار، همان قدرت محاسباتی است که نودها برای اعتبارسنجی بلاک‌های جدید به شبکه اختصاص می‌دهند. این قدرت از طریق تابع هش رمزنگاری‌شده SHA-256 نشان داده می‌شود و همین عامل، این مکانیزم اجماع را از دیگر روش‌ها متمایز می‌کند.
الگوریتمی به نام تنظیم سختی (Difficulty Adjustment) اطمینان حاصل می‌کند که کل شبکه برای اعتبارسنجی هر بلاک جدید، مدت زمان ثابتی صرف کند. این تنظیم تقریباً هر ۲۰۱۶ بلاک (حدود هر دو هفته یک‌بار) انجام می‌شود تا زمان هدف استخراج هر بلاک روی ۱۰ دقیقه حفظ شود. تغییر تعداد ماینرها در بازه‌های کوتاه‌مدت (مانند دقیقه یا روز) تأثیری بر سطح سختی شبکه ندارد.
بیشتر بخوانید: مسترنود چیست
ماینرها چگونه پاداش می‌گیرند؟
ماینرها زمانی موفق به دریافت پاداش می‌شوند که بتوانند یک هش تولید کنند که کمتر از مقدار مشخص‌شده توسط شبکه باشد. به‌محض اینکه ماینری موفق به یافتن هش معتبر بلاک شود، این اطلاعات را برای سایر ماینرها ارسال می‌کند تا آن‌ها بتوانند سریعاً صحت آن را بررسی کرده و بلاک جدید را به نسخه‌های بلاکچین خود اضافه کنند. این فرآیند اعتبارسنجی، جلوی انجام تراکنش‌های مخرب مانند خرج دوباره توسط یک کاربر را می‌گیرد.
پاداش
قانون مشخصی برای مقدار پاداش پرداختی به ماینری که اثبات کار را کامل می‌کند، در کد شبکه نوشته شده است. در زمان نگارش این مطلب، ماینرها برای هر بلاک 3.125 بیت‌کوین به‌صورت ثابت دریافت می‌کنند، به‌علاوه کارمزد تراکنش‌هایی که کاربران ارسال کرده‌اند. این ظرفیت پاداش، ماینرها را به رقابت در فرآیند اثبات کار و صادق ماندن در شبکه تشویق می‌کند؛ چراکه هرگونه تلاش برای تقلب منجر به اتلاف منابع خواهد شد.
مقدار پاداش هر ۲۱۰٬۰۰۰ بلاک (تقریباً هر چهار سال یک‌بار) نصف می‌شود. به این روند چرخه هاوینگ بیت کوین گفته می‌شود. برخی نگرانند که اگر قیمت بیت‌کوین به‌اندازه کافی افزایش پیدا نکند، ماینرها انگیزه‌ای برای ادامه فعالیت نخواهند داشت. اما اگر ماینرهایی از شبکه خارج شوند، سختی استخراج نیز متناسب با آن کاهش می‌یابد. این توازن باعث می‌شود هزینه استخراج بیت‌کوین هم کاهش پیدا کند.
با این حال، اقتصاد استخراج بیت‌کوین ساده نیست. عوامل مالی مختلفی وجود دارند که باعث می‌شوند ماینرها حتی در شرایط غیراقتصادی هم به فعالیت ادامه دهند.
تفاوت میان گواه اثبات کار (PoW) و گواه اثبات سهام
تفاوت اصلی بین مکانیزم اثبات کار (PoW) و گواه اثبات سهام (PoS)، در نحوه اعتبارسنجی بلاک‌هاست. در اثبات سهام، نودهای اعتبارسنج به‌جای استفاده از توان محاسباتی، با قفل کردن یا واگذاری مقدار بیشتری از توکن بومی شبکه، برای دریافت حق تأیید بلاک‌ها رقابت می‌کنند. این روش انرژی بسیار کمتری مصرف می‌کند، اما ممکن است ورود به آن هزینه‌برتر باشد.
مدل اجماع اثبات کار بیشتر در شبکه‌هایی به‌کار می‌رود که تمرکز آن‌ها روی پرداخت و موارد پولی است. در مقابل، بلاک‌چین‌هایی مانند اتریوم، کاردانو و سولانا که بیشتر برای اجرای برنامه‌های غیرمتمرکز طراحی شده‌اند، از مدل اثبات سهام استفاده می‌کنند.
نمونه‌هایی از گواه اثبات کار (Proof-of-Work)
بیش از ۶۰٪ از ارزش بازار رمزارزها از الگوریتم‌های گواه اثبات کار استفاده می‌کنند. با این حال، ارزشمندترین شبکه‌هایی که این مدل اجماع را به‌کار می‌برند عبارتند از:
بیت‌کوین (Bitcoin):
بیت‌کوین امن‌ترین و غیرمتمرکزترین سیستم PoW در جهان است. موفقیت این شبکه تا حد زیادی به مهندسی هوشمندانه ساتوشی در طراحی گواه اثبات کار نسبت داده می‌شود؛ طراحی‌ای که علاوه بر امنیت، ساختار اقتصادی پایداری برای مشارکت‌کنندگان شبکه فراهم می‌کند.
پیشنهاد میکنیم مقاله بیت کوین چیست را مطالعه بفرمایید.
لایت‌کوین (Litecoin):
لایت‌کوین در سال ۲۰۱۱ به‌عنوان یک فورک از بیت‌کوین راه‌اندازی شد و بخش‌هایی از شبکه اصلی، از جمله مدل اجماع PoW را کپی کرد. لایت‌کوین اغلب به عنوان “نقره در برابر طلای بیت‌کوین” شناخته می‌شود و همچنان در میان رمزارزهای برتر از نظر ارزش بازار قرار دارد.
پیشنهاد میکنیم مقاله فورک چیست را نیز مطالعه بفرمایید.
دوج کوین (Dogecoin):
رمزارزی که با الهام از میم کوین ها ایجاد شد، دوج کوین در سال ۲۰۱۳ با الگوریتم گواه اثبات کاری راه‌اندازی شد که ریشه در لایت‌کوین دارد. دوج کوین و لایت‌کوین تراکنش‌های سریع‌تری را امکان‌پذیر می‌سازند، اما از نظر امنیتی نسبت به بیت‌کوین ضعیف‌تر هستند.
پیشنهاد میکنیم مقاله میم کوین چیست را مطالعه بفرمایید.
مونرو (Monero):
مونرو یک رمزارز پرایوسی کوین است که از الگوریتم گواه اثبات کار استفاده می‌کند. ویژگی‌های خاصی مانند امضاهای حلقوی و آدرس‌های مخفی در آن باعث می‌شوند ردیابی تراکنش‌ها در بلاکچین دشوار باشد. الگوریتم PoW مونرو طوری طراحی شده که در برابر دستگاه‌های ASIC مقاوم باشد، به این معنی که استخراج آن برای ماینرهای مستقل نسبت به فارم‌های بزرگ آسان‌تر است.
بیت‌کوین کش (Bitcoin Cash):
بیت‌کوین کش در سال ۲۰۱۷ و در پی یک هاردفورک از شبکه بیت‌کوین ایجاد شد. این رمزارز نیز از الگوریتم اجماع گواه اثبات کار مشابه بیت‌کوین استفاده می‌کند. هدف آن بهبود مقیاس‌پذیری و سرعت تراکنش‌ها از طریق افزایش حجم بلاک به ۳۲ مگابایت بود، اما به‌دلیل تسلط چند استخر استخراج بر شبکه، مورد انتقاد قرار گرفته و گاه به تمرکزگرایی متهم می‌شود.
جدول رمزارزهای مبتنی بر الگوریتم گواه اثبات کار (PoW)
| نام رمزارز | سال راه‌اندازی | منشأ / فورک از | ویژگی‌های کلیدی | نکات امنیتی یا فنی خاص |
|---|---|---|---|---|
| بیت‌کوین (Bitcoin) | ۲۰۰۹ | – | اولین و مهم‌ترین رمزارز؛ غیرمتمرکز، امن، ساختار اقتصادی پایدار | امن‌ترین شبکه PoW؛ طراحی خلاقانه ساتوشی |
| لایت‌کوین (Litecoin) | ۲۰۱۱ | فورک از بیت‌کوین | سرعت بالاتر در تراکنش‌ها؛ اغلب «نقره» در مقابل «طلای بیت‌کوین» نامیده می‌شود | استفاده از الگوریتم Scrypt برای PoW |
| دوج کوین (Dogecoin) | ۲۰۱۳ | منشأ از لایت‌کوین | الهام‌گرفته از میم کوین‌ها؛ جامعه‌محور؛ سرعت بالای تراکنش | الگوریتم مشابه لایت‌کوین؛ امنیت کمتر نسبت به BTC |
| مونرو (Monero) | ۲۰۱۴ | – | پرایوسی کوین؛ ناشناس‌سازی پیش‌فرض تراکنش‌ها با RingCT و آدرس‌های مخفی | مقاوم در برابر ASIC؛ مناسب برای ماینرهای مستقل |
| بیت‌کوین کش (Bitcoin Cash) | ۲۰۱۷ | فورک از بیت‌کوین | حجم بلاک بیشتر (۳۲ مگابایت) برای افزایش مقیاس‌پذیری؛ تراکنش سریع‌تر | انتقاد از تمرکز در استخرهای استخراج |
گواه اثبات کار (PoW) چگونه عمل می‌کند؟
فرآیند استخراج بیت‌کوین با استفاده از گواه اثبات کار شبیه شرکت در قرعه‌کشی‌ای است که هر ۱۰ دقیقه یک‌بار برگزار می‌شود. هر فرد می‌تواند با خرید دستگاه استخراج بیت‌کوین و اتصال آن به شبکه در این قرعه‌کشی شرکت کند. اگرچه همه شرکت‌کنندگان شانس مساوی دارند، اما هرچه تعداد «بلیط» بیشتری خریداری شود، احتمال برنده شدن بیشتر می‌شود.
در این مثال، بلیط‌ها همان نرخ هش (Hash Rate) هستند که برای یافتن هش رمزنگاری‌شده به کار می‌رود. پاداش نیز همان بیت‌کوینی است که بابت موفقیت در ساخت بلاک جدید پرداخت می‌شود. نرخ هش، تعداد هش‌هایی است که دستگاه استخراج در هر ثانیه پردازش می‌کند. هرچه دستگاه مؤثرتر باشد، احتمال برنده شدن بیشتر است. مثلاً دستگاه S19j Pro قادر است ۱۰۴ تراهش در ثانیه (TH/s) انجام دهد؛ معادل ۱۰۴ تریلیون حدس در هر ثانیه.
همچنین کاربران می‌توانند به استخرهای استخراج بپیوندند؛ مشابه قرعه‌کشی‌های گروهی در محل کار. عضویت داوطلبانه در استخر، شانس برنده شدن را افزایش می‌دهد؛ برخلاف استخراج انفرادی که امروزه احتمال موفقیت آن بسیار پایین است.
با این حال، هر بار که یک استخر عمومی بلاکی را استخراج کند، پاداش میان اعضای آن بر اساس نرخ هش‌شان تقسیم می‌شود. مشارکت در استخر الزامی نیست و کاربران می‌توانند در هر زمان آن را ترک کنند. برخی منتقدان، استخرها را عاملی برای تمرکزگرایی در شبکه می‌دانند، اما کاربران مستقل می‌توانند با خروج از استخر، تعادلی در برابر این تمرکز ایجاد کنند، به‌ویژه اگر استخر به اقدامات غیرصادقانه دست بزند.
همانند قرعه‌کشی، قوانین مشارکت و پاداش در نرم‌افزار بیت‌کوین رمزگذاری شده‌اند. هر کسی می‌تواند این قوانین را بررسی کند و در صورت تمایل، عملیات استخراج بیت‌کوین را آغاز کند.
گواه اثبات کار (Proof of Work) و استخراج (Mining)
گواه اثبات کار (PoW) ارتباط نزدیکی با فرآیند استخراج دارد. PoW دقیقاً روندی را تعریف می‌کند که طی آن ماینرها به سایر اعضای شبکه اثبات می‌کنند محاسبات لازم را انجام داده‌اند؛ این کار با تولید یک هش انجام می‌شود که با هدف تعیین‌شده برای بلاک مطابقت دارد. در سوی دیگر، استخراج به فرآیند افزودن یک بلاک جدید به بلاکچین و دریافت پاداش رمزارزی مرتبط اشاره دارد.
برای درک بهتر رابطه میان PoW و استخراج، کافی است نگاهی به نحوه پردازش تراکنش‌ها در شبکه بیت‌کوین بیندازیم. تمامی تراکنش‌های کاربران در شبکه بیت‌کوین ابتدا وارد استخر حافظه (mempool) می‌شوند. ماینرها از میان این تراکنش‌ها انتخاب کرده و آن‌ها را در بلاک پیشنهادی خود قرار می‌دهند.
همه ماینرها در رقابت ساخت بلاک بعدی شرکت می‌کنند. آن‌ها با انتخاب مجموعه‌ای از تراکنش‌ها از mempool، یک بلاک کاندیدا تشکیل می‌دهند. اما پیش از آن‌که این بلاک به‌عنوان بلاک معتبر پذیرفته شود، ماینر باید محاسباتی انجام دهد تا هش تولیدی، کمتر از حد هدف تعیین‌شده توسط الگوریتم PoW بیت‌کوین باشد.
اولین ماینری که چنین هشی تولید کند، آن را به سایر ماینرها ارسال می‌کند. سایر نودها نیز به‌سرعت آن را تأیید کرده و بلاک جدید را به زنجیره بلاکچین خود اضافه می‌کنند.
ماینری که موفق به این کار می‌شود، پاداش بلاک و کارمزدهای مربوط به تراکنش‌ها را دریافت می‌کند. با اضافه شدن بلاک جدید، ارتفاع بلاکچین بیت‌کوین افزایش می‌یابد و رقابت برای استخراج بلاک بعدی آغاز می‌شود.
چرا گواه اثبات کار مهم است؟
الگوریتم گواه اثبات کار به دلایل متعددی حیاتی محسوب می‌شود. مهم‌ترین دلیل این است که مکانیزمی امن و غیرمتمرکز برای حفظ یکپارچگی دفتر کل بلاکچین در اختیار مشارکت‌کنندگان شبکه قرار می‌دهد. PoW ماینرها را در سراسر جهان تشویق می‌کند که توان محاسباتی خود را برای اعتبارسنجی بلاک‌ها صرف کنند؛ نقشی که در سیستم‌های سنتی بر عهده نهادهای مرکزی مانند بانک‌هاست.
مزیت دیگر PoW، کنترل در فرآیند ایجاد کوین‌های جدید است. در مورد بیت‌کوین، الگوریتم PoW شامل یک سازوکار تنظیم سختی است که نرخ تولید بلاک را ثابت نگه می‌دارد. کد بیت‌کوین هدف‌گذاری کرده که هر بلاک در مدت ۱۰ دقیقه استخراج شود. اگر هش‌ریت شبکه آن‌قدر افزایش یابد که بلاک‌ها سریع‌تر از این حد میانگین تولید شوند، الگوریتم به‌طور خودکار سختی استخراج را افزایش می‌دهد.
بدون سازوکار تنظیم سختی در PoW، ماینرها می‌توانند عرضه بیت‌کوین را سریع‌تر از آنچه برای یک اقتصاد پایدار مناسب است، مصرف کنند. افزون بر این، با افزایش هش‌ریت شبکه در زنجیره‌های PoW، حمله به شبکه برای مهاجمان عملاً غیرممکن می‌شود.
طبق مطالعه‌ای از Braiins، حداقل هزینه موردنیاز برای حمله فیزیکی به شبکه بیت‌کوین از طریق هش‌ریت حدود ۵.۵ میلیارد دلار تخمین زده شده است. اما اجرای چنین حمله‌ای در دنیای واقعی بسیار دشوار و از نظر اقتصادی بی‌صرفه است، زیرا هزینه آن به‌مراتب از منافع احتمالی بالاتر است. علاوه بر این، مهاجمان بالقوه می‌توانند با رفتار صادقانه و مشارکت در استخراج، فوراً پاداش دریافت کرده و به شبکه سود برسانند.
مزایا و معایب گواه اثبات کار (Proof-of-Work)
به‌عنوان اولین مدل اجماع در بلاک‌چین‌ها، مزایا و معایب سیستم‌های گواه اثبات کار در طول زمان و با بلوغ صنعت رمزارزها آشکار شده‌اند. با وجود ظهور مکانیزم‌های جدیدتر، PoW همچنان معتبرترین و آزموده‌شده‌ترین روش برای رسیدن به اجماع در بلاک‌چین‌های عمومی باقی مانده است.
| مزایا | معایب |
|---|---|
| – امنیت و غیرمتمرکز بودن در سطح بالا | – سرعت پایین تراکنش‌ها و کارمزد بالا |
| – مقاوم در برابر سانسور | – استخراج نیازمند سرمایه اولیه بالا و هزینه عملیاتی زیاد است |
| – ایجاد انگیزه اقتصادی برای ماینرها جهت محافظت از شبکه | نسبت به مدل‌های اجماع جدید، بهره‌وری کمتری دارد |
| – تشویق به استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر |
چالش‌های گواه اثبات کار (Proof of Work)
مصرف انرژی
رایج‌ترین انتقاد نسبت به گواه اثبات کار، مصرف بالای انرژی آن است. بر اساس برخی تحقیقات، بیت‌کوین بیشتر از چندین کشور متوسط مانند نروژ و آرژانتین برق مصرف می‌کند. همچنین برخی گزارش‌ها این شبکه را یکی از عوامل مؤثر در تغییرات اقلیمی می‌دانند که با گسترش پذیرش، اثرات آن افزایش خواهد یافت.
با این حال، شواهدی نیز وجود دارد که خلاف این ادعاها را نشان می‌دهد. شبکه بیت‌کوین نسبت به بسیاری از نظام‌های مالی سنتی و صنایع بزرگی همچون استخراج طلا و بانکداری انرژی کمتری مصرف می‌کند.
نکته مهم دیگر این است که از آنجا که انرژی تنها متغیر اصلی در استخراج بیت‌کوین است، ماینرها برای کاهش هزینه‌ها به‌دنبال ارزان‌ترین منابع انرژی می‌روند؛ که غالباً شامل منابع تجدیدپذیر است. در طول زمان، ماینرها به استفاده از این منابع دوستدار محیط‌زیست روی آورده‌اند تا سودآوری خود را افزایش دهند. برآوردهای صنعتی نشان می‌دهد که حدود ۵۹٪ از استخراج بیت‌کوین با انرژی‌های پاک انجام می‌شود؛ رقمی که نسبت به بسیاری از صنایع و حتی کشورها بسیار بالاتر است.
افزون بر این، فناوری PoW بیت‌کوین این امکان را فراهم کرده که افراد و سازمان‌ها از انرژی‌هایی که ممکن بود به‌هدر بروند، استفاده مفید کنند. این موضوع به‌ویژه در مکان‌هایی مانند چاه‌های نفت (که گاز شعله‌ور تولید می‌کنند)، مناطق کشاورزی با ظرفیت انرژی زیستی (Biomass) یا مناطقی که انتقال انرژی به آن‌ها غیرعملی است، مصداق دارد. قابلیت جابجایی دستگاه‌های استخراج بیت‌کوین به ماینرها اجازه می‌دهد تا این نوع انرژی‌ها را به ارزش اقتصادی تبدیل کرده و برای جوامع محلی درآمد ایجاد کنند.
مقیاس‌پذیری (Scalability)
یکی دیگر از انتقادهای رایج نسبت به سیستم‌های مبتنی بر گواه اثبات کار مانند بیت‌کوین، توان پایین آن‌ها در مقیاس‌پذیری نسبت به مدل‌های اجماع جدیدتر است. با این حال، طرفداران بیت‌کوین معتقدند که جایگاه منحصربه‌فرد آن به‌عنوان یک سیستم پولی جهانی باعث می‌شود که زمان تأخیر در تأیید تراکنش‌ها، به امنیت شبکه کمک شایانی کند. سیستم‌های PoW برای امنیت بهینه‌سازی شده‌اند و مقیاس‌پذیری آن‌ها از طریق لایه‌های دوم، مانند شبکه لایتنینگ در بیت‌کوین و لایت‌کوین، محقق می‌شود.
تمرکزگرایی (Centralization)
منتقدان همچنین معتقدند که الگوریتم‌های اجماع PoW در طول زمان به سمت تمرکز بیشتر حرکت کرده‌اند. افزایش هزینه‌های ورود و سختی استخراج باعث شده تصمیمات مربوط به اجماع شبکه در اختیار تعداد محدودی استخر استخراج بزرگ قرار گیرد.
این استخرها، به دلیل برخورداری از قدرت هش بیشتر نسبت به ماینرهای مستقل، تا حد زیادی کنترل تصمیمات اجماعی شبکه را در دست دارند. با این حال، این قدرت وابسته به رفتار صادقانه استخرهاست، زیرا اعضا می‌توانند هر زمان که بخواهند از استخر خارج شوند.
برای مثال، شرکت Bitmain که یکی از بزرگ‌ترین تولیدکنندگان سخت‌افزار استخراج رمزارز است، در سال ۲۰۱۸ چندین استخر استخراج را کنترل می‌کرد که مجموعاً بیش از ۴۳٪ از قدرت هش بیت‌کوین را در اختیار داشتند. با چند حرکت استراتژیک، بیت‌مین می‌توانست حمله خرج دوباره انجام دهد، اما احتمالاً آسیبی که چنین حمله‌ای به شبکه و اعتبار خودش وارد می‌کرد، باعث شد از انجام آن خودداری کند.
پیامدها برای سرمایه‌گذاران
بر خلاف تصور عمومی که گواه اثبات کار را برای محیط زیست مضر می‌داند، گرایش صنعت استخراج بیت‌کوین به استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر نشان می‌دهد که این فناوری ممکن است تأثیر منفی کمتری داشته باشد یا حتی در مجموع اثر مثبتی بر محیط زیست داشته باشد. برخی از طرفداران بیت‌کوین معتقدند این رمزارز می‌تواند به سود سیاره زمین عمل کند.
اتصال امنیت شبکه بیت‌کوین به منبعی واقعی و ملموس مانند انرژی، شبکه را در برابر حملات مقاوم‌تر می‌سازد، به‌ویژه زمانی که هش‌ریت بهینه باشد. همچنین این ویژگی به سرمایه‌گذاران اجازه می‌دهد تا از طریق خرید سهام شرکت‌های استخراج مانند Riot Blockchain، Hive، Marathon Digital و Hut8 به‌صورت غیرمستقیم در دارایی بیت‌کوین مشارکت داشته باشند.
افزون بر این، با وجود ظهور مدل‌های اجماع سریع‌تر و نوآورانه‌تر در سال‌های اخیر، بسیاری از این شبکه‌های جدید به‌مرور زمان با مشکل تمرکزگرایی مواجه شده‌اند.
از آنجا که PoW الگویی آزموده‌شده برای امنیت شبکه‌های عمومی بلاکچین است، به‌احتمال زیاد همچنان نقش کلیدی در آینده ایفا خواهد کرد؛ به‌ویژه با گسترش پذیرش رمزارزها در میان عموم. مدل‌های اجماع جدید، به‌جای جایگزینی کامل PoW، در واقع ویژگی‌های منحصربه‌فرد آن را برجسته‌تر کرده‌اند و آن را برای سرمایه‌گذارانی که امنیت و مقاومت در برابر سانسور را اولویت می‌دانند، جذاب‌تر کرده‌اند.
همچنین با توجه به پیچیدگی مکانیزم‌هایی مانند PoW و نوسانات بازار، استفاده از انواع سیگنال ارز دیجیتال مانند سیگنال بیت کوین و سیگنال نوبیتکس معتبر می‌تواند به سرمایه‌گذاران کمک کند تا فرصت‌های مناسب را سریع‌تر شناسایی کرده و ریسک تصمیم‌گیری‌های احساسی را کاهش دهند.
آینده گواه اثبات کار (Proof of Work)
گواه اثبات کار اولین بار مفهوم بلاکچین را به جهان معرفی کرد. ماینرها در رقابتی بی‌پایان برای تولید بلاک‌های جدید و دریافت پاداش‌های مرتبط شرکت می‌کنند؛ فرایندی که با گذشت زمان، نفوذ به شبکه را برای عوامل مخرب بسیار دشوار می‌سازد. این مکانیزم اجماع نوآورانه با ایجاد انگیزه برای استفاده از توان محاسباتی در جهت حفظ یکپارچگی دفتر کل، امنیتی بی‌نظیر ارائه می‌دهد.
الگوریتم PoW با استفاده از سازوکار تنظیم سختی، به‌دنبال ایجاد اقتصادی پایدار از طریق کنترل نرخ عرضه کوین است. از آنجا که ماینرها نمی‌توانند صرفاً با نگهداری یا انباشت توکن‌ها سهم خود را افزایش دهند، توزیع عرضه نیز منصفانه‌تر انجام می‌شود.
این مدل اجماع سنتی همچنان نیروی محرکه بیشترین سهم بازار در میان بلاک‌چین‌های عمومی است و به‌احتمال زیاد، همیشه امن‌ترین گزینه برای دستیابی به اجماع در شبکه‌های غیرمتمرکز باقی خواهد ماند.
سخن پایانی
گواه اثبات کار (PoW) نه‌تنها نخستین سازوکار اجماع موفق در دنیای بلاکچین بود، بلکه همچنان یکی از مؤثرترین روش‌ها برای تضمین امنیت، پایداری و غیرمتمرکز بودن شبکه‌های عمومی به‌شمار می‌رود.
با وجود انتقادهایی مانند مصرف بالای انرژی یا تمرکز نسبی در میان برخی استخرهای استخراج، واقعیت این است که PoW در عمل، بارها توانمندی خود را برای حفاظت از دارایی‌ها و جلوگیری از تقلب اثبات کرده است. الگویی که با تکیه بر رقابت آزاد و استفاده از منابع واقعی، تعادلی میان فناوری، اقتصاد و امنیت برقرار می‌سازد.
هرچند آینده‌ی الگوریتم‌های اجماع ممکن است به سمت گزینه‌های سبک‌تر و مقیاس‌پذیرتر پیش برود، اما جایگاه اثبات کار به‌عنوان سنگ‌بنای اعتماد در شبکه‌های غیرمتمرکز تا مدت‌ها باقی خواهد ماند.
