ما إثبات العمل (PoW)؟

وش هو إثبات العمل؟

وصف ساتوشي ناكاموتو ذلك في الورقة البيضاء لبيتكوين عام 2008، مستندًا إلى Hashcash لآدم باك، وهي فكرة أقدم لجعل رسائل البريد المزعجة مكلفة. التجزئة الصالحة هي الإثبات. لا يمكنك الحصول عليها من دون القيام بالعمل، ويمكن لأي شخص التحقق من أنك قمت به.

تشرح بقية الصفحة كل جزء، ويتيح لك المربع أعلاه تجربته: هذا تنسيق ترويسة بيتكوين حقيقي، وتُحسب تجزئته مباشرةً في متصفحك. ولمعرفة الصورة الأكبر عن التعدين، اطّلع على دليلنا الكامل لتعدين بيتكوين.

ما المشكلة التي يحلها إثبات العمل؟

ليس لبيتكوين شركة أو بنك أو خادم يديرها. تحتفظ آلاف الحواسيب بنسختها الخاصة من سجل المعاملات، وعليها أن تتفق على الكتلة التالية وترتيب حدوث المدفوعات. وإلا، فقد ينفق أحدهم العملة نفسها مرتين.

لا يصلح التصويت البسيط عبر الإنترنت، إذ يمكن لأي شخص تشغيل ألف حاسوب مزيف والتصويت ألف مرة. يُسمى ذلك هجوم سيبيل. يتجاوز إثبات العمل هذه المشكلة: يُقاس تأثيرك بعدد التجزئات، والتجزئات تستهلك الكهرباء وتتطلب أجهزة.

ماذا تحتوي ترويسة كتلة بيتكوين؟

لا يجزّئ المعدّنون الكتلة كاملة. بل يجزّئون ترويستها المكوّنة من 80 بايت، وهي تتضمن كل ما عداها. هذه هي الحقول الستة التي عدّلتها في المربع أعلاه:

لأن الترويسة تتضمن هاش الكتلة السابقة، فإن تغيير كتلة قديمة يغيّر هاشها، ما يؤدي إلى خلل في الترويسة التالية، والتي بعدها أيضًا. عند إنشاء هذه الصفحة، تحقّقنا على خادمنا من كتلة التكوين الحقيقية من 2009 باستخدام الشيفرة نفسها التي يستخدمها العنصر الرئيسي:

كيف تعمل SHA-256 في Bitcoin؟

تحوّل SHA-256 أي مُدخل إلى رقم من 256 بت، يُكتب باستخدام 64 حرفًا سداسيًا عشريًا. تشغّل بيتكوين الدالة مرتين على الترويسة (ويُسمّى ذلك SHA-256d). والخصائص المهمة للتعدين بسيطة:

هذه الخاصية الأخيرة هي جوهر إثبات العمل. التجزئة القريبة من الهدف لا تخبرك شيئًا عن التخمين التالي، لذلك لا توجد طريقة ذكية للوصول إلى كتلة صالحة. كل معدّن يشارك في اليانصيب نفسه، وزيادة عدد التجزئات في الثانية لا تمنحك إلا تذاكر أكثر.

ما هو الـ target، ولماذا كل هذه الأصفار في البداية؟

الهدف رقم من 256 بت. تكون الكتلة صالحة عندما تكون قيمة تجزئتها، عند قراءتها كرقم، مساوية للهدف أو أقل منه. وبما أن الأرقام الصغيرة تبدأ بأصفار، فإن الهدف الأقل يظهر بمزيد من الأصفار في البداية. وكل صفر سداسي عشري إضافي يعني الحاجة إلى 16 ضعف عدد المحاولات في المتوسط.

تعدّل الشبكة الهدف كل 2,016 كتلة، أي كل أسبوعين تقريبًا، ليظل وصول الكتل بمعدل كتلة كل عشر دقائق تقريبًا، مهما زاد معدل التجزئة أو انخفض. يبلغ معدل التجزئة في الشبكة الآن نحو 811 EH/s (بيانات مباشرة، تُحدّث كل ساعة). يشرح دليل صعوبة تعدين بيتكوين طريقة هذا التعديل، ويوضح شرح معدل التجزئة وحدات القياس.

ما النونس، وما النونس الإضافي؟

حقل nonce («رقم يُستخدم مرة واحدة») هو الحقل المكوّن من 4 بايت الذي يغيّره المعدّنون مع كل تخمين. وهو الحقل الوحيد الموجود فقط لكي يتغير. المشكلة أن 4 بايت لا تتيح سوى نحو 4.3 مليار قيمة، وتستنفدها الأجهزة الحديثة في وقت شبه فوري.

لذلك يغيّر المعدّنون أيضًا nonce إضافيًا، وهو بضعة بايتات احتياطية في معاملة coinbase، أول معاملة في الكتلة التي تدفع للمعدّن. تعني معاملة coinbase جديدة جذر ميركل جديدًا، وهذا يعني مليارات من قيم nonce الجديدة لتجربتها. في مجمع تعدين، يخصص المجمع لكل معدّن نطاقًا خاصًا به من قيم nonce الإضافية، حتى لا يكرر أحد عمل الآخر.

لماذا يكون العثور على كتلة مكلفًا، بينما التحقق منها رخيص؟

على المعدّن تجربة التجزئات حتى يعثر على واحدة أقل من الهدف. أما الآخرون، فعليهم تجزئة الترويسة مرة واحدة فقط ومقارنة النتيجة. هذا التفاوت في التكلفة هو ما يتيح لآلاف الحواسيب العادية التحقق من السلسلة من دون الوثوق بالمعدّنين الذين أنشأوها.

جرّب بنفسك عملية البحث أدناه. يستخدم هذا العرض تنسيقًا أبسط للكتلة من القسم الرئيسي، لكنه يعتمد على قرعة SHA-256 المزدوجة نفسها، وترتبط كل كتلة يتم العثور عليها بالكتلة السابقة.

ما قاعدة السلسلة الأطول، وما هجوم بنسبة 51%؟

أحيانًا يعثر معدّنان على كتلة في اللحظة نفسها تقريبًا، فتكون للشبكة لفترة وجيزة نسختان. تتبع العُقد السلسلة التي بُذل فيها أكبر قدر من العمل إجمالًا. يسميها الناس السلسلة الأطول، لكنها في الحقيقة الأثقل: فقد تتفوق بضع كتل بصعوبة عالية على عدد أكبر من الكتل بصعوبة منخفضة.

لعكس دفعة، سيتعين على المهاجم إنشاء سلسلة أثقل من سلسلة الجميع، بدءًا من كتلة تسبق تلك الدفعة. وكل كتلة جديدة تضاف فوقها (تأكيد) تزيد تأخر المهاجم. حسبت الورقة البيضاء الاحتمالات؛ حرّك شريط التمرير للاطلاع عليها:

مع 50% أو أكثر، يفوز المهاجم في النهاية. هذا هو هجوم بنسبة 51%. إنه خطير، لكن له حدود:

لهذا تنتظر منصات التداول عدة تأكيدات على الإيداعات الكبيرة. والقاعدة الشائعة هي ستة تأكيدات.

لماذا يستهلك إثبات العمل كل هذه الطاقة؟

لأن الطاقة هي أساس الأمان. فالكتلة الصالحة دليل على إنفاق كهرباء فعلية. ولكتابة التاريخ من جديد، على المهاجم أن ينفق ما لا يقل عن المقدار نفسه مرة أخرى، وأن يواصل الإنفاق فيما تتابع الشبكة النزيهة التقدم.

كمية الكهرباء المستخدمة ومصدرها موضوعان يستحقان النقاش. يتابع مؤشر كامبريدج التقديرات، ويستعرض دليلنا لطاقة تعدين Bitcoin الأرقام. كل تنصيف يقلل الجزء المكوّن من عملات جديدة في المكافأة، لذا تعتمد ميزانية الأمان بمرور الوقت أكثر على الرسوم.

إثبات العمل أم إثبات الحصة: ما الفرق؟

يختار إثبات الحصة (PoS) مُنتِج الكتلة التالية من بين أشخاص يحجزون عملات كوديعة، بدلًا من الاختيار من بين أشخاص يستهلكون الكهرباء. انتقلت Ethereum من إثبات العمل إلى إثبات الحصة في 2022. إليك مقارنة متوازنة بينهما:

أبقى مطوّرو بيتكوين على إثبات العمل لأن تكلفته تقع خارج النظام، فلا يستطيع أحد شراء السيطرة بعملات يملكها أصلًا. ويشير مؤيدو إثبات الحصة إلى توفير الطاقة والوصول إلى النهائية بشكل أسرع.

Can you get mining rewards without running proof of work yourself?

Yes. With CloudMineCrypto you mine bitcoin for free from your phone or browser, with no hardware, noise or power bill. Claim the free 8-hour plan, and add more free plans by watching ads, playing games, completing offers and checking in daily. Your estimated BTC ticks up while your plans run, and you withdraw to your own wallet, Lightning included.

Each plan has a hashrate, and your estimate is that hashrate’s share of the whole network, times 6 blocks an hour, times the block reward. That’s the formula the app uses to estimate your rewards (rules and limits apply). Want more speed? Paid plans are an optional boost for fun. They usually mine less than they cost, and the price is shown before you confirm.

معلومة مفيدة: المكافآت تقديرية وتتغير بحسب الشبكة، وليست مضمونة، والخطة لا تمنحك ملكية أي جهاز أو مجمع تعدين. قد تُطبّق قيود أو يُطلب التحقق عند السحب. تجد التفاصيل في قواعد المكافآت ودليل تعدين بيتكوين المجاني. تسري الشروط.

الأسئلة الشائعة

المصادر ولمزيد من القراءة

1. بيتكوين: نظام نقد إلكتروني من نظير إلى نظير (الورقة البيضاء) · ساتوشي ناكاموتو، bitcoin.org
2. دليل البلوك تشين: ترويسات الكتل، إثبات العمل، معاملة coinbase · وثائق مطوّري بيتكوين
3. دليل التعدين: التعدين الفردي، مجمعات التعدين، getblocktemplate · وثائق مطوّري بيتكوين
4. الصعوبة · Bitcoin Wiki
5. تأكيد · Bitcoin Wiki
6. مؤشر كامبريدج لاستهلاك كهرباء البيتكوين · مركز كامبريدج للتمويل البديل
7. لوحة تعدين: معدل التجزئة، الصعوبة، والكتل الأخيرة · mempool.space

الأرقام المباشرة في هذه الصفحة مصدرها إما واجهة CloudMineCrypto البرمجية أو خدمات بيانات البلوكشين العامة المذكورة بجانبها. تُحدَّث وفق جدول زمني، ويُذكر مصدرها حيث تظهر. هذا الدليل للتثقيف وليس نصيحة مالية. CloudMineCrypto ليس منتجًا استثماريًا، ومكافآت التطبيق تقديرية وغير مضمونة.