چکیده

الگوریتم اثبات کار با تاخیر (dPow) چیست و قرار است چه مزیتی را به شبکه بلاکچین اضافه کند؟ احتمالاً شما همانند اکثر کاربران در بازار ارز دیجیتال درباره الگوریتم اثبات کار (PoW) که در شبکه بهترین ارز دیجیتال جهان، یعنی بیت کوین، مورد استفاده قرار گرفته، نکاتی را شنیده‌اید. این الگوریتم اولین الگوریتم به کار گرفته شده در شبکه‌های بلاکچین است که تیم بیت کوین آن را راه‌اندازی و پیاده‌سازی کرده است. در طول تاریخچه بازار ارز دیجیتال توکن‌های دیگری با فورک از شبکه بیت کوین، از این الگوریتم استفاده می‌کنند که از آن جمله می‌توانیم به لایت کوین و بیت کوین کش هم اشاره داشته باشیم. اما حالا پروژه دیگری به نام کومودو (Komodo) از الگوریتم جدیدی با نام الگوریتم اثبات کار با تاخیر یا dPow رونمایی کرده که به نوعی نسخه به‌روز شده الگوریتم اثبات کار اما با مزیت‌های امنیتی بیشتر است. 

مقدمه

شبکه‌های بلاک چین در بازار کریپتوکارنسی روزبه‌روز در حال پیشرفت هستند و هر نسل از این شبکه‌ها مزیت‌های جذاب جدیدی را با خود به همراه می‌آورند. اکثر قریب به اتفاق توکن‌های تعریف شده در بازار در حال حاضر از الگوریتم اثبات سهام (PoS) استفاده کرده و کمتر ارز دیجیتال جدیدی را می‌توان پیدا کرد که هنوز هم از الگوریتم اثبات کار در شبکه خود استفاده کند. کند بودن سرعت و در کنار آن خطر حمله ۵۱ درصدی، ۲ ایراد بزرگ این شبکه‌های بلاکچین است که در نسل‌های جدید از ترفندهای مختلف برای دور ماندن از آنها استفاده شده است.

الگوریتم اثبات کار با تاخیر (dPoW) هم یک فناوری به روز و جدید برای بالاتر بردن امنیت شبکه بلاک چین و جلوگیری از حمله ۵۱ درصدی است. در این مقاله قرار است به صورت کامل درباره این الگوریتم با شما صحبت کرده و مزیت‌های آن را به صورت کامل با هم مرور کنیم.

بزرگ‌ترین رویداد ارز دیجیتال ایران با شرکت در این رویداد و دعوت از دوستان خود می‌توانید بدون قرعه‌کشی BMW X3 برنده شوید.

شرکت در رویداد

اثبات کار با تاخیر چیست؟

الگوریتم اثبات کار با تاخیر یا Delayed Proof of Work که به اختصار dPoW نیز نامیده می‌شود، یک مکانیزم امنیتی است که در شبکه‌های بلاک چین مورد استفاده قرار گرفته و می‌تواند امنیت آنها را افزایش دهد. این الگوریتم توسط پروژه ارز دیجیتال کومودو (KMD) که یک فورک از شبکه زی کش (Zcash) است، به بازار ارز دیجیتال معرفی شده و جذابیت‌های بسیار زیادی را نیز با خود به همراه آورده است. این الگوریتم یک مکانیزم امنیتی اجماع لایه دوم است که به صورت متمرکز برای جلوگیری از حملات ۵۱ درصدی که یکپارچگی شبکه بلاک چین را تهدید می‌کنند، طراحی شده که این کار را با استفاده از نرخ هش یک شبکه اثبات کار خارجی و اعمال آن در مکانیزم اجماع موجود در شبکه انجام می‌دهد.

 پلتفرم کومودو اعلام کرده است که در طراحی خود از الگوریتم اثبات کار با تاخیر (dPoW) به دنبال رسیدن به ۴ هدف بزرگ یعنی بالاتر بردن امنیت، مقیاس‌پذیری،  قابلیت همکاری و سازگاری با سایر شبکه‌ها است. همانطور که می‌دانید مهمترین دغدغه توسعه‌دهندگان بلاک چین ایجاد امنیت بالا برای آن است و در طول سال‌های گذشته شاهد چالش‌های مختلفی از این بابت بوده‌ایم. حتی اخیراً در برخی از گزارش‌ها تعدادی حملات موفقیت آمیز ۵۱ درصدی را نیز در برخی از پروژه‌ها شاهد بوده‌ایم که این موضوع می‌تواند برای کاربران در بازار کریپتوکارنسی بسیار نگران کننده باشد. 

در میان ۱۰۰ ارز دیجیتال برتر جهان نام‌هایی مانند بیت کوین گلد، اتریوم کلاسیک و ورج (Verge) پروژه‌هایی هستند که همگی به نوعی قربانی هکرها شده و نگرانی‌هایی از این بابت برای آنها وجود دارد. نگرانی که به خریداران در صرافی ارز دیجیتال نیز منتقل شده و باعث جلوگیری از ورود سرمایه‌گذاران جدید به بازار می شود.

این آمار نشان می‌دهد که علاوه بر بلاکچین‌های کوچک، حتی بلاکچین‌های بزرگ که از الگوریتم اثبات کار استفاده می‌نمایند، در معرض این خطر قرار داشته و داشتن یک لایه امنیتی مناسب برای آنها بسیار ضروری به نظر می‌رسد. 

الگوریتم اثبات کار با تاخیر (dPow) چگونه کار میکند؟

اما الگوریتم اثبات کار با تاخیر چگونه کار می‌کند و چگونه قرار است امنیت شبکه بلاک چین را در برابر حملات ۵۱ درصدی بالاتر ببرد؟ در قدم اول باید اشاره کنیم که پروژه کومودو با استفاده از نرخ هش بیت کوین، امنیت شبکه خود را به میزان قابل قبولی افزایش داده و استفاده از قابلیت حفظ حریم خصوصی دانایی صفر از طریق پروژه ذی‌کش (Zcash) آن را تبدیل به یک شبکه بلاکچین مدرن کرده است. اگر بخواهیم نحوه کار الگوریتم اثبات کار با تاخیر را به صورت کاملاً ساده در این شبکه توضیح دهیم، به این نکته خواهیم رسید: 

الگوریتم dPoW در یک ترفند بسیار جذاب در هر ۱۰ دقیقه یک اسکرین‌شات از بلاکچین گرفته و آن را در یکی از بلوک‌های شبکه بیت کوین ذخیره می‌کند. در این فرایند که به آن ثبت رسمی یا Notorization هم گفته می‌شود، عملاً هر ۱۰ دقیقه یک نسخه پشتیبان از کل سیستم کومودو ایجاد شده و این پشتیبان در شبکه بلاکچین بیت کوین قرار می‌گیرد. البته علاوه بر بیت کوین از هر شبکه بلاکچین دیگری که از الگوریتم اثبات کار استفاده نماید، می‌توان به عنوان فضای ذخیره‌سازی و پشتیبان‌گیری از تراکنش‌های شبکه اصلی استفاده کرد. در این فرایند در واقع dPoW به عنوان یک فرایند تایید دو مرحله‌ای در نظر گرفته و مورد استفاده قرار می‌گیرد. 

در قدم اول گروهی از نود‌ها و گره‌ها در شبکه با سرعت بسیار بالا اقدام به تایید اعتبار یک تراکنش نموده و درباره معتبر بودن آن به توافق می‌رسند. در مرحله بعدی اطلاعات مربوط به تراکنش به یک شبکه بلاکچین pow (به عنوان مثال بیت کوین) متصل می‌شود. این تاخیر در مرحله اثبات کار یک لایه امنیتی اضافی را اما بدون هیچگونه کاهش سرعت فراهم می‌آورد. 

ثبت اسناد رسمی در بلاکچین اثبات کار (pow) یک لایه غیرقابل‌تغییری را به تراکنش‌های از قبل تایید شده اضافه می‌نماید. این فرایند دقیقاً مانند داشتن یک مهر تایید دیجیتال از یک سیستم بسیار امن است. دلیل انتخاب زمان ۱۰ دقیقه برای اسنپ‌شات در شبکه کومودو هم از این بابت است که در این فرصت تمام شبکه بر سر معتبر بودن بلوک مورد نظر به توافق برسند. 

در حال حاضر پیاده‌سازی الگوریتم اثبات کار با تاخیر تنها با استفاده از شبکه بلاکچین بیت کوین انجام می‌پذیرد و امنیت خود را از این شبکه می‌گیرد، اما این پروژه کاملاً پتانسیل لازم برای استفاده بر روی سایر شبکه‌های بلاکچین pow را نیز دارا بوده و می‌تواند امنیت آنها را نیز افزایش دهد.

کاربردها و مزیت‌های الگوریتم اثبات کار با تاخیر (dPow)

اما سوال بسیار مهم اینجاست که چه کاربردها و مزیت‌هایی را می‌توانیم برای dPoW در نظر بگیریم که در الگوریتم pow وجود نداشته و به نوعی می‌توانند مزیت‌های این الگوریتم نسبت به الگوریتم‌های سابق باشند. مزیت‌های مختلفی را می‌توانیم برای الگوریتم اثبات کار با تاخیر معرفی کنیم. در ادامه این مزیت‌ها را به صورت کامل با هم مرور می‌نماییم. 

امنیت پیشرفته 

به عنوان اولین مزیت بایستی به این نکته اشاره داشته باشیم که اثبات کار با تاخیر با داشتن یک مکانیزم اجماع اضافی در برابر خطراتی مانند حملات ۵۱ درصدی امنیت بیشتری داشته و به این ترتیب می‌توانیم امنیت پیشرفته‌تری را برای آن متصور باشیم. 

کارایی بهتر 

تایید اولیه از طریق یک الگوریتم اجماع جایگزین، امکان تایید سریعتر تراکنش‌ها را در شبکه فراهم می‌آورد و این موضوع باعث شده تا در dPoW انرژی کمتری نسبت به سیستم PoW مورد استفاده قرار گرفته و در نتیجه شبکه کارآمدتر باشد. 

قابلیت همکاری 

dPoW را به راحتی می‌توان با سایر شبکه‌های بلاکچین موجود ادغام کرد و از این قابلیت همکاری برای افزایش امنیت شبکه مورد نظر نیز استفاده نمود. 

محافظت در برابر حملات ۵۱ درصدی 

محافظت در برابر حملات ۵۱ درصدی مزیت کوچکی نیست که بتوانیم به راحتی از کنار آن بگذریم. تاخیرهای موجود در فرایند اثبات کار در این الگوریتم باعث می‌شود تا ایجاد حملات ۵۱ درصدی در آن بسیار دشوار باشد. 

تفاوت الگوریتم اثبات کار با اثبات کار با تاخیر

چه تفاوتی میان الگوریتم اثبات کار با اثبات کار با تاخیر (dPoW) وجود دارد و نقطه اصلی متمایز کننده این دو الگوریتم چیست؟ نقطه ضعف بزرگی که در الگوریتم اثبات کار وجود دارد، این است که در صورتی که ۵۱% از نودها یا گره‌ها به این توافق برسند که یک بلوک از زنجیره بلاک چین اعتبار نداشته و دوباره آن را بازسازی نمایند، به راحتی می‌توانند تراکنش‌های جعلی را در شبکه ایجاد کرده و از این طریق باعث بروز اختلال در شبکه شوند. هرچند حملات ۵۱ درصدی تاکنون در شبکه‌های بلاکچین بزرگ مانند بیت کوین گزارش نشده، اما به هر حال در شبکه‌های بلاکچین کوچکتر شاهد آن بوده‌ایم که حتی لایت کوین هم از این حملات دور نمانده است. 

اما در عوض در الگوریتم اثبات کار با تاخیر (dPoW) با توجه به ثبت شدن تمام تراکنش‌ها در یک بلاکچین جانبی، عملاً احتمال حملات ۵۱ درصدی به شدت کاهش پیدا می‌کند و امکان بروز چنین حملاتی در این الگوریتم وجود نخواهد داشت. برای اینکه زنجیره یک شبکه تحت تاثیر الگوریتم اثبات کار با تاخیر به خطر بیفتد، لازم است تا هکرها هم خود زنجیره اصلی و هم زنجیره شبکه پشتیبان را از بین ببرند و بلوک‌های جدید را در هر دو زنجیره اضافه نمایند که عملاً چنین اتفاقی نزدیک به غیرممکن است. در حال حاضر برای اینکه شبکه کومودو به خطر امنیتی بیفتد، لازم است تا قبل از آن زنجیره بیت کوین هک شده باشد که این مهم نشان از امنیت بسیار بالای زنجیره شبکه کومودو دارد.

 ارز دیجیتال کومودو در بازار 

احتمالاً ممکن است این سوال هم در ذهن شما ایجاد شده باشد که شبکه بلاک چین ارز دیجیتالی که از الگوریتم اثبات کار با تاخیر در پلتفرم خود استفاده می‌کند، در بازار ارز دیجیتال چه شرایطی پیدا کرده و آیا سرمایه‌گذاری بر روی آن جذابیتی دارد یا خیر؟ طراح اصلی این الگوریتم پروژه کومودو بوده که از سال ۲۰۱۷ وارد بازار کریپتوکارنسی شده و همچنان در این بازار قرار دارد. 

این ارز دیجیتال با قیمت حدود ۱۰ سنت در بازار معرفی شد و بلافاصله در یک بازه زمانی یک ساله روند رو به رشدی را به خود گرفت و حتی تا قیمت کمی بیش از ۱۱ دلار هم بالا آمد. اما در ادامه مسیر نزولی را برای قیمت کومودو شاهد بودیم و در حال حاضر که در حال نگارش این مقاله هستیم قیمت کومودو در بازار ۴۰ سنت است. برای این پروژه در مجموع حدود ۱۳۶ میلیون توکن در نظر گرفته شده که نشان از عرضه پایین برای آن است؛ حجم معاملات آن هم در بازار نیز به حدود ۲.۳ میلیون دلار می‌رسد. کومودو در رتبه ۵۸۴ بهترین ارزهای دیجیتال از نظر ارزش بازار قرار گرفته و از نظر حجم معاملات نیز در رتبه ۷۴۱ قرار می‌گیرد. در آینده در صورت رایج‌تر شدن استفاده از الگوریتم اثبات کار با تاخیر می‌توان به رونق هرچه بیشتر کومودو امیدوار بود؛ اما در حال حاضر این پروژه رونق خیلی زیادی را از خود نشان نداده و شاهد افزایش قیمت‌های جذابی حتی بعد از هاوینگ بیت کوین هم برای آن نبودیم. 

جمع‌بندی  

احتمالاً به خوبی متوجه شدید که الگوریتم اثبات کار با تاخیر (dPoW) چیست و چه اهداف و کاربردهایی را دنبال می‌نماید. الگوریتم اثبات کار تاخیر در واقع یک راه‌حل متفکرانه است تا چالش‌های پیش روی الگوریتم سنتی اثبات کار را برطرف سازد و باعث بهبود شرایط استفاده از آن شود. البته کارکرد این الگوریتم تنها به بالاتر بردن امنیت شبکه محدود نشده بلکه مزیت‌های دیگری مانند بهینه‌سازی مصرف انرژی ایجاد تعامل بیشتر میان شبکه‌های بلاکچین را نیز با خود به همراه می‌آورد. 

dPoW در واقع می‌تواند در شکل دهی یک اکوسیستم بلاک چین کاملاً ایمن‌تر و کارآمدتر نقش قابل توجهی را ایفا نماید. با روی کار آمدن چنین الگوریتمی، امنیت شبکه‌های بلاک چین و امنیت بازار ارز دیجیتال به میزان قابل توجهی افزایش پیدا خواهد کرد و کاربران نیز از این پس می‌توانند با اعتماد بیشتری نسبت به این شبکه‌ها به دنبال خرید ارز دیجیتال و سرمایه‌گذاری در این بازار باشند.

سوالات متداول 

الگوریتم اثبات کار با تاخیر (dPoW) چیست؟

الگوریتم اثبات کار با تاخیر یک مکانیزم امنیتی لایه ۲ است که توسط پروژه کومودو طراحی شده و امنیت شبکه‌های بلاکچین با الگوریتم اثبات کار را افزایش می‌دهد. 

اثبات کار با تاخیر چگونه از حملات ۵۱ درصدی جلوگیری می‌کند؟

در این الگوریتم در هر ۱۰ دقیقه یک اسنپ شات از کل شبکه بلاک چین گرفته شده و این اطلاعات در شبکه بلاک چین جانبی مانند بیت کوین ذخیره می‌شود که عملاً برای حملات ۵۱ درصدی علاوه بر زنجیره اصلی بایستی زنجیره بیت کوین نیز هک شود. 

آیا احتمال حملات ۵۱ درصدی در اثبات کار با تاخیر وجود دارد؟  

هیچ خطری را به صورت کامل نمی‌توان در بازار کریپتوکارنسی نادیده گرفت و احتمال آن را غیرممکن دانست، اما به هر حال این الگوریتم به گونه‌ای طراحی شده که احتمال حملات ۵۱ درصدی در آن به میزان قابل توجهی کاهش پیدا کند.