إثبات العمل

📅 آخر تحديث: ٢٣ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٣ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة

إثبات العمل (يُكتب أيضًا إثبات العمل ، ويُختصر إلى PoW ) هو شكل من أشكال الإثبات التشفيري، حيث يُثبت أحد الأطراف ( المُثبت ) للآخرين ( المُدقّقين ) بذل قدر معين من الجهد الحسابي. [ 1 ] ويمكن للمُدقّقين لاحقًا تأكيد هذا الجهد بأقل جهد ممكن من جانبهم. طُرح هذا المفهوم لأول مرة من قِبل موني ناور وسينثيا دورك عام 1993 كوسيلة لردع هجمات حجب الخدمة وغيرها من إساءة استخدام الخدمات، مثل البريد العشوائي، على الشبكة، وذلك من خلال اشتراط بذل جهد من قِبل طالب الخدمة، وعادةً ما يعني ذلك وقت معالجة بواسطة جهاز كمبيوتر. وامتدادًا لعمل سينثيا دورك وموني ناور، وصف آدم باك رسميًا نظام إثبات العمل المسمى Hashcash كحماية ضد البريد العشوائي في عام 1997. وقد صِيغ مصطلح "إثبات العمل" لأول مرة وتمّ صياغته رسميًا في ورقة بحثية عام 1999 من قِبل ماركوس جاكوبسون وآري جولز . [ 2 ] [ 3 ] تم تكييف المفهوم مع الرموز الرقمية بواسطة هال فيني في عام 2004 من خلال فكرة "إثبات العمل القابل لإعادة الاستخدام" باستخدام خوارزمية التجزئة الآمنة ذات 160 بت (SHA-1). [ 4 ]

انتشرت آلية إثبات العمل لاحقًا بفضل البيتكوين كأساس للتوافق في شبكة لا مركزية مفتوحة، حيث يتنافس المعدنون لإضافة كتل وتعدين عملة جديدة، ويتناسب احتمال نجاح كل معدن مع الجهد الحسابي المبذول. ولا تزال آليتا إثبات العمل وإثبات الحصة (PoW ) أشهر آليتين لردع هجمات سيبيل . وهما الآليتان الأكثر شيوعًا في سياق العملات المشفرة . [ 5 ]

من السمات الرئيسية لأنظمة إثبات العمل عدم تناظرها: يجب أن يكون العمل - أي الحساب - صعبًا نسبيًا (لكنه ممكن) من جانب المُثبت أو الطالب، بينما يسهل التحقق منه من جانب المُدقِّق أو مُقدِّم الخدمة. تُعرف هذه الفكرة أيضًا بدالة تكلفة وحدة المعالجة المركزية، أو لغز العميل ، أو اللغز الحسابي، أو دالة تسعير وحدة المعالجة المركزية. ومن السمات الشائعة الأخرى وجود هياكل حوافز مُدمجة تُكافئ تخصيص سعة حسابية للشبكة بقيمة على شكل عملة مشفرة. [ 6 ] [ 7 ]

لا يهدف نظام إثبات العمل إلى إثبات إنجاز عمل معين أو "حل" لغز حسابي، بل إلى ردع التلاعب بالبيانات من خلال فرض متطلبات طاقة وتحكم عالية في الأجهزة. [ 6 ] وقد انتقد بعض دعاة حماية البيئة أنظمة إثبات العمل، بحجة أنها تُولّد آثارًا خارجية لا تنعكس في أسعار الكهرباء في السوق، ولا تُعوّض عن الفوائد الاقتصادية والاجتماعية. [ 8 ] وتُتيح خصائص الأحمال القابلة للانقطاع في تعدين إثبات العمل خدمات الاستجابة للطلب، وتدعم دمج مصادر الطاقة المتجددة المتغيرة في ظل ظروف معينة للسوق والشبكة. [ 9 ]

خلفية

يعود مفهوم إثبات العمل (PoW) إلى أبحاث مبكرة حول مكافحة البريد العشوائي ومنع هجمات حجب الخدمة. ومن أوائل تطبيقات إثبات العمل خوارزمية Hashcash ، التي ابتكرها عالم التشفير البريطاني آدم باك عام ١٩٩٧. [ ١٠ ] صُممت هذه الخوارزمية كآلية لمكافحة البريد العشوائي، حيث تتطلب من مُرسلي البريد الإلكتروني تنفيذ مهمة حسابية بسيطة، تُثبت فعليًا أنهم استهلكوا موارد (في صورة وقت وحدة المعالجة المركزية) قبل إرسال البريد الإلكتروني. كانت هذه المهمة سهلة للغاية بالنسبة للمستخدمين الشرعيين، لكنها كانت تُكبّد مُرسلي البريد العشوائي تكلفة باهظة عند محاولتهم إرسال رسائل جماعية.

كان نظام Hashcash يعتمد على مفهوم إيجاد قيمة تجزئة تفي بمعايير معينة، وهي مهمة تتطلب جهدًا حسابيًا وبالتالي كانت بمثابة "إثبات للعمل". كانت الفكرة هي أنه من خلال جعل إرسال كميات كبيرة من البريد الإلكتروني مكلفًا حسابيًا، سيتم تقليل البريد العشوائي .

يستخدم أحد الأنظمة الشائعة، المستخدم في هاشكاش، عمليات عكس التجزئة الجزئية لإثبات إتمام عملية الحساب، كرمز حسن نية لإرسال بريد إلكتروني . على سبيل المثال، يمثل العنوان التالي حوالي 2 ^52 عملية حساب تجزئة لإرسال رسالة calvin@comics.netفي 19 يناير 2038:

X-Hashcash: 1:52:380119:calvin@comics.net:::9B760005E92F0DAE

يتم التحقق من ذلك بحساب واحد عن طريق التحقق من أن تجزئة SHA-1 للطابع (مع حذف اسم الرأس X-Hashcash:بما في ذلك النقطتين وأي مقدار من المسافة البيضاء التي تليه حتى الرقم '1') تبدأ بـ 52 صفرًا ثنائيًا، أي 13 صفرًا سداسيًا عشريًا:

0000000000000756af69e2ffbdb930261873cd71

يُعدّ مدى قدرة أنظمة إثبات العمل على حلّ مشكلة معينة من مشاكل حجب الخدمة، مثل مشكلة البريد العشوائي، موضع نقاش؛ [ 11 ] [ 12 ] إذ يجب أن يجعل النظام إرسال رسائل البريد العشوائي غير مُجدٍ للمرسل، مع الحرص في الوقت نفسه على عدم منع المستخدمين الشرعيين من إرسال رسائلهم. بعبارة أخرى، لا ينبغي أن يواجه المستخدم الحقيقي أي صعوبات عند إرسال بريد إلكتروني، بينما سيضطر مرسل البريد العشوائي إلى استهلاك قدر كبير من قوة الحوسبة لإرسال العديد من الرسائل دفعة واحدة. تُستخدم أنظمة إثبات العمل في أنظمة تشفير أخرى أكثر تعقيدًا، مثل بيتكوين، التي تستخدم نظامًا مشابهًا لنظام هاشكاش. [ 11 ]

تطور خوارزميات إثبات العمل

يعود أصل آلية إثبات العمل نظريًا إلى الجهود المبكرة لمكافحة إساءة استخدام التقنيات الرقمية، وقد تطورت بشكل ملحوظ بمرور الوقت لتشمل جوانب الأمن وسهولة الوصول، بالإضافة إلى تطبيقات أوسع نطاقًا تتجاوز غرضها الأساسي في مكافحة البريد العشوائي. ظهرت الفكرة لأول مرة عام ١٩٩٣ كوسيلة لردع الرسائل غير المرغوب فيها، ولكن الورقة البحثية التي نشرها ساتوشي ناكاموتو عام ٢٠٠٨ بعنوان "بيتكوين: نظام نقدي إلكتروني من نظير إلى نظير" [ ١٣ ] هي التي رسخت مكانة إثبات العمل كحجر زاوية في شبكات البلوك تشين. ويعكس هذا التطور الطلب المتزايد على أنظمة آمنة وموثوقة.

ظهر مفهوم إثبات العمل لأول مرة عام ١٩٩٣، عندما اقترحت سينثيا دورك وموني ناور نظامًا للحد من البريد الإلكتروني العشوائي من خلال إلزام المُرسِلين بأداء مهام تتطلب موارد حاسوبية كبيرة. في ورقتهما البحثية بعنوان "التسعير عبر معالجة البريد العشوائي أو مكافحته" [ ١٤ ] ، أوضحتا أساليب مثل حساب الجذور التربيعية المعيارية، المصممة لتكون صعبة الحل وسهلة التحقق في الوقت نفسه، مما أرسا مبدأً أساسيًا لعدم تناظر إثبات العمل. يُعد هذا التناظر بالغ الأهمية لفعالية إثبات العمل، إذ يضمن أن تكون مهام مثل إرسال البريد العشوائي مكلفة للمهاجمين، بينما يظل التحقق فعالًا للمستخدمين الشرعيين.

وجدت هذه الأسس المفاهيمية تطبيقًا عمليًا في عام 1997 مع نظام Hashcash الذي ابتكره آدم باك ، وهو نظام يتطلب من المُرسِلين حساب معكوس جزئي لخوارزمية SHA-1 ، مما ينتج عنه تجزئة بعدد محدد من الأصفار البادئة. وقد وُصف هذا النظام في ورقة باك البحثية بعنوان "Hashcash: إجراء مضاد لهجمات حجب الخدمة" [ 15 ]. فرض نظام Hashcash تكلفة حسابية لردع الرسائل المزعجة، مع السماح للمستلمين بتأكيد العمل بسهولة، مما وضع أساسًا بالغ الأهمية لتطبيقات إثبات العمل اللاحقة في علم التشفير وتقنية سلسلة الكتل (البلوك تشين).

شكّل البيتكوين، الذي أطلقه ساتوشي ناكاموتو عام 2009، نقلة نوعية في عالم العملات الرقمية، إذ اعتمد على آلية إثبات العمل الخاصة بـ Hashcash. وقد أوضح ناكاموتو في ورقته البيضاء للبيتكوين نظامًا يستخدم خوارزمية SHA-256 ، حيث يتنافس المعدنون على حلّ ألغاز تشفيرية لإضافة كتل إلى سلسلة الكتل، ويحصلون على مكافآت مقابل ذلك. وعلى عكس إثباتات Hashcash الثابتة، تُعدّل خوارزمية إثبات العمل في البيتكوين صعوبتها ديناميكيًا بناءً على متوسط ​​الوقت المستغرق لتعدين كتلة في الحقبة السابقة، مما يضمن وقت كتلة ثابتًا يبلغ حوالي 10 دقائق، وبالتالي إنشاء سلسلة غير قابلة للتلاعب. وقد حوّل هذا الابتكار آلية إثبات العمل من مجرد رادع إلى آلية إجماع لشبكة لامركزية، مؤكدًا على الحوافز المالية بدلًا من الجهد الحسابي.

في البداية، تم تعدين البيتكوين باستخدام وحدات المعالجة المركزية القياسية ، ثم شهد تحولًا سريعًا إلى وحدات معالجة الرسومات ، ثم إلى وحدات FPGA، وأخيرًا إلى وحدات ASIC ، والتي تفوقت بشكل كبير على الأجهزة العامة في حل ألغاز SHA-256.

لمعالجة اعتماد بيتكوين المتزايد على الأجهزة المتخصصة، غيّرت لايتكوين دالة التجزئة الخاصة بهاشكاش من SHA-256 إلى Scrypt . طُوّرت Scrypt بواسطة كولين بيرسيفال ووُصفت بالتفصيل في المواصفات الفنية "دالة اشتقاق المفتاح المستندة إلى كلمة المرور Scrypt" [ 16 ]. صُممت Scrypt كخوارزمية كثيفة الاستخدام للذاكرة، تتطلب مقدارًا متوسطًا من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) للحساب. لم يدم هدف لايتكوين المتمثل في جعل التعدين في متناول المستخدمين الذين يمتلكون أجهزة عامة الأغراض طويلًا، إذ شهد التعدين تحولًا مماثلًا من وحدات المعالجة المركزية (CPU) إلى وحدات معالجة الرسومات (GPU) ووحدات FPGA وصولًا إلى الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASIC).

المتغيرات

يوجد نوعان من بروتوكولات إثبات العمل.

  • تعتمد بروتوكولات التحدي والاستجابة على وجود رابط تفاعلي مباشر بين المُرسِل (العميل) والمُوَفِّر (الخادم). يختار المُوَفِّر تحديًا، كأن يكون عنصرًا في مجموعة ما بخاصية معينة، ثم يبحث المُرسِل عن الاستجابة المناسبة في تلك المجموعة، والتي تُرسَل إليه ويتحقق منها المُوَفِّر. وبما أن المُوَفِّر يختار التحدي في حينه، فإنه يستطيع تعديل صعوبته بما يتناسب مع حجم العمل الحالي. قد يكون العمل المطلوب من جانب المُرسِل محدودًا إذا كان لبروتوكول التحدي والاستجابة حل معروف (يختاره المُوَفِّر)، أو إذا كان معروفًا وجوده ضمن نطاق بحث محدود.
  • لا تفترض بروتوكولات التحقق من الحلول وجود مثل هذا الارتباط؛ ونتيجةً لذلك، يجب على الطالب تحديد المشكلة بنفسه قبل البحث عن حل، ويتعين على المزوّد التحقق من كلٍّ من اختيار المشكلة والحل المُكتشف. معظم هذه المخططات عبارة عن إجراءات تكرارية احتمالية غير محدودة، مثل Hashcash.

تميل البروتوكولات ذات الحلول المعروفة إلى امتلاك تباين أقل قليلاً من البروتوكولات الاحتمالية غير المحدودة، لأن تباين التوزيع المستطيل أقل من تباين توزيع بواسون (مع نفس المتوسط). ومن التقنيات العامة لتقليل التباين استخدام تحديات فرعية مستقلة متعددة، حيث أن متوسط ​​العينات المتعددة سيكون له تباين أقل.

توجد أيضًا وظائف ذات تكلفة ثابتة مثل لغز القفل الزمني.

علاوة على ذلك، قد تكون الوظائف الأساسية المستخدمة في هذه المخططات هي:

  • [ 17 ] يعتمد الأداء على وحدة المعالجة المركزية، حيث تتم عملية الحساب بسرعة المعالج، والتي تختلف اختلافًا كبيرًا مع مرور الوقت ، وكذلك من الخوادم المتطورة إلى الأجهزة المحمولة منخفضة التكلفة.
  • [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] حيث تكون سرعة الحساب محدودة بعمليات الوصول إلى الذاكرة الرئيسية (سواء زمن الوصول أو عرض النطاق الترددي)، ومن المتوقع أن يكون أداء هذه العمليات أقل حساسية لتطور الأجهزة.
  • يُعتبر هذا النوع من العمليات مرتبطًا بالشبكة [ 22 ] إذا كان على العميل إجراء بعض العمليات الحسابية، ولكنه يحتاج إلى جمع بعض الرموز من الخوادم البعيدة قبل الاستعلام من مزود الخدمة النهائي. في هذه الحالة، لا يقوم المُستخدِم فعليًا بتنفيذ العمل، ولكنه يتسبب في تأخيرات على أي حال بسبب زمن الاستجابة اللازم للحصول على الرموز المطلوبة.

أخيرًا، توفر بعض أنظمة إثبات العمل (PoW) حسابات مختصرة تسمح للمشاركين الذين يعرفون سرًا، عادةً مفتاحًا خاصًا، بإنشاء إثباتات عمل بتكلفة منخفضة. والسبب في ذلك هو أن حاملي قوائم البريد الإلكتروني يمكنهم إنشاء طوابع لكل مستلم دون تكبد تكلفة باهظة. وتعتمد جدوى هذه الميزة على سيناريو الاستخدام.

قائمة وظائف إثبات العمل

فيما يلي قائمة بوظائف إثبات العمل المعروفة:

إثبات العمل المفيد (PoUW)

في مؤتمر IACR Crypto 2022، قدم باحثون ورقة بحثية تصف بروتوكول Ofelimos، وهو بروتوكول بلوك تشين يعتمد على آلية إجماع قائمة على "إثبات العمل المفيد" (PoUW). فبدلاً من أن يستهلك المعدنون الطاقة في حل ألغاز معقدة، ولكنها في جوهرها غير مجدية، للتحقق من صحة المعاملات، يحقق Ofelimos الإجماع مع توفير حل لامركزي لمشاكل التحسين في الوقت نفسه . يُبنى البروتوكول حول خوارزمية البحث المحلي المتوازي المزدوج (DPLS)، وهي خوارزمية بحث محلي تُستخدم كمكون PoUW. وتقدم الورقة مثالاً يُطبق نسخة معدلة من WalkSAT ، وهي خوارزمية بحث محلي لحل المسائل المنطقية. [ 30 ]

إثبات العمل القابل للتحسين (OPoW)

يُعدّ إثبات العمل المُحسَّن (OPoW) أحد أنواع إثبات العمل، حيث يُمكن تحسين خوارزميات إثبات العمل نفسها دون التسبب في عدم استقرار الشبكة أو مركزيتها . على عكس إثبات العمل التقليدي ، حيث يتنافس المعدنون لحلّ ألغاز تشفيرية عشوائية، وأنظمة إثبات العمل المُحسَّنة (PoUW) التي تُوجّه الجهد الحسابي نحو حلّ مشاكل واقعية، يدمج إثبات العمل المُحسَّن تحديات متعددة لإثبات العمل - مُستمدة من مشاكل العلوم الحاسوبية مثل قابلية الإرضاء المنطقي ، وتوجيه المركبات ذات السعة المحدودة ، ومسألة الحقيبة - ويربطها معًا من خلال حساب تأثير يُوزّع مكافآت الكتل بشكل تناسبي. تُحفّز هذه الآلية فئتين من المشاركين: المعدنون الذين يحسبون الحلول ويُكافَؤون على تبنّي الخوارزميات الأكثر كفاءة، ومُساهمو الخوارزميات الذين يُطوّرون ويُقدّمون خوارزميات مُحسّنة ويحصلون على مكافآت بناءً على تبنّيها من قِبَل المعدنين. من خلال فصل حل المشكلات الحسابية عن إنشاء الكتل، يسمح OPoW بإيجاد العديد من الحلول لكل كتلة، مما يخلق فعلياً سوقاً اصطناعياً للخوارزميات. [ 31 ] [ 32 ]

إثبات العمل على غرار البيتكوين

في عام ٢٠٠٩، انطلقت شبكة بيتكوين. بيتكوين عملة رقمية تعتمد على آلية إثبات العمل، وهي، مثل RPoW لفيني، مبنية أيضاً على آلية إثبات العمل الخاصة بـ Hashcash. لكن في بيتكوين، يتم توفير الحماية من الإنفاق المزدوج من خلال بروتوكول نظير إلى نظير لامركزي لتتبع تحويلات العملات، بدلاً من وظيفة الحوسبة الموثوقة للأجهزة المستخدمة في RPoW. تتمتع بيتكوين بموثوقية أعلى لأنها محمية بواسطة الحوسبة. يتم "تعدين" عملات بيتكوين باستخدام وظيفة إثبات العمل الخاصة بـ Hashcash من قبل المعدنين الأفراد، ويتم التحقق منها بواسطة العقد اللامركزية في شبكة بيتكوين نظير إلى نظير. يتم تعديل صعوبة التعدين بشكل دوري للحفاظ على وقت إنشاء الكتلة قريباً من الوقت المستهدف [ ٣٣ ].

استهلاك الطاقة

استهلاك الكهرباء للبيتكوين اعتبارًا من عام 2021 [ 34 ]

منذ نشأة البيتكوين، كان نظام إثبات العمل هو التصميم السائد للعملات الرقمية اللامركزية . وقدّرت الدراسات إجمالي استهلاك الطاقة لتعدين العملات الرقمية. [ 35 ] تتطلب آلية إثبات العمل موارد حاسوبية هائلة، تستهلك بدورها كمية كبيرة من الكهرباء. وتشير تقديرات جامعة كامبريدج لعام 2018 إلى أن استهلاك البيتكوين للطاقة يعادل استهلاك سويسرا . [ 5 ]

تعديلات السجل

تُسمى كل كتلة تُضاف إلى سلسلة الكتل، بدءًا من الكتلة التي تحتوي على معاملة معينة، تأكيدًا لتلك المعاملة. من الناحية المثالية، ينبغي على التجار ومقدمي الخدمات الذين يتلقون المدفوعات بالعملة المشفرة انتظار تأكيد واحد على الأقل يتم توزيعه عبر الشبكة، قبل افتراض إتمام عملية الدفع. كلما زاد عدد التأكيدات التي ينتظرها التاجر، كلما ازدادت صعوبة قيام المهاجم بإلغاء المعاملة بنجاح في سلسلة الكتل، إلا إذا كان المهاجم يسيطر على أكثر من نصف إجمالي قوة الشبكة، وفي هذه الحالة يُطلق على الهجوم اسم هجوم 51% . [ 36 ]

أجهزة ASIC ومجمعات التعدين

يوجد ضمن مجتمع البيتكوين مجموعات تعمل معًا في مجمعات التعدين . [ 37 ] يستخدم بعض المعدنين دوائر متكاملة خاصة بالتطبيقات (ASICs) لآلية إثبات العمل (PoW). [ 38 ] وقد جعل هذا التوجه نحو مجمعات التعدين ودوائر ASICs المتخصصة تعدين بعض العملات المشفرة غير مجدٍ اقتصاديًا لمعظم اللاعبين الذين لا يملكون أحدث دوائر ASICs، أو مصادر طاقة رخيصة قريبة، أو مزايا خاصة أخرى. [ 39 ]

تزعم بعض تقنيات إثبات العمل (PoW) مقاومتها لتقنية ASIC، [ 40 ] أي أنها تحد من زيادة الكفاءة التي يمكن أن تحققها تقنية ASIC مقارنةً بالأجهزة العادية، مثل وحدة معالجة الرسومات (GPU)، بحيث تكون أقل بكثير من عشرة أضعاف. تتميز مقاومة ASIC بميزة الحفاظ على جدوى التعدين اقتصاديًا على الأجهزة العادية، ولكنها تزيد أيضًا من المخاطر المترتبة على ذلك، حيث يمكن للمهاجم استئجار قدر كبير من قوة المعالجة العادية غير المتخصصة لفترة وجيزة لشن هجوم بنسبة 51% على عملة مشفرة. [ 41 ]

نقاط الضعف الأمنية

هجوم الأغلبية (هجوم بنسبة 51%)

بحكم تصميمها، فإن خوارزمية إثبات العمل في بيتكوين عرضة لهجمات الأغلبية (هجمات 51%). أي مُعدِّن يمتلك أكثر من 51% من قوة التعدين قادر على التحكم في السلسلة الرئيسية حتى تنخفض قوة التجزئة لديه إلى أقل من 50%. وهذا يسمح له بإعادة تنظيم سلسلة الكتل، والإنفاق المزدوج، وحجب المعاملات، والتحكم الكامل في إنتاج الكتل. [ 42 ]

شهدت شبكة بيتكوين عملية إنفاق مزدوج ملحوظة في مارس 2013 عندما انقسمت السلسلة بسبب خلل في عميل بيتكوين 0.8.0. أثناء استخدام سلسلة 0.8.0، أكد تاجر (OKPAY) إيداعًا بقيمة 10 آلاف دولار من أحد العملاء. حينها، شنّ مُعدّنو بيتكوين هجومًا بنسبة 51% على الشبكة، ما أدى إلى إلغاء 24 كتلة وعكس المعاملة التي أدت إلى إيداع العميل. بعد ذلك، أنفق العميل البيتكوين مرتين على سلسلة ما قبل 0.8.0 الأصلية كتجربة. [ 43 ]

تشير دراسةٌ نُشرت عام ٢٠٢٥ من قِبل أستاذ المالية بجامعة ديوك، كامبل هارفي، إلى إمكانية تنفيذ هجومٍ على البيتكوين لمدة أسبوع بنسبة ٥١٪ باستخدام ٦ مليارات دولار فقط بأسعار أكتوبر ٢٠٢٥. ستكون التكلفة الإجمالية للهجوم أقل من ١٪ من القيمة الإجمالية للبيتكوين. ويمكن للمهاجم تحقيق الربح من خلال بيع البيتكوين على المكشوف أو لأسبابٍ غير اقتصادية. [ ٤٤ ]

الأمن الاقتصادي غير المتكافئ

يتميز البيتكوين بأمان غير متماثل، حيث يتحكم مُعدّنو البيتكوين في أمانه، لكنهم ليسوا نفس الأشخاص الذين يمتلكون البيتكوين. على عكس آلية إثبات الحصة، فإن الحافز الاقتصادي لحماية الشبكة في آلية إثبات العمل أضعف بكثير لدى من يتحكمون في الأمان. تاريخيًا، تعرضت العديد من شبكات إثبات العمل ذات ميزانيات الأمان المنخفضة لهجمات بنسبة 51%، [ 45 ] مما يُبرز عدم تماثل أمان هذه الآلية.

يُقارب مستوى الحماية الذي توفره آلية إثبات العمل (PoW) ميزانية أمان الشبكة، والتي تُعادل تقريبًا إجمالي مكافأة الكتلة. ومع كل عملية تنصيف إضافية، تستمر ميزانية أمان البيتكوين في الانخفاض مقارنةً بقيمتها السوقية. في السابق، كان مطورو البيتكوين يأملون في ارتفاع رسوم المعاملات لتعويض انخفاض مكافأة الكتلة، لكن هذا لم يحدث، إذ لا تزال رسوم المعاملات تُشكّل 1% فقط من إجمالي مكافأة الكتلة. [ 46 ] وثمة مخاوف من أن أمان البيتكوين غير مستدام على المدى الطويل بسبب انخفاض ميزانية الأمان الناتج عن عمليات التنصيف.

المخاوف البيئية

يتنافس المعدنون لحل تحديات العملات المشفرة على سلسلة كتل بيتكوين، ويجب أن تحظى حلولهم بموافقة جميع العقد وأن تصل إلى إجماع. تُستخدم هذه الحلول بعد ذلك للتحقق من صحة المعاملات، وإضافة الكتل، وتوليد عملات بيتكوين جديدة. يُكافأ المعدنون على حل هذه الألغاز وإضافة الكتل الجديدة بنجاح. مع ذلك، تُعد عملية تعدين بيتكوين كثيفة الاستهلاك للطاقة لأن آلية إثبات العمل تُشبه آلية اليانصيب. لا يُستخدم العمل الحسابي الأساسي إلا لتوفير الأمان للشبكة التي تُتيح الوصول المفتوح، والتي يجب أن تعمل في ظروف معادية. يستهلك المعدنون طاقة كبيرة لإضافة كتلة جديدة تحتوي على معاملة إلى سلسلة الكتل. الطاقة المُستهلكة في هذه المنافسة هي ما يُعطي بيتكوين أساسًا مستوى الأمان ومقاومة الهجمات. كما يستثمر المعدنون في أجهزة حاسوب تتطلب مساحات كبيرة كتكلفة ثابتة. [ 47 ]

في يناير 2022، دعا نائب رئيس الهيئة الأوروبية للأوراق المالية والأسواق، إريك ثيدين، الاتحاد الأوروبي إلى حظر نموذج إثبات العمل لصالح نموذج إثبات الحصة نظراً لانخفاض انبعاثات الطاقة فيه. [ 48 ]

في نوفمبر 2022، فرضت ولاية نيويورك حظرًا لمدة عامين على تعدين العملات المشفرة الذي لا يعتمد كليًا على الطاقة المتجددة كمصدر للطاقة. وستُسمح لشركات التعدين القائمة بمواصلة التعدين دون استخدام الطاقة المتجددة، ولكن لن يُسمح لها بالتوسع أو تجديد تراخيصها لدى الولاية. ولن يُسمح لشركات التعدين الجديدة التي لا تعتمد كليًا على الطاقة المتجددة ببدء عمليات التعدين. [ 49 ]

انظر أيضاً

ملحوظات

  • ^ في معظم أنظمة يونكس، يمكن التحقق من ذلك باستخدامecho -n 1:52:380119:calvin@comics.net:::9B760005E92F0DAE | openssl sha1

مراجع

  1. ↑ لاختار، ندى؛ أندريوس، عبد الرحمن أبو؛ باشا، أنيس؛ مالك، حافظ (2023-10-01). "نهج شامل للدفاع ضد التعدين الخفي للعملات الرقمية". رسائل هندسة الحاسوب IEEE . 19 (2): 126-129 . doi : 10.1109/LCA.2023.3017457 (غير نشط في 15 مارس 2026). ISSN 1556-6056 . S2CID 222070383 .  {{cite journal}}: صيانة CS1: تم تعطيل DOI اعتبارًا من مارس 2026 ( رابط )
  2. 1 2 جاكوبسون، ماركوس؛ جولز، آري (1999). "إثباتات العمل وبروتوكولات بودنغ الخبز" . شبكات المعلومات الآمنة: أمن الاتصالات والوسائط المتعددة . دار نشر كلوير الأكاديمية: 258-272 . doi : 10.1007/978-0-387-35568-9_18 .
  3. 1 2 3 4 دورك، سينثيا ؛ ناور، موني (1993). "التسعير من خلال معالجة البريد العشوائي أو مكافحته" . التطورات في علم التشفير - CRYPTO' 92. سلسلة محاضرات في علوم الحاسوب. المجلد 740. سبرينغر. الصفحات 139-147 . doi : 10.1007/3-540-48071-4_10 . ISBN   978-3-540-57340-1أُرشف من المصدر الأصلي بتاريخ 26 نوفمبر 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 سبتمبر 2012 .
  4. ↑ "RPOW - إثباتات العمل القابلة لإعادة الاستخدام" . nakamotoinstitute.org . مؤرشف من الأصل بتاريخ 19-06-2023 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17-01-2024 .
  5. 1 2 " العملات المشفرة وتقنية البلوك تشين" (ملف PDF) . البرلمان الأوروبي . يوليو 2018. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 27 يونيو 2023. تم الاطلاع عليه في 29 أكتوبر 2020. هما الأكثر شهرة - وفي سياق العملات المشفرة، الأكثر استخدامًا أيضًا
  6. ١ ٢ "شرح إثبات العمل بعبارات بسيطة - نشرة سلسلة الكتل" . chainbulletin.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ ٢٠٢٣-٠٤-٠١ . تم الاطلاع عليه بتاريخ ٢٠٢٣-٠٤-٠١ .
  7. ↑ "القصة الوحيدة التي تحتاجها عن العملات الرقمية، بقلم مات ليفين" . Bloomberg.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 7 أبريل 2023. تم الاطلاع عليه بتاريخ 1 أبريل 2023 .
  8. ↑ خريف، أولغا (30 نوفمبر 2021). "تحليل | وداعًا أيها المعدنون! كيف سيعمل التغيير الكبير في إيثيريوم؟" . صحيفة واشنطن بوست . بلومبيرغ نيوز . مؤرشف من الأصل في 2 ديسمبر 2021. تم الاطلاع عليه في 13 يناير 2022 .
  9. ↑ فيليكي، م. (2023). "التحول إلى الطاقة المتجددة بفضل البيتكوين". مجلة ACS للكيمياء والهندسة المستدامة . 11 (8): 3160-3169 . Bibcode : 2023ASCE...11.3160V . doi : 10.1021/acssuschemeng.2c06077 .
  10. ↑ باك، آدم (أغسطس 2002). "هاشكاش - إجراء مضاد لهجمات حجب الخدمة" (PDF) .
  11. 1 2 لوري، بن؛ كلايتون، ريتشارد (مايو 2004). "إثبات العمل يثبت عدم جدواه". ورشة عمل حول اقتصاديات أمن المعلومات 2004 .
  12. ↑ ليو، ديبين؛ كامب، إل. جان (يونيو 2006). "إثبات العمل ممكن - ورشة العمل الخامسة حول اقتصاديات أمن المعلومات" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 20 أغسطس 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 ديسمبر 2015 .
  13. ↑ ناكاموتو، ساتوشي (21 أغسطس/آب 2008). "بيتكوين: نظام نقدي إلكتروني من نظير إلى نظير" . مجلة SSRN الإلكترونية . doi : 10.2139/ssrn.3440802 . ISSN 1556-5068 . 
  14. ↑ دورك، سينثيا؛ ناور، موني (1993)، بريكيل، إرنست ف. (محرر)، "التسعير من خلال معالجة البريد العشوائي أو مكافحته" ، التقدم في علم التشفير - CRYPTO' 92 ، المجلد 740، برلين، هايدلبرغ: سبرينغر برلين هايدلبرغ، الصفحات 139-147 ، doi : 10.1007/3-540-48071-4_10 ، ISBN   978-3-540-57340-1تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 فبراير 2025{{citation}}: CS1 maint: work parameter with ISBN ( link )
  15. ↑ ديوك، ديفيد (مايو 2002). "ما الفرق بين هجوم حجب الخدمة (DoS) وهجوم حجب الخدمة الموزع (DDoS)؟" . أمن الشبكات . 2002 (5): 4. doi : 10.1016/s1353-4858(02)05008-0 . ISSN 1353-4858 . 
  16. ↑ بيرسيفال، سي.؛ جوزيفسون، إس. (أغسطس 2016). دالة اشتقاق المفتاح المستندة إلى كلمة المرور في خوارزمية scrypt (تقرير). محرر RFC. doi : 10.17487/rfc7914 .
  17. ↑ ما مدى قوة حاسوب أبولو 11؟، مقارنة محددة توضح كيف أن فئات الأجهزة المختلفة لها قدرات معالجة مختلفة.
  18. 1 2 عبادي، مارتن ؛ بوروز، مايك؛ ماناس، مارك؛ ووبر، تيد (2005). "وظائف متوسطة الصعوبة ومقيدة بالذاكرة" . معاملات ACM في تكنولوجيا الإنترنت . 5 (2): 299-327 . doi : 10.1145/1064340.1064341 .
  19. 1 2 دورك، سينثيا ؛ غولدبيرغ، أندرو ؛ ناور، موني (2003). "حول الدوال المقيدة بالذاكرة لمكافحة البريد العشوائي". التطورات في علم التشفير - CRYPTO 2003. سلسلة محاضرات في علوم الحاسوب. المجلد 2729. سبرينغر. الصفحات 426-444 . doi : 10.1007/978-3-540-45146-4_25 . ISBN   978-3-540-40674-7.
  20. 1 2 كويلو، فابيان (2005). "دوال أسية مقيدة بالذاكرة لبروتوكولات إثبات العمل" . أرشيف الطباعة الإلكترونية لعلم التشفير، تقرير . مؤرشف من الأصل في 2018-04-09 . تم الاسترجاع في 2007-11-04 .
  21. 1 2 ترومب، جون (2015). "دورة الوقواق: إثبات عمل قائم على نظرية الرسم البياني ومحدود الذاكرة" (ملف PDF) . التشفير المالي وأمن البيانات . سلسلة محاضرات في علوم الحاسوب. المجلد 8976. سبرينغر. الصفحات 49-62 . doi : 10.1007/978-3-662-48051-9_4 . ISBN   978-3-662-48050-2تمت أرشفة الملف (PDF) من النسخة الأصلية بتاريخ 2017-07-05 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2015-09-30 .
  22. 1 2 أبليز، محمود؛ زناتي، طيب (ديسمبر 2009). "لغز الجولة الإرشادية لمنع هجمات حجب الخدمة". المؤتمر السنوي لتطبيقات أمن الحاسوب 2009. هونولولو، هاواي. ص 279-288 . CiteSeerX 10.1.1.597.6304 . doi : 10.1109/ACSAC.2009.33 . ISBN   978-1-4244-5327-6. S2CID 14434713 . {{cite book}}: CS1 maint: موقع الناشر مفقود ( رابط )
  23. ↑ باك، آدم. "هاش كاش" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 29-09-2017 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 02-03-2005 .نظام إثبات العمل (PoW) شائع. تم الإعلان عنه لأول مرة في مارس 1997.
  24. ↑ جابر، إران؛ جاكوبسون، ماركوس؛ ماتياس، يوسي؛ ماير، آلان ج. (1998). "الحد من البريد الإلكتروني غير المرغوب فيه عبر التصنيف الآمن" . التشفير المالي . سلسلة محاضرات في علوم الحاسوب. المجلد 1465. الصفحات 198-213 . doi : 10.1007/BFb0055484 . ISBN   978-3-540-64951-9تمت أرشفة هذا النص من المصدر الأصلي في 4 ديسمبر 2023.
  25. ↑ وانغ، شياو فنغ؛ رايتر، مايكل (مايو 2003). "الدفاع ضد هجمات حجب الخدمة باستخدام مزادات الألغاز" (ملف PDF) . وقائع المؤتمر الدولي التاسع عشر لهندسة البيانات (رقم التصنيف 03CH37405) . الصفحات 78-92 . رمز Bibcode : 2003secp.conf....7X . doi : 10.1109/SECPRI.2003.1199329 . ISBN  0-7695-1940-7أُرشف من النسخة الأصلية (PDF) بتاريخ 2016-03-03 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2013-04-15 .
  26. ↑ فرانكلين، ماثيو ك .؛ مالخي، داليا (1997). "قياس قابل للتدقيق مع أمان خفيف الوزن" . التشفير المالي . سلسلة محاضرات في علوم الحاسوب. المجلد 1318. الصفحات 151-160 . doi : 10.1007/3-540-63594-7_75 . ISBN   978-3-540-63594-9.تم تحديث النسخة بتاريخ 4 مايو 1998.
  27. ↑ جولز، آري؛ برينارد، جون (1999). "ألغاز العميل: دفاع تشفيري ضد هجمات استنزاف الاتصال". NDSS 99 .
  28. ↑ واترز، برنت؛ جولز، آري؛ هالدرمان، جون أ.؛ فيلتن، إدوارد و. (2004). "تقنيات جديدة للاستعانة بمصادر خارجية لحل ألغاز العملاء لمقاومة هجمات حجب الخدمة" (ملف PDF) . المؤتمر الحادي عشر لجمعية ACM لأمن الحاسوب والاتصالات . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 21 أبريل 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 أغسطس 2019 .
  29. ↑ كويلو، فابيان (2007). "بروتوكول إثبات العمل للتحقق من الحلول (بجهد شبه ثابت) قائم على أشجار ميركل" . أرشيف مطبوعات علم التشفير الإلكترونية، تقرير . مؤرشف من الأصل بتاريخ 26 أغسطس 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 نوفمبر 2007 .
  30. ↑ فيتزي، ماتياس. "التحسين التوافقي عبر إثبات العمل المفيد" (ملف PDF) . مؤتمر IACR Crypto 2022. مؤرشف ( ملف PDF) من الأصل في 9 سبتمبر 2022. تم الاطلاع عليه في 9 سبتمبر 2022 .
  31. ↑ فليتشر، جون؛ تشان، يينغ؛ ديفيد، فيليب. "لعبة الابتكار (ورقة بيضاء الإصدار 2.2)" (ملف PDF) . لعبة الابتكار . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 مارس 2026 .
  32. ↑ "آلية (OPoW)" . وثائق لعبة الابتكار . تم الاطلاع عليها بتاريخ 24 مارس 2026 .
  33. ↑ ناكاموتو، ساتوشي (24 مايو 2009). "بيتكوين: نظام نقدي إلكتروني من نظير إلى نظير" (ملف PDF) . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 20 مارس 2014. تم الاطلاع عليه في 21 أبريل 2025 .
  34. ↑ "مؤشر كامبريدج لاستهلاك الكهرباء بالبيتكوين (CBECI)" . www.cbeci.org . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2020-03-02 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2020-02-20 .
  35. ↑ "مؤشر كامبريدج لاستهلاك الكهرباء باستخدام البيتكوين" . مركز كامبريدج للتمويل البديل. مؤرشف من الأصل بتاريخ 29 سبتمبر 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 سبتمبر 2020 .
  36. ↑ مايكل ج. كيسي؛ بول فيجنا (16 يونيو 2014). "حلول قصيرة الأجل لتجنب "هجوم 51%"" موني بيت " . صحيفة وول ستريت جورنال. مؤرشف من الأصل في 15 أغسطس 2020. تم الاطلاع عليه في 30 يونيو 2014 .
  37. ↑ نظرة عامة على مجمعات تعدين البيتكوين (مؤرشفة بتاريخ ٢١ أبريل ٢٠٢٠ في أرشيف Wayback Machine على blockchain.info)
  38. ↑ ما هو جهاز تعدين ASIC؟ (مؤرشف بتاريخ 22-05-2018 في أرشيف الإنترنت على موقع digitaltrends.com)
  39. ↑ فوريك، ديفيد (13 مايو 2018). "حالة تعدين العملات المشفرة" . مؤرشف من الأصل في 10 مارس 2020. تم الاطلاع عليه في 28 أكتوبر 2020 .
  40. ↑ tevador/RandomX: خوارزمية إثبات العمل القائمة على تنفيذ التعليمات البرمجية العشوائية. مؤرشفة بتاريخ 1 سبتمبر 2021 في Wayback Machine على GitHub
  41. ↑ سافا شاناييف؛ أرينا شوراييفا؛ ميخائيل فاسينين؛ ماكسيم كوزنيتسوف (2019). "قيمة العملات المشفرة وهجمات 51%: أدلة من دراسات الأحداث" . مجلة الاستثمارات البديلة . 22 (3): 65-77 . doi : 10.3905/jai.2019.1.081 . S2CID 211422987. مؤرشف من الأصل بتاريخ 2021-02-06 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2020-10-28 . 
  42. ↑ "ما هو هجوم 51%؟ - ويبوبيديا" . ويبوبيديا . سبتمبر 2025. تم الاطلاع عليه في 7 نوفمبر 2025 .
  43. ↑ أندرسن، جافين. "تحليل ما بعد انقسام سلسلة مارس 2013" . بيتكوين كور . تم الاسترجاع في 3 ديسمبر 2025 .
  44. ↑ خريف، أولغا (9 أكتوبر 2025). "يواجه أنصار التداول القائم على خفض قيمة العملة خطرًا فريدًا فيما يتعلق بالبيتكوين" . بلومبيرغ . بلومبيرغ . تم الاطلاع عليه في 6 نوفمبر 2025 .
  45. ↑ "هجمات 51%" . هجمات 51% - العملة الرقمية لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا . 10 يوليو 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 مارس 2025 .
  46. ↑ "نسبة رسوم معاملات البيتكوين" . البيتكوين: نسبة الرسوم إلى المكافآت . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 مارس 2025 .
  47. ↑ سيان، بافيل؛ كانكس، دارتيس؛ رايكانيوفا، ميروسلافا (21-10-2021). "التبعية الاقتصادية لأمن البيتكوين" . الاقتصاد التطبيقي . 53 (49): 5738-5755 . doi : 10.1080/00036846.2021.1931003 . hdl : 10419/251105 . ISSN 0003-6846 . S2CID 231942439 .  
  48. ↑ باتمان، توم (19 يناير 2022). "هيئة تنظيمية في الاتحاد الأوروبي: حظر تعدين العملات المشفرة بتقنية إثبات العمل لتوفير الطاقة" . يورونيوز . مؤرشف من الأصل في 19 أبريل 2022. تم الاطلاع عليه في 22 يناير 2022 .
  49. ↑ سيغالوس، ماكنزي (23 نوفمبر 2022). "حاكم نيويورك يوقع قانونًا هو الأول من نوعه للحد من تعدين البيتكوين - إليكم كل ما يتضمنه" . سي إن بي سي . مؤرشف من الأصل في 3 ديسمبر 2022. تم الاطلاع عليه في 4 ديسمبر 2022 .