استخراج با هارد دیسک

همانطور که میدانید اثبات ظرفیت (Proof of Capacity) الگوریتمی در بلاک چین برخی از ارزهای دیجیتال است که امکان استفاده از فضای خالی هارد دیسک را برای استخراج ارزهای دیجیتال، فراهم می‌کند. اکثر ارزهای دیجیتال، امروزه برای تولید بلاک از روش ماینینگ یا همان اثبات کار (Proof of Work) و یا اثبات سهام (Proof of Stake) استفاده می‌کنند، اما چند ارز دیجیتال نه چندان شناخته‌شده هستند که به جای این دو از اثبات ظرفیت استفاده می‌کنند. در این مقاله با اثبات ظرفیت و چند ارز دیجیتالی که از آن استفاده می‌کنند، آشنا می‌شوید.

تابع هش

قبل ازاینکه توضیح مفهوم اثبات ظرفیت را شرح دهیم ، ابتدا بیایید مفهوم «هش کردن» (Hashing) را مرور کنیم.

هشینگ یا هش کردن به فرآیندی گفته می‌شود که در آن یک عملگر ریاضی به نام «تابع هش» (Hash Function)، داده‌های ورودی مانند حروف و اعداد و تصویر و نظایر آنها را به خروجی رمزگذاری‌شده تبدیل می‌کند. به تابع هش، «تابع درهم‌ساز» نیز گفته می‌شود.

به خروجیِ تابع هش، «هش» (Hash) می‌گویند و به این عمل یعنی استفاده از تابع هش برای ایجاد هش، هش کردن یا «هشینگ» (Hashing) گفته می‌شود.

تابع هش و هشینگ

حالا بیایید ببینیم فرآیند هش کردن یا به اصطلاح هشینگ چگونه انجام می‌شود.هر کسی که در رمزنگاری و ریاضیات تخصص داشته باشد، می‌تواند با استفاده از این علوم برای خود تابع هش بسازد. در حال حاضر انواع زیادی تابع هش وجود دارد و آن را به روش‌های گوناگونی می‌توان ساخت، اما در اینجا قصد داریم به عنوان نمونه نحوه کار الگوریتم شناخته‌شده SHA-256 را توضیح بدهیم که پرکاربردترین تابع هش دنیاست.

برای تابع هشِ استاندارد اهمیتی ندارد که ورودی شما چقدر بزرگ یا کوچک است. خروجی همیشه دارای طول ثابت خواهد بود. این مساله زمانی اهمیت پیدا می‌کند که با تعداد زیادی داده و اطلاعات سر و کار داشته باشید. بنابراین، اساساً به جای رهگیری و ذخیره داده‌های ورودی که می‌توانند بسیار زیاد و بزرگ باشند، می‌توانید تنها هش را ذخیره کرده و آن را ردیابی کنید.

همچنین استفاده از یک خروجی با طول ثابت سبب افزایش امنیت می‌شود، چون کسی که سعی در رمزگشایی هش داشته باشد، نمی‌تواند با دیدن خروجی تشخیص دهد که ورودی ما به چه صورت بوده است.

پس بنابراین هر دو روش اثبات کار و اثبات ظرفیت برای کار به توابع هش وابسته هستند. تابع هش، تابعی یک‌سویه است؛ به این معنی که با این تابع می‌توان به‌آسانی اطلاعات را وارد و هش را پردازش کرد، اما برعکس آن یعنی دریافت هش و به دست آوردن اطلاعات اصلی (ورودی) کار فوق‌العاده دشواری است. در این تابع داده ورودی می‌تواند هر نوع داده‌ای باشد اما متن خروجی (رمزنگاری‌شده)، رشته‌ای از اعداد و حروف است.

اثبات کار

اثبات کار یا همان ماینینگ که در ارزهای دیجیتال زیادی مانند بیت کوین از آن استفاده می‌شود، شباهت زیادی به روش اثبات ظرفیت دارد، با این تفاوت که روش اثبات کار نیاز به تجهیزات تخصصی و گران‌قیمت‌تری دارد. این تخصصی بودن باعث می‌شود که بعد از پایان کار استخراج کوین‌های اثبات کار، پیدا کردن کاربردهای دیگری برای این تجهیزات کار بسیار مشکلی باشد.

علاوه بر این، روش استخراج اثبات کار روش بسیار پر سروصدا و پرمصرفی است و فشار زیادی به دستگاه‌ها وارد می‌کند. به همین دلیل، باید به‌طور دوره‌ای آن‌ها را تعمیر و قطعات خراب یا منسوخ‌شده را با قطعات نو جایگزین کرد.

مراحل استخراج در روش اثبات کار:

1.ماینرها تراکنش‌ها را جمع‌آوری کرده و در یک بلاک قرار می‌دهند.

2.تمام اطلاعات موجود در بلاک که شامل هش بلاک قبلی هم می‌شود، برای تولید یک (مقدار) هش جدید از یک تابع هش عبور می‌کند.

3.سپس ماینرها برای پیدا کردن مقدار هش صحیح با سریع‌ترین سرعت ممکن، یک عدد را در هدر (سربرگ) بلاک (Block Header) تغییر می‌دهند و نیز برای پیدا کردن هش صحیح تلاش کرده و اعداد را امتحان می‌کنند.

4.اولین ماینری که بتواند با قدرت پردازش خود مقدار صحیح هش را پیدا کند، آن را برای بقیه شبکه ارسال می‌کند و به این ترتیب یک بلاک به بلاک چین متصل می‌شود.

استخراج با هارد دیسک

در روش اثبات ظرفیت، به‌جای تغییر مکرر اعداد در هدر بلاک و استفاده از هش برای پیدا کردن راه‌حل، هارد دیسک خود را به‌ اصطلاح ثبت (Plot) می‌کنید. ثبت کردن یا پلاتینگ (Plotting) به عملیات پردازش و ذخیره جواب‌های احتمالی معادله بلاک‌ها روی کامپیوتر، حتی پیش از آغاز استخراج گفته می‌شود. در این روش، پاسخ احتمالی معادله بلاک‌ها روی هارد دیسک‌های موجود در شبکه ذخیره می‌شود و اگر هارد دیسک شما حاوی پاسخ معادله بلاک باشد، برنده (پاداش) آن بلاک خواهید بود. به این ترتیب، هر چقدر هارد دیسک دارای فضای بیشتری باشد، شانس بیشتری برای دریافت پاداش بلاک وجود دارد.