گواه اثبات مکان (Proof of Space) در بلاکچین به زبان ساده
مقدمه
گواه اثبات مکان (Proof of Space)، که گاهی به آن گواه اثبات ظرفیت (Proof of Capacity) نیز گفته می‌شود، یکی از روش‌های نوین برای ایجاد امنیت و انجام اجماع در شبکه‌های بلاکچین است. این مکانیزم با استفاده از فضای ذخیره‌سازی موجود در دستگاه‌های کاربران به‌جای قدرت محاسباتی (مانند گواه اثبات کار – Proof of Work) عمل می‌کند. در این مقاله به زبان ساده توضیح می‌دهیم که گواه اثبات مکان چیست، چگونه کار می‌کند و چرا این فناوری اهمیت زیادی دارد.
گواه اثبات مکان چیست؟
گواه اثبات مکان (Proof of Space) یک مکانیزم اجماع در بلاکچین است که به کاربران اجازه می‌دهد با استفاده از فضای خالی روی دیسک‌های ذخیره‌سازی خود (مانند هارد دیسک یا SSD) در فرآیند تولید بلاک‌های جدید شرکت کنند. برخلاف گواه اثبات کار (Proof of Work) که به مصرف زیاد انرژی و قدرت پردازشی نیاز دارد، گواه اثبات مکان از فضای خالی روی دیسک‌های کاربران استفاده می‌کند که این امر باعث کاهش مصرف انرژی و هزینه‌ها می‌شود.
این مکانیزم به‌ویژه برای افرادی مناسب است که می‌خواهند در فرآیند تولید بلاک‌ها و اجماع شبکه شرکت کنند، اما سخت‌افزارهای پیشرفته یا پرمصرف مانند ماینرهای بیت‌کوین را در اختیار ندارند.
مثال
فرض کنید شما یک انبار بزرگ دارید که نیمی از آن خالی است. در حالی که دیگران با استفاده از دستگاه‌های پیچیده و پرمصرف در حال کار هستند، شما از فضای خالی انبار خود برای ذخیره و سازماندهی کالاها استفاده می‌کنید و در عوض پاداش دریافت می‌کنید. گواه اثبات مکان در بلاکچین به همین صورت عمل می‌کند؛ شما فضای خالی روی دیسک خود را اختصاص می‌دهید و در ازای آن امکان تولید بلاک‌های جدید و کسب پاداش را دارید.
چگونه گواه اثبات مکان کار می‌کند؟
گواه اثبات مکان به‌گونه‌ای طراحی شده است که از فضای ذخیره‌سازی کاربران برای ایجاد و تأیید بلاک‌های جدید استفاده کند. این فرآیند شامل چند مرحله است:
1. پلاتینگ (Plotting): ابتدا کاربر فضای خالی دیسک خود را به فرآیندی به نام “پلاتینگ” اختصاص می‌دهد. در این مرحله، داده‌های خاصی به نام “پلات” (Plot) روی دیسک ذخیره می‌شوند. این داده‌ها نماینده فضای ذخیره‌شده کاربر هستند و بعداً در فرآیند تولید بلاک‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
2. چالش و پاسخ: پس از پلاتینگ، زمانی که یک بلاک جدید قرار است تولید شود، شبکه یک چالش (Challenge) به تمام نودها (کاربران) ارسال می‌کند. این چالش یک مسئله ریاضی است که باید توسط داده‌های ذخیره‌شده در پلات‌ها پاسخ داده شود.
3. انتخاب نود: نودی که بهترین پاسخ را برای چالش ارائه دهد (یعنی پلاتی که نزدیک‌ترین تطابق را با چالش دارد)، حق تولید بلاک جدید را به دست می‌آورد. این فرآیند بر اساس مقدار فضای ذخیره‌سازی اختصاص داده‌شده انجام می‌شود؛ هرچه فضای بیشتری اختصاص داده باشید، احتمال برنده شدن بیشتر است.
4. تأیید بلاک: پس از تولید بلاک جدید، سایر نودهای شبکه آن را بررسی و تأیید می‌کنند. اگر بلاک تأیید شود، به زنجیره بلاکچین اضافه می‌شود و نود تولیدکننده بلاک پاداش دریافت می‌کند.
مثال
فرض کنید شما و دوستانتان هرکدام یک جعبه دارید که می‌توانید مقداری از آن را با اشیای خاصی پر کنید. هر وقت که قرار باشد یک بلاک جدید ساخته شود، شبکه از همه شما می‌خواهد که جعبه‌های خود را بررسی کنید و ببینید که کدام جعبه بهترین تطابق با مسئله مطرح‌شده را دارد. هر کس که جعبه‌اش بیشترین تطابق را داشته باشد، برنده می‌شود و بلاک جدید را تولید می‌کند.
چرا گواه اثبات مکان اهمیت دارد؟
گواه اثبات مکان (Proof of Space) به دلایل مختلفی در دنیای بلاکچین اهمیت دارد:
1. کاهش مصرف انرژی: برخلاف گواه اثبات کار (Proof of Work) که به قدرت پردازشی و مصرف انرژی زیادی نیاز دارد، گواه اثبات مکان از فضای ذخیره‌سازی استفاده می‌کند که مصرف انرژی بسیار کمتری دارد. این امر باعث می‌شود که این روش دوستدار محیط‌زیست باشد.
2. مشارکت بیشتر: این مکانیزم به کاربران عادی اجازه می‌دهد که با استفاده از فضای خالی دیسک خود در فرآیند تولید بلاک‌ها شرکت کنند، بدون اینکه نیاز به تجهیزات پیچیده یا پرهزینه داشته باشند.
3. امنیت بالا: گواه اثبات مکان به همراه گواه اثبات زمان (Proof of Time) می‌تواند امنیت شبکه‌های بلاکچین را افزایش دهد و از حملات مخرب جلوگیری کند.
4. عدم نیاز به تجهیزات خاص: برای شرکت در فرآیند گواه اثبات مکان، شما نیاز به سخت‌افزارهای خاصی ندارید. هر دستگاهی که دارای فضای ذخیره‌سازی باشد، می‌تواند در این فرآیند مشارکت کند.
فرض کنید شما یک وسیله نقلیه کم‌مصرف دارید که می‌تواند با سوخت کمی مسافت زیادی را طی کند. در مقابل، دیگران از وسایل نقلیه پرمصرف استفاده می‌کنند که نیاز به سوخت زیادی دارند. شما با استفاده از وسیله نقلیه کم‌مصرف خود می‌توانید به‌راحتی و با هزینه کمتر به مقصد برسید. گواه اثبات مکان نیز به شما این امکان را می‌دهد که با استفاده از منابع کمتر (فضای دیسک) در شبکه بلاکچین مشارکت کنید.
مثال‌هایی از کاربرد گواه اثبات مکان
یکی از مشهورترین پروژه‌هایی که از گواه اثبات مکان استفاده می‌کند، شبکه چیا (Chia Network) است. چیا از ترکیب گواه اثبات مکان (Proof of Space) و گواه اثبات زمان (Proof of Time) برای ایجاد امنیت و انجام اجماع در بلاکچین خود استفاده می‌کند. این ترکیب باعث می‌شود که چیا به‌عنوان یک بلاکچین کم‌مصرف و دوستدار محیط‌زیست شناخته شود.
مثال
فرض کنید شما در شبکه چیا شرکت می‌کنید و فضای خالی دیسک خود را برای ایجاد پلات‌ها اختصاص می‌دهید. هر وقت شبکه نیاز به تولید یک بلاک جدید داشته باشد، پلات‌های شما بررسی می‌شوند و اگر پلات شما بهترین پاسخ را به چالش شبکه بدهد، شما بلاک جدید را تولید می‌کنید و پاداش دریافت می‌کنید.
مزایا و معایب گواه اثبات مکان
مزایا:
1. کاهش مصرف انرژی: گواه اثبات مکان به‌مراتب انرژی کمتری نسبت به گواه اثبات کار مصرف می‌کند.
2. مشارکت آسان‌تر: این مکانیزم به کاربران عادی امکان می‌دهد که با استفاده از منابع موجود خود (فضای ذخیره‌سازی) در فرآیند اجماع شرکت کنند.
3. کاهش هزینه‌ها: نیاز به تجهیزات پیچیده یا پرهزینه ندارد و هر کسی با یک دستگاه دارای فضای خالی می‌تواند مشارکت کند.
4. امنیت بالا: به‌ویژه زمانی که با گواه اثبات زمان ترکیب می‌شود، امنیت بالایی را برای شبکه فراهم می‌کند.
معایب:
1. نیاز به فضای ذخیره‌سازی زیاد: برای داشتن شانس بالاتر در تولید بلاک‌ها، کاربران نیاز به اختصاص فضای زیادی دارند.
2. نگرانی‌های زیست‌محیطی مربوط به سخت‌افزار: افزایش تقاضا برای هارد دیسک‌ها و SSDها ممکن است به افزایش تولید این سخت‌افزارها و به‌تبع آن تأثیرات زیست‌محیطی منجر شود.
3. نوی (Plotting) اولیه: فرآیند پلاتینگ ممکن است زمان‌بر و پیچیده باشد، به‌ویژه برای کاربران تازه‌کار.
پرسش و پاسخ
پرسش: آیا گواه اثبات مکان فقط برای بلاکچین چیا استفاده می‌شود؟
پاسخ: در حالی که چیا یکی از اولین بلاکچین‌هایی است که از گواه اثبات مکان استفاده می‌کند، این فناوری می‌تواند در سایر شبکه‌های بلاکچین نیز به‌کار گرفته شود.
پرسش: آیا گواه اثبات مکان به تجهیزات پیچیده نیاز دارد؟
پاسخ: خیر، برای شرکت در گواه اثبات مکان تنها به فضای خالی دیسک نیاز دارید و نیازی به سخت‌افزارهای پیچیده و پرهزینه نیست.
پرسش: آیا گواه اثبات مکان جایگزین گواه اثبات کار خواهد شد؟
پاسخ: گواه اثبات مکان به‌عنوان یک
جایگزین کم‌مصرف‌تر و دوستدار محیط‌زیست برای گواه اثبات کار مطرح شده است، اما هر کدام از این مکانیزم‌ها کاربردها و مزایای خاص خود را دارند و انتخاب بین آن‌ها بستگی به نیازهای شبکه دارد.
نتیجه‌گیری
گواه اثبات مکان (Proof of Space) یکی از مکانیزم‌های نوآورانه در دنیای بلاکچین است که با استفاده از فضای ذخیره‌سازی کاربران به‌جای قدرت پردازشی برای ایجاد امنیت و اجماع در شبکه استفاده می‌کند. این فناوری با کاهش مصرف انرژی و هزینه‌ها، امکان مشارکت بیشتر کاربران را فراهم می‌کند و به‌ویژه در شبکه‌هایی مانند چیا که به دنبال پایداری و دوستدار محیط‌زیست بودن هستند، کاربرد دارد. درک مفهوم گواه اثبات مکان و نحوه کارکرد آن به شما کمک می‌کند تا بهتر از فرصت‌ها و چالش‌های موجود در دنیای بلاکچین بهره‌برداری کنید.
