اثبات کار سخت حافظه تقویت غیرمتمرکزسازی و مقاومت در برابر ASIC

اثبات کار حافظه‌سخت (PoW) یک مکانیزم توافقی پیچیده است که برای کاهش مزایای سخت‌افزارهای استخراج تخصصی، به‌ویژه ASICها (مدارهای مجتمع خاص کاربردی) طراحی شده است. بر خلاف الگوریتم‌های سنتی PoW که عمدتاً از قدرت محاسباتی بهره می‌برند، PoW حافظه‌سخت نیاز به تخصیص قابل توجهی از حافظه برای محاسبه هش‌ها دارد. این الزام تضمین می‌کند که حتی استخراج‌کنندگانی که با CPUهای قدرتمند مجهز شده‌اند، باید حافظه RAM کافی نیز داشته باشند تا بتوانند به‌طور مؤثر بلوک‌ها را استخراج کنند و محیط استخراجی بیشتر غیرمتمرکز و عادلانه‌تری را ترویج دهند. با دشوار و پرهزینه کردن تسلط بر فرآیند استخراج، PoW حافظه‌سخت هدف دارد تا دسترسی به استخراج را دموکراتیک کند و امنیت کلی شبکه‌های بلاک‌چین را افزایش دهد.

درک اجزای Memory-Hard PoW برای فهم عملکرد و کارایی آن ضروری است. در اینجا عناصر اصلی آورده شده است:

• نیازمندی‌های حافظه: الگوریتم مقدار مشخصی از حافظه را تعیین می‌کند که باید در طول فرآیند استخراج اختصاص داده شود. این نیازمندی به طور قابل توجهی کارایی ماینرهای ASIC را که معمولاً برای استفاده کمتر از حافظه و توان محاسباتی بالاتر بهینه‌سازی شده‌اند، مختل می‌کند.

• توابع هش: PoW سخت‌افزار حافظه‌محور از توابع هشی استفاده می‌کند که به‌طور عمدی برای مصرف بالای حافظه طراحی شده‌اند. این توابع اطمینان حاصل می‌کنند که فرآیند استخراج نیاز به مقدار قابل توجهی RAM دارد و بدین ترتیب شرایط را برای استخراج‌کنندگان با سخت‌افزار مصرفی هموار می‌سازد.

• تنظیم دشواری: مشابه PoW سنتی، PoW حافظه‌سخت یک مکانیزم تنظیم دشواری را در بر می‌گیرد. این مکانیزم برای حفظ زمان تولید بلوک ثابت، بدون توجه به نوسانات در نرخ هش کل شبکه، حیاتی است و بدین ترتیب ثبات و قابلیت اطمینان در پردازش تراکنش‌ها را تضمین می‌کند.

PoW سخت حافظه می‌تواند بر اساس طراحی و پیاده‌سازی خود به انواع مختلفی دسته‌بندی شود. برخی از نمونه‌های قابل توجه شامل:

• آرگون2: به عنوان یک تابع حافظه‌سخت پیشرو شناخته شده است، آرگون2 در سال 2015 برنده مسابقه هش‌گذاری رمز عبور شد. این تابع به طور خاص برای مقاومت در برابر حملات GPU و ASIC طراحی شده است و نیاز به استفاده قابل توجهی از حافظه دارد، که آن را به انتخابی ایده‌آل برای هش‌گذاری امن رمز عبور و برنامه‌های بلاک‌چین تبدیل می‌کند.

• Lyra2RE: در ابتدا توسط Vertcoin پذیرفته شد، Lyra2RE یک تابع سخت‌افزاری حافظه است که با دسترسی به کاربران با سخت‌افزار استاندارد، تمرکززدایی را افزایش می‌دهد. طراحی آن بر مقاومت در برابر استخراج ASIC متمرکز است که جامعه استخراجی فراگیرتری را پرورش می‌دهد.

• اکوهاش: توسط ارزهای دیجیتال مختلفی از جمله Zcash و Horizen استفاده می‌شود، اکوهاش یک الگوریتم سخت‌افزاری حافظه‌محور است که به منابع حافظه و محاسباتی نیاز دارد. طراحی آن به‌گونه‌ای است که تعادلی ایجاد کند که به سخت‌افزارهای عمومی ترجیح دهد و بدین ترتیب یک اکوسیستم استخراج غیرمتمرکز را ترویج کند.

چندین ارز دیجیتال با موفقیت از PoW سخت حافظه استفاده کرده‌اند تا امنیت شبکه و تمرکززدایی خود را تقویت کنند:

• Zcash: با استفاده از الگوریتم Equihash، Zcash از ماینرها می‌خواهد که از سخت‌افزار استاندارد استفاده کنند و بدین ترتیب یک اکوسیستم ماینینگ بیشتر غیرمتمرکز را ترویج می‌کند. این رویکرد به محافظت در برابر خطرات متمرکز شدن کمک کرده و ویژگی‌های حریم خصوصی را تقویت می‌کند.

• ورتکوین: با پذیرش الگوریتم Lyra2RE، ورتکوین تلاش می‌کند تا در برابر ASIC مقاوم باشد و اطمینان حاصل کند که هر کسی با یک کامپیوتر معمولی می‌تواند در استخراج شرکت کند. این تعهد به غیرمتمرکزسازی در مرکز مأموریت آن قرار دارد و امکان مشارکت گسترده‌تر جامعه را فراهم می‌کند.

• Ravencoin: با استفاده از الگوریتم KawPow که به‌گونه‌ای طراحی شده است که سختی حافظه داشته باشد، Ravencoin از تلاش‌های استخراج غیرمتمرکز بیشتر حمایت می‌کند. با ترویج دسترسی به استخراج، Ravencoin امنیت شبکه و مشارکت جامعه خود را افزایش می‌دهد.

علاوه بر PoW سخت حافظه، چندین روش و استراتژی مکمل وجود دارد که هدف آن‌ها بهبود چشم‌انداز استخراج است:

• اثبات سهام (PoS): یک مکانیزم اجماع که به اعتبارسنج‌ها اجازه می‌دهد تا بلاک‌های جدیدی را بر اساس تعداد سکه‌هایی که دارند و مایل به “سهام‌گذاری” به عنوان وثیقه هستند، ایجاد کنند. PoS به دلیل کارایی انرژی و موانع پایین‌تر برای ورود شرکت‌کنندگان، به طور فزاینده‌ای محبوب شده است.

• مدل‌های هیبریدی: برخی از شبکه‌های بلاک‌چین مکانیزم‌های PoW و PoS را ترکیب می‌کنند تا از نقاط قوت هر دو سیستم بهره‌برداری کنند. این رویکرد هیبریدی امنیت را افزایش می‌دهد در حالی که تمرکززدایی را ترویج می‌کند، و به طیف وسیع‌تری از کاربران جذابیت می‌بخشد و وابستگی به سخت‌افزارهای تخصصی را کاهش می‌دهد.

• راه‌حل‌های لایه ۲: راه‌حل‌هایی مانند شبکه لایتنینگ برای بیت‌کوین به منظور کاهش تراکم در بلاک‌چین اصلی با پردازش تراکنش‌ها خارج از زنجیره، به افزایش مقیاس‌پذیری و سرعت تراکنش‌ها کمک می‌کنند. این نوآوری‌ها برای تسهیل پذیرش گسترده‌تر ارزهای دیجیتال حیاتی هستند.

مدل اثبات کار حافظه‌سخت (Memory-Hard Proof of Work) نمایانگر یک پیشرفت اساسی در فناوری بلاک‌چین است که فرآیند استخراج امن‌تر و غیرمتمرکزتری را ارائه می‌دهد. با تحمیل الزامات قابل توجه حافظه، این مدل شرایط را برای استخراج‌کنندگان برابر می‌کند و خطرات مرتبط با عملیات استخراج متمرکز را کاهش می‌دهد. با تکامل چشم‌انداز ارزهای دیجیتال، مدل اثبات کار حافظه‌سخت احتمالاً نقش اساسی در ترویج انصاف و امنیت در شبکه‌های بلاک‌چین ایفا خواهد کرد و آن را به یک حوزه حیاتی برای توسعه‌دهندگان، استخراج‌کنندگان و سرمایه‌گذاران تبدیل می‌کند.