اتریوم (Ethereum) PoW (Proof of Work) یک پروتکل کار اثبات شده است که در شبکه اتریوم استفاده می‌شود. در این پروتکل، ماینرها برای حل مسئله‌های رمزنگاری به نام "پازل" (Puzzle) مشغول کار می‌شوند و این فرایند به آن‌ها اجازه می‌دهد بلوک‌های جدید را به زنجیره بلاک اضافه کنند.

در پروتکل PoW، ماینرها با استفاده از قدرت محاسباتی خود به رقابت برای حل پازل‌ها می‌پردازند. این پازل‌ها به طور خودکار توسط سیستم ارسال می‌شوند و ماینرها برای حل آن‌ها در نظر گرفته شده زمان و انرژی را صرف می‌کنند. اولین ماینری که موفق به حل پازل می‌شود، بلوک جدید را ایجاد کرده و به زنجیره بلاک اضافه می‌کند. سپس بقیه ماینرها نیز این بلوک را تأیید کرده و کار را ادامه می‌دهند.

مزیت اصلی استفاده از پروتکل PoW در اتریوم و سایر شبکه‌های بلاکچین، ایجاد امنیت بالا است. زیرا برای تغییر یک بلوک در زنجیره، نیاز به کنترل بیش از ۵۱٪ از قدرت محاسباتی شبکه است که بسیار سخت و هزینه‌بر است. به علاوه، این روش اجازه می‌دهد تا هزینه‌های ماینرها برای ایجاد یک بلوک جدید جبران شود، که به عنوان پاداشی به آن‌ها داده می‌شود.

با این حال، یکی از مشکلات این پروتکل این است که نیاز به مصرف انرژی بالا و قدرت محاسباتی زیاد است. به دلیل افزایش تعداد ماینرها و رقابت برای حل پازل‌ها، هزینه انرژی برای اجرای شبکه اتریوم نیز افزایش می‌یابد. به همین دلیل، در راستای بهبود مقیاس‌پذیری و کاهش هزینه‌های انرژی، اتریوم نیز در حال انتقال از PoW به پروتکل PoS (Proof of Stake) است که کمترین مصرف انرژی و قدرت محاسباتی را مورد نیاز دارد.

کاربردهای اتریوم PoW

اتریوم (Ethereum) با استفاده از پروتکل PoW، یک بستر قدرتمند برای اجرای قراردادهای هوشمند و توسعه برنامه‌های قابل اجرا بر روی بلاکچین فراهم می‌کند. این بستر امکاناتی را به توسعه‌دهندگان و کاربران ارائه می‌دهد که در بسیاری از صنایع و کاربردها مورد استفاده قرار می‌گیرد. در زیر تعدادی از کاربردهای اتریوم با استفاده از پروتکل PoW آمده است:

1. ارزهای رمزنگاری شده (Cryptocurrencies): اتریوم اجازه ایجاد و استفاده از ارزهای رمزنگاری شده را فراهم می‌کند. با استفاده از زبان قراردادهای هوشمند Solidity، توسعه‌دهندگان می‌توانند ارزهای دیجیتال خود را ایجاد کرده و بر روی بلاکچین اتریوم اجرا کنند.

2. قراردادهای هوشمند (Smart Contracts): اتریوم امکان ایجاد و اجرای قراردادهای هوشمند را فراهم می‌کند. قراردادهای هوشمند، قراردادهایی هستند که بر اساس شروط و قوانین برنامه‌ریزی شده، خودکار اجرا می‌شوند. این قراردادها می‌توانند در حوزه‌های مختلفی مانند امور مالی، تأمین زنجیره تأمین، بازی‌های آنلاین و بسیاری دیگر مورد استفاده قرار گیرند.

3. توکن‌های قابل معامله (ERC-20، ERC-721 و غیره): اتریوم امکان ایجاد توکن‌های قابل معامله را فراهم می‌کند. توکن‌ها می‌توانند نماینده ارزها، دارایی‌ها، سهام، امتیازات و غیره باشند. استانداردهایی مانند ERC-20 و ERC-721 به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهند توکن‌های خود را ایجاد کرده و بر روی بلاکچین اتریوم معامله کنند.

4. اجرای برنامه‌های قابل اجرا (Decentralized Applications - DApps): اتریوم به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد برنامه‌های قابل اجرا (DApps) را ایجاد کنند. این برنامه‌ها می‌توانند در دسترس بودن و قابلیت اطمینان بیشتری در مقایسه با برنامه‌های متمرکز را به کاربران ارائه کنند.

5. اجرای عقود هوشمند (Decentralized Finance - DeFi):اتریوم با استفاده از پروتکل PoW، یک بستر محبوب برای اجرای برنامه‌های مالی غیرمتمرکز (Decentralized Finance - DeFi) فراهم می‌کند. با استفاده از قراردادهای هوشمند اتریوم، می‌توان عملیات مالی مانند قرض‌گرفتن، اعطای وام، صرافی رمزارز، استخراج نشانه‌های عایدی (yield farming) و سایر فعالیت‌های مالی را به صورت غیرمتمرکز و بدون واسطه انجام داد.

6. بازی‌های آنلاین و جهان‌های مجازی: اتریوم به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد بازی‌های آنلاین و جهان‌های مجازی را بر روی بلاکچین اجرا کنند. با استفاده از قراردادهای هوشمند اتریوم، می‌توان اقتصادی داخلی و اجرایی بازی‌ها را متناسب با قوانین برنامه‌ریزی شده تعریف کرد و امکان معامله و مبادله دارایی‌های مجازی داخلی را فراهم کرد.

7. صنعت هوشمند (Smart Industry): اتریوم می‌تواند در حوزه صنعت هوشمند نقش مهمی ایفا کند. با استفاده از قراردادهای هوشمند و توکن‌های قابل معامله، می‌توان تعاملات بین دستگاه‌های مختلف در صنعت را به صورت خودکار و امن انجام داد. این شامل زمینه‌هایی مانند منابع انرژی، زنجیره تأمین، مدیریت دارایی‌ها و سایر فعالیت‌های صنعتی است.

توجه داشته باشید که در حال حاضر اتریوم در حال انتقال از پروتکل PoW به پروتکل PoS (Proof of Stake) است که بهبود مقیاس‌پذیری و کاهش هزینه‌های انرژی را هدف دارد. این انتقال ممکن است تأثیری بر برخی از کاربردهای فعلی اتریوم داشته باشد.

اتریوم PoW چگونه کار می کند؟

اتریوم (Ethereum) از الگوریتم Proof of Work (PoW) برای تأیید تراکنش‌ها و ایجاد بلاک‌های جدید در بلاکچین خود استفاده می‌کند. در این الگوریتم، ماینرها با حل یک مسئله ریاضی پیچیده به نام "Proof of Work"، اثبات کار خود را ارائه می‌دهند و برای این کار پاداش دریافت می‌کنند.

فرایند کار اتریوم PoW به شرح زیر است:

1. تراکنش‌ها: کاربران اتریوم تراکنش‌های خود را از طریق شبکه ارسال می‌کنند. این تراکنش‌ها شامل انتقال ارزها، اجرای قراردادهای هوشمند و سایر عملیات مربوط به بلاکچین هستند.

2. گره‌های شبکه: تراکنش‌ها به تمام گره‌های شبکه انتشار می‌یابند. گره‌ها می‌توانند کامپیوترهایی باشند که تراکنش‌ها و بلاک‌ها را دریافت و پردازش می‌کنند.

3. ماینرها: ماینرها مسئول حل مسئله Proof of Work هستند. این مسئله ریاضی پیچیده و قابل حل با تلاش محاسباتی است و معمولاً مبتنی بر الگوریتم Hash است. ماینرها تعداد زیادی تراکنش را در یک بلاک گرفته و سپس محاسباتی را بر روی آن‌ها انجام می‌دهند تا به پاسخ مسئله برسند.

4. اثبات کار: هنگامی که یک ماینر موفق به حل مسئله Proof of Work می‌شود، اثبات کار (Proof of Work) خود را به همراه تراکنش‌ها به شبکه اعلام می‌کند. این اثبات شامل یک مقدار عددی است که نشان دهنده کار محاسباتی زیادی است که ماینر انجام داده است. این اثبات کار به عنوان اثبات اینکه ماینر واقعاً زمان و انرژی لازم برای حل مسئله را صرف کرده است، استفاده می‌شود.

5. تأیید و افزودن بلاک: بعد از دریافت اثبات کار، گره‌های شبکه آن را تأیید می‌کنند و بلاک جدید را به زنجیره بلاک اضافه می‌کنند. این بلاک شامل تراکنش‌های جدید و اثبات کار است که توسط ماینر ایجاد شده است.

6. پاداش: به عنوان پاداش برای حل مسئله Proof of Work و ایجاد بلاک جدید، ماینر به مقداری از اتر (ETH) نیز مستحق می‌شود. در حال حاضر، ماینرها برای هر بلاک جدیدی که ایجاد می‌کنند، پاداشی به ارزش 2 ETH دریافت می‌کنند، به علاوه هزینه‌های تراکنشی که در آن بلاک وجود دارند. پاداش برای حل هر مسئله Proof of Work توسط ماینرها کاهش می‌یابد و در آینده قرار است به Proof of Stake (PoS) منتقل شود.

الگوریتم Proof of Work در اتریوم به منظور ایجاد یک سیستم امن و مقاوم در برابر حملات دومینه (double-spending) و تغییر تاریخچه بلاکچین استفاده می‌شود. با حل مسئله Proof of Work، ماینرها نشان می‌دهند که زمان و انرژی لازم را برای ایجاد بلاک جدید صرف کرده‌اند و بنابراین بلاک ایجاد شده توسط آن‌ها قابل اعتماد است.