بروتوكول التعدين

ما بروتوكول التعدين؟

بروتوكول التعدين هو مجموعة القواعد والرسائل والعمليات التقنية التي تتيح للمعدنين إنشاء الكتل وإثبات العمل الحاسوبي وإرسال النتائج والحصول على المكافآت على بلوكشين يعتمد إثبات العمل.

في عالم الكريبتو، قد يشير المصطلح إلى قواعد التعدين على مستوى البلوكشين أو بروتوكول الاتصال المستخدم بين معدات التعدين وبرامجه ومجمعاته.

على مستوى البلوكشين، يحدد بروتوكول التعدين شكل الكتلة الصالحة، وكيفية التحقق من إثبات العمل، وآلية الصعوبة، وطريقة إنشاء المكافآت، وكيفية تحديد العقد للسلسلة الصالحة.

أما على مستوى مجمع التعدين، فيحدد بروتوكول التعدين كيفية تلقي المعدنين العمل وبناء ترويسات الكتل وإرسال المشاركات وإثبات مساهمتهم بقوة التجزئة.

يشرح دليل تعدين Bitcoin الرسمي للمطورين التعدين المنفرد والتعدين الجماعي وترويسات الكتل والعتبات المستهدفة والمشاركات وطرق الاتصال بالمجمعات.

أسهل طريقة لفهم بروتوكول التعدين هي اعتباره مجموعة القواعد ونظام الاتصال الذي ينسق التعدين بإثبات العمل.

من دون بروتوكول تعدين، لن يعرف المعدنون العمل المطلوب منهم أو كيفية إثبات صحته.

يكتسب بروتوكول التعدين أهميته لأنه يربط التنافس بين الأجهزة وأمان الشبكة وإنشاء الكتل وتوزيع المكافآت وإجماع البلوكشين.

أهمية بروتوكولات التعدين في عالم الكريبتو

تكتسب بروتوكولات التعدين أهميتها لأن شبكات البلوكشين القائمة على إثبات العمل تعتمد على المعدنين لتأكيد المعاملات وجعل تغيير سجل المعاملات أمرًا صعبًا.

ويشير شرح Bitcoin.org للتعدين إلى أن التعدين يؤكد المعاملات المعلقة عبر إدراجها في البلوكشين، ويساعد الحواسيب المختلفة على الاتفاق على حالة النظام.

يوفر بروتوكول التعدين للمعدنين طريقة مشتركة للتنافس بعدل وفق القواعد نفسها.

كما يتيح للعقد طريقة مشتركة لرفض الكتل والمكافآت والطوابع الزمنية وإثبات العمل ومجموعات المعاملات غير الصالحة.

وهذا مهم لأن البلوكشين تحتاج إلى أكثر من معدنين يملكون أجهزة قوية.

فهي تحتاج أيضًا إلى عقد كاملة تتحقق بصورة مستقلة من التزام الكتل المعدّنة بالقواعد.

يساعد بروتوكول التعدين القوي على منع الإنفاق المزدوج وإنشاء العملات دون تصريح والتلاعب بالسلسلة وإنتاج الكتل بطريقة غير نزيهة.

وقد يؤدي ضعف بروتوكول التعدين إلى مشكلات أمنية أو ضغوط مركزية أو نزاعات بشأن المكافآت أو هدر القدرة الحاسوبية.

آلية عمل بروتوكول التعدين

يبدأ بروتوكول التعدين بمعاملات معلقة تنتظر إدراجها في كتلة.

يختار المُعدِّن أو مجمع التعدين المعاملات وينشئ كتلة مرشحة.

تتضمن الكتلة المرشحة ترويسة كتلة تحتوي على بيانات مهمة، مثل هاش الكتلة السابقة وجذر Merkle والطابع الزمني ومعلومات الهدف وحقل nonce.

ثم يغير المُعدِّن قيمة nonce أو بيانات extra nonce مرارًا، ويُجري تجزئة لترويسة الكتلة.

والهدف هو العثور على هاش أدنى من الهدف الذي تحدده صعوبة الشبكة.

إذا عثر المُعدِّن على هاش صالح، يمكن بث الكتلة المكتملة إلى الشبكة.

تتحقق العقد الأخرى من الكتلة وإثبات العمل والمعاملات ومقدار المكافأة وجميع قواعد الإجماع.

إذا كانت الكتلة صالحة وقُبلت، أصبحت جزءًا من البلوكشين.

بعدها يمكن للمُعدِّن أو المجمع الحصول على مكافأة الكتلة ورسوم المعاملات وفق قواعد البلوكشين وطريقة دفع المجمع.

بروتوكول التعدين مقابل بروتوكول الإجماع

يرتبط بروتوكول التعدين ارتباطًا وثيقًا ببروتوكول الإجماع، لكن المصطلحين لا يعنيان الشيء نفسه دائمًا.

بروتوكول الإجماع هو الطريقة الكاملة التي تستخدمها البلوكشين لتمكين العقد المستقلة من الاتفاق على الحالة الصحيحة لدفتر الأستاذ.

أما بروتوكول التعدين فهو الجزء الخاص بإثبات العمل، ويحدد للمعدنين كيفية إنتاج كتل صالحة وإثبات الجهد الحاسوبي.

يُعد التعدين عادةً جزءًا أساسيًا من الإجماع في شبكة إثبات العمل.

لكن الإجماع يشمل أيضًا التحقق من المعاملات والكتل واختيار السلسلة وترحيل رسائل الند للند وسلوك العقد.

فعلى سبيل المثال، قد ينشئ المعدنون الكتل، لكن العقد الكاملة تظل تتحقق من التزام هذه الكتل بقواعد البروتوكول.

ولهذا لا يسيطر المعدنون على الشبكة لمجرد أنهم ينتجون الكتل.

لا تقبل الشبكة إلا الكتل التي تستوفي قواعد الإجماع التي تقرها العقد المتحققة.

بروتوكول التعدين مقابل إثبات العمل

إثبات العمل آلية تُلزم المعدنين بإجراء حسابات مكلفة قبل قبول الكتلة.

أما بروتوكول التعدين فهو النظام الأوسع الذي يحدد كيفية تنفيذ هذا العمل وإرساله.

توضح وثائق Ethereum الرسمية لإثبات العمل أن إثبات العمل يحدد صعوبة العمل الذي يؤديه المعدنون وقواعده على شبكات البلوكشين القائمة على إثبات العمل.

يجعل إثبات العمل إعادة كتابة سجل المعاملات مكلفة، لأن المهاجم سيحتاج إلى إعادة تنفيذ قدر كبير من العمل الحاسوبي.

ويحوّل بروتوكول التعدين هذه الفكرة إلى قواعد عملية لترويسات الكتل والهاشات والأهداف والصعوبة والمكافآت وقبول الكتل.

إثبات العمل هو مفهوم الأمان.

أما بروتوكول التعدين فهو سير العمل التقني الذي يطبق هذا المفهوم.

كلاهما ضروري لعمل بلوكشين قائمة على إثبات العمل.

بروتوكول التعدين مقابل إثبات الحصة

ينطبق بروتوكول التعدين على شبكات إثبات العمل، لا شبكات إثبات الحصة.

تستخدم شبكات إثبات الحصة مدققين يقفلون الأصول أو يخزنونها ويشاركون وفق قواعد المدققين.

توضح وثائق Ethereum الرسمية لإثبات الحصة أن Ethereum تستخدم الآن المدققين بدلًا من معدني إثبات العمل.

وهذا يعني أن بروتوكول التعدين لا يُستخدم لتعدين ETH على شبكة Ethereum الحالية.

في إثبات الحصة، قد يقترح المدققون الكتل ويصوتون عليها ويحصلون على مكافآت وفق قواعد البروتوكول.

ولا تتنافس أجهزة التعدين لديهم للعثور على هاش أدنى من هدف الصعوبة.

هذا التمييز مهم لأن كثيرًا من المستخدمين يفترضون خطأً أن كل العملات المشفرة قابلة للتعدين.

لا يكون بروتوكول التعدين ذا صلة إلا إذا كانت البلوكشين تدعم التعدين بإثبات العمل فعلًا.

الأجزاء الرئيسية لبروتوكول التعدين

يتضمن بروتوكول التعدين عادةً قواعد إنشاء الكتل.

ويتضمن قواعد تجزئة إثبات العمل.

كما يتضمن نظامًا للأهداف أو الصعوبة.

ويتضمن نظام مكافآت الكتل والرسوم.

ويشمل قواعد الطوابع الزمنية وحقول nonce وإدراج المعاملات ومعاملات coinbase.

كما يتضمن قواعد اختيار السلسلة التي تساعد العقد على تحديد السلسلة الصالحة ذات أكبر قدر من العمل المقبول.

وقد يتضمن قواعد اتصال المجمع لتوزيع العمل وإرسال المشاركات.

وقد يشمل أيضًا إشارات الإصدارات وتنسيقات قوالب التعدين وطرق التعامل السريع مع الكتل الجديدة.

تعمل هذه الأجزاء معًا لتنسيق عمل المعدنين وحماية سجل البلوكشين.

قوالب الكتل في بروتوكولات التعدين

قالب الكتلة هو مجموعة المعلومات التي يحتاج إليها المُعدِّن لإنشاء كتلة مرشحة.

قد يتضمن هاش الكتلة السابقة والمعاملات المقترحة وتفاصيل معاملة coinbase ومعلومات الهدف وبيانات الإصدار وحقولًا أخرى في الترويسة.

يوضح دليل التعدين للمطورين في Bitcoin أن طريقة getblocktemplate توفر لبرنامج التعدين المعلومات اللازمة لإنشاء معاملة coinbase وفحص المعاملات وبناء ترويسة الكتلة التالية.

تكتسب قوالب الكتل أهميتها لأن أجهزة التعدين تركز عادةً على التجزئة، بينما يدير برنامج التعدين بيانات الكتلة.

قد يحدّث المُعدِّن معاملة coinbase أو جذر Merkle أو الطابع الزمني أو nonce أو extra nonce لإنشاء محاولات تجزئة جديدة.

عند ظهور كتلة جديدة على الشبكة، يحتاج المعدنون إلى قالب جديد بسرعة.

يصبح العمل القديم غير مفيد عندما تنجح كتلة صالحة أخرى في تمديد السلسلة أولًا.

لذلك تحتاج بروتوكولات التعدين إلى تحديثات سريعة للعمل واتصالات فعالة.

ترويسات الكتل وحقول Nonce

ترويسة الكتلة هي بنية بيانات موجزة يجري المعدنون تجزئتها مرارًا أثناء التعدين بإثبات العمل.

تتضمن الترويسة عادةً إشارة إلى الكتلة السابقة وجذر Merkle الذي يلخص معاملات الكتلة.

كما تتضمن حقولًا مثل الطابع الزمني وترميز هدف الصعوبة والإصدار وnonce.

قيمة nonce هي قيمة يغيرها المعدنون للحصول على مخرجات تجزئة مختلفة.

إذا جُرّبت جميع قيم nonce دون نجاح، يمكن للمعدنين تغيير بيانات extra nonce في معاملة coinbase لإنشاء جذر Merkle جديد.

يشرح دليل التعدين للمطورين في Bitcoin كيفية تجربة أجهزة التعدين قيم nonce وإرجاع ترويسة كتلة ناجحة عندما يقل الهاش عن عتبة الهدف.

هذه العملية سباق قائم على المحاولة والخطأ.

يجعل بروتوكول التعدين هذا السباق قابلًا للتحقق، لأن أي عقدة تستطيع بسرعة التأكد من استيفاء الهاش الفائز للهدف.

الصعوبة والهدف

تحدد الصعوبة مدى صعوبة تعدين كتلة صالحة.

أما الهدف فهو العتبة التي يجب أن يقل عنها هاش الكتلة حتى يكون صالحًا.

يعني انخفاض الهدف أن عددًا أقل من الهاشات يستوفي الشرط، وبالتالي يصبح التعدين أصعب.

يساعد تعديل الصعوبة شبكة إثبات العمل على إبقاء توقيت الكتل قريبًا من الجدول المقصود.

إذا زادت قوة التجزئة لدى المعدنين، فقد تصل الكتل بسرعة كبيرة إلى أن ترتفع الصعوبة بالتعديل.

وإذا غادر المعدنون الشبكة، فقد يتباطأ وصول الكتل إلى أن تنخفض الصعوبة بالتعديل.

يحافظ هذا النظام على تنافسية التعدين رغم تغير الأجهزة ومعدل التجزئة في الشبكة.

تُعد الصعوبة أحد أهم المتغيرات الاقتصادية والأمنية في بروتوكول التعدين.

فهي تؤثر في إيرادات المعدنين وأمان الشبكة واستهلاك الطاقة وتكلفة مهاجمة السلسلة.

مشاركات التعدين

المشاركة هي إثبات عمل جزئي يرسله المُعدِّن إلى مجمع التعدين.

تستوفي المشاركة عادةً هدف المجمع الأسهل، لكنها لا تستوفي بالضرورة هدف الشبكة الأكثر صعوبة.

يوضح دليل التعدين للمطورين في Bitcoin أن مشاركات المجمع تثبت أن المُعدِّن اختبر نسبة من قيم الهاش الممكنة، وتتيح للمجمع دفع المكافآت للمعدنين وفق مساهماتهم.

تكتسب المشاركات أهميتها لأن المُعدِّن الصغير قد لا يعثر على كتلة كاملة بوتيرة تكفي لتلقي دخل منتظم.

يثبت المُعدِّن للمجمع استمرار عمله عبر إرسال المشاركات.

بعدها يستطيع المجمع توزيع المكافآت عندما يعثر أي مشارك فيه على كتلة صالحة.

المشاركة ليست هي نفسها الكتلة المؤكدة.

إنها أداة قياس تستخدمها مجمعات التعدين لتقدير قوة التجزئة التي ساهم بها المُعدِّن.

بروتوكول التعدين المنفرد

التعدين المنفرد هو محاولة المُعدِّن العثور على كتل صالحة بصورة مستقلة.

يحتفظ المُعدِّن المنفرد بمكافأة الكتلة كاملةً ورسوم المعاملات إذا عثر على كتلة صالحة.

لكن توقيت المكافآت قد يكون غير قابل للتوقع بدرجة كبيرة.

قد يعمل مُعدِّن منفرد صغير لسنوات على شبكات إثبات العمل الكبيرة دون العثور على كتلة.

يتطلب التعدين المنفرد عادةً تشغيل برنامج العقدة وبرنامج التعدين وأجهزة تستطيع التواصل مع العقدة.

يجب أن يزود بروتوكول التعدين المُعدِّن بقوالب الكتل وبيانات الأهداف.

وعلى المُعدِّن بث كتلة صالحة بسرعة إذا عثر عليها.

يمنح التعدين المنفرد استقلالية أكبر، لكنه يؤدي أيضًا إلى تذبذب شديد جدًا في المكافآت.

بروتوكول التعدين الجماعي

يتيح التعدين الجماعي لعدد كبير من المعدنين جمع قوة التجزئة وتقاسم المكافآت.

يزود مجمع التعدين المعدنين بالعمل ويتتبع المشاركات التي يرسلونها.

إذا عثر المجمع على كتلة صالحة، تُوزع المكافآت وفق طريقة الدفع التي يعتمدها.

يخفض التعدين الجماعي تذبذب مكافآت المعدنين الأفراد، إذ قد تصبح المدفوعات أصغر لكنها أكثر تكرارًا.

يوضح دليل التعدين للمطورين في Bitcoin أن المعدنين الجماعيين يتصلون بالمجمع ويطلبون المعلومات اللازمة لبناء ترويسات الكتل ويرسلون العمل لإثبات مساهمتهم.

تكتسب بروتوكولات التعدين الجماعي أهميتها لأن معظم المعدنين الصغار لا يستطيعون الاعتماد على العثور على كتلة منفردين.

لكن مجمعات التعدين قد تسبب مخاطر مركزية أيضًا إذا تركزت قوة تجزئة كبيرة لدى عدد قليل جدًا من مشغلي المجمعات.

تستفيد منظومة إثبات العمل السليمة من توزيع قوة التعدين على مشاركين مستقلين.

بروتوكول Stratum للتعدين

Stratum بروتوكول اتصال واسع الاستخدام بين مجمعات التعدين والمعدنين.

يساعد مجمعات التعدين على إرسال العمل إلى المعدنين وتلقي المشاركات منهم.

يوضح دليل التعدين للمطورين في Bitcoin أن Stratum يزود المعدنين بالحد الأدنى من المعلومات اللازمة لإنشاء ترويسات الكتل، ويستخدم اتصال TCP ثنائي الاتجاه بدلًا من تكرار الاستعلام عبر HTTP.

تنبع أهمية Stratum من حساسية التعدين للسرعة.

يحتاج المعدنون إلى عمل جديد بسرعة عندما تعثر الشبكة على كتلة جديدة.

قد يؤدي بطء الاتصال إلى مشاركات قديمة وخسارة الإيرادات.

كما يقلل Stratum استهلاك النطاق الترددي بإرسال البيانات التي يحتاج إليها المعدنون للتجزئة فقط.

تعتمد اتصالات المجمعات الحديثة بدرجة كبيرة على البروتوكولات الفعالة، لأن أجهزة التعدين تستطيع تنفيذ أعداد هائلة من عمليات التجزئة في الثانية.

GetBlockTemplate

GetBlockTemplate طريقة تزود برنامج التعدين بالبيانات اللازمة لبناء كتلة مرشحة.

وقد توفر بيانات المعاملات ومعلومات coinbase وبيانات الكتلة السابقة ومعلومات الإصدار والتفاصيل المتعلقة بالهدف.

يوضح دليل التعدين للمطورين في Bitcoin أن getblocktemplate تتيح لبرنامج التعدين فحص المعاملات وإضافة المعاملات أو إزالتها اختياريًا قبل بناء ترويسة الكتلة.

وهذا مفيد لأنه قد يمنح المعدنين رؤية أوضح لما يقومون بتعدينه.

وقد يدعم أيضًا التعدين المنفرد وإعدادات التعدين التي تريد تحكمًا مباشرًا أكبر في إنشاء الكتل.

مقارنةً ببروتوكولات المجمعات، قد تكشف getblocktemplate للمُعدِّن تفاصيل أكثر عن عملية إنشاء الكتل.

لكنها قد تتطلب التعامل مع بيانات أكثر، وقد لا تكون خفيفة مثل وسائل الاتصال المخصصة للمجمعات.

يوضح النهجان أن بروتوكولات التعدين تشمل قواعد الإجماع وطرق الاتصال العملية معًا.

بروتوكول التعدين والعقد الكاملة

العقد الكاملة أساسية لأنها تتحقق من الكتل المعدّنة بصورة مستقلة.

قد ينشئ المُعدِّن كتلة، لكن العقد هي التي تقرر ما إذا كانت تلتزم بالقواعد.

إذا أنشأ المُعدِّن كتلة تتضمن معاملات أو مكافآت غير صالحة أو إثبات عمل غير كافٍ، ترفضها العقد.

وهذا أحد الأسباب الرئيسية لعدم خضوع أنظمة إثبات العمل لسيطرة المعدنين وحدهم.

ينتج المعدنون كتلًا مرشحة، لكن العقد المتحققة تفرض قواعد الإجماع.

يكون بروتوكول التعدين أكثر أمانًا عندما تستطيع عقد مستقلة عديدة التحقق من الكتل بسهولة.

ينبغي أن تكون عملية التحقق أقل تكلفة بكثير من التعدين، كي تتمكن العقد العادية من فحص السلسلة دون تنفيذ أعمال التعدين نفسها.

هذا التوازن محوري لأمان إثبات العمل.

بروتوكول التعدين ومكافآت الكتل

مكافآت الكتل هي الحافز الاقتصادي الذي يشجع المعدنين على الالتزام بالبروتوكول.

قد تشمل المكافأة عملات مصدرة حديثًا أو رسوم معاملات أو كليهما.

يحدد بروتوكول التعدين مقدار المعروض الجديد الذي يمكن إنشاؤه والجهة التي تحصل عليه.

إذا حاول مُعدِّن المطالبة بأكثر من المسموح به، ينبغي للعقد الكاملة رفض الكتلة.

تكتسب رسوم المعاملات أهمية أيضًا، إذ قد تشكل جزءًا أكبر من دخل المعدنين بمرور الوقت على بعض الشبكات.

تؤثر قواعد المكافآت في ربحية المعدنين وميزانية الأمان وإصدار التوكنات والتصميم الاقتصادي طويل الأجل.

ينبغي أن يجعل بروتوكول التعدين القوي احتساب المكافآت واضحًا وقابلًا للتحقق.

ينبغي أن تشجع المكافآت المعدنين على تمديد السلسلة الصالحة، لا مهاجمتها أو تجاهلها.

بروتوكول التعدين واختيار المعاملات

غالبًا ما يختار المعدنون المعاملات التي يدرجونها في الكتلة.

وقد يعطون الأولوية للمعاملات ذات الرسوم الأعلى، والتي تستوفي حدود حجم الكتلة أو وزنها وقواعد الشبكة.

يؤثر اختيار المعاملات في وقت التأكيد وأسواق الرسوم وتجربة المستخدم.

قد يحدد بروتوكول التعدين الحد الأقصى لحجم الكتلة أو وزنها، لكن يظل بإمكان المعدنين الاختيار من المعاملات المعلقة الصالحة.

ينشأ بذلك سوق يمكن فيه للمستخدمين دفع رسوم أعلى إذا أرادوا إدراج معاملاتهم بسرعة أكبر.

لا يستطيع المعدنون إدراج معاملات غير صالحة، لأن العقد الكاملة ينبغي أن ترفض الكتلة.

لكن قد يختار المعدنون استبعاد معاملات معينة أو إعطاء الأولوية لأخرى.

وهذا يجعل اختيار المعاملات جزءًا مهمًا من اقتصاديات التعدين وسياسات الشبكة.

بروتوكول التعدين واختيار السلسلة

تساعد قواعد اختيار السلسلة العقد على تحديد السلسلة التي ينبغي اتباعها عند ظهور كتل متنافسة.

في أنظمة إثبات العمل، تُعد السلسلة التي تراكم أكبر قدر من العمل الصالح عادةً السلسلة المقبولة وفق قواعد البروتوكول.

قد تحدث انقسامات مؤقتة عندما يعثر معدنان على كتل صالحة في وقت متقارب.

وقد ترى العقد مؤقتًا نهايات مختلفة للسلسلة.

عندما تمدد كتلة صالحة أخرى أحد الجانبين، تتفق العقد على السلسلة ذات العمل المقبول الأكبر.

لهذا السبب، تزيد التأكيدات عادةً الثقة في المعاملة على شبكات إثبات العمل.

يجب أن يعالج بروتوكول التعدين هذه الانقسامات المؤقتة بسلاسة.

يُعد اختيار السلسلة أحد أهم وسائل الحماية من الإنفاق المزدوج وإعادة كتابة السجل.

بروتوكول التعدين والكتل القديمة

الكتلة القديمة هي كتلة صالحة لا تصبح جزءًا من السلسلة الرئيسية المقبولة.

قد تظهر الكتل القديمة عندما يعثر معدنان على كتل في وقت متقارب وتقبل الشبكة أحد طرفي السلسلة بدلًا من الآخر.

تقلل الكتل القديمة إيرادات المُعدِّن، لأن عمله لا يحصل على المكافأة النهائية في السلسلة الرئيسية.

يساعد نشر الكتل بسرعة على خفض مخاطر ظهور الكتل القديمة.

تحاول بروتوكولات التعدين وبروتوكولات المجمعات تزويد المعدنين بعمل محدث بسرعة عند العثور على كتلة جديدة.

قد يزيد تأخر الشبكة وبطء اتصال المجمع وضعف الاتصال من المشاركات أو الكتل القديمة.

لذلك يهتم المعدنون بالموقع وجودة الاتصال بالمجمع وسرعة تحديثات البرامج.

لا يقتصر التعدين على معدل التجزئة، إذ يهم توقيت الشبكة أيضًا.

أمان بروتوكول التعدين

يحمي بروتوكول التعدين البلوكشين بجعل إنشاء الكتل مكلفًا والتحقق منها منخفض التكلفة.

يجب على المهاجمين الراغبين في إعادة كتابة السجل إنتاج قدر كافٍ من إثبات العمل للتفوق على المعدنين النزيهين.

تكون هذه العملية مكلفة عندما تكون قوة التجزئة النزيهة كبيرة وموزعة على نطاق واسع.

يعتمد بروتوكول التعدين أيضًا على عقد كاملة نزيهة ترفض الكتل غير الصالحة.

قد يضعف الأمان إذا تركزت قوة التجزئة بدرجة كبيرة أو احتوى برنامج التعدين على أخطاء خطيرة أو سيطرت المجمعات أكثر من اللازم على إنشاء الكتل.

وقد يضعف الأمان أيضًا إذا لم يحدّث المعدنون البرامج بعد الإصلاحات المهمة.

يكون بروتوكول التعدين أقوى عندما يكون التعدين والتحقق وتطوير البرامج والمشاركة في الشبكة لامركزية.

لا يقتصر إثبات العمل على التنافس بين الأجهزة، إذ إن فرض قواعد البروتوكول والتحقق عبر العقد مهمان أيضًا.

بروتوكول التعدين وهجمات 51%

هجوم 51% هو حالة يسيطر فيها المهاجم على قوة تعدين كافية للتغلب على التعدين النزيه في شبكة إثبات العمل.

قد يحاول المهاجم، إذا امتلك قوة تجزئة كافية، إعادة تنظيم الكتل الأخيرة أو الإنفاق المزدوج أو فرض الرقابة على المعاملات أو تعطيل التأكيدات.

مع ذلك، لا يستطيع مهاجم 51% إنشاء عملات تتجاوز قواعد البروتوكول إذا رفضت العقد الكاملة الكتل غير الصالحة.

لكن الهجوم قد يضر بالثقة والاطمئنان إلى التسوية.

قد تكون شبكات إثبات العمل الأصغر أكثر عرضة للخطر إذا كان إجمالي معدل التجزئة لديها منخفضًا أو أمكن استئجار قوة التجزئة أو تحويلها بتكلفة زهيدة.

تتطلب مهاجمة الشبكات الأكبر عادةً أجهزة وطاقة أكثر بكثير.

يعتمد أمان بروتوكول التعدين على القواعد التقنية واقتصاديات الحصول على قوة التجزئة معًا.

ينبغي للمستخدمين مراعاة عدد التأكيدات وأمان الشبكة عند قبول مدفوعات كبيرة القيمة.

بروتوكول التعدين واستهلاك الطاقة

تستهلك بروتوكولات التعدين الطاقة لأن إثبات العمل يتطلب محاولات تجزئة متكررة.

ويذكر تحليل إدارة معلومات الطاقة الأمريكية أن الطلب على الكهرباء لتعدين العملات المشفرة في الولايات المتحدة نما بسرعة، وقد يمثل حصة ملحوظة من استهلاك الكهرباء فيها.

استهلاك الطاقة ليس أثرًا جانبيًا لعملية تعدين معطوبة.

بل هو جزء من الطريقة التي تجعل بها أنظمة إثبات العمل الهجمات مكلفة.

يدور النقاش حول ما إذا كانت هذه التكلفة مبررة بمزايا أمان الشبكة وحيادها ومقاومتها للرقابة.

يعتمد الأثر الطاقي على كفاءة الأجهزة ومصدر الكهرباء والموقع وظروف الشبكة والتبريد والاستجابة للطلب وسلوك المعدنين.

لا يمكن تقييم بروتوكول التعدين من خلال شفرته وحدها.

بل يجب تقييم أثره الاقتصادي والطاقي في العالم الواقعي أيضًا.

بروتوكول التعدين والأجهزة

ترتبط بروتوكولات التعدين ارتباطًا وثيقًا بأجهزة التعدين.

تفضل خوارزميات إثبات العمل المختلفة أنواعًا مختلفة من الأجهزة.

تهيمن أجهزة ASIC على بعض الشبكات.

وقد تظل بعض الشبكات الأصغر تدعم التعدين باستخدام GPU أو CPU.

تؤثر خوارزمية بروتوكول التعدين في اللامركزية ومتطلبات رأس المال واستهلاك الكهرباء والمنافسة على الأجهزة.

إذا تطلب التعدين أجهزة ASIC متخصصة، فقد تكون تكاليف الدخول مرتفعة.

إذا أمكن التعدين باستخدام أجهزة شائعة، فقد يكون الدخول أسهل، لكن مخاطر الأمان وشبكات الروبوتات قد تختلف.

ينبغي للمستخدمين فهم افتراضات الأجهزة التي يقوم عليها بروتوكول التعدين قبل تقرير مدى عملية التعدين.

بروتوكول التعدين ومجمعات التعدين

لا تُعد مجمعات التعدين جزءًا دائمًا من بروتوكول البلوكشين الأساسي، لكنها عنصر رئيسي في التعدين الواقعي.

تقلل المجمعات تذبذب الدخل بإتاحة تقاسم المكافآت بين عدد كبير من المعدنين.

كما تثير مسائل الثقة والمركزية، إذ قد يختار مشغلو المجمعات قوالب الكتل وقواعد الدفع والسياسات التشغيلية.

قد لا يسيطر المُعدِّن المتصل بمجمع بالكامل على المعاملات التي تُدرج في الكتلة المرشحة.

تهدف بعض التحسينات على بروتوكولات التعدين إلى منح المعدنين تحكمًا أكبر في إنشاء الكتل مع الإبقاء على المكافآت الجماعية.

وهذا مهم لأن اللامركزية لا تتعلق بعدد الأجهزة فحسب.

بل تتعلق أيضًا بالجهة التي تتحكم في اختيار المعاملات وقرارات إنشاء الكتل.

قد يؤثر تصميم بروتوكول التعدين في مقدار السلطة التي تمتلكها المجمعات على الشبكة.

بروتوكول التعدين والقيمة القابلة للاستخراج من قبل المعدِّن

تشير القيمة القابلة للاستخراج من قبل المعدِّن، والتي يُختصر اسمها غالبًا إلى MEV في نقاشات الكريبتو العامة، إلى قيمة إضافية قد يحصل عليها منتجو الكتل عبر ترتيب المعاملات أو إدراجها أو استبعادها.

في أنظمة إثبات العمل، يستطيع المعدنون أحيانًا التأثير في ترتيب المعاملات داخل الكتل.

وقد ينشأ عن ذلك فرص ومخاطر مرتبطة بالمراجحة أو التصفية أو الاستباق أو الرقابة.

لا تتمتع جميع شبكات إثبات العمل بالبيئة نفسها فيما يخص MEV.

تعتمد MEV على نشاط العقود الذكية ووضوح المعاملات وأسواق الرسوم وتصميم التطبيقات.

قد ينشئ بروتوكول التعدين الذي يمنح منتجي الكتل سلطة ترتيب المعاملات حوافز تتجاوز مكافآت الكتل المعتادة.

ينبغي للمستخدمين إدراك أن مكافآت التعدين قد تشمل في بعض المنظومات أكثر من العملات المصدرة حديثًا ورسوم المعاملات المعتادة.

تُعد MEV أحد أسباب تزايد أهمية تصميم إنشاء الكتل في البنية التحتية للكريبتو.

ترقيات بروتوكول التعدين

قد تتغير بروتوكولات التعدين عبر ترقيات الشبكة.

قد تغير الترقية قواعد الكتل أو آلية الصعوبة أو تنسيقات المعاملات أو قواعد الإعانة أو طرق اتصال التعدين.

تتطلب ترقيات البروتوكول تنسيقًا واسعًا، لأن المعدنين والعقد والمحافظ والمطورين والمستخدمين قد يحتاجون إلى برامج متوافقة.

قد تؤدي الترقية سيئة التنسيق إلى انقسام الشبكة أو إثارة الالتباس.

تحسن الترقية الناجحة القواعد مع الحفاظ على ثقة المستخدمين.

غالبًا ما يؤدي المعدنون دورًا مهمًا لأنهم ينتجون الكتل وفق القواعد الجديدة أو القديمة.

لكن التحقق عبر العقد يظل العامل الذي يحدد قبول الكتل وفق برنامج كل مشارك.

توضح ترقيات بروتوكول التعدين أن التعدين جزء من نظام أوسع للحوكمة والتنسيق.

بروتوكول التعدين والسجلات الضريبية

قد ينشأ عن نشاط التعدين التزامات ضريبية ومتطلبات للإبلاغ.

تذكر الصفحة الرسمية لمصلحة الضرائب الأمريكية بشأن الأصول الرقمية أن معاملات الأصول الرقمية قد تستلزم الإبلاغ عنها، وأن الدخل الناتج عنها خاضع للضريبة.

كما تدرج صفحة مصلحة الضرائب التعدين والتخزين وأنشطة مماثلة ضمن أمثلة استلام الأصول الرقمية التي قد تستلزم الإجابة بـ«نعم» عن سؤال الأصول الرقمية.

ينبغي للمعدنين الاحتفاظ بسجلات المكافآت وتواريخ الدفع وعناوين المحافظ وهاشات المعاملات والقيمة السوقية العادلة ورسوم المجمع وتكاليف الكهرباء والأجهزة والإصلاحات والاستضافة والمبيعات.

قد تختلف متطلبات حفظ السجلات بين مجمعات التعدين والمعدنين المنفردين.

قد تختلف المعاملة الضريبية باختلاف الولاية القضائية وبحسب ممارسة التعدين كهواية أو نشاط تجاري.

ينبغي للمعدنين الذين يمارسون نشاطًا ذا قيمة كبيرة استشارة مختص ضرائب مؤهل.

تُعد السجلات الجيدة جزءًا من عمليات التعدين المسؤولة.

عمليات الاحتيال المتعلقة ببروتوكولات التعدين

غالبًا ما تستهدف عمليات الاحتيال المتعلقة ببروتوكولات التعدين المستخدمين الذين لا يفهمون طريقة عمل التعدين الفعلي.

قد يدعي المحتال أن بروتوكول تعدين خاصًا يحقق عوائد يومية مضمونة.

وقد يعلن عن تعدين سحابي أو تعدين مستضاف أو دخول إلى مجمع أو بوتات تعدين أو مكافآت تعدين مزيفة.

تحذر إرشادات لجنة التجارة الفيدرالية الأمريكية بشأن الاحتيال في العملات المشفرة من أن المحتالين ينتحلون الصفات ويعلنون عن وظائف وهمية ويطلبون الدفع بالعملات المشفرة ويعرضون فرصًا زائفة لسرقة الأموال.

لا يتطلب بروتوكول التعدين الحقيقي عبارة الاسترداد أو المفتاح الخاص للمستخدم.

لا يحتاج مجمع التعدين الحقيقي عادةً إلا إلى عنوان دفع، لا كلمات استرداد المحفظة.

يُعد الوعد بأرباح مضمونة علامة تحذير كبيرة، لأن إيرادات التعدين تعتمد على السعر والصعوبة ومعدل التجزئة والرسوم وتكلفة الكهرباء.

ينبغي تجنب أي عرض تعدين يخفي تفاصيل الأجهزة أو قواعد المجمع أو التكاليف أو شروط السحب أو هوية المشغل.

فوائد بروتوكولات التعدين

تتيح بروتوكولات التعدين لشبكات إثبات العمل إنشاء الكتل دون مشغل مركزي.

وتساعد المعدنين على التنافس وفق قواعد معلنة.

كما تجعل التحقق من صلاحية الكتل سهلًا على العقد.

وتدعم أنظمة المكافآت التي تحفز المعدنين على تأمين الشبكة.

وتساعد على حماية سجل المعاملات من إعادة الكتابة بتكلفة منخفضة.

وتتيح لمجمعات التعدين تنسيق عدد كبير من المعدنين والحد من تذبذب المدفوعات.

كما تتيح المشاركة المفتوحة لكل من يستطيع تلبية متطلبات الأجهزة والبرامج والطاقة.

تتمثل الفائدة الرئيسية في إنتاج كتل لامركزي تدعمه أعمال حاسوبية قابلة للقياس.

مخاطر بروتوكولات التعدين وقيودها

قد تستهلك بروتوكولات التعدين قدرًا كبيرًا من الطاقة، لأن أمان إثبات العمل يعتمد على حسابات مكلفة.

وقد تخلق ضغوطًا مركزية عندما تتركز أجهزة التعدين أو إمكانية الحصول على الكهرباء أو السيطرة على المجمعات.

وقد تعرض المعدنين لمخاطر الربحية عند ارتفاع الصعوبة أو انخفاض أسعار السوق.

وقد تسبب تذبذب المكافآت، ولا سيما للمعدنين المنفردين.

وقد تجذب عمليات احتيال تعد بدخل تعدين سهل دون أجهزة فعلية أو مخاطر.

وقد تزيد صعوبة مشاركة الأطراف الصغيرة عندما تهيمن الأجهزة المتخصصة.

وقد تثير مسائل تنظيمية وضريبية وبيئية ومتعلقة بتخطيط الشبكة في بعض المناطق.

بروتوكولات التعدين قوية، لكنها ليست أنظمة دخل سلبي بسيطة.

كيفية تقييم بروتوكول التعدين

ابدأ بالتأكد من أن البلوكشين تستخدم إثبات العمل فعلًا.

تحقق من خوارزمية التعدين والأجهزة المدعومة.

راجع طريقة تعديل الصعوبة ومعدل إنشاء الكتل المتوقع.

ادرس مكافآت الكتل ورسوم المعاملات وجداول التنصيف وقواعد إجمالي المعروض.

تحقق مما إذا كان المعدنون عادةً يعملون بصورة منفردة أم عبر مجمعات.

راجع طرق اتصال المجمع وقواعد المشاركات وطرق الدفع وكيفية التعامل مع المشاركات القديمة.

قيّم معدل التجزئة في الشبكة وتوزيع المعدنين وتركيز المجمعات وتكلفة الهجوم.

راعِ استهلاك الكهرباء وكفاءة الأجهزة واحتياجات التبريد والقواعد المحلية والسجلات الضريبية قبل التعدين.

لا يكون بروتوكول التعدين عمليًا إلا عندما تتوافق قواعده التقنية واقتصادياته الواقعية.

أخطاء شائعة بشأن بروتوكولات التعدين

من الأخطاء الشائعة افتراض أن لكل عملة مشفرة بروتوكول تعدين.

ومنها الخلط بين إثبات الحصة والتعدين بإثبات العمل.

ومنها الاعتقاد بأن مشاركة المجمع هي نفسها كتلة مؤكدة.

ومنها تجاهل صعوبة التعدين عند تقدير الأرباح.

ومنها الوثوق بمواقع تعدين تعد بعوائد مضمونة.

ومنها الانضمام إلى مجمع دون قراءة قواعد الدفع.

ومنها شراء الأجهزة قبل التحقق من خوارزمية التعدين.

ومنها نسيان تكاليف الكهرباء والتبريد والضرائب وانخفاض قيمة الأجهزة.

أفضل الممارسات لمستخدمي بروتوكولات التعدين

اقرأ وثائق البروتوكول الرسمية قبل التعدين.

استخدم برامج تعدين موثوقة وتحقق من التنزيلات متى أمكن.

افهم ما إذا كنت ستعدّن منفردًا أم عبر مجمع.

تحقق من قواعد دفع المجمع ورسومه ومعدل المشاركات القديمة وقواعد السحب.

استخدم محفظة دفع آمنة ولا تشارك المفاتيح الخاصة أو عبارات الاسترداد أبدًا.

قدّر الربحية بافتراضات متحفظة.

احتفظ بسجلات مفصلة للمكافآت والتكاليف والرسوم والمبيعات.

تجنب أي عرض تعدين يعد بأرباح مضمونة أو يطلب أسرار المحفظة.

ملخص SEO وAEO لبروتوكول التعدين

بروتوكول التعدين هو نظام القواعد وطريقة الاتصال التي تنسق التعدين بإثبات العمل على البلوكشين.

ويحدد كيفية إنشاء المعدنين للكتل المرشحة وإجراء التجزئة واستيفاء أهداف الصعوبة وإرسال الكتل الصالحة والحصول على المكافآت.

وعلى مستوى المجمع، قد يحدد بروتوكول التعدين أيضًا كيفية تلقي المعدنين للعمل وإرسال المشاركات وإثبات مساهمتهم بقوة التجزئة.

تُستخدم بروتوكولات التعدين على شبكات إثبات العمل، بينما تستخدم شبكات إثبات الحصة المدققين بدلًا من المعدنين.

تشمل المفاهيم المهمة قوالب الكتل وترويساتها وحقول nonce والصعوبة والأهداف والمشاركات ومجمعات التعدين والمكافآت ورسوم المعاملات واختيار السلسلة.

تساعد بروتوكولات التعدين على تأمين البلوكشين بجعل الهجمات مكلفة والتحقق من العمل الصالح سهلًا على العقد.

تشمل المخاطر استهلاك الطاقة والضغوط المركزية وسيطرة مجمعات التعدين وتكاليف الأجهزة والكتل القديمة والاحتيال وتعقيد الضرائب.

الطريقة الأكثر أمانًا لفهم بروتوكول التعدين هي دراسة قواعد الإجماع التقنية واقتصاديات التعدين الواقعية معًا.

الأسئلة الشائعة

ما بروتوكول التعدين في عالم الكريبتو؟

بروتوكول التعدين هو مجموعة القواعد ووسائل الاتصال التي تتيح للمعدنين إنشاء الكتل وإثبات العمل وإرسال النتائج والحصول على المكافآت على بلوكشين يعتمد إثبات العمل.

هل بروتوكول التعدين هو نفسه إثبات العمل؟

لا، إثبات العمل آلية الأمان، بينما بروتوكول التعدين هو نظام القواعد والاتصال العملي المستخدم لتنفيذ أعمال التعدين والتحقق منها.

هل تستخدم جميع العملات المشفرة بروتوكولات التعدين؟

لا، تستخدم العملات المشفرة القائمة على إثبات العمل فقط بروتوكولات التعدين، بينما تعتمد شبكات إثبات الحصة المدققين والتخزين.

ما بروتوكول مجمع التعدين؟

بروتوكول مجمع التعدين هو وسيلة اتصال تتيح للمجمعات إرسال مهام التعدين إلى المعدنين وتلقي المشاركات منهم.

ما Stratum في التعدين؟

Stratum بروتوكول اتصال واسع الاستخدام بين مجمعات التعدين، يرسل إلى المعدنين المعلومات اللازمة لبناء ترويسات الكتل وإرسال المشاركات بكفاءة.

ما مشاركة التعدين؟

مشاركة التعدين إثبات عمل جزئي يثبت أن المُعدِّن ساهم بقوة التجزئة في مجمع، حتى إن لم تكن المشاركة كتلة كاملة صالحة للشبكة.

ماذا تعني صعوبة التعدين؟

تقيس صعوبة التعدين مدى صعوبة العثور على هاش كتلة يستوفي هدف الشبكة.

هل يمكن استخدام بروتوكول تعدين على شبكات إثبات الحصة؟

لا، لا تستخدم شبكات إثبات الحصة بروتوكولات التعدين، لأن المدققين يحلون محل المعدنين والتنافس على إنشاء الكتل باستخدام الهاش.

هل تنطوي بروتوكولات التعدين على مخاطر؟

نعم، تشمل المخاطر ارتفاع تكاليف الطاقة وخسائر الأجهزة ومركزية المجمعات والاحتيال وتعقيد الضرائب وتغير صعوبة الشبكة.

كيف ينبغي للمستخدمين تقييم بروتوكول التعدين؟

ينبغي للمستخدمين مراجعة الخوارزمية ونظام الصعوبة والمكافآت وقواعد المجمع واحتياجات الأجهزة وتكلفة الكهرباء وأمان الشبكة والوثائق الرسمية.

الخلاصة

بروتوكول التعدين هو نظام التنسيق التقني والاقتصادي الذي تقوم عليه عملية التعدين بإثبات العمل.

فهو يحدد للمعدنين كيفية إنشاء الكتل المرشحة وإجراء التجزئة واستيفاء أهداف الصعوبة وإرسال الكتل الصالحة والحصول على المكافآت.

كما يساعد مجمعات التعدين على تنظيم عمل عدد كبير من المعدنين عبر توزيع المهام وإرسال المشاركات وقواعد الدفع والتحديثات السريعة.

يُعد بروتوكول التعدين أساسيًا لأن أمان إثبات العمل يعتمد على تنافس المعدنين وفق قواعد عامة وعلى قدرة العقد على التحقق من النتائج بتكلفة منخفضة.

يدعم بروتوكول التعدين القوي المشاركة المفتوحة وإنتاج الكتل وتأكيد المعاملات ومقاومة إعادة كتابة السجل.

كما يفرض تكاليف واقعية تشمل الأجهزة والكهرباء والتبريد والصيانة والتعقيد التشغيلي.

ينبغي ألا يخلط المستخدمون بين بروتوكولات التعدين والتحقق بإثبات الحصة، لأن كثيرًا من الشبكات الحديثة لم تعد تستخدم التعدين.

وعليهم أيضًا تجنب خدمات التعدين السحابي المزيفة وادعاءات الأرباح المضمونة وأي موقع تعدين يطلب أسرار المحفظة.

أفضل طريقة لفهم بروتوكول التعدين هي دراسة قواعده على مستوى الشفرة وسير عمل التعدين العملي معًا.

عندما تعمل القواعد والأجهزة والمجمعات والحوافز والتحقق معًا، يمكن لبروتوكول التعدين مساعدة شبكة لامركزية على الحفاظ على سجل معاملات آمن وقابل للتحقق.