الگوریتم اسکریپت (Scrypt)

الگوریتم اسکریپت، یک الگوریتم هش است که در برخی از بلاک چین ها، بر اساس مکانیزم استخراج اثبات کار استفاده می شود. Scrypt در واقع جایگزینی برای الگوریتم رمزنگاری SHA-256 است که در زنجیره های بلوکی مانند بیت کوین استفاده می شود. امروزه بسیاری از بلاک چین ها از این الگوریتم برای استخراج و محافظت از شبکه های خود استفاده می کنند. دنیای ارزهای دیجیتال در سال‌های اخیر محبوبیت زیادی پیدا کرده است و خرید ارز دیجیتال در ابتدا یکی از راه ‌های ورود به دنیای ارزهای دیجیتال بود اما به مرور زمان و با آشنایی مردم با این صنعت، افراد زیادی شروع به تضعیف آن کردند.

در صنعت استخراج، بسیاری از ارزهای رمزنگاری شده، بلاک چین های خود را معرفی کرده اند و هر یک از این بلاک چین های جدید، الگوریتم منحصر به فرد خود را برای استفاده از تجهیزات خاصی مانند استخراج کنندگان ASIC، کارت های گرافیک (GPU)، پردازنده های کامپیوتری (CPU) و FPGA توسعه داده اند. به عنوان مثال، بیت کوین از تابع هش SHA-256 استفاده می کند و اتریوم قبل از مهاجرت به مکانیزم اثبات سهام، از الگوریتم هش Ethash استفاده می کرد. البته فورک EthereumPoW این شبکه همچنان از این الگوریتم استفاده می کند که Scrypt یکی از این الگوریتم ها است.

الگوریتم اسکریپت در بلاک چین چیست؟

الگوریتم اسکریپت یک الگوریتم هش در مکانیزم اجماع اثبات کار است و جایگزینی برای مدل هش SHA-256 بوده که در فرآیند استخراج بیت کوین استفاده می شود. اصطلاح “اسکریپت ماینینگ” نیز برای اشاره به تجهیزات سخت افزاری ویژه ای که در فرآیند استخراج کوین های رمزنگاری این مکانیزم استفاده می شود، به کار می رود. مانند سایر روش ‌های استخراج، اسکریپت کاوی شامل حل مسائل پیچیده ریاضی و کدهای رمزنگاری در زنجیره ‌های بلوکی است که از این مدل پشتیبانی می‌کنند تا بلاک ‌های جدیدی به شبکه اضافه شود و پاداش ‌های آن به دست آید.

تاریخچه توسعه الگوریتم Scrypt

اسکریپت به عنوان یک الگوریتم مموری هارد برای بهبود امنیت شبکه در برابر حملات با استفاده از سخت افزار سفارشی توسعه داده شد. مموری هارد تابعی است که برای محاسبه به مقدار زیادی حافظه نیاز دارد و عموماً برای مقاومت در برابر ماینرهای ACE استفاده می شود. برخلاف سایر الگوریتم‌ های هش مانند Equihash و CryptoNight که منحصراً برای بلاک چین ‌های اثبات کار مانند زی کش و مونرو طراحی شده‌اند، Scrypt در ابتدا برای هدفی متفاوت، توسعه داده شد و بعداً در شبکه‌ های بلاک چین ادغام شد.

ویژگی های الگوریتم اسکریپت چیست؟

اسکریپت دارای ویژگی های منحصر به فردی است، از جمله:

• مدل کارآمد: تابع اسکریپت، در مقایسه با پیچیدگی کاری که انجام می دهد، حجم کاری کمی دارد. با استفاده از یک کلید و فرآیندهای موازی، تولید اعداد تصادفی و همچنین امکان تنظیم مقادیر تابع، کارایی اسکریپت را بدون به خطر انداختن امنیت افزایش می‌دهد.
• امنیت نسبتاً بالا: Scrypt یک الگوریتم با امنیت بالا و قابل تنظیم است. این مکانیسم طوری طراحی شده است که به برنامه نویسان اجازه می دهد تا متغیرهای موثر بر سطح امنیت را افزایش یا کاهش دهند. علاوه بر این، اسکریپت در برابر حملات brute force یا “حملات جستجوی همه جانبه” بسیار مقاوم است و آن را برای سیستم های توزیع شده مناسب می کند.
• مقاومت در برابر ASIC و FPGA: در ابتدا، یکی از دلایلی که ارزهای دیجیتال مانند لایت کوین از Scrypt استفاده کردند، توانایی آن در جلوگیری از استفاده از ماینرهای ASIC و FPGA بود. این بدان معنی است که مدل Scrypt نه تنها استخراج با چنین تجهیزاتی را بسیار دشوار کرده است بلکه به دلیل مصرف انرژی بالا، سود آن را کاهش می دهد؛ در نتیجه، ارزهای رمزپایه با استفاده از مدل Scrypt از تمرکززدایی بیشتر بهره مند شده اند. با این حال، در سال 2014، اولین ماینر ASIC سازگار با این الگوریتم به بازار عرضه شد و تمام محاسبات را برگرداند.

مزایای الگویتم اسکریپت چیست؟

• پیچیدگی کمتر در مقایسه با سایر الگوریتم ‌های استخراج ارز دیجیتال
• مصرف برق کمتر در مقایسه با SHA-256
• کاهش هزینه تراکنش در ارزهای مبتنی بر اسکریپت
• استخراج اسکریپت 4 برابر سریعتر از استخراج بیت کوین است
• یک راه حل عالی برای رمزگذاری کیف پول، فایل ها و رمزهای عبور
• استفاده از رم یا حافظه ذخیره سازی کاربر پسندتر 
• سرعت تراکنش بالاتر به دلیل استفاده از حافظه ذخیره سازی

بررسی وضعیت امنیت در الگوریتم اسکریپت

در تئوری، الگوریتم اسکریپت امنیت بالاتری نسبت به سایر الگوریتم‌ های شناخته شده «به ازای واحد زمان محاسبات» دارد. همچنین می توان از آن برای تعیین سرعت حافظه مورد نیاز برای محاسبه نتیجه استفاده کرد که باعث افزایش هزینه مهاجمان brute force از نظر حافظه، منابع CPU و GPU می شود. از نظر تئوری و الگوریتمی، Scrypt نیز در نوع خود بسیار کارآمد است و به دلیل الگوریتم حافظه سخت، حملات سخت افزاری سفارشی را بسیار گران می کند. 

علی ‌رغم تمام این تفاسیر، حتی با وجود اینکه Scrypt خود را به عنوان مانعی برای استخراج بیت‌کوین با پردازنده گرافیکی معرفی می‌کرد، استخراج‌کنندگانی که از کارت ‌های گرافیکی برای استخراج استفاده می‌کردند همچنان می ‌توانستند وارد شبکه شوند. با این حال، با طراحی، مهاجمان همچنان مجبور بودند از حافظه بالا برای افزایش سرعت حمله خود استفاده کنند زیرا حافظه کمتر باعث کاهش سرعت می شود. با این حال، ورود ماینرهای ای سیک جریان را در این زمینه تغییر داده است و امروزه استخراج CPU و GPU را ناکارآمد کرده است. با این حال، scrypt به دلیل افزایش هزینه مهاجمان برای حمله به شبکه و شکستن رمزهای عبور، یکی از امن ترین الگوریتم ها در نظر گرفته می شود.

مقایسه Scrypt و SHA-256

انتخاب SHA-256 یا یک اسکریپت به عنوان سیستم اصلی استخراج ارزهای دیجیتال به اهداف توسعه دهندگان بلاک چین مربوطه بستگی دارد. 
SHA-256

• این پیچیده تر از اسکریپت است.
• از آن برای استخراج بیت کوین و بسیاری از ارزهای دیجیتال دیگر استفاده می شود.
• زمان پردازش بلوک های داده با SHA-256 کندتر است و به جای ثانیه بر حسب دقیقه اندازه گیری می شود.
• فرآیندهای انجام شده توسط این مکانیزم عملاً بدون خطا بوده و بهترین گزینه برای حفاظت از داده ها محسوب می شوند.
• به نرخ هش TH/s یا بیشتر نیاز دارد.
• استفاده از آن برای همه ماینرها آسان نیست.

اسکریپت

• الگوریتم اسکریپت سریعتر از الگوریتم SHA-256 است.
• ارزهای دیجیتال جدیدتر معمولاً این مدل را انتخاب می کنند.
• به انرژی کمتری نسبت به SHA-256 نیاز دارد و می توان از آن در CPU استفاده کرد.
• نرخ هش آن کمتر از SHA-256 است و بین MH/s و GH/s متغیر است و دسترسی به آن را برای همه ماینرهای کوچک بدون ماینرهای ASIC یا تجهیزات سخت افزاری پیشرفته آسان می کند.