الگوریتم اجماع اثبات سهام (PoS) در ارز دیجیتال چیست؟
اثبات سهام (Proof of Stake)، یک روش اجماع معروف و جایگزینی برای اجماع اثبات کار (Proof of Work (PoW)) است. در این روش، به جای استفاده از قدرت محاسباتی برای تایید تراکنش‌ها، اعتبارسنج‌ها (Validator)، ارز دیجیتال، سهام‌گذاری (استیک) می‌کنند. اثبات سهام، بدون شک، بهترین انتخاب برای شبکه‌های بلاکچین است این کار به شکل چشمگیری، مصرف انرژی مورد نیاز را کاهش می‌دهد. همچنین این روش، عدم تمرکز، امنیت و مقیاس‌پذیری را بهبود می‌دهد.
یک حمله 51 درصدی در بلاکچین‌های استفاده‌کننده از این روش اجماع که ارزش بازار کمی دارند، به سادگی امکان‌پذیر است. از آنجایی‌که روش اثبات سهام از انطباق‌پذیری زیادی برخوردار است، در بلاکچین‌های مختلف و کاربردهای متفاوت قابل استفاده می‌باشد. به دلیل تنوع بسیار زیاد، درک مفهوم آن تا حدی دشوار است. امروزه، مشاهده شکل اولیه آن تقریبا بعید است. با این حال، همه انواع آن، مفاهیم کلیدی مشابهی دارند. فهم این شباهت‌ها به ما کمک می‌کند تا درباره بلاکچین مورد استفاده و نحوه عملکرد آن، انتخاب بهتری داشته باشیم
الگوریتم اثبات سهام به چه معناست؟
روش اجماع اثبات سهام در سال 2011 در انجمن Bitcointalk معرفی شد. این روش به عنوان راه‌حلی برای مشکلات روش اثبات کار پیشنهاد شد. علی‌رغم این که هدف هر دو، رسیدن به اجماع در بلاکچین است، فرایند آنها متفاوت می‌باشد. به جای نیاز به اثبات محاسباتی فشرده و سخت، مشارکت‌کنندگان تنها ثابت می‌کنند که ارزهای دیجیتال سهام گذاری شده دارند.
روش اثبات سهام به چه شکل اتفاق می‌افتد؟
اثبات سهام، یک فرایند انتخاب شبه تصادفی اعتبارسنج‌ها از میان یک گروه از نودهاست. سیستم از ترکیبی از فاکتورها نظیر مدت سهام‌گذاری، دارایی نود و یک عنصر تصادفی استفاده می‌کند.
در سیستم‌های اثبات سهام، بلوکها را به جای استخراج، تولید می‌کنند. اما ممکن است گهگاهی اصطلاح «استخراج» را در این روش هم بشنوید. اغلب، تولید رمز ارزهای مبتنی بر اثبات سهام با عرضه اولیه ارز دیجیتال مربوطه راه‌‌اندازی می‌شوند تا نودها بتوانند بلافاصله کار خود را آغاز کنند. کاربران مشارکت‌کننده در فرایند تولید باید مقدار مشخصی ارز دیجیتال را درون شبکه به عنوان سهمشان، قفل کنند. اندازه سهام، شانس انتخاب یک نود را به عنوان اعتبارسنج بعدی تعیین می‌کند.
هر چه یک نود میزان بیشتری سهام‌گذاری کند، شانس بیشتری برای انتخاب به عنوان اعتبارسنج بعدی دارد. روش‌های منحصر به فردی به فرایند انتخاب اضافه می‌شوند تا فقط ثروتمندترین نودهای شبکه انتخاب نشوند. دو تا از متداول‌ترین روش‌ها، انتخاب تصادفی بلوک و انتخاب براساس مدت سهام‌گذاری است.
انتخاب تصادفی بلوک
در این روش، اعتبارسنج‌ها با درنظر گرفتن ترکیبی از کوچکترین ارزش هش و بیشترین میزان سهام‌گذاری انتخاب می‌شوند. از آنجایی‌که نودهای شبکه از اندازه سهام مطلع هستند، تولیدکننده بعدی معمولا توسط سایر نودها قابل پیش‌بینی است.
انتخاب براساس مدت سهام‌گذاری
این روش، نودها را براساس مدتی که ارزهای دیجیتال خود را سهام‌گذاری کرده‌اند، انتخاب می‌کند. مدت سهام‌گذاری از ضرب تعداد روزهای سهام‌گذاری ارزهای دیجیتال در تعداد ارزها محاسبه می‌شود. وقتی یک نود، یک بلوک را ایجاد می کند، مدت سهام‌گذاری آن صفر می‌شود و باید مدت معینی منتظر بماند تا بتواند بلوک بعدی را تولید کند. این کار از تسلط و غلبه نودهای با میزان سهام‌گذاری زیاد بر بلاکچین جلوگیری می‌کند.
تایید تراکنش‌ها
هر ارز دیجیتالی که از مکانیزم اثبات سهام استفاده می‌کند، مجموعه قوانین و روش‌های مختص خودش دارد که از نظر وی، بهترین ترکیب ممکن برای شبکه و کاربران آن است. وقتی یک نود برای تولید بلوک بعدی انتخاب می‌شود، کنترل می‌کند که آیا تراکنش‌های موجود در بلوک معتبر هستند یا نه. سپس وی بلوک را تایید می‌کند و آن را به بلاکچین اضافه می‌کند. نود مذکور به عنوان پاداش، کارمزد شبکه را از بلوک دریافت می‌کند و در بعضی بلاکچین‌ها، ارز دیجیتال را دریافت می‌کند.
اگر یک نود بخواهد که تولید بلوک را متوقف کند، سکه‌های سهام‌گذاری شده و پاداش‌هایی که به دست آورده، پس از یک دوره معین آزاد خواهد شد. این بدان دلیل است که فرصتی به شبکه داده شود تا تایید کند، نود مذکور هیچ بلوک جعلی و نادرستی به بلاکچین اضافه نمی‌کند.
کدام بلاکچین‌ها از اثبات سهام استفاده می‌کنند؟
اغلب بلاکچین‌هایی که پس از ارز اتریوم ایجاد شدند، از مکانیزم‌های اجماع اثبات سهام استفاده می‌کنند. معمولا هر بلاکچینی این روش را مطابق با نیازهای شبکه خود اصلاح می‌کند. خود اتریوم نیز در سپتامبر 2022 روش اجماع خود را از اثبات کار به اثبات سهام تغییر داد. شبکه‌های بلاکچینی که از اثبات سهام یا یک شکلی از آن استفاده می‌کنند، عبارتند از: BNB Chain، BNB Smart Chain، Solana، Avalanche و Polkadot
مزایای اثبات سهام
اثبات سهام، مزایای واضحی نسبت به روش اثبات کار دارد. به همین دلیل، اغلب بلاکچین‌های جدید از این روش استفاده می‌کنند. مزایای آن عبارتند از:
انطباق‌پذیری
همانطور که نیازهای کاربران و بلاکچین‌ها تغییر می‌کند، روش اثبات سهام هم می‌تواند تغییرکند. این موضوع را می‌توان در تعداد زیاد ویرایش‌های موجود آن دید. این روش، تطابق‌پذیر است و می‌تواند به سادگی با اغلب بلاکچین‌ها سازگار شود.
بهره‌وری انرژی
بهره‌وری انرژی روش اجماع اثبات سهام به طرز باورنکردنی در مقایسه با اجماع اثبات کار بیشتر است. هزینه مشارکت به جای هزینه محاسباتی حل پازل‌ها به هزینه اقتصادی سکه‌های سهام‌گذاری شده وابسته است. این مکانیزم، به کاهش قابل توجهی در انرژی مورد نیاز برای اجرای مکانیزم توافق منجر می‌شود.
مقیاس‌پذیری
از آنجایی که این مکانیزم به ماشین‌های فیزیکی برای اجماع وابسته نیست، پس خیلی مقیاس‌پذیرتر است. نیازی به فارم‌های پهناور استخراج یا تامین منابع انرژی زیاد نیست. اضافه کردن اعتبارسنج‌های بیشتر به شبکه، ارزان‌تر، ساده‌تر و دردسترس‌تر است.
امنیت
سهام‌گذاری همانند یک مشوق مالی برای اعتبارسنج‌هاست، نه برای پردازش تراکنش‌های تقلبی. اگر شبکه، یک تراکنش جعلی را شناسایی کند، اعتبارسنج، بخشی از سهام خود و نیز حق مشارکت در آینده را از دست خواهد داد. بنابراین، تا زمانی که سهام اعتبارسنج از پاداش وی بیشتر باشد، در صورت انجام فعالیت‌های متقلبانه، ارزهای دیجیتال بیشتری نسبت به منفعت حاصل از این فعالیت‌ها از دست می‌دهد.
برای کنترل موثر شبکه و تایید تراکنش‌های تقلبی، یک نود باید اکثریت سهام شبکه را به تملک خود درآورد که به حمله 51 درصدی معروف است. بسته به ارزش یک ارز دیجیتال، به دست آوردن کنترل شبکه تقریبا غیرممکن است. چون به تصاحب 51 درصد از کل ارزهای دیجیتال در گردش نیاز دارد.
معایب الگوریتم اثبات سهام
اگرچه اثبات سهام مزایای زیادی نسبت به اثبات کار دارد، ولیکن نقاط ضعفی هم دارد:
فورک
در یک مکانیزم اثبات سهام استاندارد، هیچ مانعی برای استخراج دو سمت یک فورک وجود ندارد. با مکانیزم اجماع اثبات کار، استخراج دو سمت یک فورک به هدر رفتن انرژی منجر خواهد شد. اما در اثبات سهام، هزینه بسیار کمتر است.
دسترسی
برای شروع سهام‌گذاری، نیاز است توکن بومی بلاکچین عرضه شود. بنابراین، لازم است توکن را از طریق یک صرافی یا هر روش دیگری بخرید. بسته به مقدار مورد نیاز، ممکن است به سرمایه‌گذاری بزرگی برای شروع سهام‌گذاری به شکل موثر نیاز باشد. ولیکن با روش اثبات کار، شما می‌توانید تجهیزات ارزان‌قیمت استخراج را خریداری کنید یا حتی اجاره کنید. می‌توانید به یک استخر استخراج بپیوندید و تایید اعتبار و پاداش‌دهی را به سرعت شروع کنید.
حمله 51 درصدی
همانطور که روش اثبات کار مستعد حمله 51 درصدی است، این اتفاق در اثبات سهام به مراتب ساده‌تر است. اگر قیمت یک ارز دیجیتال کاهش یابد یا بلاکچین سهم بازار کمی داشته باشد، قاعدتا خرید بیش از 51 درصد ارزهای دیجیتال و کنترل شبکه، ارزان می‌باشد.
مقایسه الگوریتم اثبات سهام و الگوریتم اثبات کار
سایر روش‌های اجماع مبتنی بر اثبات سهام
اثبات سهام خیلی انطباق‌پذیر است. توسعه‌دهندگان می‌توانند این روش را به منظور تناسب با کاربرهای خاص بلاکچین تغییر دهند. در ادامه، برخی از متداول‌ترین روش‌های مبتنی بر اثبات سهام توضیح داده می‌شوند.
اثبات سهام نیابتی (Delegated Proof of Stake (DPoS))
این مکانیزم به کاربران این امکان را می‌دهد تا ارزهای دیجیتال خود را بدون این که اعتبارسنج باشند، سهام‌گذاری کنند. در این مورد، آنها نزد یک اعتبارسنج، سهام‌گذاری می‌کنند تا در پاداش بلوک سهیم شوند. هرچه تعداد واگذارکنندگان سهام نزد یک اعتبارسنج بیشتر باشد، احتمال انتخاب وی بیشتر می‌شود. معمولا اعتبارسنج‌ها می‌توانند مقدار پاداش تسهیم شده با واگذارکنندگان را به منظور تشویق ایشان تغییر دهند. شهرت یک اعتبارسنج، یک عامل کلیدی برای انتخاب شدن توسط واگذارکنندگان است.
اثبات سهام کاندیدشده (Nominated Proof of Stake (NPoS))
این مکانیزم، یک مدل توافق است که توسط پولکادات توسعه داده شد و شباهت‌های بسیاری با اثبات سهام نیابتی دارد. اما این دو، یک تفاوت کلیدی دارند. اگر یک کاندید (واگذارکننده) نزد یک اعتبارسنج مخرب سهام‌گذاری کند، ممکن است سهام خود را از دست بدهد.
کاندیدها می‌توانند تا 16 اعتبارسنج را انتخاب کنند تا نزد ایشان سهام‌گذاری کنند. آنگاه شبکه، سهام ایشان را به صورت مساوی بین اعتبارسنج‌های منتخب توزیع می‌کند. همچنین پولکادات، رویکردهای متعدد تئوری بازی‌ها و تئوری انتخاب را برای تعیین تولیدکننده یک بلوک جدید به کار می‌برد.
اثبات اعتبار سهام (Proof of Staked Authority (PoSA))
BNB Smart Chain از مکانیزم اثبات اعتبار سهام برای ایجاد اجماع در شبکه استفاده می‌کند. این مکانیزم توافق، با ترکیب اثبات اعتبار و اثبات سهام به اعتبارسنج‌ها این امکان را می‌دهد تا به نوبت بلوکها را تولید کنند. گروهی از 21 اعتبارسنج فعال واجد شرایط در تولید بلوکها شرکت داده می‌شوند. این اعتبارسنج‌ها براساس مقدار BNB که سهام‌گذاری کردند یا به آنها واگذار شده است، انتخاب می‌شوند. این مجموعه به صورت روزانه انتخاب می‌شود و BNB Chain، این انتخاب‌ها را ذخیره می‌کند.
سخن پایانی
روش اضافه کردن بلوک جدید تراکنش‌ها به یک شبکه، از زمان بیت کوین به طرز چشمگیری تغییر کرده است. می‌دانیم دیگر نیازی به قدرت محاسباتی برای اجماع نیست. سیستم اثبات سهام مزایای زیادی دارد و با گذشت زمان، عملکرد آن نشان داده شده است. همانطور که به پیش می‌رویم، به نظر می‌رسد بیت کوین تنها یکی از معدود شواهد شبکه‌های مبتنی بر اثبات کار باشد. اکنون، به نظر می‌رسد اثبات سهام، چیزی است که باقی می‌ماند.
دیـــدگـاه خـود را بـه اشــتراک گــذاریــد