ارز دیجیتال و کریپتومقالات آموزشی

اثبات سهام (Proof Of Stake) چیست؟ الگوریتم POS چیست؟

در واقع اثبات سهام Proof Of Stake یک ساز و کار اجماع برای رمز ارز است که جایگزینی برای اثبات کار ارائه می‌دهد. برای این که متوجه شوید اثبات سهم چیست، باید پیش از آن کمی در مورد اثبات کار بدانید. اثبات سهم مانند اثبات کار عمل می‌کند. این روش راهی برای حفظ اجماع (Consensus) است به نحوی که نتوان بلاک چین را دستکاری کرد. این سیستم این کار را به صورتی کاملا متفاوت انجام می‌دهد؛ روشی که تلاش می‌کند سه مورد از قابل توجه‌ترین انتقادهای مطرح شده در مورد اثبات کار را پاسخ دهد.

اثبات سهام روشی برای حفظ امنیت شبکه‌های بلاک چینی و جایگزینی برای اثبات کار (استخراج) است. اثبات سهام افرادی که مایل باشند در کار تأیید تراکنش‌ها و ایجاد بلاک شرکت کنند، می‌توانند ارز دیجیتال اصلی شبکه را بخرند و به شبکه اختصاص دهند. شبکه هم نسبت به میزان دارایی و مدت زمان قفل‌ماندن دارایی‌ها، با همان ارز دیجیتال به اعتبارسنج‌ها پاداش می‌دهد.

اثبات سهام Proof Of Stake

این ویژگی دست تمام سازمان‌ها، دولت‌ها، افراد قدرتمند و شرکت‌ها را از دستکاری در سیستم ارزهای دیجیتال کوتاه کرده است و برای محقق کردن سیستم غیرمتمرکز نیاز به برخی سیستم‌های نظارتی با کمک خود کاربران است.

برای این منظور دو الگوریتم Proof Of Work و Proof Of Stake طراحی شده‌اند که در مورد هردوی آن‌ها در این مقاله صحبت خواهیم کرد؛ اما تمرکز اصلی ما در این مقاله روی کوین‌های دارای الگوریتم Proof Of Stake خواهد بود و دلایل بهتر بودن آن نسبت به Proof Of Work نیز مورد بررسی قرار می‌گیرد.

کوین‌های دارای الگوریتم اثبات کار (Proof Of Work) راه‌ را برای پیشرفت رمزارزها کاملا باز کردند اما هم اکنون تمام شاخصه‌ها به این موضوع اشاره دارند که آینده رمزارزها در دستان کوین‌های دارای الگوریتم اثبات سهام (Proof Of Stake) است و این کوین‌ها بازار ارزهای دیجیتال را تحت سلطه خود درخواهند آورد.

الگوریتم اجماع اثبات سهام چیست؟

اثبات سهام (Proof Of Stake) یک ساز و کار اجماع برای رمز ارز است که جایگزینی برای اثبات کار ارائه می‌دهد. برای این که متوجه شوید اثبات سهم چیست، باید پیش از آن کمی در مورد اثبات کار بدانید. اثبات سهم مانند اثبات کار عمل می‌کند. این روش راهی برای حفظ اجماع (Consensus) است به نحوی که نتوان بلاک چین را دستکاری کرد. این سیستم این کار را به صورتی کاملا متفاوت انجام می‌دهد؛ روشی که تلاش می‌کند سه مورد از قابل توجه‌ترین انتقادهای مطرح شده در مورد اثبات کار را پاسخ دهد.

بلاک چین یک سیستم دیتابیس همتا به همتا و بدون حضور یک نهاد مرکزی صاحب قدرت است. مسئولیت حفظ و نگهداری از آن بین همه فعالان در شبکه به اشتراک گذاشته شده است و به این صورت، بلاک چین هم غیر متمرکز و هم بدون نیاز به واسطه است. دلیل این که این سیستم بلاک چین نام دارد این است که تراکنش‌ها به بلاک‌هایی دسته‌بندی می‌شوند و هر بلاک پس از بلاک اولیه (بلاک جنسیس) به نحوی به بلاک قبلی اشاره می‌کند که آن‌ها را به هم متصل می‌کند.

نوشته های مشابه

این سیستم باید در برابر افرادی حفاظت شود که تمایل دارند بلاک خود را بسازند و به زنجیره اضافه کنند، یا زنجیره را بشکنند و بلاک جدیدی به آن اضافه کنند. اگر هریک از این اقدامات مجاز باشد، نسخه‌های گوناگونی از یک زنجیره وجود خواهد داشت و کسی نمی‌داند که کدام یک بلاک چین اصلی است، و این باعث می‌شود که رمز ارز بی‌مصرف و بی‌ارزش باشد.

سازوکاری که بلاک چین برای حفاظت از تمامیت خود استفاده می‌کند، اجماع (Consensus) نام دارد. اجماع یعنی تمامی کامپیوترهایی که در شبکه هستند باید در مورد تک‌تک بلاک‌هایی که به چین اضافه می‌شوند توافق کنند. اثبات کار، شکل اولیه اجماع بلاک چینی است که برای بیت کوین توسط ساتوشی ناکاموتوی بدنام توسعه داده شد. با اثبات کار، شرکت‌کنندگان در شبکه با یکدیگر مسابقه می‌دهند تا پازلی رمزنگارانه را حل نمایند و بلاک جدیدی برای اضافه کردن به بلاک چین استخراج کنند.

زمانی که یک ماینر راه‌حلی برای پازل پیدا می‌کند، آن را برای تایید در اختیار شبکه قرار می‌دهد. با وجود این که حل این پازل عامدانه مشکل است، تایید این راه حل آسان است. اگر شبکه در مورد قابل قبول بودن راه‌حل توافق کند، بلاک به بلاک چین اضافه می‌شود و ماینری که بلاک را پیدا کرده، در ازای تلاش موفقیت‌آمیز خود چند رمز ارز دریافت می‌کند. اثبات سهم مانند اثبات کار عمل می‌کند. این روش راهی برای حفظ اجماع است به نحوی که نتوان بلاک چین را دستکاری کرد.

هرچند، این سیستم این کار را به صورتی کاملا متفاوت انجام می‌دهد؛ روشی که تلاش می‌کند سه مورد از قابل توجه‌ترین انتقادهای مطرح شده در مورد اثبات کار را پاسخ دهد.

اعتبارسنج‌ها

در بلاک چین‌های مبتنی بر اثبات سهام، اعتبارسنج‌ها انتخاب می‌شوند تا بلاک بعدی را بر اساس سهام خود تولید کنند. فرایند انتخاب، اغلب با توابع تصادفی انجام می‌شود تا بین اعتبارسنج‌ها تبعیض وجود نداشته باشد. با این حال، هرچه اعتبارسنج سهام بیشتری داشته باشد، شانس بیشتری برای تولید بلاک بعدی خواهد داشت. سپس، بلاک‌ ارائه‌شده توسط اعتبارسنج‌ها به سایر همتایان‌شان سپرده می‌شود تا بلاک جدید را تایید صلاحیت کنند و در صورت تایید، بلاک جدید را به بلاک چین اضافه کنند.

گواه اثبات سهام چطور به کاربران سود می‌دهد؟

کاربرانی که می‌خواهند در پروسه ساخت بلوک‌ها مشارکت کنند، نیازمند به این هستند که مقداری از ارزهای رمزنگاری شده خود را به عنوان سهام در این شبکه قرار دهند. حجم سهام، میزان شانس برای انتخاب یک گره به عنوان اعتبارسنج و ساخت بلوک بعدی را مشخص می‌کند.  هر چه که سهام بیشتر باشد، شانس هم بیشتر است.

برای این منظور که این سیستم انتخاب شبه تصادفی فقط به گره‌های ثروتمند در این شبکه لطف نکند و افرادی با سهام کمتر هم شانس داشته باشند، روش‌های منحصر به فرد بیشتری به سیستم انتخاب گره‌ها اضافه شده است.

مزایای اثبات سهام

اثبات سهام سیستمی است که در آن سکه‌هایی که در حال حاضر در کیف پول کاربران قرار دارند، به سهام تبدیل می‌شوند. با این کار، کاربران در یک استخر شبه تصادفی انتخاب، با شانس ضرب بلاک بعدی قرار می‌گیرند (ضرب عبارت معادل استخراج در اثبات سهام است). در این روش افراد با موجودی کم نیز مانند کاربرانی که سپرده های بزرگ دارند در این رقابت شانس خواهند داشت. به علاوه، اثبات سهام مستقیما برخی از انتقادات مطرح شده در مورد اثبات کار را پاسخ می‌دهد.

سپرده گذاری در مقایسه با اثبات کار، به منابع پردازشی اندکی نیاز دارد. این روش به شکلی قابل قبول مساله پایداری زیست محیطی رمز ارز را حل می‌کند. به علاوه، یک کیف پول اثبات سهام را می‌توان با ارزان‌ترین سخت افزار مدرن مانند Raspberry Pi نیز اجرا کرد که باعث می‌شود تا برای تمامی شرکت‌کنندگان آتی در دسترس بوده و به طور نظری از عدم تمرکز حراست کند. از آن‌جایی که کاربران باید برای دریافت پاداش‌های بلاک، سکه‌های خود را به صورت سهم نگه‌دارند، باید اتصال کیف پول خود به شبکه را نیز حفظ کنند.

این باعث ایجاد انگیزه برای شرکت گسترده‌تر در میزبانی از نسخه‌های زنده بلاک چین در میان تمامی انواع بازیگران حاضر در شبکه شده و بنابراین طیف گسترده تری در امور حاکمیتی نقش خواهند داشت و غیر متمرکز بودن شبکه گسترده‌تر خواهد بود. آخرین پیشرفت‌ها در اثبات سهام شامل کیف پول‌های تحت وب و کیف پول‌های سرد و آفلاین هستند. این ممکن است در نگاه اول به علت مالکیت متمرکز و کنترل ساختار سرور میزبان در تضاد با مزیت غیر متمرکزسازی اثبات سهام به نظر آید. اما، غیرمتمرکزسازی نه بر مالکیت سخت افزار، بلکه بر کنترل دارایی‌های بلاک چین (مانند رمز ارز) استوار است.

عملکرد

طرح اجماع اثبات سهام به‌گونه‌ای است که تراکنش‌ها به‌سرعت نهایی می‌شوند؛ برای مثال، برای اینکه یک تراکنش بیت کوین نهایی شود، به ۶ کانفرم (تاییدیه) نیاز است و با توجه به اینکه تولید هر بلاک در بلاک چین بیت کوین ۱۰ دقیقه طول می‌کشد، تأیید نهایی یک تراکنش در بیت کوین به یک ساعت زمان نیاز دارد. این در حالی است که برای مثال در شبکه ایاس که از اثبات سهام استفاده می‌کند، هر تراکنش در ۲ الی ۳ ثانیه نهایی می‌شود.

بنابراین، در اثبات سهام ایجاد بلاک و همچنین رسیدن اعتبارسنج‌ها و نودهای شبکه به توافق و اجماع با سرعت بسیار بیشتری نسبت به الگوریتم اثبات کار انجام می‌شود. در نتیجه، شبکه‌های مبتنی بر اثبات سهام از نظر تعداد تراکنش‌های درون‌زنجیره‌ای در هر ثانیه (TPS) و انتقال دارایی‌ها در شبکه، عملکرد بهتری دارند.

امنیت

از لحاظ امنیت، اعتبارسنج‌ها به دو دلیل اصلی تمایل به مشارکت صادقانه در ایجاد بلاک‌ها و تأیید تراکنش‌ها دارند.

اولا احتمالاً اعتبارسنج‌ها کنترل بخش قابل‌توجهی از توکن‌های شبکه را در اختیار دارند، حتی توکن‌هایی که در شبکه قفل نشده‌اند. این امر آنها را از لحاظ مالی تشویق می‌کند تا امنیت شبکه را تأمین کنند؛ در غیر این صورت، ضعف در امنیت شبکه می‌تواند اثری منفی بر قیمت توکن داشته باشد.

دلیل بعدی نیز این است که سازوکار قفل‌کردن توکن و سهام‌گذاری به‌صورتی است که اگر اعتبارسنج فعالیتی خرابکارانه داشته باشد، بلاک‌های جعلی تولید کند یا تراکنش‌های را دستکاری کند، توکن‌هایی که اعتبارسنج در شبکه قفل کرده است، از او گرفته خواهد شد و به‌اصطلاح «اِسلَش» (Slash) می‌شوند. شایان ذکر است که سازوکار اسلشینگ (Slashing mechanism) ممکن است در تمام پروتکل‌ها پیاده‌سازی نشود.

مشکلات و معایب اثبات سهام!

اثبات سهام هنوز در مراحل اولیه خود قرار دارد و همه بلاک چین‌های اثبات سهام نیز با هم یکسان نیستند. هر شبکه‌ای که به طور انحصاری از موجودی کیف پول‌ها برای الگوریتم انتخاب خود استفاده می‌کند، نهایتا به موقعیتی منجر خواهد شد که در آن احتمال ضرب بلاک تنها برای ثروتمندترین سکه‌داران وجود دارد و در نتیجه مشکل متمرکز بودن اثبات کار حل نمی‌شود.

یک شبکه اثبات سهام که تنها به بزرگ‌ترین سکه‌داران پاداش می‌دهد، اقلیت سالار است. با توجه به کمبود استخرهای اثبات سهام در مقایسه با استخرهای استخراج و تعداد کمتر فعالین در شبکه، منطقی به نظر می‌رسد که بگوییم اثر متمرکزسازی اثبات سهام حتی از اثبات کار شدیدتر است.

طراحی نظریه بازی (game theory) که در الگوریتم اجماع اثبات سهام به کار گرفته می‌شود، بسیار پیچیده‌تر از اثبات کار است؛ زیرا باید مجموعه کاملاً جدیدی از مسیرهای تشویقی را در نظر بگیرد. منتقدان به چندین نقطه ضعف، همچون حمله‌ بُردبلند (long-range attack)، در این الگوریتم اشاره کرده‌اند که می‌تواند از جمله پیامدهای منفی ماهیت پیچیده اثبات سهام باشد. در حمله‌ بُردبلند، هکر شاخه‌ای روی بلاک چین ایجاد می‌کند که از بلاک جنسیس (اولین بلاک) آغاز می‌شود و سرتاسر زنجیره اصلی را تحت‌کنترل می‌گیرد.

علاوه بر این، اثبات سهام بر مبنای سهام‌گذاری و مطابق با دارایی مالی افراد کار می‌کند. به عبارت دیگر، هرکه میزان توکن بیشتری داشته باشد، بازده سرمایه بیشتری خواهد داشت و ثروتمندان هرروز ثروتمندتر می‌شوند.

در مورد امنیت بلاک چین اثبات سهام، ما باید در مورد بردارهای حمله بسیار بیشتر بیاموزیم. حمله‌های Nothing-at-Stake و حمله دوربرد ، دو نوع از این حملات هستند.

پیش‌تر گفتیم به دست‌ آوردن پاداش‌های بلاک به توانایی کاربران در برنده شدن در مسابقه رسیدن به بلاک بعدی بستگی دارد. خب، چه می‌شود اگر آن مسابقه با تساوی تمام شود؟ ناگهان دو بلاک متفاوت در یک زمان در زنجیره وجود خواهد داشت. نتیجه آن یک فورک خواهد بود. زنجیره به دو انشعاب تقسیم خواهد شد. با وجود این که هرچیز که از قبل آن تساوی وجود داشته در یک زنجیره ذخیره شده، ولی هر چه پس از آن اتفاق می‌افتد، در دو زنجیره کاملا متفاوت خواهد بود. این تساوی می‌تواند اتفاقی باشد، اما معمولا عامدانه توسط کاربران متخلف شبکه دستکاری می‌شود.

طراحی نظریه بازی (game theory) که در الگوریتم اجماع اثبات سهام به کار گرفته می‌شود، بسیار پیچیده‌تر از اثبات کار است؛ زیرا باید مجموعه کاملاً جدیدی از مسیرهای تشویقی را در نظر بگیرد. منتقدان به چندین نقطه ضعف، همچون حمله‌ بُردبلند (long-range attack)، در این الگوریتم اشاره کرده‌اند که می‌تواند از جمله پیامدهای منفی ماهیت پیچیده اثبات سهام باشد. در حمله‌ بُردبلند، هکر شاخه‌ای روی بلاک چین ایجاد می‌کند که از بلاک جنسیس (اولین بلاک) آغاز می‌شود و سرتاسر زنجیره اصلی را تحت‌کنترل می‌گیرد.

حمله های دوربرد

حمله دوربرد نیز از این نظر که منجر به خلق زنجیره های گوناگون می‌شود با حمله قبلی مشابهت‌هایی دارد. هرچند، یک حمله دوربرد خطرناک‌تر است، چرا که می‌تواند باعث آغاز به کار یک زنجیره جدید و ظاهرا معتبر شود. زنجیره ای که در آن هیچ یک از بلاک‌هایی که قبلا ضرب شده‌اند وجود ندارد. تمامی بلاک چین‌های اثبات سهام باید از جایی کار خود را شروع کنند.

اما بر خلاف اثبات کار، ساز و کاری برای توزیع سکه‌ها در شبکه‌های اثبات سهام وجود ندارد، چرا که پاداش بلاک‌ها به موجودی کیف پول‌ها بستگی دارد. در نتیجه بلاک چین‌های اثبات سهام یا با یک عرضه اولیه سکه (ICO) یا یک دوره مقدماتی هشینگ اثبات سهام برای ایجاد توزیع کار خود را آغاز می‌کنند.

آینده اثبات سهام روشن تر خواهد بود؟

تمامی بلاک چین‌های اثبات سهام از فردیت ضعیف رنج می‌برند. در واقع تمامی آن‌ها.

در حال حاضر، اتریوم، پلتفرم مشهور قراردادهای هوشمند (smart contract)، در حال انجام فرایند تغییر الگوریتم اجماع شبکه از اثبات کار به اثبات سهام است تا بتواند پاسخگویی بهتر و کارآمدتری برای تقاضای عملکرد شبکه ارائه دهد. شبکه‌های دیگری نیز اکنون در حال فعالیت بر اساس اثبات سهام هستند، همچون شبکه بلاک چین تعامل‌پذیر کازماس (Cosmos) که در کل صنعت بلاک چین، اولین نمونه از پیاده‌سازی اثبات سهام در مقیاسی کامل از ابتدای فعالیت خود به شمار می‌رود.

اثبات سهام در مراحل اولیه خود قرار دارد و با مشکلاتی مواجه است که باید به طور کامل آن‌ها را برطرف کنیم. اگر با خود صادق باشیم، می‌بینیم که مساله فردیت ضعیف هدف بنیادی رمز ارز را زیر سوال می‌برد. حقیقت این است که اگر بازار رمز ارز رشد کند، اثبات سهام پایدار نخواهد بود، اما قدمی لازم برای حرکت به جلو است

جمع بندی

راه حل دیگر که برای مدتی عرضه شده است بلاک چین هایبرید نام دارد. یک بلاک چین هایبرید در آن واحد شامل اثبات کار و اثبات سهام است (توجه داشته باشید که اشاره ما به پروژه‌هایی نیست که در آن‌ها فاز اثبات کار مقدماتی برای توزیع دارایی‌های بلاک چین، و پس از آن اثبات سهام آغاز می‌شود.) به جای افزایش مضاعف بردارهای احتمالی حمله، دو نیمه بلاک چین هایبرید از یکدیگر حفاظت می‌کنند.

به عنوان مثال، حضور مداوم بلاک‌های اثبات کار در زنجیره خطر حمله دوربرد علیه بلا‌ک‌های اثبات سهام از بین می‌برد، و حضور مداوم بلاک‌‌های اثبات سهام، ماینرها را تشویق می‌کند تا نسخه‌ای از بلاک چین را داشته باشند تا اطمینان حاصل شود که شرکت‌ کنندگان کوچک در شبکه نیز فرصتی برای دریافت پاداش داشته باشند.

البته،‌ اثبات کار به شدت مصرف برق یک بلاک چین را افزایش می‌دهد. هرچند، برخی از پروژه‌ها فعالانه برای توسعه الگوریتم‌ هشینگ جدید با هدف کاهش قابل توجه مصرف برق و تولید حرارت کار می‌کنند. به این صورت،‌ یک بلاک چین هایبرید می‌تواند مزایای زیست‌محیطی اثبات سهام را در عین بهره‌بردن از اثبات کار، حفظ کند.

برخلاف اثبات کار که در آن از سخت‌افزارهای کامپیوتری برای استخراج ارزهای دیجیتال استفاده می‌شد، در اثبات سهام از سهام‌گذاری کوین‌های بومی شبکه برای تأیید اعتبار بلاک‌ها در بلاک چین استفاده می‌شود.

در واقع باید گفت اثبات سهام مزایای بسیاری نسبت به اثبات کار دارد که از آنها می‌توان به صرفه‌جویی در میزان برق مصرفی، کنار گذاشته‌شدن فرایند غیرلازم استخراج، سریع‌تر و مقیاس‌پذیرترشدن شبکه و خارج‌نشدن پول از اکوسیستم ارزهای دیجیتال برای خرید سخت‌افزار اشاره کرد.

میانگین امتیازات ۵ از ۵
از مجموع ۱ رای

علیرضا خوش اقبال

این موقعیت نیست که انسان را می‌سازد، این انسان است که موفقیت و ثروت را خلق می‌کند.. سرنوشت شما حاصل باور هایتان است ♕

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

دکمه بازگشت به بالا