آشنایی با مفهوم الگوریتم اثبات سهام (PoS) در بلاکچین و ارز دیجیتال
از زمان معرفی بیت کوین در سال 2008 و با افزایش محبوبیت آن، ارزهای دیجیتال و فناوری‌های مربوط به آنها رشد زیادی داشته‌اند. این رشد به دلیل تلاش‌های صورت گرفته برای بهبود هر چه بیشتر پروژه‌های مختلف بوده که نوآوری‌های متعددی را برای دنیای ارزهای دیجیتال به ارمغان آورده است.
از میان نوآوری‌های دنیای ارزهای دیجیتال، الگوریتم اثبات سهام (Proof of Stake (PoS)) را می‌توان یکی از مهمترین و شاید موفق‌ترین آنها دانست. در این مقاله از بلاگ پلتفرم مالی سیتکس، قصد داریم به معنا و مفهوم الگوریتم اثبات سهام بپردازیم.
فهرست عناوین
الگوریتم اجماع اثبات سهام PoS چیست؟
اثبات سهام یک الگوریتم اجماع در ارزهای دیجیتال است که برای پردازش تراکنش‌ها و ساخت بلاک‌های جدید بر بستر بلاکچین استفاده می‌شود. الگوریتم اجماع به بررسی انواع ورودی‌ها به یک دیتابیس توزیع‌شده‌ای اشاره دارد و برای تأمین امنیت اطلاعات استفاده می‌شود. دیتابیس توزیع‌شده نیز همان بلاکچین است که میان کاربران و نودهای مختلف توزیع شده و الگوریتم اجماع سعی در تأمین امنیت آن دارد.
یکی دیگر از کاربردهای الگوریتم اجماع، جلوگیری از شمارش دوباره تراکنش‌هاست؛ شمارش دوباره زمانی رخ می‌دهد که از یک کوین یا توکن برای انجام دو تراکنش استفاده شود.
الگوریتم اثبات سهام چگونه کار می‌کند؟
الگوریتم اثبات سهام توان پردازشی لازم برای تأیید تراکنش‌ها و ساخت بلاک‌هایی که بلاکچین و ارز دیجیتال را امن نگه می‌دارند، کاهش می‌دهد. درواقع، برخلاف الگوریتم اثبات کار (Proof of Work (PoW)) که ماینرها باید با صرف انرژی زیاد و حل مسائل ریاضی پیچیده به تأیید تراکنش‌ها و ساخت بلاک‌ها بپردازند، در الگوریتم اثبات سهام این کار توسط تأییدکنندگان یا ولیدیتورها (Validators) انجام می‌شود.
نحوه عملکرد اثبات سهام به شرح زیر است:
- ولیدیتور مقدار مشخصی از کوین یا توکن را در اختیار شبکه قرار می‌دهد یا اصطلاحاً استیک می‌کند که به‌عنوان ضامنی برای حسن عملکرد این ولیدیتور کاربرد دارد. در ادامه بیشتر به این موضوع خواهیم پرداخت.
- هر ولیدیتور یک نود (Node) را می‌سازد که وظیفه تأیید تراکنش‌ها و ساخت بلاک را بر عهده دارد.
- هنگامی که یک تراکنش نیاز به تأیید دارد، بلاکچین یک یا چند ولیدیتور را (بسته به شبکه) برای تأیید این تراکنش و ساخت بلاک بعدی انتخاب می‌کند. یعنی بر خلاف الگوریتم اثبات کار که ماینرها برای ساخت بلاک با هم رقابت می‌کنند، در الگوریتم اثبات سهام، هر بلاک را یک یا چند ولیدیتور از پیش تعیین‌شده می‌سازند.
- پس از انتخاب ولیدیتور برای تأیید تراکنش‌های یک بلاک، ولیدیتور وظیفه دارد تا تراکنش‌ها را تأیید کند؛ در صورتی که تراکنش تأییدشده مشکل نداشته و درست باشد، مقداری ارز دیجیتال به‌عنوان پاداش به ولیدیتور پرداخت می‌شود. اما اگر تراکنش تأییدشده مشکل داشته باشد یا ولیدیتور در زمان لازم آنلاین نباشد، بخشی از ارزهای استیک‌شده ولیدیتور به‌عنوان جریمه کسر خواهد شد.
هدف اثبات سهام چیست؟
الگوریتم اجماع اثبات سهام برای بهبود وضعیت مقیاس‌پذیری و مصرف انرژی پروتکل اثبات کار (PoW) طراحی شده است. اثبات کار روشی رقابتی برای تأیید تراکنش‌هاست که طبیعتاً افراد را تشویق به یافتن راه‌هایی برای کسب مزیت نسبت به سایرین می‌کند، خصوصاً که بحث انگیزه مالی مطرح است.
منظور از مزیت در الگوریتم اثبات کار این است که هر کس با توان محاسباتی بیشتر، نسبت به رقبا برتری خواهد داشت. در حال حاضر، ماینرهای بیت کوین در ازای تأیید و ساخت تراکنش‌ها و بلاک‌های شبکه، بیت کوین دریافت می‌کنند اما ارزهای خود را با ارز فیات (سنتی) پرداخت می‌کنند.
در واقع، ماینرها در حال تبادل انرژی با ارز دیجیتال هستند و میزان انرژی لازم برای ماین ارزهایی که از الگوریتم اثبات کار استفاده می‌کنند بر قیمت‌گذاری و سوددهی ارزهای دیجیتال تأثیر به‌سزایی دارد. همچنین، در مورد مصرف انرژی لازم برای ماین ارزهای دیجیتال نگرانی‌هایی وجود دارد؛ برای مثال میزان مصرف انرژی بیت کوین معادل کشور سوئیس اعلام شده که برای فعالان محیط زیست موضوعی نگران‌کننده است.
تفاوت الگوریتم گواه اثبات سهام با گواه اثبات کار چیست؟
همان‌طور که دیدیم، یکی از مهمترین تفاوت‌های الگوریتم اثبات سهام با الگوریتم اثبات کار در میزان مصرف انرژی است. در الگوریتم اثبات کار ماینرها بر سر تأیید و تولید (ماین) یک بلاک با یکدیگر رقابت می‌کنند، در حالی که در اثبات سهام، ولیدیتورهای (معادل ماینر در الگوریتم اثبات سهام) هر بلاک مشخص است و برای کسب حق ماین نیازی به رقابت نیست.
مزایا و معایب الگوریتم اثبات سهام
درباره خطرات استیکینگ و به‌دنبال آن در این مقاله به‌صورت مفصل صحبت کرده‌ایم؛ اما به‌صورت خلاصه، از میان معایب و مزایای الگوریتم اثبات سهام می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
مزایا (Proof Of Stake)
✔ مصرف انرژی کمتر نسبت به اثبات کار
✔ عدم نیاز به تجهیزات خاص
معایب (Proof Of Stake)
✔ الگوریتم اثبات کار موضوع نسبتاً جدیدی است و هنوز جای پیشرفت و اصلاح دارد.
مهمترین الگوریتم‌های اجماع در شبکه‌های بلاکچین
علاوه‌بر الگوریتم‌های اثبات سهام و اثبات کار، مکانیسم‌های اجماع دیگری در دنیای ارزهای دیجیتال و بلاکچین وجود دارد که در ادامه می‌توانید تعدادی از آنها را مشاهده کنید:
توجه داشته باشید ارائه تعریف هر کدام از آنها خود نیازمند مقاله‌ای جداست و بررسی آنها در این مقاله نمی‌گنجد.
- اثبات زمان سپری شده (Proof of Elapsed Time (PoET))
- اثبات اجازه (Proof of Authority (PoA))
- اثبات ظرفیت (Proof of Capacity (PoC))
- اثبات فعالیت (Proof of Activity (PoA))
قابلیت اثبات سهام برای اتریوم
اتریوم پس از بیت کوین بزرگترین ارز دیجیتال از نظر ارزش بازار به‌شمار می‌رود و چندسالی است که در مسیر استفاده از الگوریتم اثبات سهام قرار گرفته است. در واقع اتریوم مانند بیت کوین از الگوریتم اثبات کار برای تأیید و ساخت بلاک‌های جدید استفاده می‌کند، اما زیرساخت‌های لازم برای مهاجرت کامل به الگوریتم اثبات سهام در حال ساخت و اجرا شدن هستند.
در حالی که شبکه اصلی اتریوم در حال استفاده از اثبات کار برای ساخت و حفظ امنیت بلاکچین است، بلاکچین دیگری با عنوان «اتریوم 2.0» نیز توسعه یافته که از الگوریتم اجماع اثبات سهام استفاده می‌کند. کاربران از همین حالا می‌توانند اقدام به استیک ارزهای خود کرده و به‌عنوان ولیدیتور به فعالیت در این شبکه بپردازند.
درواقع آنچه که به‌عنوان «اتریوم 2.0» در میان عامه استفاده می‌شود، به «ادغام» یا Merge اشاره دارد که به معنای یکی شدن دو شبکه اتریوم فعلی و اتریوم 2.0 اشاره دارد.
سخن آخر
باید پذیرفت که الگوریتم اثبات سهام هنوز جزء تازه‌واردان دنیای ارزهای دیجیتال به‌حساب می‌آید و همچنان می‌توان منتظر رشد و بررسی تأثیر بلندمدت آن بود. در حال حاضر بیشتر آلت‌کوین‌های جدید از الگوریتم اثبات سهام استفاده می‌کنند؛ زیرا این الگوریتم نسبت به الگوریتم اثبات کار مزایای بیشتری را ارائه داده و از نظر بسیاری بهترین جایگزین الگوریتم اثبات کار به‌شمار می‌رود.
