اثبات سهام PoS چیست؟

الگوریتم اجماع اثبات سهام چیست؟

در هر اجتماعی برای پیشبرد امور، حفظ نظم و برقراری امنیت به مجموعه‌ای از قوانین و مقررات نیاز است. تمام افرادی که در جامعه حضور پیدا می‌کنند، باید از این قوانین پیروی کنند. دقیقاً مفهوم مشابهی درباره شبکه‌های بلاک‌چین نیز وجود دارد. همان‌طور که می‌دانید، اداره شبکه‌های بلاک‌چین به‌صورت غیرمتمرکز است. به این معنی که زیرنظر هیچ نهادی فعالیت نمی‌کنند؛ بنابراین، با وضع مجموعه‌ای از قوانین و مقررات، تمام فعالیت‌ها کنترل می‌شود. این قوانین در اصطلاح با نام الگوریتم اجماع شناخته می‌شود. اثبات سهام (Proof of Stake) یکی از الگوریتم‌های اجماع در شبکه‌های بلاک‌چین است. در این مقاله قصد داریم الگوریتم اجماع اثبات سهام را به زبان ساده شرح دهیم و بررسی کنیم. تا پایان با ما همراه باشید.

بیشتر یاد بگیرید: بلاکچین چیست؟

فهرست عناوین مقاله

اثبات سهام (Proof Of Stake) چیست؟

الگوریتم Proof of Stake نوعی الگوریتم اجماع برای شبکه‌های بلاک‌چین است. بر اساس این الگوریتم، گروهی از افراد جامعه بلاک‌چین به‌عنوان اعتبارسنجی (Validator) فعالیت می‌کنند. این افراد موظف‌اند با اجرای قوانینی مربوط به اثبات از طریق سهام،‌ تراکنش‌ها را اعتبارسنجی و امنیت شبکه را تأمین کنند.

برای این منظور به فراهم کردن زیرساخت‌های سخت‌افزاری پیچیده، مانند دستگاه‌های ایسیک نیازی نیست. الگوریتم اجماع دیگری به نام اثبات کار (Proof of Work) وجود دارد. این الگوریتم برای شبکه بلاک‌چین بیت‌کوین و برخی دیگر از ارزهای دیجیتال استفاده می‌شود. اعتبارسنج‌ها در این شبکه همان ماینرها هستند. ماینرهای بیت‌کوین برای تأیید تراکنش‌ها و تشکیل بلوک‌ها در زنجیره، باید از دستگاه‌هایی مانند ایسیک (ASIC) استفاده کنند.

اما در الگوریتم اثبات سهام، اعتبارسنج‌ها صرفاً باید تعداد مشخصی از توکن بومی شبکه را تهیه و سپس در کیف پول مشخصی قفل کنند. به این ترتیب، می‌توانند در فرایند تأیید و اعتبارسنجی تراکنش‌ها مشارکت داشته باشند. هریک از اعتبارسنج‌ها با نام گره یا نود شناخته می‌شوند. بر اساس میزان توکن قفل‌شده، پس از تأیید هر تراکنش در زنجیره، پاداش مشخصی از محل کارمزد دریافتی به گره‌ها اختصاص پیدا می‌کند.

نحوه انتخاب اعتبارسنج‌ها برای تولید بلوک در الگوریتم اثبات سهام چگونه است؟

در شبکه‌های بلاک‌چین با الگوریتم اثبات کار، روند مشخصی برای تولید بلوک‌ها وجود دارد. هر بلوک یک کد هش (Hash) دارد. ماینرها در رقابت با یکدیگر بر سر شناسایی کد هش فعالیت می‌کنند. هر ماینر که موفق شود زودتر کد هش را شناسایی کند، تولید بلوک را به نام خود ثبت خواهد کرد. در ادامه، ماینرهای دیگر نیز تشکیل بلوک را تأیید می‌کنند.

اما در الگوریتم اثبات سهام، روند تولید بلوک‌ها چگونه است؟‌ در چنین شرایطی، میزان سهام قفل‌شده توسط نودها عامل شماره یک تعیین‌کننده در انتخاب اعتبارسنج‌ها برای تولید بلاک شناخته می‌شود. البته، مجموعه‌ای از توابع تصادفی نیز در شبکه‌های بلاک‌چین تعریف می‌شوند تا مانع از شکل‌گیری اجماع پیشرو (تمرکز) شوند، اما طبیعی است که هرچه سهام بیشتری در شبکه قفل شود، شانس انتخاب گره‌ها برای تولید بلوک افزایش پیدا می‌کند.

مزایای الگوریتم اثبات سهام چیست؟‌

تا اینجا با الگوریتم اثبات سهام ارز دیجیتال آشنا شدیم. در ادامه، لازم است مزایای این الگوریتم را در مقایسه با الگوریتم اثبات کار بررسی کنیم. درباره این موضوع می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. سرعت پردازش بالا

به تجربه ثابت شده است که شبکه‌های بلاک‌چینی که از الگوریتم اثبات سهام در ارز دیجیتال بهره می‌برند، توان پردازش بیشتری دارند. همچنین، زمان تشکیل هر بلوک در این شبکه‌ها به‌مراتب کاهش پیدا می‌کند و تعداد تراکنش‌هایی که در یک ثانیه پردازش می‌شود نیز افزایش می‌یابد.

2. کمک به حفظ قیمت توکن بومی شبکه

در شبکه‌هایی که از این الگوریتم بهره می‌برند، بخش چشمگیری از توکن‌ها قفل می‌شوند. این اتفاق به حفظ ارزش توکن در بلندمدت کمک می‌کند، زیرا فرایند عرضه و تقاضای توکن‌ها در بازار به‌خوبی تحت کنترل درمی‌آید.

3. تسهیل مشارکت اعضای جامعه در تأیید تراکنش‌ها

در شبکه‌هایی که از الگوریتم اثبات کار بهره می‌برند، کاربران باید برای تهیه سخت‌افزار لازم به‌منظور مشارکت در فرایند تأیید تراکنش‌ها هزینه‌های هنگفتی بپردازند. طبیعی است که خیلی از کاربران توان و تمایل پرداخت چنین هزینه‌هایی را ندارند. از طرفی الگوریتم Proof of Stake، زمینه لازم برای مشارکت گروه‌های بیشتری از اعضای جامعه را در تأیید تراکنش‌ها و تأمین امنیت شبکه فراهم می‌کند.

افراد می‌توانند صرفاً از طریق نگهداشتن توکن‌های خود در یک کیف پول برای مدت زمان مشخص و بدون انجام هیچ کار دیگری، در این فرایند مشارکت کنند. علاوه بر آن در برخی از شبکه‌ها این امکان وجود دارد که افراد توکن‌های خود را در اختیار برخی دیگر از نودهای اعتبارسنج قرار دهند. به این ترتیب، اعتبارسنج‌ها به‌نیابت از این افراد در تأیید تراکنش‌ها مشارکت می‌کنند؛ در نهایت هم پاداش دریافتی بین دو نفر توزیع می‌شود.

بیشتر یاد بگیرید: آموزش کیف پول های ارز دیجیتال

4. صرفه‌جویی در مصرف انرژی

یکی از ایرادات جدی الگوریتم اثبات کار، مصرف زیاد انرژی برای تأیید تراکنش‌ها و حفظ امنیت شبکه است. همین مسئله سبب شده است برخی از کشورها فعالیت ماینرها را ممنوع اعلام کنند. در برخی دیگر از کشورها ضوابط سخت‌گیرانه‌ای برای فعالیت ماینرها در نظر گرفته شده است. این در حالی است که الگوریتم اثبات سهام مشکل نیاز به انرژی زیاد برای تأیید تراکنش‌ها را به صورت کامل برطرف کرده است. با صرف کمی انرژی می‌توان در این فرایند مشارکت کرد.

کدام شبکه‌های بلاک‌چین از الگوریتم اثبات سهام استفاده می‌کنند؟

تا اینجا سعی کردیم الگوریتم Proof of Stake را به‌طور کامل معرفی و مزایای آن را بررسی کنیم. در ادامه، برخی از شبکه‌های بلاک‌چین را معرفی می‌کنیم که از این الگوریتم بهره می‌برند.

شش مورد از معروف‌ترین شبکه‌های بلاک‌چین با الگوریتم اجماع PoS عبارت‌اند از:

1. اتریوم (Ethereum)

شبکه اتریوم ابتدا از الگوریتم اجماع اثبات کار بهره می‌برد؛ اما در به‌روزرسانی‌های جدید، این شبکه قرار است به اثبات سهام انتقال پیدا کند. مشکل سرعت پردازش تراکنش‌ها و مقیاس‌پذیری شبکه، توسعه‌دهندگان اتریوم را مجاب کرد که چنین تصمیم مهمی بگیرند. البته دوره زمانی سهام‌گذاری در شبکه اتریوم حدود یک تا دو سال است که قبل از هر اقدام، باید این مسئله را به‌خوبی در نظر گرفت.

2. تزوس (Tezos)

فعالان باسابقه بازار رمز ارزها، تزوس را به عرضه اولیه باشکوه 232 میلیون دلاری می‌شناسند که سروصدای زیادی در بازار به راه انداخته است. در این شبکه نیز از الگوریتم PoS برای ایمن‌سازی استفاده می‌شود. تعداد اعتبارسنج‌ها در این شبکه محدود است و از طریق فرایند رأی‌گیری نودهای اعتبارسنج انتخاب می‌شوند؛ اما این امکان وجود دارد که کاربران دیگر توکن‌های خود را نزد این نودها به امانت بگذارند.

به این ترتیب، نودها از توکن‌های دریافتی برای ایمن‌سازی شبکه بهره می‌برند. در نهایت نیز پاداش دریافتی بین آن‌ها تقسیم می‌شود. نکته مهم دیگر درباره تزوس آن است که به قفل کردن توکن‌ها برای دوره زمانی مشخص نیازی نیست، بلکه هر زمان که مایل باشید، می‌توانید دارایی خود را تحویل بگیرید.

3. ترون (Tron)

در شبکه ترون از نسخه پیشرفته الگوریتم اثبات سهام با نام Delegated Proof of Stake استفاده می‌شود و به این ترتیب، قدرت پردازش تراکنش‌ها در هر ثانیه افزایش پیدا می‌کند. تعداد اعتبار‌سنج‌ها در ترون نیز فقط 27 عدد است. به نودهای اعتبارسنج در شبکه ترون به‌اصطلاح Super Representatives می‌گویند.

اعضای جامعه ترون با استفاده از تعداد توکن‌هایی که در اختیار دارند، در فرایند رأی‌گیری برای انتخابSuper Representatives شرکت می‌کنند. متقاضیان نیز از طریق توزیع بخشی از پاداش‌های خود بین رأی‌دهندگان، سعی می‌کنند رأی آن‌ها را از آن خود کنند.

4. کازماس (Cosmos)

کازماس یکی دیگر از شبکه‌های بلاک‌چین معروف است که توکن بومی آن، اتم (Atom) نام دارد. در این شبکه نیز نودهای اعتبارسنج در قالب رأی‌گیری بین دارندگان توکن اتم انتخاب می‌شوند. کاربران می‌توانند دارایی‌ها خود را برای مشارکت در فرایند ایمن‌سازی شبکه دریافت پاداش، به اعتبارسنج‌ها تفویض اختیار کنند.

5. الگورند (Algorand)

شبکه الگوراند با هدف حل سه چالش امنیت، مقیاس‌پذیری و تمرکززدایی راه‌اندازی شده است. در این شبکه از الگوریتم اجماع Pure Proof of Stake استفاده می‌شود و با در اختیار داشتن حداقل یک توکن الگو (ALGO) در کیف پول خود، می‌توانید در فرایند ایمن‌سازی شبکه مشارکت کنید.

6. پولکادات (Polkadot)

پولکادات نوعی شبکه بلاک‌چین است که قابلیت پشتیبانی از چندین زنجیره دیگر را دارد. در این شبکه از الگوریتم اجماع Nominated Proof of Stake استفاده می‌شود که مدل جدیدی از الگوریتم اثبات سهام است. شبکه پولکادات با هدف برقراری تعامل بین شبکه‌های بلاک‌چین مختلف فعالیت می‌کند.

کلام پایانی

در این مقاله الگوریتم اثبات سهام را به زبان ساده معرفی کردیم. هریک از کاربران که قصد خرید ارز دیجیتال دارند، باید بررسی کنند که شبکه بلاک‌چین توکن مدنظر مبتنی بر چه الگوریتم اجماعی طراحی شده است، زیرا خرید یک توکن عملاً به معنی پذیرش الگوریتم اجماع شبکه بلاک‌چین آن است؛ بنابراین، هرگونه اقدام خلاف قوانین و چارچوب‌های شبکه با جریمه همراه خواهد شد.

الگوریتم اثبات سهام (Proof of Stake) چیست؟

ارز‌های دیجیتال از الگوریتم‌های مختلفی برای رسیدن به اجماع استفاده می‌کنند. الگوریتم اثبات سهام (Proof of Stake) نیز نوعی مکانیسم اجماع است. در این الگوریتم لازم است تا برای مشارکت در تایید اعتبار تراکنش‌ها، ارز دیجیتال خود را در شبکه وثیقه قرار دهید. این کار برای حفظ امنیت و جلوگیری از خرابکاری افراد در شبکه بسیار مهم است. زیرا افراد در صورت آسیب زدن به شبکه، دارایی خود را نیز از دست خواهند داد.

هر فرد متناسب با مقدار دارایی که در شبکه سهام‌گذاری یا استیکینگ (Staking) کرده، می‌تواند تراکنش‌ها را اعتبار سنجی کند. مثلا اگر شخصی ۵ درصد کوین‌های سهام‌گذاری شده را در اختیار داشته باشد می‌تواند اعتبار ۵ درصد تراکنش‌ها تایید کند. اثبات سهام (PoS) به عنوان جایگزینی برای اثبات کار (PoW) که مکانیسم اجماع شبکه بیت کوین است، توسعه داده شده است.

مکانیسم اجماع در بلاک چین

رمز ارز‌ها دارای ساختاری غیرمتمرکز هستند و بدون نیاز به یک مرجع مرکزی (Central Authority) کار می‌کنند. این ویژگی باعث می‌شود تا شبکه بلاک چین به روش جدیدی برای حفظ امنیت تراکنش‌ها و دارایی کاربران نیازمند باشد. این روش با نام مکانیسم اجماع شناخته می‌شود. مکانیسم اجماع در شبکه بلاک چین را به عنوان یک توافق همگانی تعریف می‌کنند. تمامی شبکه‌های همتا به همتا به دلیل نداشتن سلسله مراتب مانند شبکه‌های متمرکز، به یک مکانیسم اجماع نیاز دارند. این مکانیسم‌ها ترکیبی از رمزنگاری و قوانینی برای پرداخت پاداش با مجازات در شبکه هستند.

مکانیسم اجماع در بلاک چین:

نود‌ها یا همان کامپیوتر‌های درون شبکه بر سر قوانین مشخصی به توافق می‌رسند. به این قوانین توافق شده میان کاربران، الگوریتم یا مکانیسم اجماع (Consensus Protocol) می‌گویند. تایید‌کنندگان (Validators) در این شبکه باید بر سر این که آیا فرستنده، واقعا پولی برای خرج کردن دارد یا نه؛ به توافق برسند. هر تراکنش باید توسط تمامی تاییدکنندگان امضا شود. در واقع یک تراکنش یا معامله زمانی تایید می‌شود که بر درستی آن، اجماع صورت بگیرید. مکانیسم اجماع یکی از مفاهیم اساسی مشترک میان تمام ارز‌های دیجیتال است.

الگوریتم اثبات سهام (PoS)

الگوریتم اثبات سهام (Proof of Stake) در سال ۲۰۱۲ و به عنوان یک نسخه اصلاح شده از الگوریتم اثبات کار معرفی شد. هدف این الگوریتم حل مشکل وابستگی به انرژی برق برای تولید بلاک‌های جدید در مکانیسم اثبات کار بود. ‌ایده اولیه الگوریتم اثبات سهام استفاده از مالکیت برای تولید بلاک‌های جدید به جای رقابت برای به دست آوردن قدرت هش بیشتر است. این مکانیسم با استفاده از قوانینی مشخص، نود بعدی تولید‌کننده بلاک جدید را به صورت تصادفی انتخاب می‌کند. نقش نود انتخاب شده، تایید اعتبار تراکنش بلاک، امضای آن و پیشنهاد آن به شبکه برای اعتبارسنجی (Validation) است.

ساختار تشکیل بلاک چین

در یک بلاک چین مبتنی بر الگوریتم اثبات سهام، بلاک‌ها به ترتیب زمان انجام تراکنش‌ها مرتب می‌شود. اولین بلاک در این اثبات سهام PoS چیست؟ شبکه، بلاک جنسیس (Genesis Block) نام دارد و به شکل هارد-کد درون نرم‌افزار آن قرار گرفته است. بلاک‌های بعدی که به شبکه اضافه می‌شوند، همیشه به بلاک قبلی وابسته هستند. هر کدام از این بلاک‌ها حاوی یک نسخه از دفتر کل (Leger) به روز‌رسانی شده، هستند. در شبکه‌های بلاک چین مبتنی بر الگوریتم PoS برخلاف الگوریتم PoW هیچ رقابتی برای انتخاب فردی که بلاک بعدی را استخراج می‌کند، وجود ندارد. به همین دلیل در این شبکه‌ها از اصطلاح ساختن یا ضرب کردن به جای استخراج استفاده می‌شود.

مصرف انرژی

در الگوریتم اثبات سهام، افراد را براساس قدرت هش (Hash Power) برای استخراج بلاک‌ها انتخاب نمی‌شوند. در الگوریتم اثبات کار ماینر‌های برای به دست آوردن قدرت هش بالا نیاز به مصرف انرژی بسیار زیادی دارند. به همین علت بسیاری از افراد مکانیسم Proof of Stake را بسیار کارآمد‌تر از Proof of Work می‌دانند. علاوه بر این، الگوریتم اثبات کار برای استخراج به سخت‌افزار‌ها خاص مانند ASIC یا کارت گرافیک‌های قدرتمندی نیاز دارد. در صورتی که الگوریتم اثبات سهام نت‌ها نیازمند یک اتصال به اینترنت است.

توزیع پاداش

مشابه الگوریتم اثبات کار، در الگوریتم اثبات سهام نیز به کسانی که اعتبار یک بلاک جدید را تعیین می‌کنند، پاداش تعلق می‌گیرد. در این الگوریتم تایید‌کنندگان هم در ازای استیکینگ و هم تایید تراکنش‌ها در شبکه، پاداش دریافت می‌کنند. میزان پاداش پرداختی در بلاک چین‌های مبتنی بر اثبات سهام، متغیر است و بسته به تعداد کل تایید‌کنندگان فعال تغییر می‌کند.

مشارکت

در الگوریتم اثبات سهام، به دست آوردن فرصت برای مشارکت در اضافه کردن بلاک‌های جدید، بسیار ساده است. تنها لازم است تا مقدار مشخصی از ارز دیجیتال اختصاصی آن شبکه را، استیکینگ یا سهام‌گذاری کنید. هرچه مقدار کوین‌های استیک شده در شبکه بیشتر باشد، شانس شما برای انتخاب شدن به عنوان تولیدکننده بعدی بیشتر خواهد شد. الگوریتم اثبات سهام تلاش می‌کند با درنظر گرفتن عواملی دیگر، از انتخاب همیشگی نود‌های ثروتمند جلوگیری کند. برای مثال انتخاب تصادفی افراد، یا در نظر گرفتن افرادی که مدت زمان طولانی دارایی خود را استیکینگ کرده‌اند.

انواع الگوریتم اثبات سهام (PoS)

الگوریتم اثبات سهام، مدل‌های مختلفی دارد که همگی دارای ساختاری یکسان هستند. با این وجود نقش افراد و نحوه رسیدن به اجماع در هر یک از این مدل‌های الگوریتم اثبات سهام متفاوت است. در اینجا برخی از مهم‌ترین مدل‌های الگوریتم اثبات سهام را معرفی کرده‌ایم:

اثبات سهام واگذار شده (Delegated PoS)

در مدل اثبات سهام واگذار شده، نمایندگان منتخب مسئول تایید اعتبار بلاک‌ها هستند. در این مدل همه اعضای شبکه نمایندگانی را انتخاب کرده و سهم خود را به آن نماینده واگذار می‌کنند.

اثبات سهام شناور (Liquid PoS)

در مدل اثبات سهام شناور، واگذاری اختیاری است. این مدل از روش رای‌گیری، آن چین (On-Chain) استفاده می‌کند و اجازه می‌دهد تا تغییرات به طور مستقیم در شبکه بلاک چین اعمال شوند.

اثبات سهام ترکیبی (Hybrid PoS)

مدل اثبات سهام ترکیبی از دو مدل اثبات سهام واگذار شده و اثبات سهام شناور، استفاده می‌کند. از نظر تئوری این کار باعث می‌شود تا نقاط ضعف دو مدل دیگر، کاهش پیدا کند.

الگوریتم اثبات سهام یا الگوریتم اثبات کار

تفاوت اصلی الگوریتم PoW و PoS در نوع فعالیتی است که مشارکت‌کنندگان برای حفظ امنیت شبکه انجام می‌دهد. به مشارکت‌کنندگان در الگوریتم اثبات کار، ماینر یا استخراج‌کننده می‌گویند. در فرایند استخراج، مشارکت‌کنندگان باید از طریق آزمون و خطا، معادلات پیچیده ریاضی را حل کنند. این فرایند نیازمند دستگاه‌های ماینر قدرتمند و مقدار زیادی انرژی برق است. در مکانیسم اثبات کار، توکن‌های جدید برای پرداخت پاداش به استخراج‌کنندگان، تولید می‌شوند.

در واقع با استخراج هر بلاک جدید، مقدار ثابتی توکن به وارد تولید و چرخه اضافه می‌شود. در الگوریتم اثبات سهام، تاییدکنندگان باید دارایی ارز دیجیتال خود را در شبکه استیکینگ یا سپرده‌گذاری کنند. با این کار آن‌ها می‌توانند در رای‌گیری و تایید اعتبار بلاک بعدی در شبکه، مشارکت کنند.

برخلاف ماینر‌ها که بر روی تجهیزات استخراج سرمایه‌گذاری می‌کنند، تایید‌کنندگان از سرمایه خود را به صورت کوین‌های شبکه استفاده می‌کنند. در مقابل شبکه با تولید کوین‌های جدید در مقابل، پاداش آن‌ها را پرداخت می‌کند. الگوریتم اثبات سهام (PoS) مانند الگوریتم اثبات کار (PoW) به حداقل کاربران برای حفظ امنیت و نگهداری از شبکه، نیاز دارد. اگر تعداد نود‌های به اندازه کافی نباشد، امنیت شبکه کاهش می‌یابد و می‌تواند به راحتی مورد حمله قرار بگیرد. همچین ارزش دارایی‌های ارز دیجیتال درون شبکه باید از یک مقدار حداقلی، بیشتر باشد.

الگوریتم اثبات کار (PoW)	الگوریتم اثبات سهام (PoS)
هزینه های عمده	هزینه تجهیزات + هزینه انرژی	قیمت دارایی ارز دیجیتال
سخت افزار مورد نیاز	ماینر ASIC / کارت گرافیک GPU	کامپیوتر معمولی
پاداش مشارکت کنندگان	ثابت	متغیر
مکانیسم های همکار	استخراج ابری / استخر استخراج	واگذاری سهام / استیکینگ سهام
معایب	مصرف بالای انرژی / سختی ورود	اعتبار و اعتماد کمتر
مشارکت کنندگان	استخراج کنندگان (Miners)	تایید کنندگان (Validators)

ارزش بالای این دارایی‌ها باعث افزایش امنیت شبکه خواهد شد، زیرا در هر دو الگوریتم مشارکت‌کنندگان در در فرایند اجماع، به عنوان پاداش کوین دریافت می‌کنند. این پاداش در واقع یک مشوق مالی است که باعث رشد شبکه بلاک چین می‌شود. بخشی از این پاداش‌ها نیز از کارمزد تراکنش‌های انجام شده به مشارکت‌کنندگان پرداخت می‌شود.

مزایا و معایب الگوریتم اثبات سهام

الگوریتم اثبات سهام، بزرگترین مشکل الگوریتم اثبات کار یعنی سختی ورود به فرایند اعتبار سنجی را حل می‌کند. در این الگوریتم کاربران دیگر برای به دست آوردن پاداش، نیازی به خریدن تجهیزات‌گران قیمت استخراج ندارند. الگوریتم PoS نسبت به PoW نیاز به قدرت محاسباتی و انرژی برق کمتری برای مشارکت دارد. در نتیجه تاثیرات زیست محیطی آن از جمله آلودگی هوا و گرمایش زمین، بسیار کمتر خواهد بود.

• بهره وری بیشتر در مصرف انرژی – استخراج بلاک‌ها نیاز به انرژی زیادی ندارد.
• موانع کمتر برای ورود به شبکه – برای اینکه شانس استخراج بلاک جدید را داشته باشید نیازی به دستگا‌های ماینر‌گران قیمت ندارید.
• مصونیت بیشتر در برابر خطر متمرکز شدن – الگوریتم اثبات سهام، مشارکت کاربران را افزایش می‌دهد و باعث متنوع شدن اکوسیستم و ایجاد نود‌های (Nodes) درون شبکه خواهد شد.

اولین مشکل در شبکه‌های PoS این است که اگر تعداد افراد مشارکت‌کننده در تایید تراکنش‌ها کم باشد، این افراد می‌توانند قدرت بسیار زیادی به دست آورند. البته قدرت افرادی که برخلاف منافع شبکه کاری انجام می‌دهد، به طور خودکار لغو خواهد شد. برای مثال اگر یک تولیدکننده کوین EOS بیشتر از ۲۴ ساعت در شبکه غیرفعال باشد، یک شخص جایگزین به سرعت جای او را خواهد گرفت.

مشکل دیگر الگوریتم اثبات سهام این است که این شبکه به نفع سرمایه‌داران عمل می‌کند. عملا هرچقدر کوین‌های بیشتری داشته باشید و در شبکه استیک (Stake) کرده باشید از حق رای بیشتری برای تایید تراکنش‌ها برخوردار خواهید شد. شبکه‌هایی مانند کاردانو با استفاده از مکانیسم انتخاب تصادفی، این مشکل را حل کرده‌اند. استفاده از این مکانیسم، قدرت تاثیرگذاری نهنگ‌های خارج از شبکه که سرمایه بیشتری از افراد فعال درون شبکه دارند را از بین می‌برد. البته همچنان کاربران ثروتمند، شانس بیشتری برای استخراج بلاک‌های درون شبکه دارند.

سوالات متداول

هدف از راه اندازی مکانیزم اثبات سهام چست؟

عدم استفاده از نیروی برق و کاهش هدر رفت منابع تجدید ناپذیر مهم ترین دلیل راه اندازی مکانیزم اجماع سهام است.

راهکار مکانیزم اثبات سهام برای رعایت عدالت بین نودها چیست؟

الگوریتم اثبات سهام تلاش می‌کند از انتخاب همیشگی نود‌های ثروتمند جلوگیری کند؛ برای مثال انتخاب تصادفی افراد (بلاک چین کاردانو) یا در نظر گرفتن افرادی که مدت زمان طولانی دارایی خود را استیکینگ کرده‌اند، از راهکارهای این مکانیزم برای رعایت عدالت بین نودهای شبکه است.

اثبات سهام (Proof Of Stake) چیست؟ + ویدیو

اثبات سهام روشی برای حفظ امنیت شبکه‌های بلاک چینی و جایگزینی برای اثبات کار (استخراج) است. در روش 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. در این مقاله با کمک مقاله‌ای از وب‌سایت «Ledger»، به زبان ساده الگوریتم اثبات سهام را توضیح می‌دهیم و مزایای آن را نسبت به اثبات کار مرور می‌کنیم.

الگوریتم اجماع اثبات سهام چیست؟

اثبات سهام (Proof Of Stake) با یه اختصار «PoS» نوعی الگوریتم اجماع در شبکه‌های مبتنی بر بلاک چین است. قبل از اینکه به سراغ توضیح بیشتر در مورد اثبات سهام برویم، لازم است بدانید الگوریتم اجماع چیست.

الگوریتم اجماع (Consensus) روشی است که مشارکت‌کنندگان در یک شبکه غیرمتمرکز بر اساس آن با یکدیگر توافق می‌کنند و بر سر تراکنش‌ها و بلاک‌ها به اجماع واحد می‌رسند.

همان‌طور که می‌دانید، در یک شبکه غیرمتمرکز بلاک چینی مانند بیت اثبات سهام PoS چیست؟ کوین همه می‌توانند در کنترل شبکه سهیم باشند و در حقیقت همه مالک شبکه هستند. مسئله اصلی در چنین شبکه‌ای امنیت است. از کجا مطمئن شویم که شبکه بدون نقص کار خواهد کرد؟ اگر یک فرد خرابکار بخواهد در شبکه تقلبی انجام دهد چه؟ چه تضمینی وجود دارد که یک نفر بیت کوین فرد دیگری را به سرقت نبرد؟ راه‌حل این مسائل، الگوریتم اجماع است. الگوریتم اجماع شامل قوانین و شرایطی است که با آن مشارکت‌کنندگان می‌توانند از صحت کار شبکه اطمینان حاصل کنند.

مثلاً در بیت کوین الگوریتم اجماع این شبکه اثبات کار (Proof of Work) نام دارد. طبق این الگوریتم که همان قانون است، هر کس بخواهد در کار تولید بلاک شرکت کند، باید با پرداخت بهایی (قدرت پردازش و مصرف برق) درست‌کاری خود را اثبات کند و در کنار سایر اعتبارسنج‌ها (ماینرها) برای کسب پاداش رقابت کند. به این ترتیب اگر کسی بخواهد فعالیت مخربی روی شبکه بیت کوین انجام دهد، مجبور است قدرت پردازشی بیش از افراد درست‌کار (تمام ماینرهای دیگر) فراهم آورد که به هیچ‌ عنوان توجیه اقتصادی ندارد و منطقی اثبات سهام PoS چیست؟ نیست.

به سراغ اثبات سهام برویم. طبق این الگوریتم، اعتبارسنج‌هایی که می‌خواهند در کار تولید بلاک شرکت کنند و پاداش بگیرند، باید توکن‌های بومی شبکه را بخرند و به شبکه اختصاص دهند یا به عبارت دقیق‌تر «سهام‌گذاری» (Stake) ‌کنند. سهام‌گذاری از طریق قفل‌کردن توکن‌ها در بلاک چین و به‌منظور ایجاد و تأیید بلاک‌ها انجام می‌شود. اعتبارسنج‌ها به‌طور مستقیم و به‌تناسب میزان سهام‌گذاری‌ خود، پاداش دریافت می‌کنند. این پاداش بر اساس بازده سرمایه‌گذاری (ROI) است و نودها (node) یا همان اعتبارسنج‌ها را تشویق می‌کند تا کار اعتبارسنجی شبکه را انجام دهند. به لطف الگوریتم اجماع اثبات سهام، اگر کسی بخواهد به شبکه حمله کند، مجبور است بخش عمده‌ای از توکن‌های یک شبکه (مثلا ۴۰ درصد کل توکن‌ها) را تهیه کند که با توجه به اصل عرضه و تقاضا چنین کاری بسیار مشکل است. همچنین با وقوع حمله احتمالاً قیمت آن توکن‌ها سقوط خواهد کرد و در حقیقت اولین فردی که ضرر می‌کند خود مهاجم است.

پییِرکوین (Peercoin) اولین ارز دیجیتالی بود که مدل اجماع اثبات سهام را در مقیاسی کامل اجرا کرد و اکنون پولکادات، ایاس، تزوس، کاردانو و ده‌ها ارز دیجیتال بزرگ دیگر از اثبات سهام یا شکل تغییریافته آن استفاده می‌کنند. اتریوم بزرگ‌ترین ارز دیجیتالی است که تصمیم دارد از اثبات کار به اثبات سهام کوچ کند.

اثبات سهام با مصرف کمتر انرژی، آسیب کمتری به محیط زیست وارد می‌کند. این نکته در مقایسه با الگوریتم اجماع اثبات کار (PoW) که در بیت کوین به کار گرفته می‌شود، بسیار حائز اهمیت است؛ زیرا اثبات کار نیازمند صرف انرژی قابل‌توجهی است. علاوه بر این، اثبات سهام شبکه را مقیاس‌پذیرتر هم می‌کند و در زنجیره‌های مبتنی بر این الگوریتم شاهد تراکنش‌های ارزان‌تر و سریع‌تری خواهیم بود.

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 تأیید صلاحیت کنند و در صورت تأیید، بلاک جدید را به بلاک چین اضافه کنند.

مزایای اثبات سهام

اثبات سهام از دو جنبه می‌تواند مفید باشد:

• برای شبکه
• برای اعتبارسنج‌ها

مزایا برای شبکه

چندین مؤلفه جذاب در طراحی اثبات سهام وجود دارد. از آنجا که پاداش و مشوق‌های مالی در قالب توکن بومی ارائه می‌شوند، اثبات سهام فرایند دشوار محاسباتی اثبات کار را که بیشتر به قرعه‌کشی شبیه بود، دور می‌زند و با این کار انرژی گزافی را که صَرف رسیدن به اجماع در الگوریتم اثبات کار می‌شد، حذف می‌کند. این امر چندین پیامد مهم برای عملکرد و امنیت شبکه به همراه دارد.

عملکرد

از لحاظ 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 (تأییدیه) 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.

اول اینکه، 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 دوم 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.

مزایا برای دارندگان ارز دیجیتال

امروزه، روش‌های مختلفی برای کسب درآمد از طریق سهام‌گذاری وجود دارد. این روش‌ها بستگی به بلاک چینی دارد که استفاده می‌کنید. پیش از مشارکت در هر پروتکل، حتماً اطلاعات کافی در مورد آن کسب کنید.

پاداش برای نگهداری

کاربران می‌توانند فقط با نگهداری کوین‌ها در کیف پول خود برای مدت زمانی مشخص، پاداش دریافت کنند و به هیچ اقدام خاصی برای سهام‌گذاری این کوین‌ها احتیاج نیست. این پاداش مبتنی بر تعداد کوین‌های نگهداری‌شده در کیف پول آنها و (اغلب) میزان زمانی است که این کوین‌ها را نگهداری می‌کنند. دریافت این پاداش به دو صورت است: یا خود پروتکل به‌صورت خودکار پاداش را پرداخت می‌کند یا خود کاربر می‌تواند این کار را انجام دهد.

پاداش برای مشارکت یا نمایندگی

کاربر می‌تواند بخشی از سهام خود را برای تأمین امنیت شبکه به یک اعتبارسنج بدهد و اعتبارسنج به نمایندگی از کاربر در شبکه مشارکت کند. خود اعتبارسنج پاداش این کار را پرداخت می‌کند؛ درواقع، اعتبارسنج بخشی از سود خود را که از کوین‌های نمایندگی‌شده به دست آورده است به کاربر می‌دهد.

دریافت این نوع پاداش نیز می‌تواند به‌صورت خودکار و مبتنی بر پروتکل باشد یا به اراده و اختیار اعتبارسنج انجام شود.

معایب اثبات سهام

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. به همین ترتیب، دریافت و انباشت سود بیشتر توسط سرمایه‌داران اصلی، می‌تواند قدرت بیشتری در اختیار اعتبارسنج‌های ثروتمندتر بگذارد و این امر ممکن است تهدیدی برای غیرمتمرکزبودن فرایند اعتبارسنجی در شبکه باشد.

درآمد اثبات سهام به‌طور میانگین چیزی بین ۶ الی ۱۰ درصد در سال است و این یعنی افرادی که در یک ارز دیجیتال سرمایه‌گذاری بلندمدت انجام می‌دهند، می‌توانند به درآمد اثبات سهام هم امیدوار باشند. با این حال، این درآمد نسبت به ماینینگ به‌طور کلی پایین‌تر است و باعث بروز انتقادات از این الگوریتم شده است.

اثبات سهام به استاندارد جدید تبدیل خواهد شد؟

طی چند سال گذشته، الگوریتم اجماع اثبات سهام جایگاه ویژه‌ای در میان آن دسته از بلاک چین‌های عمومی پیدا کرده است که به‌دنبال بهبود عملکرد زیربنایی شبکه بیت کوین هستند. چنین بلاک چین‌هایی می‌توانند از اپلیکیشن‌ها و تراکنش‌های بیشتری در یک بازه زمانی مشخص پشتیبانی کنند. علاوه بر این، ابتکارهای نوآورانه‌ای که اثبات سهام به همراه داشته است، از جمله اثبات سهام ضمانت‌دار (bonded PoS)، اثبات سهام نمایندگی‌شده (delegated PoS) و سایر انواع راهکارها برای پاسخگویی به نیازهای خاصی از شبکه ایجاد شده‌اند.

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.

علاوه بر این، اثبات سهام، در مقایسه با بلاک چین‌های مبتنی بر اثبات کار مانند بیت کوین، به اعتبارسنج‌ها و اپراتورهای نود شبکه فرصت بیشتری برای مشارکت در فرایند اجماع می‌دهد. موانع کمتر برای ورود به فرایندی که فقط به داشتن تعداد مشخصی توکن احتیاج دارد، برای کاربرانی جذاب است که نمی‌خواهند در هزینه‌های سنگین سخت‌افزارهای ای‌سیک (ASIC) استخراج بیت کوین غرق شوند.

در مجموع، در فضای ارزهای دیجیتال که به‌سرعت در حال تکامل است، الگوریتم اثبات سهام نیز هر روز جایگاه ویژه‌تری پیدا می‌کند. البته، پایداری طولانی‌مدت آن در میان بلاک چین‌های عمومی هنوز به‌طور قطعی آزمایش نشده است؛ اما بسیاری از متخصصان، شرکت‌کنندگان و ناظران صنعت ارزهای دیجیتال از این الگوریتم دفاع و پشتیبانی می‌کنند.

جمع‌بندی

اثبات سهام یک الگوریتم اجماع است که در بلاک چین برخی از ارزهای دیجیتال مانند ایاس و کاردانو مورداستفاده قرار گرفته است، اتریوم نیز در حال گذار از مراحلی است که در نهایت به‌ پیاده‌سازی سازوکار اثبات سهام منجر خواهد شد.

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.

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.

اثبات سهام (POS) در ارزهای دیجیتال چیست؟

اثبات سهام که در زبان اصلی با اصطلاح Proof of Stake معرفی می ‌شود، یک روش امنیتی در شبکه ‌های بلاک چین است. Proof of Stake یا به ‌اختصار POS روش مؤثر برای درآمدزایی در شبکه بلاک چین می ‌باشد. در واقع شبکه برای اعتبار زایی و در عین ‌حال ارتقاء جایگاه ایمنی از فعالان فضای شبکه استفاده می ‌کند. در عین ‌حال برای این فرایند در قبال تامین امنیت شبکه از طریق نگهداری ارزهای دیجیتال پاداشی را در نظر می ‌گیرد.

اثبات سهام چیست؟

به ‌طور کلی شما می ‌توانید از دو روش به ارز دیجیتال دسترسی داشته باشید. روش اول را همه می‌ شناسیم. روشی که با عنوان ماینینگ معرفی می ‌شود و به‌ طور کلی در مورد استخراج ارزهای دیجیتالی فعالیت می‌ کند. این روش نیاز به ماینر و صرف انرژی و زمان زیادی دارد. اما روش دوم تکنیک اثبات سهام یا همان POS است. در این روش افراد می ‌توانند ارز دیجیتالی اصلی در بدنه شبکه بلاک چین را خریداری کنند و این ارز را به ‌عنوان اعتبار در اختیار شبکه قرار بدهند. به ‌این ‌ترتیب شبکه جایگاه مالی قدرتمندتری پیدا می ‌کند. در قبال این سرمایه ‌گذاری شبکه بلاک چین نیز با توجه به مدت پس ‌انداز ارز دیجیتالی در اختیار شبکه برای صاحبان پس ‌انداز، پاداشی از نوع ارز دیجیتالی در نظر می ‌گیرد. حالا بدون آنکه تلاشی برای استخراج سخت ارز دیجیتالی کرده باشید، تنها با تکیه بر روش اثبات سهام به ارز دیجیتالی جدید آن هم به شکل پاداش از طرف شبکه دست پیدا می‌کنید.

نحوه عملکرد اثبات سهم:

الگوریتم اثبات سهم از یک فرآیند گزینش شبه تصادفی برای انتخاب یک نود استفاده می‌کند. این نود به‌عنوان اعتباردهنده بلاک بعدی به کار می‌رود و بر مبنای مجموعه‌ای از فاکتورها ازجمله عمر استیکینگ، randomization و میزان سرمایه نود انتخاب می‌شود.

باید به یاد داشت که در سیستم‌های اثبات سهم، بلاک‌ها به‌جای اینکه استخراج شوند، «تولید می‌شوند». رمزارزهایی که از اثبات سهم استفاده می‌کنند اغلب با فروش کوین‌های از پیش استخراج‌شده فرآیند را آغاز می‌کنند یا با الگوریتم اثبات کار راه‌اندازی می‌شوند و بعداً به اثبات سهم تبدیل می‌شوند.

اثبات سهم از چه کارمزدی استفاده می کند؟

باوجوداینکه در سیستم‌های مبتنی بر اثبات کار، رمز ارز‌های زیادی به‌عنوان پاداش برای ماینرها تولید می‌شوند، سیستم اثبات سهم معمولاً از کارمزد تراکنش‌ها به‌عنوان پاداش استفاده می‌کند.

کاربرانی که تمایل به مشارکت در فرآیند تولید (forging) را دارند، باید مقدار مشخصی کوین را به‌عنوان استیک خود در شبکه قفل کنند. اندازه استیک تعیین‌کننده فرصت‌هایی است که به انتخاب نود به‌عنوان اعتباردهنده بعدی برای تولید بلاک منجر می‌شوند. هر چه استیک بزرگ‌تر، فرصت‌ها بیشتر. به‌منظور ممانعت از انتخاب انحصاری نودهای ثروتمند در شبکه، روش‌های منحصربه‌فرد بیشتری در فرآیند انتخاب به کار می‌روند. «انتخاب تصادفی بلاک» و «انتخاب سن کوین» دو روش معمول مورداستفاده هستند.

در روش اول اعتباردهندگان را می‌توان با جستجوی نود همراه با ترکیبی از کمترین مقادیر هش و بالاترین استیک انتخاب کرد. ازآنجایی‌که اندازه استیک‌ها عمومی هستند، معمولاً تنها نودهای دیگر می‌توانند forger بعدی را پیش‌بینی کنند.

روش انتخاب عمر کوین، نودها را بر اساس مدت‌زمانی که توکن های آن‌ها استیک شده‌اند، انتخاب می‌کند. عمر کوین عمر کوین را می‌توان از حاصل‌ضرب تعداد روزهایی که کوین‌ها به‌عنوان استیک نگهداری شده‌اند در تعداد کوین‌های استیک شده به دست آورد. زمانی که یک نود بلاکی را تولید می‌کند، عمر کوین‌ها مجدداً به صفر بازمی‌گردد و برای تولید بلاک بعدی باید مدت‌زمان معینی را صبر کنند که این کار مانع تسلط نودهای با استیک بالا بر بلاک چین می‌شود.

هر رمز ارز که از الگوریتم اثبات سهم استفاده می‌کند ترکیبی از مجموعه قوانین و روش های مخصوص به خود را دارد که برای آن‌ها و کاربران به نظر مناسب می‌رسد.

زمانی که یک نود برای تولید بلاک بعدی انتخاب می‌شود، اعتبار تراکنش‌ها را بررسی می‌کند، بلاک را تأیید می‌کند و آن را به بلاک چین اضافه می‌کند. در ادامه نود کارمزد تراکنش‌هایی را که به بلاک مربوط می‌شوند به‌عنوان پاداش دریافت می‌کند.

اگر یک نود تمایلی به forger بودن نداشته باشد، استیک او همراه با پاداش‌های به‌دست‌آمده پس از دوره مشخص زمانی منتشر خواهد شد و به شبکه زمان لازم برای تأیید عدم وجود بلاک‌های جعلی اضافه‌شده به بلاک چین توسط نود را می‌دهد.

آیا اثبات سهام (POS) ساز و کاری منطقی دارد؟

اصولاً اثبات سهام ارز دیجیتال در نگاه اول یک جریان مالی گنگ و گمراه ‌کننده است.

چرا شبکه بلاکچین در قبال اعتبار سنجی ها پاداش در نظر می گیرد؟

بگذارید ماجرا را از یک منظر ساده ‌تر نگاه کنیم. قاعدتاً همه شما با سیستم‌ های کلاسیک بانک ‌داری آشنا هستید. همه می ‌دانیم که بانک ‌ها خود مولد اصلی پول هستند. با این ‌وجود چرا آنها علاقه به پس‌ انداز ما در داخل بانک دارند؟ مثلاً چرا در قبال پس‌ انداز ما سود پرداخت می ‌کنند؟

چرا بانک ها سود پرداخت می کنند؟

بانک ‌ها مولد پول هستند. اما نمی ‌توانند بی ‌حساب و کتاب پول تولید کنند. میزان نقدینگی در کل اقتصاد مولد آن بانک مقدار ثابتی است. طبعا با توجه به بزرگی بازار در طول هر سال نیاز به افزایش مقدار مشخصی نقدینگی داریم که این مقدار را بانک‌ ها در قامت مقدار پول جدید تولید می ‌کنند. اما مقدار این پول جدید محدود است و نباید باعث کاهش ارزش پول بشود. پس در کل، پول مقدار محدودی دارد که تنها بخشی از آن در اختیار بانک ‌ها می ‌باشد. بخش بزرگی از پول نیز در اختیار مردم است. اما بانک ‌ها به این پول نیاز دارند. اعتبار بانک ‌ها در افزایش جریان مالی آنها است. برای همین است که آنها در به ‌در به ‌دنبال سرمایه مردم هستند و همواره با تخصیص سود سعی در جذب پول بیشتری دارند.

stake ارز دیجیتال

در داخل شبکه بلاک چین نیز همین ساز و کار ساده حاکم است. ارزش ارزهای دیجیتالی در محدود بودن آنها است. مدیران ارزهای دیجیتالی می‌ دانند که تولید افسارگسیخته ارز جدید باعث افت قیمت می ‌شود. لذا برای آنکه ارزش ارز دیجیتالی را همچنان بالا نگه دارند، میزان تولید آن را محدود می ‌کنند. اما اعتبار بلاک چین به داشتن ارز دیجیتال است. ارز دیجیتالی که حالا به نوعی خارج از دایره مدیریت آنها قرار دارد.

امنیت اثبات سهام به چه صورتی تامین می شود؟

استیک به‌عنوان یک محرک مالی برای نود forger عمل می‌کند تا تراکنش‌های جعلی را ایجاد یا اعتبار گذاری نکنند. اگر شبکه تراکنشی جعلی را بیابد، نود forger بخشی از استیک و حق خود برای مشارکت به‌عنوان forger در آینده را از دست می‌دهد؛ بنابراین تا زمانی که میزان استیک از پاداش بیشتر باشد، اعتباردهنده کوین‌های بیشتری نسبت به زمانی که با سعی در تقلب به دست خواهد آورد، از دست می‌دهد.

به‌منظور کنترل مؤثر شبکه و تأیید تراکنش‌های جعلی، نود باید استیک بالایی در شبکه داشته باشد که به آن حمله 51% می‌گویند. با توجه به ارزش رمز ارز، شرایط گفته‌شده عملی نیستند زیرا برای کنترل بر شبکه باید 51% سرمایه در گردش را در اختیار داشته باشید.

مزیت الگوریتم اثبات سهام چیست؟

مزیت اصلی الگوریتم اثبات سهم بهینه‌سازی انرژی و امنیت است. کاربران بسیاری ترغیب به راه‌اندازی نودها هستند زیرا کاری آسان و به‌صرفه است. این موضوع همراه با فرآیند تصادفی سازی سبب غیرمتمرکزسازی بیشتر شبکه می‌شود، زیرا استخرهای mining دیگر نیازی به استخراج بلاک‌ها ندارند؛ و ازآنجایی‌که نیاز چندانی به انتشار کوین‌های جدید به‌عنوان پاداش نیست، این کار به ثبات بیشتر قیمت کوین کمک می‌کند.

باید به خاطر داشت که صنعت رمزارزها به‌سرعت در حال تغییر و تحول است و الگوریتم‌ها و روش‌های مختلف دیگری نیز از طریق آن توسعه‌یافته یا مورد آزمایش قرار گرفتند.

الگوریتم اثبات سهام یا Proof Of Stake چیست؟ (بررسی مزایا و معایب POS)

الگوریتم اثبات سهام چیست و چه کاربردی در ارزهای دیجیتال دارد؟ در این بخش از سلسله مقالات صرافی ارز دیجیتال ایران بایننس میخوایم به یکی از مفاهیم پایه ای مهم در دنیای ارزهای دیجیتال بپردازیم. اثبات سهام یا Proof Of Stake یکی از انواع روش های تامین امنیت در شبکه های بلاک چینی است. در استخراج به روش POS همه ی افراد میتونن در تایید تراکنش ها و ایجاد بلاک های جدید نقش داشته باشن؛ برای اینکار کافیه که فرد مقداری از ارز دیجیتال اصلی اون بلاک چین رو خریداری کنه و اون ها رو تو شبکه قفل کنه. به این ترتیب با Stake ارز دیجیتال امکان کسب درآمد و مشارکت در امنیت شبکه امکان پذیره.

طبق اثبات کار سرمایه گذار بر اساس میزان رمز ارزهایی که داره و مدت زمان قفل کردن اون ها، از بلاک چین پاداش دریافت میکنه. در این مقاله قصد داریم که شما رو با این نوع الگوریتم تایید تراکنش ها در بازار ارزهای دیجیتال آشنا کنیم. در ادامه ی همین مطلب در مورد مزایا و معایب اثبات سهام صحبت خواهیم کرد. همچنین برای درک بهتر مزیت های این الگوریتم، اثبات سهام و اثبات کار را با هم مقایسه میکنیم.

الگوریتم اجماع چیست؟

اثبات سهام یا Proof Of Stake که به اختصار POS هم نامیده میشه، یکی از انواع الگوریتم های ارز دیجیتال هست که در شبکه های بلاک چینی کاربرد داره. برای اینکه بتونیم این نوع الگوریتم اجماع (Consensus) در ارزهای دیجیتال رو بهتون معرفی کنیم، باید در ابتدا توضیح مختصری رو در مورد الگوریتم اجماع بدیم. به همین دلیل بهتره که قبل از اینکه بگیم الگوریتم اثبات سهام چیست؟ تعریفی کلی از Consensus ها به شما ارائه دهیم.

در پاسخ به سوال الگوریتم اجماع چیست؟ باید بگیم که یکی از روش های مشارکت در شبکه های غیر متمرکز هستش که بر اساس اون اعضای شبکه برای انجام تراکنش ها و تایید بلاک ها با هم به یک اجماع میرسن. در یک شبکه ی غیر متمرکز بلاک چینی مثل بیت کوین همه میتونن در کنترل شبکه سهیم باشن و به نوعی مالک اون حساب میشن. اصلی ترین مسئله در چنین شبکه هایی امنیت میباشد. حالا باید از کجا مطمئن باشیم که چنین سیستمی بدون نقص کار میکنه؟ اگه فردی تصمیم بگیره که تو شبکه خرابکاری کنه، چه اتفاقی میفته؟ اصلا چه تضمینی وجود داره که فرد دیگه ای ارزهای دیجیتال شما رو به سرقت نبره؟

همه ی این نگرانی ها و احتمالات به لطف استفاده از الگوریتم اجماع از بین میرن. الگوریتم اجماع شامل مجموعه ای از قوانین و شرایط هاست که برای صحت فرآیند تراکنش های اون شبکه تعیین شدن. برای مثال در شبکه بیت کوین از الگوریتم اجماع اثبات کار (POW) استفاده شده که یکی از متداول ترین انواع الگوریتم های ارز دیجیتال میباشد. طبق این الگوریتم هر شخصی که بخواد در روند تولید بلاک ها شرکت داشته باشه، قدرت پردازشی خودش رو در اختیار شبکه قرار میده. به این افراد اعتبارسنج یا ماینر (Miner) گفته میشه که در ازای کاری که انجام میدن، پاداشی به اون ها داده میشه. به این ترتیب اگه فردی بخواد شبکه بیت کوین رو دستکاری کنه، باید بیشتر از نصف قدرت پردازش را در دست بگیره که این کار عملا غیر ممکن است و هیچ گونه توجیهی ندارد. برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه توصیه می کنیم که مقاله استخراج بیت کوین چیست ما رو مطالعه نمایید.

توضیحی که در این قسمت در مورد الگوریتم اجماع اثبات کار ارائه دادیم، بسیار مختصر و کلی هستش؛ اما مقاله ای کاملا تخصصی در مورد اینکه اثبات کار چیست؟ نوشته ایم که پیشنهاد میکنیم برای آشنایی بیشتر با این الگوریتم، آن را مطلعه کنید.

الگوریتم POS چیست؟

الگوریتم اجماع دیگه ای هم برای تایید بلاک ها وجود داره که بهش اثبات سهام یا Proof Of Stake گفته میشه. بعضی از افراد به این روش، استخراج به روش POS میگن؛ اما در اثبات سهام نحوه تایید تراکنش ها کاملا متفاوت هستش. طبق این الگوریتم اعتبارسنج هایی که میخوان در تولید بلاک ها و تایید تراکنش ها شرکت کنن، باید توکن های بومی اون شبکه رو خریداری کرده باشن. هر سرمایه گذاری میتونه با اختصاص دادن توکن هایی که داره به شبکه، پاداش بگیره. به این کار اصطلاحا سهام گذاری یا Stake ارز دیجیتال گفته میشه.

در سهام گذاری با قفل کردن دارایی ها در بلاک چین، تایید و ساخت بلاک های جدید امکان پذیر میشه. اعتبارسنج ها تو چنین شبکه هایی با توجه به میزان دارایی سهام گذاری شده ای که دارن و مدت زمان استیک ارزهاشون، پاداشی رو از شبکه دریافت میکنن. همچنین این پاداش بر اساس بازده سرمایه گذاری (ROI) هستش و برای تشویق نود ها (Node) یا اعتبارسنج ها به اون ها اختصاص پیدا میکنه. به این ترتیب فرآیند اعتبارسنجی هیچ وقت متوقف نمیشه.

به لطف استفاده از الگوریتم اجماع سهام، اگه کسی بخواد به شبکه حمله و یا در اون خرابکاری کنه، باید بخش عمده ی توکن های اون شبکه (مثلا حدود 40 درصد از کل توکن ها) رو خریداری کرده باشه؛ این کار با توجه به اصل عرضه و تقاضا امکان پذیر نیست. علاوه بر آن در صورتی که چنین اتفاقی رخ بده و شبکه مورد حمله قرار بگیره، قیمت توکن اون به شدت افت میکنه. به همین خاطر کسی که بیشترین ضرر رو متحمل میشه، فرد مهاجم و خرابکار هستش. برای اولین بار رمز ارزی به نام پییِر کوین (Peercoin) از الگوریتم اجماع اثبات سهام استفاده کرد. در حال حضر نیز بلاک چین های معروف و معتبری مثل پولکادات (DOT)، ایاس (EOS)، تزوس (XTZ)، کاردانو (ADA) و. . . از این مدل برای تایید تراکنش هاشون استفاده میکنن. همچنین ارز دیجیتال اتریوم و بلاک چین اون هم، الگوریتم اجماع خودش رو از POW به POS تغییر داده.

مزایای الگوریتم اثبات سهام

حالا که با اثبات سهام آشنا شدین و دونستین که Proof Of Stake چیست و چطور کار میکنه؟ بهتره که مزیت ها و معایبی که این روش تایید بلاک ها در بلاک چین داره رو با هم بررسی کنیم. برای اینکار در ابتدا مزایای اثبات سهام رو براتون عنوان میکنیم:

• مصرف انرژی پایین:

یکی از مهمترین تفاوت هایی که بین الگوریتم اثبات سهام و اثبات کار وجود داره، مربوط به میزان انرژی هستش که تو این پروتکل ها مورد استفاده قرار میگیره. دلیل اصلی اختلافی که بین این دو نوع الگوریتم وجود داره، مربوط به الگوریتم هاییه که به شکل اتوماتیک در اثبات سهان وجود داره.

• عملکرد بهتر:

عملکرد بلاک چین هایی که از الگوریتم اثبات سهام برای تایید تراکنش هاشون استفاده میکنن، بسیار بهتر از سایر پروژه ها هستش. اما دلیل این عملکرد بهتر در الگوریتم اجماع Proof Of Stake چیست؟ این موضوع رو میتونیم اینطور عنوان کنیم که در اثبات سهام ایجاد بلاک و اعتبار سنجی بلاک ها توسط نود های شبکه، با سرعت بیشتری انجام میشه. همچنین این نوع شبکه ها از نظر تعداد تراکنش های درون زنجیره ای و انتقال دارایی عملکرد بسیار بهتری رو دارن.

• غیر ممکن شدن هک و یا حمله 51 درصدی:

همونطور که قبل هم اشاره کردیم، برای اینکه فردی بتونه با استفاده از حمله 51 درصدی تو شبکه خرابکاری کنه، باید مقدار زیادی از رمز ارزهای مربوط به اون بلاک چین رو خریداری کنه. اینکار علاوه بر هزینه ی بسیار زیادی که داره، باعث ایجاد تقاضای کاذب در بازار میشه و قیمت ارز دیجیتال مورد نظر به طور غیر منطقی و مصنوعی افزایش پیدا میکنه. از طرف دیگه با خرابکاری در بلاک چین، به احتمال زیاد قیمت اون رمز ارز سقوط میکنه که میتونه ضرر های جبران ناپذیری رو به فرد خرابکار وارد کنه. به همین دلیل هستش که میگین امکان انجام چنین خرابکاری هایی در شبکه های دارای الگوریتم اثبات سهام وجود نداره.

• امنیت:

از نظر امنیت اعتبار سنج های شبکه به دو دلیل اساسی در ایجاد بلاک ها و تایید تراکنش ها مشارکت دارن، که در ادامه این علت ها رو براتون عنوان میکنیم:

1. دلیل اول اینه که اعتبارسنج ها کنترل بخش قابل توجهی از توکن های شبکه رو به خودش اختصاص دادن که تو شبکه قفل شدن. همچنین پاداش قابل توجهی به این افراد داده میشه. به این ترتیب افراد تشویق میشن که برای امنیت شبکه نسبت به Stake ارز دیجیتال هایی که دارن، اقدام کنن. در غیر این صورت امنیت شبکه ضعیف میشه که تاثیر منفی رو روی قیمت اون توکن میذاره.

2. دلیل دوم هم ساز و کار قفل کردن ارزها تو شبکه هستش. طبق قوانینی که در شبکه وجود داره، اگه یکی از اعتبارسنج ها یا نود ها قصد خرابکاری یا فعالیت های غیر قانونی رو داشته باشه، یا بخواد با ساخت بلاک های جعلی تراکنش های شبکه رو دستکاری کنه، توکن هایی که در شبکه قفل کرده رو از دست میده. به این کار اصطلاحا اِسلَش (Slash) گفته میشه. البته توجه داشته باشین که ساز و کار اسلش در همه بلاک چین ها وجود نداره.

• هزینه کمتر نسبت به الگوریتم اثبات کار:

در الگوریتم اثبات کار، فرد باید دستگاه های استخراج قدرتمندی رو تهیه کنه که معمولا قیمت بالایی رو دارن و به مرور زمان و با افزایش سختی شبکه، قدرت و کاراییشون رو از دست میدن. همچنین برای نگهداری این دستگاه ها به فضایی مجهز و خنک نیاز خواهید داشت. فراهم کردن چنین شرایطی برای همه امکان پذیر نیست. این در حالیه که شما برای شرکت تو اثبات سهام فقط به ارز دیجیتال اون شبکه نیاز دارین.

معایب الگوریتم اثبات سهام

Proof Of Stake ایراداتی رو هم داره که تو این بخش از مقاله POS چیست؟ به اون ها میپردازیم و بزرگترین مشکلات این نوع الگوریتم اجماع ارزهای دیجیتال رو توضیح میدیم:

• نوسانات قیمت ارز دیجیتال:

بزرگترین ایرادی که به این نوع سیستم ها وارد هستش، تغییر قیمت ارز دیجیتال شماست. همونطور که میدونین دنیای رمز ارزها پر از نوسانات قیمتی است و ممکنه تو مدت کوتاهی دارایی های شما بیش از 80 درصد افت و ریزش رو تجربه کنن. به همین دلیل قبل از اینکه بخواهید وارد حوزه استیک و سهام گذاری ارز دیجیتال شوید، بهتر است که ریسک ها و خطرات آن مطالعه کنید.

• پاداش متغییر:

یکی از عواملی که برای تعیین میزان پاداش پرداختی به کاربر های شبکه بهش توجه میشه، میزان دارایی های قفل شده در شبکه است. هر چقدر افراد بیشتر و ارزهای دیجیتال بیشتری تو سهام گذاری شبکه شرکت داشته باشن، میزان پاداش مربوط به این فرآیند هم کاهش پیدا میکنه. برای همین موقع انجام محاسباتتون باید این نوع تغییرات غیر منتظره تو شبکه و سودتون رو هم در نظر بگیرین.

• تاثیر دارایی بر میزان سود دریافتی:

یکی دیگه از ایراداتی که میتونیم از شبکه های دارای الگوریتم اجماع POS بگیریم، اینه که این سیستم بر مبنای دارایی و مطابق با میزان رمز ارزهای افراد سرمایه گذار در شبکه کار میکنه. به عبارت ساده تر تو این سیستم هر چقدر که فرد دارایی بیشتری رو داشته باشه، سود و پاداش بیشتری رو هم دریافت میکنه؛ که این موضوع بزرگترین ایراد الگوریتم اجماع اثبات سهام هستش. این موضوع در بلند مدت باعث انباشت و اختصاص ثروت و قدرت شبکه در دست یه عده خاص میشه، که در نهایت ممکنه به تهدیدی برای امنیت شبکه تبدیل بشه. همچنین این مسئله میتونه غیر متمرکز بودن شبکه و فرآیند اعتبارسنجی بلاک ها رو با مشکل مواجهه کنه.

استاندارد جدید دنیای رمز ارزها: اثبات سهام (Proof Of Stake)

بعد از اینکه در این مقاله به سوال الگوریتم اثبات سهام چیست؟ پاسخ دادیم و مزیت ها و ایرادات این نوع اعتبار سنجی را بررسی کردیم، باید جوابی برای یک سوال اساسی پیدا کنیم. آیا الگوریتم اثبات سهام میتواند به یک استاندارد در بازار ارزهای دیجیتال تبدیل شود؟

در اوایل دورانی که بازار ارزهای دیجیتال بوجود اومده بود و تنوع رمز ارز ها بسیار پایین بود، بیشتر پروژه ها از الگوریتم اجماع اثبات کار یا POW برای پردازش تراکنش هاشون استفاده میکردن. اما این روز ها با توجه به اهمیت و جایگاهی که ارزهای دیجیتال دارن و افزایش محبوبیت و مقبولیت این نوع دارایی ها، Proof Of Work پاسخگوی نیاز شبکه های بلاک چینی نیست. در حال حاضر سرعت و مقیاس پذیری بالا مهمترین نیاز های یک شبکه بلاک چینی هستن که اثبات کار توانایی فراهم کردن اون رو نداره.

به همین خاطره که تو چند سال گذشته، الگوریتم اجماع سهام تونسته محبوبیت بیشتری رو پیدا کنه و جایگاه ویژه ای رو بین بلاک چین های عمومی بدست بیاره. در این سیستم نحوه ی تایید و پردازش بلاک ها به شکل بنیادین تغییر کرده و بسیار بهینه تر و سریعتر از POW شده. در چنین بلاک چین هایی میتوان اپلیکیشن ها و تراکنش های بیشتری را به شکل همزمان در پردازش کرد. این در حالیه که تعداد تراکنش های انجام شده در یک بازه زمانی در شبکه هایی که از الگوریتم اثبات کار استفاده میکنن، بسیار محدود و پایینه.

یکی دیگر از عواملی که باعث شده، POS رو به عنوان استاندارد آینده شبکه های بلاک چینی بدونیم، ابتکار های نوآورانه این شبکه است که به شکل اختصاصی برای اون ها طراحی شده. از جمله این نوآوری ها میتونیم به اثبات سهام ضمانت‌دار(bonded PoS) ، اثبات سهام نمایندگی شده (delegated PoS) و. . . اشاره کنیم. هر کدام از این روش ها دارای ویژگی ها و مزیت هایی هستن که برای پاسخگویی به نیاز های خاص شبکه های مختلف طراحی شدن.

در حال حاضر اتریوم (Ethereum) که پلتفرمی برای اجرا و طراحی قرارداد های هوشمند (Smart Contract) هستش، معروف ترین پلتفرمیه که برای پردازش تراکنش هاش از الگوریتم اجماع اثبات سهام استفاده میکنه. البته این شبکه در ابتدا از الگوریتم اثبات کار استفاده میکرد که قبلا مقاله ای را هم با عنوان استخراج اتریوم نوشتیم. ولی به خاطر مسائلی مثل مقیاس پذیری، هزینه ی بالای تراکنش ها، سرعت کم پردازش اطلاعات و. . .، الگوریتم اجماع آن به اثبات سهام تغییر پیدا کرد.

شبکه های دیگه ای هم وجود دارن که بر اساس الگوریتم POS فعالیت میکنن، برای مثال شبکه بلاک چین تعامل‌پذیر کازماس (Cosmos) یکی از این شبکه هاست. این شبکه ی بلاک چینی به عنوان ولین نمونه از پیاده‌سازی اثبات سهام در مقیاس کامل هستش که از ابتدای فعالیتش هم، از همین نوع الگوریتم استفاده میکنه. ارز دیجیتال کاردانو (Cardano) هم از رمز ارزهای دیگه ایه که برای پردازش تراکنش هاش از این نوع الگوریتم استفاده میکنه. اثبات سهام کاردانو و سهام گذاری این رمز ارز یکی از محبوبترین استیک ها هستش.

نکته دیگه ای که لازم میدونیم بهش اشاره کنیم، اینه که تو اثبات سهام، در مقایسه با بلاک چین‌هایی که از اثبات کار استفاده میکنن مثل بیت کوین، اعتبارسنج‌ها و اپراتورهای نود زمان و فرصت بیشتری رو برای شرکت تو فرآیند اجماع دارن. از طرف دیگر، با توجه به اینکه تو این نوع الگوریتم، نیازی به خرید و صرف هزینه های سنگین برای دستگاه های استخراج (ASIC) و کارت گرافیک نیست؛ این نوع استخراج برای کاربران جذاب تر هستش.

در کل میتونیم بگیم که فضای ارزهای دیجیتال به سرعت داره تکامل پیدا میکنه. شاید تا چند سال دیگه هیچ کدوم از تکنولوژی های این حوزه به اندازه ی امروز کاربرد نداشته باشن و به نوعی منسوخ بشن. در حال حاضر الگوریتم اثبات سهام، جایگاه ویژه ای رو بین کاربر های این حوزه داره. همچنین بیشتر متخصص ها، کاربر ها، فعالان و ناظر های این حوزه نسبت به این الگوریتم امیدوار هستن و تمام قد از اون حمایت و پشتیبانی میکنن.

تو این مقاله در مورد یکی از انواع الگوریتم های ارز دیجیتال که محبوبیت بسیار زیادی رو داره، صحبت کردیم و اطلاعات جامع و کاملی رو در مورد اون بهتون دادیم. امیدواریم که این مطلب تونسته باشه که شما رو با الگوریتم اثبات سهام آشنا کنه. همچنین در مقاله الگوریتم اثبات سهام چیست؟ شما رو با مزیت ها و ایراداتی که این روش داره، آشنا کردیم. توجه داشته باشین که برای سهام گذاری ارزهای دیجیتال در ابتدا باید مقداری از رمز ارز بومی آن شبکه رو خریداری کنین که اینکار با کمک صرافی ارز دیجیتال ایران بایننس امکان پذیر هستش.