تیم CoinMarketCap در این مقاله به بررسی عملکرد بلاک چین‌های مکانیسم اجماع اثبات سهام (PoS) و مکانیسم اجماع اثبات سهام نیابتی (dPoS) می‌پردازد و تفاوت سیستم‌های هر مکانیسم را تحلیل می‌کند.
- مکانیسم اجماع اثبات سهام (PoS) و مکانیسم اجماع اثبات سهام نیابتی (dPoS) محبوب‌ترین پروتکل‌های اجماع مبتنی بر استیکینگ هستند.
- اجماع تضمین می‌کند که مشارکت‌کنندگان شبکه تراکنش‌ها را بدون مقامات مرکزی تأیید می‌کنند.
- استخراج شامل تأیید تراکنش‌ها در ازای پاداش است، در حالی که الگوریتم‌های اجماع اعتبارسنجی تراکنش‌ها را امکان‌پذیر می‌کنند.
- PoS برای تبدیل شدن به یک اعتبارسنجی به دارایی‌های استیکینگ نیاز دارد و سهام‌های بالاتر شانس انتخاب را افزایش می‌دهند.
- DPoS شامل رأی‌گیری برای نمایندگانی است که تراکنش‌ها را تأیید می‌کنند و همچنین سرعت و مقیاس‌پذیری را ارائه می‌دهد.
- PoS و dPoS در ایجاد بلاک (قدرت استیکینگ در مقابل انتخابات دموکراتیک) و حکمرانی (انعطاف‌ناپذیری در مقابل انتخابات دموکراتیک) متفاوت هستند.
مکانیسم اثبات سهام Vs. مکانیسم اثبات سهام نیابتی
با توجه به تاکید روزافزون بر مقیاس‌پذیری، بلاک چین‌ها به طور فزاینده‌ای مکانیسم‌های مبتنی بر اثبات سهام را برای ایمن‌سازی شبکه‌های خود و دستیابی به اجماع انتخاب می‌کنند. این مدل به دنبال بررسی دقیق بلاک چین‌های مکانیسم اجماع اثبات کار (PoW) و میزان مصرف بالای انرژی آنها محبوب‌تر شده است.
در حالی که چندین پروتکل اجماع مبتنی بر استیکینگ وجود دارد که توسعه‌دهندگان می‌توانند از بین آنها انتخاب کنند، دو گزینه محبوب عبارتند از مکانیسم کلاسیک اجماع اثبات سهام (PoS) و مکانیسم اجماع اثبات سهام نیابتی (dPoS). ممکن است این سوال برای شما پیش بیاید که کدام یک از این دو مدل قابل اجرا هستند. این مقاله یک نمای کلی از PoS و dPoS به همراه شباهت‌ها و تفاوت‌های آنها ارائه می‌دهد.
اجماع و ماینینگ
اجماع بلاک چین چیست؟
اخلاق اصلی فناوری بلاک چین رویکرد غیرمتمرکز به حسابداری را در اولویت قرار می‌دهد. این مفهوم تضمین می‌کند که هر شرکت‌کننده یا نود یک شبکه می‌تواند به یک کپی از یک دفتر کل الکترونیکی (بلاک چین) دسترسی داشته باشد و اعتبار محتوای آن را در زمان واقعی تأیید کند.
این مدل مقامات مرکزی مانند بانک‌ها را حذف می‌کند، به طوری که شرکت‌کنندگان یا نود‌های شبکه به طور جمعی معتبر بودن داده‌های وارد شده به بلاک چین را تأیید می‌کنند. برای اینکه این کار را انجام دهند، شبکه باید ابزاری برای هماهنگ کردن تمام نسخه‌های دفتر کل که توسط تک تک اعضا نگهداری می‌شود را در خود جای دهد. تنها در این صورت می‌توان به اجماع رسید.
به عبارت دیگر، اجماع تضمین می‌کند که همه شرکت‌کنندگان شبکه موافق هستند که ورودی‌ها یا تراکنش‌های جدید دفتر کل بلاک چین، ورودی‌های قدیمی را باطل نمی‌کنند.
بر اساس این تعریف، می‌توانیم مکانیسم‌های اجماع را به عنوان پروتکل‌هایی تعریف کنیم که به مشارکت‌کنندگان شبکه اجازه می‌دهند تا تراکنش‌ها را بدون ورودی مقامات مرکزی تأیید کنند.
ماینینگ چیست؟
تا حدودی سخت است که افراد را وادار کنید تا مسئولیت ایمن‌سازی یک شبکه را بدون ایجاد سیستم پاداش به عهده بگیرند. به همین دلیل است که بلاک چین‌ها تقریباً همیشه یک اقتصاد مبتنی بر انگیزه را حول پروتکل‌های اجماع خود ترکیب می‌کنند. چنین سیستمی به کاربر عادی یک شبکه بلاک چین انگیزه می‌دهد تا تراکنش‌ها را تأیید کند. در ازای مشارکت در امنیت شبکه، اعتبارسنجی‌ها معمولاً پاداش‌هایی را دریافت می‌کنند که بر اساس ارز دیجیتال اصلی بلاک چین تعیین می‌شود.
به عبارت ساده‌تر، فرآیند تایید تراکنش‌ها برای به دست آوردن ارز دیجیتال را ماینینگ می‌گویند. شرکت‌کنندگانی که با موفقیت دسته جدیدی از تراکنش‌ها را اضافه می‌کنند، با ارزهای دیجیتال جدید و کارمزد تراکنش‌ها پرداخت می‌شوند.
انواع مختلف الگوریتم‌های اجماع
شایان ذکر است که چندین پروتکل وجود دارد که به طور ویژه برای فعال کردن اجماع بلاک چین طراحی شده‌اند. موارد زیر برخی از گزینه‌های محبوب هستند:
- اثبات کار (Proof-of-Work)
- اثبات سهام (Proof-of-Stake)
- اثبات سهام نیابتی (Delegated Proof-of-Stake)
- اثبات سهام کاندید شده (Nominated Proof-of-Stake)
- اثبات صلاحیت (Proof-of-Authority)
- اثبات زمان (Proof-of-Time)
- اثبات اعتبار (Proof-of-Validation)
همه مکانیسم‌های اجماع فوق دارای ویژگی مشابهی هستند،، زیرا به دنبال فعال کردن یک سیستم تأیید تراکنش هستند که توسط شرکت‌کنندگان یک شبکه اداره می‌شود. با این حال، چیزی که آنها را متمایز می‌کند، روشی است که آنها برای ایجاد اجماع و انتخاب اعتباردهندگان پیش می‌روند. به عنوان مثال، مکانیسم اثبات کار، اعتبارسنجی‌های احتمالی را ملزم می‌کند تا قدرت محاسباتی خود را به شبکه اختصاص دهند. از سوی دیگر، اثبات سهام به اعتباردهندگان بر اساس تمایل آنها برای قفل کردن مقداری از ارزهای دیجیتال در بلاک چین اجازه می‌دهد.
چرا بلاک چین به مکانیسم‌های اجماع نیاز دارد؟
همانطور که قبلا ذکر شد، پروتکل‌های اجماع سیستم‌های غیرمتمرکز را قادر می‌سازند تا داده‌های وارد شده به دفتر کل بلاک چین را تأیید کنند. آنها اطمینان می‌دهند که بلاک چین‌ها به مقامات مرکزی وابسته نیستند. درعوض، آنها اطمینان می‌دهند که مشارکت‌کنندگان شبکه، به دلیل ادغام پروتکل‌های اجماع، می‌توانند نقش‌های مهمی را در طول فرآیند اعتبارسنجی ایفا کنند.
پروتکل‌های اجماع، سیستم‌هایی را برای انتخاب تصادفی اعتبارسنجی‌های مسئول افزودن تراکنش‌های جدید به بلاک چین پیاده‌سازی و مدیریت می‌کنند. این پروتکل‌ها همچنین شرکت‌کنندگان را تشویق می‌کند تا با اهداف بلاک چین به طور کلی کار کنند. از این رو، فعالیت‌هایی که به امنیت اکوسیستم کمک می‌کنند، پاداش می‌گیرند. از سوی دیگر، برخی از پروتکل‌های اجماع، اعتبارسنجی‌کنندگان را برای خرابی‌ها یا فعالیت‌های مخرب جریمه می‌کنند.
مکانیسم اجماع اثبات سهام (PoS) چیست؟
همانطور که قبلا ذکر شد، پروتکل اثبات کار (PoW) که اولین نوع از الگوریتم اجماع است که تا کنون ایجاد شده است، به چندین نود نیاز دارد تا ماشین‌های استخراج قدرتمندی را راه‌اندازی کنند تا شانس تبدیل شدن به یک اعتبارسنجی را داشته باشند. بر اساس شاخص مصرف انرژی بیت کوین Digiconomist، میانگین تراکنش بیت کوین 704.75 کیلووات ساعت برق مصرف می‌کند – معادل نرخ مصرف برق یک خانوار متوسط در ایالات متحده برای تقریباً 24.16 روز.
و بنابراین، نیاز به جایگزین‌های کم مصرف برای PoW مکانیسم اثبات سهام را به وجود آورد. برخلاف PoW، اثبات سهام از کاربران می‌خواهد که دارایی‌های خاصی را به اشتراک بگذارند تا تعهد خود را به اعتبارسنجی شدن ثابت کنند. در اصل، اعتبارسنجی‌های بالقوه باید دارایی‌های بلاک چین را به عنوان نشانه تعهد نسبت به رفاه شبکه قفل کنند.
مکانیسم PoS به‌طور تصادفی اعتبارسنجی‌ها را از بین سهامداران انتخاب می‌کند. به این به عنوان یک سیستم انتخاب مبتنی بر قرعه کشی فکر کنید که به موجب آن برنده خوش‌شانس می‌تواند دسته‌های جدیدی از تراکنش‌ها را به بلاک چین اضافه کند. هر بار که یک بلاک جدید از تراکنش‌ها اضافه می‌شود، قرعه‌کشی دوباره شروع می‌شود تا اعتبارسنجی بعدی را انتخاب کند.
توجه داشته باشید که با افزایش تعداد کوینهای استیکینگ شده، شانس ظهور به عنوان یک اعتبارسنجی افزایش می‌یابد. به عبارت دیگر، نود‌هایی با سهام بالاتر (تعداد توکن‌های قفل‌شده در بلاک چین) شانس بیشتری برای انتخاب شدن به‌عنوان اعتبارسنجی دارند. عامل دیگری که بر روند انتخاب تأثیر می‌گذارد، مدت زمان سهام است.
علاوه بر این، اعتبارسنجی‌های موفق، کوینهای تازه مینت شده بومی شبکه PoS را به عنوان پاداش دریافت می‌کنند. این علاوه بر کارمزد تراکنش است.
یکی دیگر از جزئیات مهم در مورد PoS این است که مجازات‌هایی را برای جلوگیری از اعمال مخرب در نظر می‌گیرد. افرادی که به طور غیرمستقیم اقدام می‌کنند – اعتبارسنجی‌هایی که در انجام وظایف خود شکست می‌خورند یا تراکنش‌های نامعتبر را اضافه می‌کنند – در معرض خطر از دست دادن بخشی یا تمام وجوه استیکینگ شده خود هستند. حتی ممکن است افرادی که بدهکار هستند پس از از دست دادن سهام خود محرومیت دریافت کنند. نمونه‌ای از بلاک چین که از مکانیسم PoS استفاده می‌کند اتریوم است.
مزایا و معایب در اثبات سهام
مزایا
در زیر مزایای مکانیسم اجماع اثبات سهام آورده شده است:
- PoS در مقایسه با الگوریتم PoW از نظر مصرف انرژی بهبود قابل توجهی را ارائه می‌دهد. فرآیند اعتبارسنجی مبتنی بر سهام بلاک چین‌های PoS آنها را نسبت به شبکه‌های PoW از نظر انرژی بسیار کارآمدتر می‌کند.
- مکانیسم اجماع PoS اقتصادی را ایجاد می‌کند که اعتبارسنجی‌ها را تشویق یا جریمه می‌کند. این سیستم تا حد زیادی از وقوع تقلب و عدم تقلب از سوی اعتباردهندگان جلوگیری می‌کند.
- از آنجایی که الزامات محاسباتی برای استیکینگ به اندازه مکانیسم PoW فنی نیست، کاربران بیشتری از بلاک چین می‌توانند در فرآیند اعتبارسنجی شرکت کنند. با توجه به تعریف ما از اجماع، هرچه افراد بیشتری در حفظ امنیت شبکه مشارکت داشته باشند، بلاک چین غیرمتمرکزتر می‌شود. از این رو، در مقایسه با مکانیسم استخراج در اکوسیستم های مبتنی بر PoW، مدلی فراگیرتر است.
معایب
در زیر معایب مکانیسم اجماع اثبات سهام آورده شده است:
- الگوریتم اجماع PoS تمایل دارد فرآیند اعتبارسنجی را به شرکت‌کنندگان با ارزش خالص محدود کند، با توجه به اینکه سهامداران با سهام بالا معمولاً اولویت دارند. با این حال، برخی از راه‌حل‌ها راهی برای دور زدن این موضوع پیدا کرده‌اند. آنها پلتفرم‌هایی را راه‌اندازی کردند که در آن کاربران می‌توانند دارایی‌های خود را جمع‌آوری کرده و به اشتراک بگذارند. این راه‌حل‌ها به مشارکت‌کنندگان شبکه که معمولاً نمی‌توانند حداقل شرط مالی مورد نیاز را برآورده کنند، اجازه می‌دهند تا این کار را به صورت گروهی انجام دهند. همچنین شانس انتخاب شدن به عنوان اعتبار سنجی را افزایش می‌دهد.
- همچنین لازم به ذکر است که بلاک چین‌ها در معرض تهدیدی به نام حمله 51 درصدی هستند که معمولاً زمانی رخ می‌دهد که یک موجودیت بیش از 50 درصد از منابع شبکه را کنترل کند. در مورد بلاک چین‌های مبتنی بر اجماع اثبات سهام، حمله 51 درصدی زمانی اتفاق می‌افتد که یک نهاد مالک بیش از نیمی از کل مبلغ سهام در کل شبکه باشد. در طول چنین حملاتی، دستکاری داده‌های تاریخی بلاک چین ممکن می‌شود.
مکانیسم اجماع اثبات سهام نیابتی (dPoS) چیست؟
مکانیسم اجماع اثبات سهام نیابتی (dPoS) نوع دیگری از استیکینگ است که به سرعت و مقیاس‌پذیری محدود می‌شود. برخلاف مکانیسم کلاسیک اجماع اثبات سهام، dPoS زیرساخت‌هایی را راه‌اندازی می‌کند که سیستم اعتبارسنجی تراکنش را برای کل شبکه باز می‌کند. به نظر می‌رسد همه افراد را درگیر کند، حتی کسانی که قادر به برآورده کردن حداقل شرایط لازم برای اعتباربخش شدن نیستند.
این مفهوم سعی می‌کند شبکه را دموکراتیک کند تا کاربر معمولی بتواند به نمایندگانی رأی دهد که وظایف مربوط به اعتبارسنجی را از طرف آنها انجام می‌دهند. همانطور که از نام آن پیداست، dPoS به کاربر معمولی بلاک چین اجازه می‌دهد تا به نمایندگانی که آماده پذیرش الزامات فنی اعتبارسنجی تراکنش‌ها هستند، رأی دهد.
dPoS چگونه کار می‌کند؟
رای‌گیری
همانطور که قبلا ذکر شد، رای دادن جزء حیاتی dPoS است. این پروتکل بر اساس تعداد توکن‌های بومی بلاک چین که در اختیار کاربران گذاشته‌اند، قدرت رای‌گیری را به آنها اختصاص می‌دهد. در برخی موارد، سهامداران می‌توانند قدرت رای خود را به جای رای دادن مستقیم به نود اعتبارسنجی، به سایر کاربران منتقل کنند.
شاهدان
شاهدها اپراتورهای نودی هستند که برای اضافه کردن بلاک‌های جدید تراکنش‌ها به بلاک چین انتخاب می‌شوند. آنها باید مشخصات سخت‌افزاری مورد نیاز برای تولیدکنندگان بلاک را برآورده کنند. مهمتر از آن، آنها باید شهرت خوبی داشته باشند تا رای کافی را به خود جلب کنند. هنگامی که شاهدان با موفقیت بلاک‌های جدیدی از تراکنش‌ها را اضافه می‌کنند، پاداش‌هایی دریافت می‌کنند که می‌توانند آن را در میان سهامدارانی که به آنها رای داده‌اند به اشتراک بگذارند.
زمان معامله
زمان تراکنش dPoS بسیار کوتاهتر از PoS است. این به این دلیل است که اکثر بلاک چین‌های dPoS شبکه کوچکی از شاهدان را نگه می‌دارند – معمولاً بین 20 تا 100. به این ترتیب، تأیید یک بلاک زمان کمتری می‌برد.
نمایندگان
نمایندگان عناصر اصلی حاکمیت بلاک چین‌های dPoS هستند، زیرا تغییراتی را پیشنهاد می‌کنند که آینده شبکه بلاک چین را شکل می‌دهد. سپس تغییرات پیشنهادی به رای گذاشته می‌شود. این تمرین رای‌دهی حاکمیتی برای همه شرکت‌کنندگان شبکه تا زمانی که نماد اصلی شبکه را به اشتراک گذاشته باشند باز است.
محدودیت‌های اثبات سهام نیابتی (dPoS)
با توضیح عملکرد مکانیسم اجماع dPoS، ممکن است تعجب کنید: محدودیت‌های آن چیست؟
از آنجایی که تعداد محدودی از نودها فرآیند تأیید را تامین می‌کنند، بلاک چین‌های dPoS تمایل دارند متمرکز شوند. این امر به ویژه درباره بلاک چین‌هایی که به تعداد کمی از شاهدان برای تأیید تراکنش‌ها متکی هستند، صادق است.
تفاوت بین اثبات سهام (PoS) و اثبات سهام نیابتی (dPoS)
با قضاوت بر اساس اصل کار پروتکل‌های اجماع PoS و dPoS، واضح است که تفاوت‌های عمده بین این دو پروتکل حول دو عامل یعنی ایجاد بلاک و حاکمیت متمرکز است. در زیر توضیح مفصلی در مورد چگونگی ایجاد بلاک و تکنیک‌های حاکمیتی PoS و dPoS آنها را متفاوت می‌کند.
ایجاد بلاک
پروتکل PoS فرآیند انتخاب اعتباردهنده خود را بر اساس قدرت سهامداری کاربران استوار می‌کند. به عبارت دیگر، کاربران زمانی واجد شرایط اعتبار سنجی می‌شوند که دارایی‌ها را روی بلاک چین قفل کنند. در مقابل، dPoS یک سیستم دموکراتیک را قادر می‌سازد که به موجب آن دارندگان توکن اعتبار‌دهنده‌ها را انتخاب می‌کنند. از آنجایی که dPoS نقش‌های تأیید تراکنش را به تعداد انگشت‌شماری از شرکت‌کنندگان اختصاص می‌دهد، زمان ایجاد بلاک – زمانی که برای افزودن یک بلاک جدید از تراکنش‌ها طول می‌کشد – معمولاً کوتاهتر است.
از سوی دیگر، PoS تقریباً به هر اپراتور نود اجازه می‌دهد تا زمانی که الزامات استیکنیگ را برآورده می‌کند، برای نقش اعتبارسنجی رقابت کند. از این رو، زمان زیادی برای انتخاب اعتبارسنجی صرف می‌شود.
حاکمیت
علاوه بر این، حاکمیت در یک اکوسیستم PoS بسیار سفت و سخت‌تر از آن در بلاک چین‌های dPoS است. دومی یک مدل دموکراتیک را امکان‌پذیر می‌کند که به کاربران اجازه می‌دهد در مورد تغییرات رای دهند. از سوی دیگر، بلاک چین‌های اثبات سهام یک هارد فورک یا یک تغییر اساسی را در کد زیربنایی خود اعمال می‌کنند، به طوری که کاربران باید به نسخه ارتقا یافته نرم‌افزار بلاک چین بروند.
منبع: CoinMarketCap
پاسخ