اثبات سهام و اصول کاری آن چیست؟
مقالات
اثبات کار (PoW) برای تأیید دقیق تاریخچه تمام تراکنش‌ها در بیت کوین استفاده می‌شود. با این حال، این کار انرژی بر است و ظرفیت محدودی برای معاملات دارد. در نتیجه مکانیسم‌های اجماع جدیدی به وجود آمده‌اند که بر رویکرد مصرف کمتر زمان و انرژی تأکید دارند. بر این اساس مدل های اثبات سهام (PoS) مناسب ترین مدل ها به شمار می روند.
در این مقاله متوجه خواهید شد که اثبات سهام چیست و چگونه کار می کند، تفاوت آن با مکانیسم اثبات کار، مزایا و معایب آن چیست، محبوب ترین دارایی های ارز دیجیتال که از این روش استفاده می کنند کدامند و چشم اندازهای آینده آن چگونه خواهد بود.
اثبات سهام (PoS) چیست؟
مکانیزم اجماع تکنیکی برای اطمینان از امنیت پایگاه داده توزیع شده و تأیید داده ها است. پایگاه داده در بستر ارزهای دیجیتال به عنوان یک بلاکچین، و فرآیند اجماع برای محافظت از این بلاکچین ایجاد شد. مکانیزم اجماع برای انجام تراکنش‌ها و افزودن بلوک‌های جدید به یک بلاکچین در ارزهای دیجیتال، اثبات سهام (PoS) نامیده می‌شود.
اثبات سهام مقدار محاسبات مربوط به تأیید بلوک ها و عملیاتی که امنیت زنجیره بلوکی و ارزهای دیجیتال را تضمین می کند را کاهش می دهد. تأیید بلوک ها با استفاده از تجهیزات مالکان به واسطه فرایند اثبات سهام تنظیم می شود. مالکان در ازای تأیید بلوک ها، ارزهای خود را به عنوان وثیقه ارائه می کنند. دارندگان کوین هایی که تصمیم گرفته‌اند آنها را استیک کنند، به‌عنوان «تأییدکننده» شناخته می‌شوند.
سپس بلوک توسط تأییدکنندگانی که به صورت تصادفی یا توسط یک الگوریتم انتخاب می شوند، تأیید می شود. این رویکرد به جای استفاده از یک فرآیند مبتنی بر رقابت مانند اثبات کار که بیشتر نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد، تعیین می‌کند که چه کسی بیشتر اعتبار دارد.
یک مالک کوین باید تعداد معینی از دارایی ها را “استیک” کند تا تأییدکننده شود. به عنوان مثال، برای تبدیل شدن به یک تأییدکننده در یک شبکه خاص، ابتدا باید ETH 32 سرمایه گذاری کند تا سهامدار شود. بسیاری از تأییدکنندگان، بلوک ها را تأیید می کنند و زمانی که تعداد معینی از این تأییدکنندگان، صحت بلوک را تأیید کنند، آن بلوک یک بلوک کامل و قفل شده در نظر گرفته می شود.
هر تکنیک اثبات سهم از چندین روش برای تأیید بلوک ها استفاده می کند. زمانی که اتریوم، دومین دارایی بزرگ ارز دیجیتال در جهان، به طور کامل به PoS تبدیل شود، از سرمایه گذاران خرد برای ارسال تراکنش‌ها استفاده می‌شود. یک تأییدکننده، عملیات را احراز هویت می کند و آنها را به یک بلوک خرد که باید مورد تأیید حداقل توسط 128 تایید کننده باشد، اضافه می کند،. پس از تأیید اعتبار خرده‌ها و تولید بلوک، اکثر تأییدکنندگان قبل از اینکه بلوک برای همیشه بسته شود، باید معتبر بودن نتایج را تأیید کنند.
بیایید ببینیم که PoS در عمل چگونه کار می کند و کل فرآیند شامل چه مواردی است.
روش اثبات سهام، دارندگان ارزهای دیجیتال را قادر می‌سازد تا ارز دیجیتال خود را استیک کنند و نود‌های تأیید خود را ایجاد کنند.
استیکینگ ارز دیجیتال عملی است که در آن کوین های شما برای تأیید تراکنش مورد استفاده قرار می گیرند. هنگامی که شما دارایی های خود را استیک می کنید، آنها به طور کلی قفل می شوند. با این حال، هر زمان که بخواهید می توانید آنها را بازخرید و یا جابجا کنید.
هنگامی که یک بلوک آماده پردازش انتقال پول شد، مکانیسم اثبات سهام ارزهای دیجیتال یک نود تأییدکننده را برای بررسی آن انتخاب می کند. تأیید کننده ها فعالیت های قانونی داخل زنجیره را تأیید می کند. اگر اینطور باشد، آنها بلوک را به بلاکچین اضافه می‌کنند و مزایای ارزهای دیجیتال را دنبال می کنند. بالعکس، اگر تأیید کننده پیشنهاد اضافه کردن یک بلوک با اطلاعات نادرستی را بدهد، جریمه خواهند شد. مجازات در اینجا به این معنی است که این افراد در نهایت مقدار مشخصی از دارایی های استیک شده خود را از دست خواهند داد.
بیایید بررسی کنیم که همه اینها چگونه با یکی از پرکاربردترین ارزهای دیجیتال یعنی کاردانو (AいえｓDA کار می کند. ). این ارز دیجیتال، یک ارز دیجیتال با سرمایه، پایگاه گسترده و ارزش بازار بالا است که در قالب اثبات سهام شکل گرفته است. فرض کنید شما ADA را خریداری کرده اید. هنگامی که کاردانو را در اختیار دارید، متوجه خواهید شد که ADA این قابلیت را دارد که استیک شود و نود تأیید مستقل خود را ایجاد کند. هنگامی که کاردانو باید بلوک های تراکنش را تأیید کند، پروتکل Ouroboros یک تأیید کننده را انتخاب می کند. تأیید کننده بلوک را تأیید می‌کند، آن را آپلود می‌کند و در نتیجه دارایی‌های اضافی کاردانو را دریافت خواهد کرد.
اکنون، وقتی واضح تر شد که PoS چیست، بیایید به تفاوت های اصلی بین اثبات کار و اثبات سهام نگاه کنیم.
PoS در مقابل PoW
درک اثبات کار و اثبات سهام، برای درک مزایای فناوری بلاکچین، مزایا و معایب مکانیسم‌های مختلف اجماع و وضعیت فعلی ارزهای دیحیتال زمینه را فراهم می‌کند.
بیت کوین، پدر همه کریپتوها از فرایند اثبات کار استفاده می کند. این رویه مبتنی بر “کار” کارگران ماین است که هدف اصلی آنها دریافت پاداش بر مبنای ارزهای دیجیتال است. پاداش به ازای ماینینگ بلوک تراکنش اعطا می شود. بلوک تراکنش جدید به بلاکچین اضافه می شود و در وب سایت های خاص توسط هر کسی قابل مشاهده خواهد بود.
ماینرها باید معماهای ریاضی بسیار پیچیده را انجام دهند تا بلوک بعدی را ماین کنند و پاداش خود را دریافت کنند. آنها می خواهند این کارها هر چه زودتر حل شود. بنابراین، آنها از پیشرفته ترین دستگاه هایی که 24/7 کار می کنند استفاده می کنند و بنابراین انرژی زیادی مصرف می کند.
از سوی دیگر، تأیید کننده ها و ارزهای دیجیتال وجود دارند. اساساً هدف بلاکچین های PoW و PoS یکسان است. آنها فقط به شکل متفاوتی توسعه یافته اند و به کاربران اجازه می دهند از مزایای دیگری بهره مند شوند. در بلاکچین های اثبات سهام، به جای ماینرها، تأیید کننده ها شرکت می کنند. در PoS، هیچ مشکل ریاضی پیچیده ای وجود ندارد، اما پاداش هایی وجود دارد. از سوی دیگر و با استیکینگ یا «قفل کردن» ارزهای دیجیتال، تأیید کننده ها این امتیاز را دارند که بلوک بعدی تراکنش‌ها را برای یک دوره زمانی معین، تأیید کنند.
همانطور که پیش از این ذکر شد، فرآیند اجماع اثبات سهام، تأیید کننده ها را به طور تصادفی انتخاب می کند. با این حال، یادآوری این نکته ضروری است که تأیید کننده هایی که بیشترین دارایی را برای طولانی‌ترین زمان در اختیار دارند، احتمال بیشتری برای جعل بلوک بعدی دارند. به همین ترتیب، ماینرها با ماشین‌های ماینینگ نه چندان قوی می‌توانند کریپتوهای خود را روی PoW تجمیع کنند، و تأیید کننده های روی PoS می‌توانند دارایی‌های خود را برای رقابت با تأیید کننده های دیگری که توانایی ایجاد بلوک بیشتری دارند، ترکیب کنند. از این فعالیت به عنوان استخر استیکینگ یاد می شود.
در واقع، هر تکنیک اجماع (موارد بیشتری وجود دارند) مزایا و معایب مختص خود را دارد.
بیایید ادامه دهیم و به مزایا و معایب روش اثبات سهام نگاهی بیندازیم.
مزایای PoS
راه حل کارآمد انرژی
یک تفاوت اساسی PoSبا PoW این است که PoS نیازی به استفاده از رایانه های گران قیمت و استفاده از منابع عظیم انرژی ندارد.
تحقیقات مختلفی برای بررسی نحوه استفاده بلاکچین‌های مبتنی بر PoW از انرژی انجام شده است. برای مثال، یک مطالعه گسترده نشان داد که مصرف انرژی ماینینگ بیت کوین در سال 2021 به 121.36 تراوات ساعت در سال افزایش پیدا کرده است. در یک سال، ماینینگ بیت کوین بیشتر از مجموع سوئیس، آرژانتین، فیلیپین و هلند برق مصرف می کند. عمدتاً به همین دلیل، از PoW انتقاد می کنند.
مصرف انرژی بالای الگوریتم اجماع اثبات کار، عامل اصلی نگرانی های زیست محیطی شبکه های بلاکچین مبتنی بر PoW است. واقعیت این است که تولید برق هنوز هم به سوخت های فسیلی وابسته است.
علاوه بر مصرف بیشتر انرژی، PoS مزایای خاص خود را نیز دارد.
کاربرد و مقیاس پذیری
یکی دیگر از مزایای ارائه شده توسط فرایند اثبات سهام این است که با ترویج تأییدیه های صحیح و جلوگیری از تأییدهای نادرست، بلاکچین را ایمن می کند. همانطور که پیش از این گفته شد، تأیید کننده ها سهمی از هزینه پردازش را به دست می آورند و در صورت بروز تقلب به هر طریقی، استیک را از دست خواهند داد.
PoW همواره مشکلات مربوط به مقیاس پذیری را افزایش می دهد. استفاده از بلاکچین اثبات سهام، مقیاس پذیرتر است زیرا غیرمتمرکزتر بوده و شرکت کنندگان بیشتری می توانند از آن استفاده کنند. همچنین، در مقایسه الگوریتم های اثبات کار با اثبات سهام در می یابیم که، PoW در رسیدگی به تراکنش ها به مراتب کندتر از PoS است.
استفاده از بلاکچین ها با مصرف انرژی کارآمد، فراتر از مفهوم ارزهای دیجیتال است. به عنوان مثال، پلتفرم‌های اتریوم و کاردانو برای پشتیبانی از ارزهای دیجیتال بومی، سایر دارایی‌های دیجیتال و همچنین برنامه‌هایی از جمله ایجاد توکن‌های غیرقابل تعویض (NFTs)، دیفای، بازی های بلاکچین و غیره راه‌اندازی شدند.
معایب PoS
PoS می تواند راه حل ایده آلی به نظر برسد، اما متاسفانه اینطور نیست. این کوین روی دیگری نیز دارد و آنها عبارتند از:
محدودیت های دسترسی
مهم‌ترین مانع برای مشارکت در این الگوریتم آن است که علاقه‌مندان باید ارز بومی پلتفرم بلاکچین مبتنی بر PoS را داشته باشند. این ارزهای دیجیتال را می توان به واسطه ارز فیات یا به واسطه مبادله ارزهای دیجیتال بومی با آنها، به دست آورد.
صادقانه بگویم، PoS همیشه و به راحتی در دسترس نیست. چالش‌های فنی و تکنولوژیک ارزهای دیجیتال و درک بلاکچین می تواند افراد را از استفاده از این شبکه منصرف کند.
بی عدالتی
ضرب المثل معروف “ثروتمندان ثروتمندتر می شوند” اینجا مصداق دارد. هرچه فرد دارایی بیشتری داشته باشد، بیشتر می‌تواند استیک کند و بیشتر می تواند ارزهای دیجیتال را کسب نماید. سرمایه گذاران بسیاری از این روش انتقاد می‌کنند زیرا این روش، از استیک کردن ارز های دیجیتال برای ایجاد تعامل استفاده می کند و همچنین انتقاد عمده از این بابت است که هر چه میزان سرمایه بیشتر باشد، شانس بهتری برای تبدیل شدن به تأیید کننده و کسب سود وجود خواهد داشت.
مشابه PoW، هر چه یک شخص یا نهاد سرمایه بیشتری داشته باشد، تجهیزاتی که می تواند بخرد قدرتمندتر خواهند بود.
51% حمله
نفوذپذیری الگوریتم اثبات سهام در برابر حمله 51 درصدی، مهم ترین اشکال آن است. چنین حمله ای زمانی رخ می دهد که شخصی کنترل بلاکچین را در اختیار داشته و بیش از 51 درصد از ظرفیت های تأیید را در کنترل خود داشته باشد.
به خاطر داشته باشید که یک حمله 51 درصدی می تواند PoW و PoS را هدف قرار دهد. یک فرد یا گروهی از افراد می توانند ارزهای دیجیتال کافی (به ویژه آنهایی که دارای ارزهای دیجیتال جدیدتر و کم ارزش هستند) را در سیستم های بلاکچین مبتنی بر PoS خریداری کنند، تا نسبت به سایر کاربران برتری داشته باشند و شانس انتخاب شدن به عنوان تأیید کننده را افزایش دهند.
علاوه بر این، این واقعیت که اثبات سهام در مقایسه با الگوریتم اثبات کار هنوز نسبتاً جوان است، یکی از اشکالات اصلی آن به شمار می رود. بنابراین، ایمنی آن به اندازه PoW ثابت نیست. الگوریتم اثبات کار، فرآیند اجماع قابل اعتمادتری را ارائه می دهد زیرا به قدرت سخت افزاری گسترده ای نیاز دارد.
سودآورترین ارزهای دیجیتال PoS
1) اتریوم (ETH)
طی سالهای اخیر، اتریوم به محبوب ترین شبکه بلاکچین تبدیل شده است. بیش از 2800 اپلیکیشن غیرمتمرکز بر روی آن ساخته شده است.
در حال حاضر، اتریوم یک شبکه اثبات کار است، اما به‌روزرسانی بزرگ آینده آن یعنی اتریوم 2.0، که آن را به یک شبکه اثبات سهام تبدیل می کند، برای رفع مشکلات مقیاس پذیری آن در نظر گرفته شده است. با انجام این کار، این شبکه به طور بهینه مقیاس بندی و ایمن سازی می شود. این کار منجر به تولید اپلیکیشن های غیرمتمرکز خلاقانه تری می شود.
2) تزوس (XTZ)
یکی دیگر از بلاکچین های چند منظوره PoS با حاکمیت روی زنجیره، Tezos نام دارد. استیکینگ Tezos (XTZ) به شما این امکان را می دهد تا برای خود درآمد غیرفعال ایجاد کنید. شایان ذکر است که تزوس اولین ارز دیجیتال اثبات سهام است که توسط همه صرافی های بزرگ برای استیکینگ پذیرفته شده است. استفاده از پلتفرم های ارز دیجیتال قابل اعتماد، ساده ترین روش برای قرار دادن ارزهای دیجیتال استیکینگ مانند تزوس است.
3) آکاش (AKT)
شبکه Akash یک پروژه آینده دار است که در Cosmos Hub ایجاد شده و (AKT) به عنوان یک روش حکمرانی، امنیت و تریدینگ، از توکن بومی Akash استفاده می‌کند. با استیکینگ توکن آکاش، می توان تا 58 درصد APR دریافت کرد. سود استیکینگ این دارایی، بالاترین نسبت را در بازار دارد.
نتیجه گیری
علاقه مندان به ارزهای دیجیتال اغلب از خود می پرسند که آیا الگوریتم اثبات سهام، ارزهای دیجیتال را گسترش می دهد و روش استفاده از پول در آینده را تغییر می دهد.
خوب، بیشتر شاخص‌ها حاکی از افزایش تقاضا برای زیرساخت هایی که مقیاس‌پذیر، امن و مؤثر هستند، اشاره می‌کنند، که البته الگوریتم اثبات سهام مطمئناً چنین نیز هست. توسعه ارزهای دیجیتال به احتمال زیاد دسترسی به شبکه های بلاکچین را گسترش می دهد و پذیرش آنها را سرعت می بخشد. به واسطه ارز های دیجیتال حاصل از الگوریتم اثبات سهام، تراکنش‌های سریع‌تری صورت می گیرند و در نتیجه شرکت‌های بیشتری مجاب خواهند شد که این ارزهای دیجیتال را بپذیرند.
الگوریتم اثبات سهام به لطف عملکردهای خوب خود، به کاربران و سرمایه گذاران ارزهای دیجیتال کمک زیادی می کند. ارزهای دیجیتالی مبتنی بر PoS می‌توانند تراکنش‌ها را به سرعت و ارزان انجام دهند، که این روند در مقیاس‌بندی آنها امری ضروری است. همچنین استیکینگ ارزهای دیجیتال، به سرمایه‌گذاران اجازه می‌دهد تا پاداش بگیرند و درآمد اضافی داشته باشند.
با وجود چند نقطه ضعف، الگوریتم اثبات سهام هنوز هم یکی از بهترین گزینه ها برای آینده ارزهای دیجیتال است، به خصوص وقتی بدانیم که صنعت کریبپتو برای اینکه بتوانند کاربران بیشتری را جذب نمایند، قصد دارد با محیط زیست سازگارتر و مقیاس پذیرتر باشد.
