اثبات کار در برابر اثبات سهام یکی از مسائلی است که در چند سال اخیر به آن زیاد برخورد کرده‌اید. خیلی از افرادی که در دنیای ارزهای دیجیتال فعالیت می‌کنند، می‌دانند که اعتبارسنجی شبکه‌های بلاک چین به ۲ طریق انجام می‌شود: گواه اثبات کار و گواه اثبات سهام.
البته که روش‌های دیگری هم وجود دارد، اما این ۲ سیستم در محبوب‌ترین شبکه‌های بلاک چین جا افتاده‌اند. وظیفه هر ۲ آن‌ها، تایید تراکنش‌ها و اعتبارسنجی شبکه است اما هر یک از آن‌ها به روش خاص خود این وظیفه را انجام می‌دهند. اما در زمینه مقیاس‌پذیری که بسیاری از بلاک چین‌های نسل اول و دوم با آن دست و پنجه نرم می‌کنند، کدام یک کاربردی‌تر هستند؟ اثبات کار در برابر اثبات سهام ؛ در ادامه این مطلب این ۲ مکانیزم را با هم مقایسه می‌کنیم.
گواه کار چیست و چطور کار می‌کند؟
خیلی از شما قطعا با نام ماینرهای بیت کوین آشنا شده‌اید. اما آن‌ها دقیقا چه کار انجام می‌دهند؟ به طور خلاصه، ماینرها در یک رقابت فعالیت می‌کنند تا معادلات ریاضی پیچیده را به منظور امن‌سازی تراکنش‌ها روی یک شبکه حل کنند. یکی از مشکلات بزرگی که پول‌های فیات و سنتی با آن روبه‌رو هستند، خرج کردن دوباره پول به صورت غیرقانونی است. بلاک چین برای این که این مشکل را رفع و امنیت تراکنش‌ها را تامین کند، نیاز به سیستمی دارد تا مطمئن شود که یک فرد به صورت غیر قانونی چند بار از یک پول استفاده نکند.
گواه اثبات کار چیست و چطور عمل می‌کند؟
دقیقا به همین دلیل است که پای ماینرها به شبکه باز می‌شود. همانطور که اشاره شد، آن‌ها از پردازنده‌های قدرتمند و مخصوصی استفاده می‌کنند تا با حل معادلات بسیار پیچیده ریاضی، هر یک از بلوک‌های درون شبکه که حاوی تراکنش‌ها هستند را اعتبارسنجی و تایید کنند. با این کار شبکه بلاک چین مطمئن خواهد شد که تراکنش‌های غیر معتبر نظیر دو بار خرج (هزینه دوگانه – Dounle Spend) در شبکه وجود نداشته باشد. با استفاده از سیستم توزیع توافق عام (Distributed Consensus) تمامی دیگر ماینرها و گره‌های روی شبکه روی معتبر بودن تراکنش‌ها به توافق می‌رسند.
به این پروسه، گواه کار یا گواه اثبات کار (Proof of Work – POW)، گفته می‌شود. به این معنی که ماینرها با سخت‌افزارهای گران قیمت و مخصوص خود برای شبکه کار می‌کنند تا تراکنش‌های معتبر در شبکه انجام شوند.
معایب گواه کار چیست؟
اصلی‌ترین ایرادی که به این سیستم وارد است، وجود ریسک حمله ۵۱ درصد است. حمله ۵۱ درصد به نوعی از هک گفته می‌شود که یک یا چند حمله کننده، بیش از نیمی از کل قدرت محاسباتی یک شبکه را در دست بگیرند. با این روش، شبکه معنی توافق عام بودن خود را از دست می‌دهند و تعداد خاصی فقط کنترل شبکه را برعهده می‌گیرند. این اتفاق پیش از این رخ داده و هنوز هم به عنوان یکی از مشکلات شبکه‌های بلاک چین مطرح می‌شود.
این مطلب راهم مطالعه کنید: آیا ماینرهای بیت کوین غیرمنطقی رفتار می کنند؟
البته در سیستم گواه کار، نه تنها به دلیل وجود طبیعت رمزنگاری قدرتمند، شبکه بلاک چین از امنیت بالایی برخوردار است، بلکه هزینه انجام گواه اثبات کار هم به شدت بالا است. به همین دلیل انجام حمله ۵۱ درصد یک حمله هزینه‌بر محسوب می‌رود. بنابراین اگر شخصی بخواهد حداقل به ۵۱ درصد از قدرت شبکه دست پیدا کند، باید میلیون‌ها یا حتی میلیاردها دلار هزینه کند. مخصوصا برای شبکه‌های بسیار عظیمی مانند بیت کوین انجام این عمل غیر عقلانی و امکان ناپذیر است.
چرا گواه اثبات کار یک سیستم منسوخ است؟
اما از طرفی دیگر، وجود چنین دستگاه‌های گران قیمت و هزینه‌های سرسام‌آوری که برای برق پرداخت می‌شود، این سیستم را در برابر سیستم‌های متمرکز (مانند سرور بانک‌ها و اینترنت عادی) کاملا ناکارآمد می‌سازد. زمانی که کاربران بیشتری هم به چنین شبکه‌هایی اضافه شوند، هزینه‌ها دائما افزایش پیدا می‌کنند.
برای سال‌های سال، توسعه دهندگان به دنبال راه‌های تازه‌ای بودند تا تکنولوژی بلاک چین را بدون نیاز به شیوه گواه اثبات کار به شبکه‌ای سریع‌تر، موثر‌تر و مقیاس‌پذیر تبدیل کنند. اگر شبکه‌هایی مانند بیت کوین یا دیگر ارزهای دیجیتال بخواهند جای پول‌های سنتی را بگیرند و به وسیله اول مردم برای داد و ستد تبدیل شوند، باید این مشکلات را حل کنند و در مقیاس بسیار عظیم بدون مشکل عمل کنند.
ایده‌های زیادی برای دستیابی به این هدف مطرح شد. بزرگ‌تر کردن حجم بلوکها، تقسیم کردن و ریز‌تر کردن آن‌ها یا روش‌های چند لایه مانند ساید چین‌ها. اما بزرگ‌ترین راه حلی که بسیاری از بلاک چین‌ها روی آن تمرکز کرده‌اند، گواه اثبات سهام است.
گواه اثبات سهام چیست و چه ویژگی‌هایی دارد؟
گواه سهام یا گواه اثبات سهام (POS – Proof of Stake) به کلی ماینرها و هزینه‌های فراوان آن‌ها را کنار می‌گذارد و در عوض از اعتباردهندگان (Validators) استفاده می‌کند. اعتباردهندگان برای امنیت شبکه و تایید بلوکها نیازی به پردازنده‌های قدرتمند ندارند. در عوض، آن‌ها با سهام‌گذاری دارایی خود روی بلوک‌هایی که باور دارند معتبر است این کار را انجام می‌دهند. یک اعتباردهنده عملا هر شخصی می‌تواند باشد که مایل است در یک شبکه سرمایه‌گذاری کند. در این شبکه‌ها، یک الگوریتم مشخص می‌کند که دارایی هر یک از این افراد روی کدام یک از بلوکها واریز شود.
گواه اثبات سهام چیست و چطور عمل می‌کند؟
جایی که ماینرها در گواه اثبات کار خود برای افزایش شانس‌شان پول خود را خرج پردازنده‌های بیشتر و قدرتمند‌تر می‌کنند، اعتباردهندگان گواه اثبات سهام شانس خود را سرمایه‌گذاری پول بیشتر بالا می‌برند. ماینرها برای این که مشتاق انجام این کار باشند، با کوین‌های جدید و هزینه تراکنش‌ها پاداش دریافت می‌کنند. اما در نقطه مقابل، اعتبار دهندگان نسبت به سرمایه‌ای که گذاشته‌اند فقط هزینه انجام تراکنش‌ها را می‌گیرند.
اما اگر یک اعتباردهنده بلوکی مخرب را تایید کند چه اتفاقی رخ خواهد داد؟ با انجام این کار، فرد تمامی سهام خود را در شبکه از دست خواهد داد و دیگر این امکان را ندارد تا به اعتبارسنجی در یک شبکه بپردازد. در مورد مسئله حمله ۵۱، افرادی که به دنبال تسخیر شبکه هستند، دیگر نیازی به قدرت سخت‌افزاری بالاتر ندارند، بلکه حالا باید بیش از نیمی از تمامی کوین‌های درون چرخه یک شبکه را در اختیار داشته باشد.
ایراد گواه اثبات سهام چیست؟
از آن جایی که هیچ یک از جوامع ارزهای دیجیتال تا این حد به یک کوین ایمان ندارند، بنابراین به ندرت پیش می‌آید تا چنین هزینه‌ای را پرداخت کنند. از طرفی دیگر اگر چنین مسئله‌ای رخ دهد، ارزش آن کوین خیلی زود کاهش پیدا می‌کند. همچنین این نکته مثبت سیستم گواه اثبات سهام، مشکل مصرف انرژی را هم حل می‌کند و نیازی به کامپیوترهای قدرتمند و خنک سازی آن‌ها در ۲۴ ساعت هفته وجود ندارد.
این مطلب راهم مطالعه کنید: معضل سه گانه مقیاس پذیری در بلاک چین
اما یکی از ایراداتی که به گواه اثبات سهام وارد می‌شود این است که این مکانیزم همچنان اجازه می‌دهد تا یک فرم متمرکز صورت بگیرد. اساسا، داشتن بخش بیشتری از یک دارایی، به معنی قدرت بیشتر برای اعتبارسنجی بلوکها است که نتیجه آن پاداش بیشتر برای سهام‌گذاری است. از طرفی دیگر هم وجود اعتباردهنده‌های زیاد باعث کند شدن یک شبکه می‌شود، زیرا پروسه توافق عام کندتر پیش خواهد رفت.
راه حل: گواه اثبات سهام واگذاری شده
یکی از راه حل‌های با پتانسیلی که می‌تواند نقاط ضعف طراحی گواه اثبات سهام را جربان کند، شیوه اثبات سهام واگذاری شده (Delegated Proof of Stake) است. در این روش که به اختصار DPoS نوشته می‌شود، به جای این که هر کاربر به منظور تبدیل شدن به یک اعتباردهنده، سرمایه خود را درون شبکه نگه دارد، این کاربران هستند که رای دهند کدام اشخاص اعتباردهنده بلوک بعدی باشند. هر چقدر که سهام بیشتری داشته باشید، وزنه سنگین‌تری به رای شما اضافه می‌شود، اما فقط تعداد محدودی از اعتباردهندگان وجود خواهند داشت.
همانطور که همه کاربران قادر هستند سرمایه‌گذاری کنند و رای دهند، در صورت عدم عملکرد مناسب یک اعتباردهنده، این جامعه می‌تواند کنترل را از او بگیرد. البته که اعتباردهندگان برای انجام وظیفه خود مشوق خواهند داشت و پاداش دریافت می‌کنند، اما اگر هر یک از آن‌ها به درستی کار خود را انجام ندهند، به سرعت جایگزین خواهند شد.
در نهایت با محدود کردن تعداد اعتباردهندگان، اهداف توافق عام بسیار سریع‌تر صورت می‌گیرد و در عین حال باعث افزایش سرعت شبکه می‌شود. برخی از بلاک چین‌ها و ارزهای دیجیتال بزرگ مانند ایاس (EOS) و ترون (Tron) از این روش بهره می‌برند.
البته که مسئله متمرکز بودن در این روش مطرح است چرا که همچنان این شانس وجود دارد تا افرادی که سهام بسیار بزرگی در اختیار دارند، رای‌های قوی‌تری هم صادر کنند. اما به طور کلی، اگر جوامع یک شبکه به اندازه کافی بزرگ باشد، قدرت رای به خوبی تقسیم می‌شود و فقط در اختیار یک شخص یا گروه نخواهد بود.
دیگر راه حل‌های مقیاس پذیری اثبات کار در برابر اثبات سهام
در مسئله مقیاس‌پذیری اثبات کار در برابر اثبات سهام و روشی که در بالا ذکر شد، هنوز خیلی‌ها هم هستند که قانع نشده‌اند و به دنبال روش‌های بهتری هستند. همانطور که پیش‌تر هم توضیح دادیم، یکی از روش‌های موجود، افزایش حجم بلوکها برای نگهداری تراکنش‌های بیشتر است. به زبان کوتاه، این روش قانع کننده است. بلوک‌های بزرگ‌تر راه مناسبی برای ورودی و خروجی شبکه‌ها هستند اما با این حال معایب خود را دارند.
برای مثال بلوک‌های بزرگ‌تر دلیلی بر حل تمامی مسائل نیستند. در بلند مدت، این بلوکها بزرگ‌تر می‌شوند و از ۱ مگابایت به ۱ گیگابایت یا حتی ۱۰ گیگابایت می‌رسند. بنابراین این روش در شبکه‌هایی نظیر بیتکوین ناگوار خواهد بود.
قدرت مقیاس‌پذیری کاردانو با مکانیزم Ouroboros Hydra
به غیر از این موارد، چندین تکنولوژی جدید مانند شبکه لایتنینگ برای بیت کوین یا شبکه رایدن برای اتریوم هم روی کار آمده‌اند. اما این پروژه‌ها در ابتدای راه خود قرار دارند. از دیگر روش‌های لایه ثانویه می‌توان به شیوه پلاسما در اتریوم اشاره کرد.
اما از نوین‌ترین روش‌های مقیاس‌پذیری می‌توان به پروژه کاردانو اشاره کرد. این بلاک چین که پشت آن تحقیقات علمی و آکادمی قدرتمندی وجود دارد، شیوه جدیدی به نام هایدرا (Hydra) را ایجاد کرده است که می‌تواند در آینده به ۱ میلیون تراکنش در ثانیه برسد.
این مطلب راهم مطالعه کنید: اجرای موفق هاردفورک شلی در بلاک چین کاردانو و رونمایی از الگوریتم اثبات سهام
با این حال، بلاک چین و ارزهای دیجیتال هنوز در ابتدای مسیر خود قرار دارند و باید دید کدام راه حل در نهایت باعث خواهد شد تا ارزهای دیجیتال روزی به عنوان شیوه اصلی پرداخت مورد استفاده قرار می‌گیرند.
نظر شما در خصوص مقیاس‌پذیری شبکه‌های بلاک چین و مکانیزم‌های اثبات کار در برابر اثبات سهام چیست؟ دیدگاه خود را با کوین نیک به اشتراک بگذارید.
منابع: Cointelegraph، Cointelegraph 1، BitDegree
