محمد بنی اسد | 2017.05.11

گواه اثبات سهام یا proof of stake چیست؟ (PoS)

الگوریتم اجماع اثبات سهام (proof of stake) که به اختصار PoS هم گفته می‌شود، در سال 2011 در انجمن Bitcointalk برای حل مشکلات الگوریتم اثبات کار معرفی شد. اگرچه هدف هردوی این الگوریتم‌ها (هم گواه اثبات سهام و هم گواه اثبات کار) رسیدن به اجماع در بلاک چین است اما فرایند دستیابی به هدف در این دو کاملاً متفاوت است.

«تاریخ آخرین به‌روزرسانی این مقاله: مرداد ۱۴۰۰»

نکات کلی درباره الگوریتم اثبات سهام

  • ماینرهای رمزارز در الگوریتم اثبات سهام براساس مقدار کوینی که دارند می‌توانند بلاکی را تایید کرده یا بسازند.
  • اثبات سهام به‌عنوان یک الگوریتم جایگزین برای اثبات کار جهت تایید تراکنش‌ها و افزودن بلاک‌های جدید به بلاک چین معرفی شد.
  • گواه اثبات سهام از نظر مصرف انرژی مقرون‌به‌صرفه بوده و امنیت بالایی دارد.
  • ساختار اثبات سهام به شکلی است که اجرای حملات 51 درصد و تسلط بر شبکه چندان عملی نیست.

پیشنهاد مطالعه: انواع الگوریتم اجماع در دنیای بلاک چین و ارز دیجیتال (consensus algorithm)

نحوه کار الگوریتم اثبات سهام

الگوریتم اثبات سهام از یک فرایند رای‌گیری نیمه‌تصادفی برای انتخاب گره‌‌ی تاییدکننده بلاک بعدی استفاده می‌کند که براساس ترکیبی از عوامل شامل سن یا مدت‌زمان سهم‌گذاری یا استیکینگ، تصادفی‌سازی و ثروت آن گره انجام می‌شود.

البته در سیستم‌‌های اثبات سهام، بلاک‌ها به‌جای استخراج یا ماین‌شدن، ساخته می‌شوند. رمزارزهایی که از الگوریتم اثبات سهام استفاده می‌کنند، اغلب با فروش کوین‌های ازپیش استخراج‌شده یا اجرای الگوریتم اثبات کار و سپس تغییر آن به اثبات سهام، فعالیت خود را شروع می‌کنند.

درحالی‌که در سیستم‌های اثبات کار، رمزارز بیشتر و بیشتری به‌عنوان پاداش ماینرها خلق می‌شود، سیستم اثبات سهام معمولاً از کارمزد تراکنش برای پاداش استفاده می‌کند.

پیشنهاد مطالعه: کارمزد انتقال بیت کوین چقدر است؟ نحوه محاسبه کارمزد تراکنش‌ها در بلاک چین

بلاک‌های این سیستم حجمی 1 مگابایتی دارند و پس از قرارگرفتن داده‌های تراکنش‌ها در بلاک، در چندین کامپیوتر و گره در شبکه تکثیر می‌شوند. کاربرانی که قصد دارند در فرایند ساخت بلاک مشارکت داشته باشند، باید مقدار مشخصی کوین در شبکه مورد نظرشان واریز کنند. اندازه این سهم واریزی، شانش آن‌ها برای انتخاب‌شدن به‌عنوان تاییدکننده‌ی بلاک بعدی را مشخص می‌کند؛ یعنی هرچه سهم‌شان بزرگ‌تر باشد، شانس بالاتری دارند. برای اینکه تنها گره‌های ثروتمندتر در شبکه انتخاب نشوند، روش خاص‌تری به این فرایندِ انتخاب اضافه شده است. دو روش رایج مورد استفاده شامل «انتخاب بلاک تصادفی» و «انتخاب سنِ کوین» نام دارند.

در روش انتخاب بلاک تصادفی، تاییدکنندگان با نگاه به گره‌های دارای ترکیبی از پایین‌ترین مقدار هش و بالاترین مقدار سهم، انتخاب می‌شوند و چون سهم‌ها عمومی هستند تاییدکننده بعدی معمولاً توسط گره‌های دیگر قابل پیش‌بینی است.

روش انتخاب مدت‌زمانِ نگهداری کوین نیز براساس مدت سهم‌گذاری توکن‌های آن‌ها اقدام به انتخاب گره تاییدکننده می‌کند. سنِ کوین با ضرب تعداد روزهای سهم‌گذاری کوین در تعداد کوین‌ها به‌دست می‌آید. وقتی گره‌ای بلاکی را ساخت، سن کوین آن‌ها به صفر رسیده و برای اینکه دوباره بتوانند بلاکی بسازند باید مدت مشخصی صبر کنند (این باعث می‌شود گره‌های دارای سهام بزرگ بر بلاک چین غلبه پیدا نکنند).

پیشنهاد مطالعه: مقایسه الگوریتم اثبات کار و اثبات سهام: کدامیک بهتر است؟

هر رمزارزی که از الگوریتم اثبات سهام استفاده می‌کند، بسته به ترجیح و تصمیم خود و کاربران، از ترکیب قوانین و روش‌های خاصی بهره می‌برد.

وقتی گره‌ای را برای ساخت بلاک بعدی انتخاب می‌کند، ابتدا معتبربودن تراکنش‌های درون بلاک را بررسی، آن را امضا و سپس به بلاک چین اضافه می‌کند. گره نیز کارمزدهای تراکنش‌هایی که در آن بلاک وجود داشته‌اند را به‌عنوان پاداش دریافت می‌کند.

اگر گره‌ای قصد انصراف از ساخت بلاک را داشته باشد، سهم او به همراه پاداش‌های به‌دست‌آمده پس از مدت‌زمان مشخصی آزاد خواهد شد و زمانِ کافی برای تایید عدم افزوده شدن بلاک‌های متقلبانه در بلاک چین توسط گره را به شبکه خواهد داد.

پیشنهاد مطالعه: انواع الگوریتم اجماع در دنیای بلاک چین و ارز دیجیتال (consensus algorithm)

امنیت

سهم به‌عنوان یک مشوق مالی برای گره‌ تاییدکننده در جهت تایید یا ایجاد نکردن تراکنش‌های تقلبی عمل می‌کند. اگر شبکه تراکنشی تقلبی را تشخیص دهد، گره سازنده بلاک بخشی از سهم خود و همچنین حق تایید بلاک در آینده را از دست خواهد داد. ازآنجایی‌که مقدار سهم از پاداش بالاتر است، تاییدکننده مبلغ بیشتری از آنچه به‌دست می‌آورد از دست خواهد داد.

اگر گره‌ای بخواهد کنترل شبکه را در دست گرفته و تراکنش‌های تقلبی را تایید کند، باید اکثریت سهم شبکه را در اختیار داشته باشد که به «حمله 51 درصدی» مشهور است. این حمله بسته به ارزش یک رمزارز، چندان عملی نیست چون برای کنترل بر شبکه باید 51 درصد عرضه‌ی درگردش آن را به‌دست آورد.

پیشنهاد مطالعه: حمله ۵۱ درصد در بلاک چین چیست؟ (51% Attack) + ویدیو

مزیت اصلی الگوریتم اثبات سهام، صرفه‌جویی در انرژی و امنیت آن است. طبق برآوردها، استخراج با الگوریتم اثبات کار در یک‌سال، به اندازه مصرف یک کشور مثل هلند یا امارات در سال برق مصرف می‌کند. این‌، باعث مصرف بیش از اندازه انرژی و همچنین هزینه‌های ماینینگ سرسام‌آور برای کاربران خواهد شد.

تعداد زیادی از کاربران، مایل به اجرای گره با این الگوریتم هستند چون آسان و اقتصادی است. این موارد در کنار فرایند تصادفی‌سازی می‌تواند شبکه را بیشتر به سمت تمرکززدایی ببرد، زیرا دیگر برای استخراج بلاک نیازی به استخرهای استخراج نیست؛ و چون نیاز کمی به انتشار کوین‌های جدید برای پاداش وجود دارد، به حفظ ثبات کوین نیز کمک خواهد شد.

پیشنهاد مطالعه: ایران، انرژی خورشیدی، استخراج رمز ارز و تحریم‌های اقتصادی

آیا مکانیزم اجماع بیت کوین می‌تواند به الگوریتم اثبات سهام تغییر یابد؟

گفته می‌شود که تغییر مکانیزم اجماع بیت کوین به اثبات سهام به دلیل چالش‌های فنی موجود در تراکنش‌ها که به ضرر کسانی‌ست که درحال‌حاضر تلاش زیادی در بیت کوین انجام داده‌اند، تقریباً غیرممکن است. بااین‌حال، بسیاری ازجمله موسسه کارگزاری Bitcoin Suisse در سوییس، معتقدند که بیت کوین در نهایت به مدل اثبات سهام مهاجرت خواهد کرد.

بهتر است یادتان باشد که صنعت رمزارز به‌سرعت درحال تغییر و تکامل است و الگوریتم‌ها و روش‌های زیادی توسعه داده می‌شوند.

 

منابع: ۱و ۲