الگوریتم اثبات سهام چیست و چگونه کار می‌کند؟

از آنجایی که ارزهای دیجیتال غیرمتمرکز هستند و تحت کنترل موسسات مالی نیستند، به راهی برای تأیید تراکنش‌ها نیاز دارند. یکی از روش‌هایی که بسیاری از ارزهای دیجیتال از آن استفاده می‌کنند، اثبات سهام (Proof of Stake) است.حال این سوال پیش می‌آید که الگوریتم اثبات سهام چیست؟ نوعی مکانیسم اجماع است که برای اعتبارسنجی تراکنش‌های ارزهای دیجیتال استفاده می‌شود.

با استفاده از این سیستم، صاحبان ارزهای دیجیتال می‌توانند کوین‌های (coins) خود را استیک کنند؛ سپس به آن‌ها این حق داده می‌شود که بلوک‌های جدید تراکنش‌ها را بررسی کرده و آن‌ها را به بلاک چین اضافه کنند. این روش، جایگزینی برای الگوریتم اثبات کار (اولین مکانیزم اجماع برای ارزهای دیجیتال) است.

از آنجایی که اثبات سهام از نظر مصرف انرژی بسیار کارآمدتر است، محبوبیت بیشتری پیدا کرده است. درک الگوریتم اثبات سهام (PoS)، برای کسانی که در ارزهای دیجیتال سرمایه گذاری می‌کنند، بسیار مهم است. در این مقاله از اینوکس به این سوال که الگوریتم اثبات سهام چیست، پاسخ کاملی می‌دهیم. همچنین، به بررسی نحوه عملکرد این الگوریتم، مزایا و معایب آن و نمونه‌هایی از ارزهای دیجیتالی که از آن استفاده می‌کنند، می‌پردازیم.

الگوریتم اثبات سهام چگونه کار می‌کند

الگوریتم اثبات سهام، به صاحبان یک ارز دیجیتال اجازه می‌دهد تا کوین‌های خود را استیک کنند و نودهای (nodes) اعتبارسنج خود را ایجاد کنند. در این الگوریتم، کوین‌های شما به عنوان ضمانتی برای تأیید تراکنش‌ها استفاده می‌شوند. کوین‌های شما در حین استیک کردن قفل می‌شوند، اما اگر بخواهید آن‌ها را مبادله کنید، می‌توانید آن‌ها را از حالت استیک خارج کنید.

هنگامی که بلوکی از تراکنش‌ها آماده پردازش است، پروتکل اثبات سهام ارز دیجیتال، یک نود اعتبار سنج را به منظور بررسی بلوک انتخاب می‌کند. اعتبارسنج (validator) بررسی می‌کند که آیا تراکنش‌های موجود در بلوک دقیق هستند یا خیر.

پس از تایید تراکنش‌ها اعتبارسنج‌ها بلوک را به بلاک چین اضافه می‌کنند و برای مشارکت خود، کریپتو به عنوان پاداش دریافت می‌کنند. لازم به ذکر است که اگر یک اعتبارسنج (یک فرد که در تراکنش‌ها، به واسطه میزان سهامش، نقش دارد) اضافه کردن یک بلوک با اطلاعات نادرست را پیشنهاد کند، برخی از دارایی‌های سهام خود را به عنوان جریمه از دست می‌دهد. در ادامه مثالی برای شما آورده‌ایم تا این موضوع برای شما شفاف‌تر شود.

به عنوان مثال، ارز دیجیتال Cardano (ADA) از الگوریتم POS برای تایید تراکنش‌های خود استفاده می‌کند. هرکسی که در کیف پول خود ADA دارد، می‌تواند آن را استیک کند و نود اعتبارسنجی خود را راه‌اندازی کند. هنگامی که Cardano، نیاز به تأیید بلوک‌های تراکنش دارد، پروتکل Ouroboros آن، یک اعتبار سنج را انتخاب می‌کند. اعتبارسنج، بلوک را بررسی می‌کند، سپس آن را به بلاک چین اضافه می‌کند و Cardano به عنوان پاداش دریافت می‌کند.

ماینیگ در الگوریتم اثبات سهام

قدرت ماینینگ (Mining)، در اثبات سهام بستگی به مقدار کوین‌هایی دارد که یک اعتبار سنج استیک می‌کند. شرکت‌کنندگانی که کوین‌های بیشتری را استیک کنند، برای افزودن بلوک‌های جدید انتخاب می‌شوند. هر پروتکل اثبات سهام، در نحوه انتخاب اعتبارسنج‌ها، متفاوت عمل می‌کند. این انتخاب به عوامل مختلفی از قبیل مدت زمانی که اعتبارسنج‌ها کوین‌های خود را استیک کرده‌اند، بستگی دارد. همچنین، بخشی از این انتخاب، به صورت رندوم و تصادفی انجام می‌شود.

هر کسی که ارز دیجیتالی را استیک کند، می‌تواند به عنوان اعتبارسنج انتخاب شود؛ اما اگر مبلغ نسبتاً کمی را استیک کنید، شانس انتخاب شما بسیار پایین خواهد بود. اگر کوین‌های شما 0.001٪ از کل مبلغی که استیک شده است را شامل شود، احتمال انتخاب شما به عنوان اعتبارسنج نیز، حدود 0.001٪ خواهد بود.

به همین دلیل است که اکثر شرکت‌کنندگان به استخرهای ماینیگ می‌پیوندند. صاحب استخر استیک، نود (گره) اعتبارسنج را راه اندازی می‌کند و گروهی از افراد استخر، کوین‌های خود را با هم ترکیب می‌کنند تا شانس بیشتری برای برنده شدن بلوک‌های جدید داشته باشند. جوایز بین شرکت کنندگان استخر تقسیم می‌شود. صاحب استخر نیز می‌تواند کارمزد کمی دریافت کند.

در رابطه با این مطلب بخوانید : سرمایه گذاری در web3: چه فرصت‌هایی پیش روی شما است؟

امنیت الگوریتم اثبات سهام (Proof of Stake)

حمله 51 درصدی (51%attack ) که مدت‌ها به عنوان تهدیدی برای طرفداران ارزهای دیجیتال شناخته می‌شد، در صورت استفاده از پروتکل PoS، دیگر فقط در حد یک نگرانی کوچک خواهد بود. در صورت استفاده از الگوریتم PoW، حمله 51 درصدی زمانی رخ می‌دهد که که یک فرد یا نهاد، بیش از 50 درصد از ماینرهای یک شبکه را تحت کنترل درآورد؛ سپس از این اکثریت برای تغییر بلاک چین استفاده کند.

برای ایجاد این حمله در الگوریتم PoS، یک گروه یا یک فرد باید 51 درصد از ارز دیجیتال استیک شده را در اختیار داشته باشد. کنترل 51 درصد از ارزهای دیجیتال استیک شده، بسیار گران است.

لازم به ذکر است که بیشتر ویژگی‌های امنیتی پروتکل PoS، اعلام نمی‌شوند؛ زیرا این امر ممکن است فرصتی برای دور زدن اقدامات امنیتی ایجاد کند. با این حال، اکثر سیستم‌های PoS دارای ویژگی‌های امنیتی پیشرفته هستند که به حفاظت از بلاک چین و مکانیسم‌های PoS کمک می‌کند.

تفاوت الگوریتم اثبات کار و الگوریتم اثبات سهام چیست

تا به اینجا به سوال الگوریتم اثبات سهام چیست پاسخ دادیم، حال به تفاوت دو پروتکل اثبات سهام و اثبات کار می‌پردازیم. پروتکل اثبات سهام و اثبات کار دو نوع متداول از مکانیسم‌های اجماع هستند که توسط ارزهای دیجیتال استفاده می‌شوند. اثبات کار، یک روش انتخابی برای ارزهای دیجیتال اولیه از جمله بیت کوین (BTC) بود؛ در حالی که اثبات سهام در سال 2012 با رمز ارز Peercoin (PPC) آغاز شد و به یک انتخاب رایج برای آلت کوین‌ها (altcoins) تبدیل گشت.

بزرگترین تفاوت بین الگوریتم اثبات سهام و اثبات کار، در مصرف انرژی آن‌ها است. پروتکل اثبات کار، مستلزم رقابت ماینرها برای حل مسائل پیچیده ریاضی است. اولین ماینری که مسئله را حل می‌کند، می‌تواند یک بلوک از تراکنش‌ها را به بلاک چین اضافه کند و پاداش بگیرد. این امر باعث می‌شود که دستگاه‌های ماینینگ در سراسر جهان همان مسائل ریاضی را محاسبه کرده و انرژی قابل توجهی را مصرف کنند. از آنجایی که پروتکل اثبات سهام برای حل معادلات پیچیده نیازی به اعتبارسنج ندارد، این روش تایید تراکنش‌ها، انرژی بسیار کم‌تری مصرف می‌کند.

Proof of Work	Proof of Stake
به سازندگان بلوک، ماینر می‌گویند.	به سازندگان بلوک، اعتبارسنج می‌گویند.
شرکت کنندگان، باید تجهیزات و انرژی لازم را تهیه کنند تا تبدیل به ماینر شوند.	شرکت‌کنندگان، باید دارای کوین یا توکن باشند تا به اعتبارسنج تبدیل شوند.
مصرف ناکارآمد انرژی	مصرف کارآمد انرژی
امنیت قوی به دلیل هزینه‌های اولیه بالا	امنیت از طریق کنترل جامعه
ماینرها، پاداش بلوک را دریافت می‌کنند.	اعتبار سنج‌ها، کارمزد تراکنش‌ها را به عنوان پاداش دریافت می‌کنند.

در رابطه با این مطلب بخوانید : تفاوت الگوریتم اثبات کار و اثبات سهام چیست

مزایا و معایب proof of stake چیست

همان طور که در بالا توضیح دادیم الگوریتم اثبات سهام چیست، حالا در این بخش به مزایا و معایبی که این مکانسیم‌ها در بازار ارزهای دیجیتال ایجاد می‌کنند اشاره می‌کنیم. مزایا الگوریتم POS شامل موارد زیر است:

• مصرف انرژی کارآمد
• امکان پردازش سریع و ارزان تراکنش
• عدم نیاز به تجهیزات خاصی برای ماینینگ

الگوریتم POS، علاوه بر مزایا منحصر به فرد خود، دارای معایبی نیز است. در ادامه به برخی از آن‌ها اشاره می‌کنیم:

• ایجاد امنیت پایین‌تر نسبت به الگوریتم POW
• اعتبارسنج‌ها با دارایی‌های زیاد، می‌توانند تأثیر زیادی بر تأیید تراکنش داشته باشند.
• برخی از رمز ارزها در الگوریتم اثبات سهام، نیاز به قفل کردن کوین‌های استیک شده در یک بازه زمان مشخص را دارند.

کدام ارزهای دیجیتال از الگوریتم Proof-of-stake استفاده می‌کنند

ارزهای دیجیتالی که از الگوریم اثبات سهام استفاده می‌کنند، می‌توانند تراکنش‌ها را به سرعت و با هزینه کم پردازش کنند که این امر برای مقیاس پذیری، بسیار کلیدی است. به دلیل نحوه عملکرد POS، این الگوریتم هم به نفع ارزهای دیجیتالی است که از آن استفاده می‌کنند و هم برای سرمایه‌گذاران آن‌ها سودمند است.

سرمایه‌ گذاران، می‌توانند کریپتو خود را برای کسب پاداش استیک کنند و نوعی درآمد غیرفعال را برای خود فراهم کنند. همچنین، این الگوریتم به واسطه مصرف انرژی کارآمد، با محیط زیست سازگارتر است؛ درنتیجه محبوبیت POS به عنوان یک مکانسیم اجماع رو به افزایش است. در ادامه، به نمونه‌هایی از رمزارزهای اصلی که از پروتکل اثبات سهام استفاده می‌کنند، اشاره می‌کنیم:

• Cardano : در بلاک چین این ارز دیجیتال، امنیت و پایداری در اولویت قرار دارد.

• (XTZ) Tezos : یک بلاک چین قابل برنامه‌ریزی است که با مکانیزم ارتقا زنجیره‌ای برای تطبیق پذیری، طراحی شده است.

• Algorand (ALGO) : این رمز ارز، از ساختار بلاک چین دو لایه برای ارائه سرعت پردازش 1000 تراکنش در ثانیه استفاده می‌کند.

سخن پایانی

در این مقاله از اینوکس به بررسی و پاسخ به سوال الگوریتم اثبات سهام چیست، پرداختیم و نحوه عملکرد، مزایا و معایب آن را بیان کردیم. اثبات سهام (POS)، به عنوان جایگزینی برای اثبات کار (POW)، مکانیزم اجماع اولیه، ایجاد شد. این مکانیسم اجماع، به کسانی که دارای مقدار مشخصی از یک ارز دیجیتال هستند، این قدرت را می‌دهد تا تراکنش‌ها را تأیید کنند و بلاک‌های جدیدی برای آن شبکه ارز دیجیتال، ایجاد کنند. در مقایسه با سایر پروتکل‌های اجماع، اثبات سهام سریع‌تر است، هزینه‌های تراکنش کمتری را ارائه می‌دهد و به توان محاسباتی کمتری نیاز دارد.

سوالات متداول

در این بخش به بررسی سوالات متداول این مقاله می‌پردازیم: