الگوریتم اجماع اثبات سهام PoS چیست؟

اثبات سهام (PoS) یک الگوریتم اجماع است که برای تأیید معاملات در شبکه های بلاک چین استفاده می شود. در Proof of Stake، اعتبارسنج ها برای تأیید معاملات به جای استخراج، توکن های خود را سهام گذاری می کنند. هرچه مقدار توکن های سهام گذاری شده توسط اعتبارسنج بیشتر باشد، احتمال اینکه به آنها اجازه تأیید معاملات داده شود بیشتر است.

اثبات سهام به زبان ساده

به زبان ساده، اثبات سهام به این معنی است که کاربران برای تأیید معاملات و حفظ امنیت شبکه، ارزهای دیجیتال خود را به عنوان وثیقه یا ضمانت می گذارند. هرچه مقدار ارز دیجیتالی که یک کاربر سهام گذاری می کند بیشتر باشد، احتمال اینکه به او اجازه تأیید معاملات داده شود بیشتر است.

مزایای اثبات سهام PoS چیست؟

اثبات سهام مزایای مختلفی نسبت به الگوریتم اجماع اثبات کار (PoW) دارد که در بلاک چین بیت کوین استفاده می شود. PoS کارآمدتر از PoW است و انرژی کمتری مصرف می کند. همچنین، PoS برای اعتبارسنج ها نیازی به سرمایه گذاری در تجهیزات استخراج ندارد.

• کارآمدتر از PoW است و انرژی کمتری مصرف می کند
• نیازی به سرمایه گذاری در تجهیزات استخراج ندارد.
• عادلانه تر است و به همه کاربران فرصت مساوی برای تأیید معاملات می دهد.
• مقیاس پذیرتر از PoW است و می تواند حجم معاملات بیشتری را پردازش کند.
• {PoS} یک فناوری جدید است که هنوز در حال توسعه است. با این حال، پتانسیل تغییر نحوه کارکرد ارزهای دیجیتال را دارد.

فرق اصلی بین اثبات سهام و اثبات کار در بلاکچین

اثبات کار: نیاز به قدرت محاسباتی بالا و مصرف انرژی زیاد، ماینرها با حل مسئله رقابت می‌کنند تا بلاک جدید را استخراج کنند.

اثبات سهام: بر اساس مقدار سهام در اختیار افراد، حق استخراج بلاک و تأیید تراکنش‌ها تعیین می‌شود، نیاز به قدرت محاسباتی کمتر و مصرف انرژی کمتر.

این تفاوت‌ها در مصرف انرژی و قدرت محاسباتی منجر به تفاوت‌های دیگری نیز می‌شود،در کل، از لحاظ مصرف انرژی و قدرت محاسباتی، اثبات کار نیازمند بیشترین توان و منابع است، در حالی که اثبات سهام با استفاده از مقدار سهام در اختیار افراد، به صورت متوسط قدرت محاسباتی و انرژی کمتری را مورد نیاز دارد.

جنگ تمامیت: صراع بین اثبات کار و اثبات سهام” یک صراع هیجان‌انگیز در دنیای بلاکچین است که بین دو الگوریتم برجسته، یعنی “اثبات کار” و “اثبات سهام” رخ می‌دهد. این صراع بر سر نحوه تأیید و تأمین امنیت تراکنش‌ها و تغییر تاریخچه بلاکچین است.

ارزهای دیجیتال و قدرت Proof of Stake

ارزهای دیجیتال نوعی پول دیجیتالی هستند که از فناوری رمزنگاری برای ایمن سازی معاملات و کنترل ایجاد واحدهای جدید استفاده می کنند. آنها به صورت غیرمتمرکز هستند، به این معنی که توسط هیچ نهاد مرکزی کنترل نمی شوند.

ارزهای اثبات سهام

1. اتریوم Ethereum (ETH): در حال حاضر از الگوریتم اثبات کار (Proof of Work) استفاده می‌کند، اما در آینده قرار است به الگوریتم اثبات سهام با نام Ethereum 2.0 (یا Eth2) منتقل شود. این تغییر به هدف کاهش مصرف انرژی و افزایش سرعت عملکرد شبکه Ethereum انجام می‌شود.
2. کاردانو Cardano (ADA): Cardano از الگوریتم اثبات سهام با نام Ouroboros استفاده می‌کند. این الگوریتم با توجه به میزان سهام کاربران، انتخاب تولیدکننده بلاک و تائیدکننده تراکنش‌ها را تنظیم می‌کند.
3. Polkadot (DOT): پولکادات نیز از الگوریتم اثبات سهام با نام Nominated Proof of Stake (NPoS) استفاده می‌کند. این الگوریتم بر اساس سهام و اعتماد کاربران، تنظیم کننده تولید بلاک‌ها و تائید تراکنش‌ها است.

این تنها چند نمونه از ارزهای اثبات سهام هستند و در عمل، بسیاری از پروژه‌های بلاکچین از این الگوریتم برای اجماع و تأیید تراکنش‌ها استفاده می‌کنند. مزیت‌های دیگر این الگوریتم شامل کاهش مصرف انرژی، افزایش پایداری شبکه، توزیع عادلانه‌تر قدرت و بهبود مقیاس‌پذیری شبکه می‌شوند. این ارزها امکاناتی را برای کاربران فراهم می‌کنند تا با نگهداری و قرض دادن سهام خود، در فرآیند تولید بلاک‌ها و تأیید تراکنش‌ها شرکت کنند و در نتیجه پاداش دریافت کنند.

(Proof of Stake) الگوریتمی است که در شبکه‌های بلاکچین استفاده می‌شود و به جای استفاده از قدرت محاسباتی، به مالکیت سهام در شبکه توجه می‌کند. این الگوریتم مصرف انرژی کمتری دارد و به عنوان گزینه‌ای پایدارتر برای اجرای بلاکچین مطرح شده است

اثبات سهام اتریوم: درآمد غیرفعال با سرمایه گذاری کوچک

اتریوم در حال حاضر از الگوریتم اثبات کار (PoW) برای تأیید معاملات استفاده می‌کند. این الگوریتم نیاز به سرمایه گذاری در تجهیزات گران‌قیمت استخراج دارد و انرژی زیادی مصرف می‌کند.

اتریوم در حال برنامه‌ریزی برای تغییر به الگوریتم اثبات سهام (PoS) است. در PoS، کاربران می‌توانند با سهام گذاری اتریوم خود، در تأیید معاملات مشارکت کنند. هرچه مقدار اتریوم سهام گذاری شده توسط کاربر بیشتر باشد، احتمال اینکه به او اجازه تأیید معاملات داده شود بیشتر است.

اعتبارسنج‌های PoS در ازای تأیید معاملات، پاداش دریافت می‌کنند. این پاداش معمولاً به صورت اتریوم است.

بر اساس آخرین تخمین‌ها، سود سالانه سهام گذاری اتریوم حدود 5 درصد است. این سود می‌تواند به عنوان یک منبع درآمد غیرفعال برای کاربران اتریوم باشد.

برای سهام گذاری اتریوم، نیاز به یک کیف پول سخت‌افزاری یا کیف پول نرم‌افزاری معتبر است. همچنین، نیاز به مقداری اتریوم برای سهام گذاری است.

سهام گذاری اتریوم می‌تواند یک روش سودآور برای کسب درآمد غیرفعال باشد. با این حال، سرمایه‌گذاران باید ریسک‌های این کار را نیز در نظر بگیرند.

• از دست دادن اتریوم سهام گذاری شده در صورت خطای کاربر یا حمله سایبری
• نوسان قیمت اتریوم که می‌تواند سود سهام گذاری را کاهش دهد

سرمایه‌گذاران باید قبل از تصمیم گیری برای سهام گذاری اتریوم، ریسک‌های این کار را به دقت در نظر بگیرند.

تاریخچه پروتکل اثبات سهام در اتریوم

تاریخ اثبات سهام اتریوم ایده مهاجرت اتریوم از الگوریتم اجماع اثبات کار (PoW) به اثبات سهام (PoS) در سال 2014 مطرح شد. در آن زمان، ویتالیک بوترین، یکی از بنیان‌گذاران اتریوم، اعلام کرد که این تغییر برای بهبود امنیت، مقیاس‌پذیری و پایداری شبکه ضروری است.

در سال 2017، توسعه‌دهندگان اتریوم شروع به کار بر روی پروتکل اثبات سهام کردند. این پروتکل در سال 2020 در شبکه آزمایشی Beacon Chain راه‌اندازی شد و پس از چندین سال آزمایش و بهبود، در نهایت در 15 سپتامبر 2022 در شبکه اصلی اتریوم اجرا شد.

پروتکل Proof of Stake:

در پروتکل اثبات سهام، امنیت شبکه توسط اعتبارسنج‌ها تامین می‌شود. اعتبارسنج‌ها افرادی هستند که مقداری از ارز دیجیتال اتریوم (ETH) را در شبکه استیک می‌کنند.

اعتبارسنج‌ها به صورت تصادفی انتخاب می‌شوند تا تراکنش‌ها را تایید و بلاک‌های جدیدی به شبکه اضافه کنند. به ازای هر بلاک تایید شده، اعتبارسنج‌ها پاداش دریافت می‌کنند.

برای جلوگیری از تقلب، اعتبارسنج‌ها باید مقداری از ETH خود را در صورت تقلب به عنوان جریمه از دست بدهند. این مکانیسم به عنوان «جریمه وثیقه» شناخته می‌شود.

علاوه بر کاهش مصرف انرژی و افزایش سرعت عملکرد، الگوریتم اجماع اثبات سهام دارای مزایای دیگری نیز می‌باشد. برخی از این مزایا عبارتند از:

1. امنیت: الگوریتم اجماع اثبات سهام تضمین می‌کند که تمامی تغییرات در شبکه بلاکچین باید توسط سهامداران تأیید شود. این به معنای این است که حملات سایبری مانند حملات ۵۱٪ توسط تهاجم کنندگان بسیار سخت‌تر خواهد بود.
2. توزیع عادلانه: با الگوریتم اجماع اثبات سهام، توزیع سکه‌ها و قدرت تصمیم‌گیری در شبکه به افرادی با سهام بیشتر تعلق می‌گیرد. این به افرادی که بیشتر سهام در اختیار دارند، اجازه می‌دهد نقش بزرگتری در تصمیم‌گیری‌های شبکه داشته باشند.
3. پایداری: الگوریتم اجماع اثبات سهام باعث پایداری شبکه می‌شود. زیرا هرگونه تغییر در شبکه باید توسط سهامداران تأیید شود و تلاش برای تغییر تاریخچه بلاک‌ها یا تراکنش‌ها بسیار سخت می‌شود.
4. کاهش مصرف انرژی: الگوریتم اجماع اثبات سهام نیاز به محاسبات سنگین مانند الگوریتم اثبات کار ندارد. این به معنای کاهش چشمگیر مصرف انرژی در فرایند تولید بلاک‌ها است که باعث می‌شود بلاکچین‌های مبتنی بر این الگوریتم به صورت پایدارتر و پرکاربردتر عمل کنند.
5. مقیاس‌پذیری: الگوریتم اجماع اثبات سهام مقیاس‌پذیری بهتری نسبت به الگوریتم اثبات کار دارد. زیرا با افزایش تعداد سهامداران و تراکنش‌ها، شبکه قادر به پردازش بیشترین حجم تراکنش‌ها خواهد بود. با ترکیب این مزایا، الگوریتم اجماع اثبات سهام یک راهکار قوی برای اجرای امن، پایدار و کارآمد در بلاکچین‌ها است.

اثبات سهام کاردانو

قلب سیستم عامل کاردانو Ouroboros است. این الگوریتم از پروتکل Proof of Stake برای استخراج کوین استفاده می‌کند. هدف اصلی این پروتکل، کاهش مصرف انرژی و زمان ایجاد کوین‌های جدید است.

در الگوریتم معمولی Proof of Stake، نودهایی با بیشترین تعداد سهام یا کوین‌ها، بلاک‌های معامله را در یک بلاکچین ایجاد می‌کنند. اما الگوریتم Ouroboros این الگوریتم را به طریقی متفاوت پیاده‌سازی می‌کند.

Ouroboros زمان را به دوره‌های کوتاهتری تقسیم می‌کند که هر دوره به اسلات‌ها تقسیم می‌شود. این دوره‌ها مشابه شیفت کاری در یک کارخانه عمل می‌کنند. در کاردانو، محدوده زمانی شامل اسلات‌های مختلف است و می‌توان آن را در الگوریتم تنظیم کرد. دوره‌ها به صورت دایره‌ای عمل می‌کنند؛ به معنی اینکه وقتی یک دوره تمام می‌شود، دوره بعدی شروع می‌شود.

هر اسلات دارای یک رهبر است. رهبران اسلات وظیفه ایجاد و تأیید بلاک‌های معاملاتی را دارند که به بلاکچین کاردانو اضافه می‌شوند. اگر رهبر یک اسلات قادر به انجام کار خود نباشد، حق تولید بلاک را از دست می‌دهد و پاداشی دریافت نمی‌کند. یک یا چند اسلات می‌توانند خالی از بلاک باشند، اما بیشتر بلاک‌ها (حداقل 50 درصد) باید طی یک دوره زمانی تولید شوند.

معاملات در بلاک‌های تولید شده توسط رهبران توسط تأییدکنندگان ورودی تأیید می‌شوند. این گروه، دومین مجموعه از دارندگان کوین هستند که مسئول اجرای پروتکل هستند. در هر دوره ممکن است یک تا بسیاری از تأییدکنندگان متعدد وجود داشته باشند و انتخاب آنها بر اساس تعداد سکه‌هایی که نگهداری می‌کنند، انجام می‌شود.

برای تضمین اینکه نتایج حاصل از تأیید تراکنش‌ها بی‌طرفانه باشد، سیستم رای‌گیری با دو ورودی طراحی شده است.

اولین ورودی، یک سیستم محاسباتی با چندین شرکت کننده است. مجموعه‌ای از دارندگان کوین درون شبکه محاسباتی را انجام می‌دهند و نتایج خود را با یکدیگر به اشتراک می‌گذارند. ورودی دوم، توزیع ثروت یا سهام است. نودهایی که بیشترین سهام یا کوین را دارند، احتمال انتخاب آنها به عنوان رهبر اسلات را افزایش می‌دهد.

با این روش، اعتماد و اطمینان در شبکه کاردانو تقویت می‌شود، زیرا انتخاب رهبران و تأییدکنندگان بر اساس سهام و کوین‌های داشته شده توسط آن‌ها انجام می‌شود. همچنین، الگوریتم Ouroboros به دوره‌های زمانی تقسیم شده است که به طور مداوم تغییر می‌کنند و رهبران اسلات در هر دوره جدید مشخص می‌شوند.

با استفاده از این ساختار، کاردانو توانسته است مزایایی مانند کاهش مصرف انرژی و زمان ایجاد کوین جدید را به دست آورد. همچنین، اعتماد و امنیت شبکه را افزایش داده و قابلیت مقاومت در برابر حملات مختلف را فراهم کرده است.

اثبات سهام دوج کوین

در پاسخ به محبوبیت روزافزون دوج کوین و معایب پروتکل اثبات کار، این ارز دیجیتال تصمیم گرفت به دنبال جایگزینی برای مکانیسم اجماع خود بگردد. افزایش تعداد دارندگان دوج کوین نشان داد که هزینه‌های اجرای گره‌ها اعتباردهنده‌های جدید را ناامید می‌کند. همچنین، مصرف بالای انرژی مرتبط با پروتکل اثبات کار با انتقادات شدید طرفداران محیط زیست و احتمالی بروز مشکلات قانونی همراه بوده است.

با توجه به این تحولات، دوج کوین تصمیم گرفت به دنبال جایگزینی برای مکانیسم اجماع خود بگردد. با توجه به ظاهر شدن اثبات سهم به عنوان یک گزینه قابل اجرا، دوج کوین تصمیم گرفت با حمایت ویتالیک بوترین از این مکانیسم استفاده کند. در زمانی که جهان با بحران انرژی روبرو است و همه نگران تغییرات آب و هوایی ناشی از آلودگی هستند، مصرف بالای انرژی پروتکل اثبات کار همیشه منجر به توجهات منفی رسانه‌ای و عواقب بدی شده است. در این شرایط، انتقال به اثبات سهم یک تصمیم منطقی بود.