فهرست مطالب
الگوریتم اثبات سهام چیست و چه کاربردی در ارزهای دیجیتال دارد؟ در این بخش از سلسله مقالات صرافی ارز دیجیتال ایران بایننس میخوایم به یکی از مفاهیم پایه ای مهم در دنیای ارزهای دیجیتال بپردازیم. اثبات سهام یا Proof Of Stake یکی از انواع روش های تامین امنیت در شبکه های بلاک چینی است. در استخراج به روش POS همه ی افراد میتونن در تایید تراکنش ها و ایجاد بلاک های جدید نقش داشته باشن؛ برای اینکار کافیه که فرد مقداری از ارز دیجیتال اصلی اون بلاک چین رو خریداری کنه و اون ها رو تو شبکه قفل کنه. به این ترتیب با Stake ارز دیجیتال امکان کسب درآمد و مشارکت در امنیت شبکه امکان پذیره.
طبق اثبات کار سرمایه گذار بر اساس میزان رمز ارزهایی که داره و مدت زمان قفل کردن اون ها، از بلاک چین پاداش دریافت میکنه. در این مقاله قصد داریم که شما رو با این نوع الگوریتم تایید تراکنش ها در بازار ارزهای دیجیتال آشنا کنیم. در ادامه ی همین مطلب در مورد مزایا و معایب اثبات سهام صحبت خواهیم کرد. همچنین برای درک بهتر مزیت های این الگوریتم، اثبات سهام و اثبات کار را با هم مقایسه میکنیم.
الگوریتم اجماع چیست؟
اثبات سهام یا Proof Of Stake که به اختصار POS هم نامیده میشه، یکی از انواع الگوریتم های ارز دیجیتال هست که در شبکه های بلاک چینی کاربرد داره. برای اینکه بتونیم این نوع الگوریتم اجماع (Consensus) در ارزهای دیجیتال رو بهتون معرفی کنیم، باید در ابتدا توضیح مختصری رو در مورد الگوریتم اجماع بدیم. به همین دلیل بهتره که قبل از اینکه بگیم الگوریتم اثبات سهام چیست؟ تعریفی کلی از Consensus ها به شما ارائه دهیم.
در پاسخ به سوال الگوریتم اجماع چیست؟ باید بگیم که یکی از روش های مشارکت در شبکه های غیر متمرکز هستش که بر اساس اون اعضای شبکه برای انجام تراکنش ها و تایید بلاک ها با هم به یک اجماع میرسن. در یک شبکه ی غیر متمرکز بلاک چینی مثل بیت کوین همه میتونن در کنترل شبکه سهیم باشن و به نوعی مالک اون حساب میشن. اصلی ترین مسئله در چنین شبکه هایی امنیت میباشد. حالا باید از کجا مطمئن باشیم که چنین سیستمی بدون نقص کار میکنه؟ اگه فردی تصمیم بگیره که تو شبکه خرابکاری کنه، چه اتفاقی میفته؟ اصلا چه تضمینی وجود داره که فرد دیگه ای ارزهای دیجیتال شما رو به سرقت نبره؟
همه ی این نگرانی ها و احتمالات به لطف استفاده از الگوریتم اجماع از بین میرن. الگوریتم اجماع شامل مجموعه ای از قوانین و شرایط هاست که برای صحت فرآیند تراکنش های اون شبکه تعیین شدن. برای مثال در شبکه بیت کوین از الگوریتم اجماع اثبات کار (POW) استفاده شده که یکی از متداول ترین انواع الگوریتم های ارز دیجیتال میباشد. طبق این الگوریتم هر شخصی که بخواد در روند تولید بلاک ها شرکت داشته باشه، قدرت پردازشی خودش رو در اختیار شبکه قرار میده. به این افراد اعتبارسنج یا ماینر (Miner) گفته میشه که در ازای کاری که انجام میدن، پاداشی به اون ها داده میشه. به این ترتیب اگه فردی بخواد شبکه بیت کوین رو دستکاری کنه، باید بیشتر از نصف قدرت پردازش را در دست بگیره که این کار عملا غیر ممکن است و هیچ گونه توجیهی ندارد. برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه توصیه می کنیم که مقاله استخراج بیت کوین چیست ما رو مطالعه نمایید.
توضیحی که در این قسمت در مورد الگوریتم اجماع اثبات کار ارائه دادیم، بسیار مختصر و کلی هستش؛ اما مقاله ای کاملا تخصصی در مورد اینکه اثبات کار چیست؟ نوشته ایم که پیشنهاد میکنیم برای آشنایی بیشتر با این الگوریتم، آن را مطلعه کنید.
الگوریتم POS چیست؟
الگوریتم اجماع دیگه ای هم برای تایید بلاک ها وجود داره که بهش اثبات سهام یا Proof Of Stake گفته میشه. بعضی از افراد به این روش، استخراج به روش POS میگن؛ اما در اثبات سهام نحوه تایید تراکنش ها کاملا متفاوت هستش. طبق این الگوریتم اعتبارسنج هایی که میخوان در تولید بلاک ها و تایید تراکنش ها شرکت کنن، باید توکن های بومی اون شبکه رو خریداری کرده باشن. هر سرمایه گذاری میتونه با اختصاص دادن توکن هایی که داره به شبکه، پاداش بگیره. به این کار اصطلاحا سهام گذاری یا Stake ارز دیجیتال گفته میشه.
در سهام گذاری با قفل کردن دارایی ها در بلاک چین، تایید و ساخت بلاک های جدید امکان پذیر میشه. اعتبارسنج ها تو چنین شبکه هایی با توجه به میزان دارایی سهام گذاری شده ای که دارن و مدت زمان استیک ارزهاشون، پاداشی رو از شبکه دریافت میکنن. همچنین این پاداش بر اساس بازده سرمایه گذاری (ROI) هستش و برای تشویق نود ها (Node) یا اعتبارسنج ها به اون ها اختصاص پیدا میکنه. به این ترتیب فرآیند اعتبارسنجی هیچ وقت متوقف نمیشه.
به لطف استفاده از الگوریتم اجماع سهام، اگه کسی بخواد به شبکه حمله و یا در اون خرابکاری کنه، باید بخش عمده ی توکن های اون شبکه (مثلا حدود 40 درصد از کل توکن ها) رو خریداری کرده باشه؛ این کار با توجه به اصل عرضه و تقاضا امکان پذیر نیست. علاوه بر آن در صورتی که چنین اتفاقی رخ بده و شبکه مورد حمله قرار بگیره، قیمت توکن اون به شدت افت میکنه. به همین خاطر کسی که بیشترین ضرر رو متحمل میشه، فرد مهاجم و خرابکار هستش. برای اولین بار رمز ارزی به نام پییِر کوین (Peercoin) از الگوریتم اجماع اثبات سهام استفاده کرد. در حال حضر نیز بلاک چین های معروف و معتبری مثل پولکادات (DOT)، ایاس (EOS)، تزوس (XTZ)، کاردانو (ADA) و. . . از این مدل برای تایید تراکنش هاشون استفاده میکنن. همچنین ارز دیجیتال اتریوم و بلاک چین اون هم، الگوریتم اجماع خودش رو از POW به POS تغییر داده.
مزایای الگوریتم اثبات سهام
حالا که با اثبات سهام آشنا شدین و دونستین که Proof Of Stake چیست و چطور کار میکنه؟ بهتره که مزیت ها و معایبی که این روش تایید بلاک ها در بلاک چین داره رو با هم بررسی کنیم. برای اینکار در ابتدا مزایای اثبات سهام رو براتون عنوان میکنیم:
• مصرف انرژی پایین:
یکی از مهمترین تفاوت هایی که بین الگوریتم اثبات سهام و اثبات کار وجود داره، مربوط به میزان انرژی هستش که تو این پروتکل ها مورد استفاده قرار میگیره. دلیل اصلی اختلافی که بین این دو نوع الگوریتم وجود داره، مربوط به الگوریتم هاییه که به شکل اتوماتیک در اثبات سهان وجود داره.
• عملکرد بهتر:
عملکرد بلاک چین هایی که از الگوریتم اثبات سهام برای تایید تراکنش هاشون استفاده میکنن، بسیار بهتر از سایر پروژه ها هستش. اما دلیل این عملکرد بهتر در الگوریتم اجماع Proof Of Stake چیست؟ این موضوع رو میتونیم اینطور عنوان کنیم که در اثبات سهام ایجاد بلاک و اعتبار سنجی بلاک ها توسط نود های شبکه، با سرعت بیشتری انجام میشه. همچنین این نوع شبکه ها از نظر تعداد تراکنش های درون زنجیره ای و انتقال دارایی عملکرد بسیار بهتری رو دارن.
• غیر ممکن شدن هک و یا حمله 51 درصدی:
همونطور که قبل هم اشاره کردیم، برای اینکه فردی بتونه با استفاده از حمله 51 درصدی تو شبکه خرابکاری کنه، باید مقدار زیادی از رمز ارزهای مربوط به اون بلاک چین رو خریداری کنه. اینکار علاوه بر هزینه ی بسیار زیادی که داره، باعث ایجاد تقاضای کاذب در بازار میشه و قیمت ارز دیجیتال مورد نظر به طور غیر منطقی و مصنوعی افزایش پیدا میکنه. از طرف دیگه با خرابکاری در بلاک چین، به احتمال زیاد قیمت اون رمز ارز سقوط میکنه که میتونه ضرر های جبران ناپذیری رو به فرد خرابکار وارد کنه. به همین دلیل هستش که میگین امکان انجام چنین خرابکاری هایی در شبکه های دارای الگوریتم اثبات سهام وجود نداره.
• امنیت:
از نظر امنیت اعتبار سنج های شبکه به دو دلیل اساسی در ایجاد بلاک ها و تایید تراکنش ها مشارکت دارن، که در ادامه این علت ها رو براتون عنوان میکنیم:
1. دلیل اول اینه که اعتبارسنج ها کنترل بخش قابل توجهی از توکن های شبکه رو به خودش اختصاص دادن که تو شبکه قفل شدن. همچنین پاداش قابل توجهی به این افراد داده میشه. به این ترتیب افراد تشویق میشن که برای امنیت شبکه نسبت به Stake ارز دیجیتال هایی که دارن، اقدام کنن. در غیر این صورت امنیت شبکه ضعیف میشه که تاثیر منفی رو روی قیمت اون توکن میذاره.
2. دلیل دوم هم ساز و کار قفل کردن ارزها تو شبکه هستش. طبق قوانینی که در شبکه وجود داره، اگه یکی از اعتبارسنج ها یا نود ها قصد خرابکاری یا فعالیت های غیر قانونی رو داشته باشه، یا بخواد با ساخت بلاک های جعلی تراکنش های شبکه رو دستکاری کنه، توکن هایی که در شبکه قفل کرده رو از دست میده. به این کار اصطلاحا اِسلَش (Slash) گفته میشه. البته توجه داشته باشین که ساز و کار اسلش در همه بلاک چین ها وجود نداره.
• هزینه کمتر نسبت به الگوریتم اثبات کار:
در الگوریتم اثبات کار، فرد باید دستگاه های استخراج قدرتمندی رو تهیه کنه که معمولا قیمت بالایی رو دارن و به مرور زمان و با افزایش سختی شبکه، قدرت و کاراییشون رو از دست میدن. همچنین برای نگهداری این دستگاه ها به فضایی مجهز و خنک نیاز خواهید داشت. فراهم کردن چنین شرایطی برای همه امکان پذیر نیست. این در حالیه که شما برای شرکت تو اثبات سهام فقط به ارز دیجیتال اون شبکه نیاز دارین.
معایب الگوریتم اثبات سهام
Proof Of Stake ایراداتی رو هم داره که تو این بخش از مقاله POS چیست؟ به اون ها میپردازیم و بزرگترین مشکلات این نوع الگوریتم اجماع ارزهای دیجیتال رو توضیح میدیم:
• نوسانات قیمت ارز دیجیتال:
بزرگترین ایرادی که به این نوع سیستم ها وارد هستش، تغییر قیمت ارز دیجیتال شماست. همونطور که میدونین دنیای رمز ارزها پر از نوسانات قیمتی است و ممکنه تو مدت کوتاهی دارایی های شما بیش از 80 درصد افت و ریزش رو تجربه کنن. به همین دلیل قبل از اینکه بخواهید وارد حوزه استیک و سهام گذاری ارز دیجیتال شوید، بهتر است که ریسک ها و خطرات آن مطالعه کنید.
• پاداش متغییر:
یکی از عواملی که برای تعیین میزان پاداش پرداختی به کاربر های شبکه بهش توجه میشه، میزان دارایی های قفل شده در شبکه است. هر چقدر افراد بیشتر و ارزهای دیجیتال بیشتری تو سهام گذاری شبکه شرکت داشته باشن، میزان پاداش مربوط به این فرآیند هم کاهش پیدا میکنه. برای همین موقع انجام محاسباتتون باید این نوع تغییرات غیر منتظره تو شبکه و سودتون رو هم در نظر بگیرین.
• تاثیر دارایی بر میزان سود دریافتی:
یکی دیگه از ایراداتی که میتونیم از شبکه های دارای الگوریتم اجماع POS بگیریم، اینه که این سیستم بر مبنای دارایی و مطابق با میزان رمز ارزهای افراد سرمایه گذار در شبکه کار میکنه. به عبارت ساده تر تو این سیستم هر چقدر که فرد دارایی بیشتری رو داشته باشه، سود و پاداش بیشتری رو هم دریافت میکنه؛ که این موضوع بزرگترین ایراد الگوریتم اجماع اثبات سهام هستش. این موضوع در بلند مدت باعث انباشت و اختصاص ثروت و قدرت شبکه در دست یه عده خاص میشه، که در نهایت ممکنه به تهدیدی برای امنیت شبکه تبدیل بشه. همچنین این مسئله میتونه غیر متمرکز بودن شبکه و فرآیند اعتبارسنجی بلاک ها رو با مشکل مواجهه کنه.
استاندارد جدید دنیای رمز ارزها: اثبات سهام (Proof Of Stake)
بعد از اینکه در این مقاله به سوال الگوریتم اثبات سهام چیست؟ پاسخ دادیم و مزیت ها و ایرادات این نوع اعتبار سنجی را بررسی کردیم، باید جوابی برای یک سوال اساسی پیدا کنیم. آیا الگوریتم اثبات سهام میتواند به یک استاندارد در بازار ارزهای دیجیتال تبدیل شود؟
در اوایل دورانی که بازار ارزهای دیجیتال بوجود اومده بود و تنوع رمز ارز ها بسیار پایین بود، بیشتر پروژه ها از الگوریتم اجماع اثبات کار یا POW برای پردازش تراکنش هاشون استفاده میکردن. اما این روز ها با توجه به اهمیت و جایگاهی که ارزهای دیجیتال دارن و افزایش محبوبیت و مقبولیت این نوع دارایی ها، Proof Of Work پاسخگوی نیاز شبکه های بلاک چینی نیست. در حال حاضر سرعت و مقیاس پذیری بالا مهمترین نیاز های یک شبکه بلاک چینی هستن که اثبات کار توانایی فراهم کردن اون رو نداره.
به همین خاطره که تو چند سال گذشته، الگوریتم اجماع سهام تونسته محبوبیت بیشتری رو پیدا کنه و جایگاه ویژه ای رو بین بلاک چین های عمومی بدست بیاره. در این سیستم نحوه ی تایید و پردازش بلاک ها به شکل بنیادین تغییر کرده و بسیار بهینه تر و سریعتر از POW شده. در چنین بلاک چین هایی میتوان اپلیکیشن ها و تراکنش های بیشتری را به شکل همزمان در پردازش کرد. این در حالیه که تعداد تراکنش های انجام شده در یک بازه زمانی در شبکه هایی که از الگوریتم اثبات کار استفاده میکنن، بسیار محدود و پایینه.
یکی دیگر از عواملی که باعث شده، POS رو به عنوان استاندارد آینده شبکه های بلاک چینی بدونیم، ابتکار های نوآورانه این شبکه است که به شکل اختصاصی برای اون ها طراحی شده. از جمله این نوآوری ها میتونیم به اثبات سهام ضمانت‌دار(bonded PoS) ، اثبات سهام نمایندگی شده (delegated PoS) و. . . اشاره کنیم. هر کدام از این روش ها دارای ویژگی ها و مزیت هایی هستن که برای پاسخگویی به نیاز های خاص شبکه های مختلف طراحی شدن.
در حال حاضر اتریوم (Ethereum) که پلتفرمی برای اجرا و طراحی قرارداد های هوشمند (Smart Contract) هستش، معروف ترین پلتفرمیه که برای پردازش تراکنش هاش از الگوریتم اجماع اثبات سهام استفاده میکنه. البته این شبکه در ابتدا از الگوریتم اثبات کار استفاده میکرد که قبلا مقاله ای را هم با عنوان استخراج اتریوم نوشتیم. ولی به خاطر مسائلی مثل مقیاس پذیری، هزینه ی بالای تراکنش ها، سرعت کم پردازش اطلاعات و. . .، الگوریتم اجماع آن به اثبات سهام تغییر پیدا کرد.
شبکه های دیگه ای هم وجود دارن که بر اساس الگوریتم POS فعالیت میکنن، برای مثال شبکه بلاک چین تعامل‌پذیر کازماس (Cosmos) یکی از این شبکه هاست. این شبکه ی بلاک چینی به عنوان ولین نمونه از پیاده‌سازی اثبات سهام در مقیاس کامل هستش که از ابتدای فعالیتش هم، از همین نوع الگوریتم استفاده میکنه. ارز دیجیتال کاردانو (Cardano) هم از رمز ارزهای دیگه ایه که برای پردازش تراکنش هاش از این نوع الگوریتم استفاده میکنه. اثبات سهام کاردانو و سهام گذاری این رمز ارز یکی از محبوبترین استیک ها هستش.
نکته دیگه ای که لازم میدونیم بهش اشاره کنیم، اینه که تو اثبات سهام، در مقایسه با بلاک چین‌هایی که از اثبات کار استفاده میکنن مثل بیت کوین، اعتبارسنج‌ها و اپراتورهای نود زمان و فرصت بیشتری رو برای شرکت تو فرآیند اجماع دارن. از طرف دیگر، با توجه به اینکه تو این نوع الگوریتم، نیازی به خرید و صرف هزینه های سنگین برای دستگاه های استخراج (ASIC) و کارت گرافیک نیست؛ این نوع استخراج برای کاربران جذاب تر هستش.
در کل میتونیم بگیم که فضای ارزهای دیجیتال به سرعت داره تکامل پیدا میکنه. شاید تا چند سال دیگه هیچ کدوم از تکنولوژی های این حوزه به اندازه ی امروز کاربرد نداشته باشن و به نوعی منسوخ بشن. در حال حاضر الگوریتم اثبات سهام، جایگاه ویژه ای رو بین کاربر های این حوزه داره. همچنین بیشتر متخصص ها، کاربر ها، فعالان و ناظر های این حوزه نسبت به این الگوریتم امیدوار هستن و تمام قد از اون حمایت و پشتیبانی میکنن.
کلام پایانی
تو این مقاله در مورد یکی از انواع الگوریتم های ارز دیجیتال که محبوبیت بسیار زیادی رو داره، صحبت کردیم و اطلاعات جامع و کاملی رو در مورد اون بهتون دادیم. امیدواریم که این مطلب تونسته باشه که شما رو با الگوریتم اثبات سهام آشنا کنه. همچنین در مقاله الگوریتم اثبات سهام چیست؟ شما رو با مزیت ها و ایراداتی که این روش داره، آشنا کردیم. توجه داشته باشین که برای سهام گذاری ارزهای دیجیتال در ابتدا باید مقداری از رمز ارز بومی آن شبکه رو خریداری کنین که اینکار با کمک صرافی ارز دیجیتال ایران بایننس امکان پذیر هستش.