معرفی الگوریتم اثبات کار و اثبات سهام؛ تفاوت PoW و PoS
استفاده از الگوریتم‌های اجماع در شبکه‌های عمومی بلاکچین، با در نظر گرفتن اهداف مختلفی انجام می‌شود؛ این اهداف مواردی مثل تضمین امنیت و ترغیب کاربران برای مشارکت در ارتقا شبکه را دربرمی‌گیرد. اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS) دو نمونه از رایج‌ترین مکانیسم‌های اجماع هستند که نقش آنها در دستیابی به اهداف نام برده شده، بسیار پررنگ است.
برای درک اولیه این مکانیسم‌ها، به این مسئله فکر کنید که همه افراد می‌توانند در سیستم عمومی بلاکچین مشارکت داشته باشند و هیچگونه نظارتی بر روی نحوه عملکرد این شبکه‌ها وجود ندارد. بلاک‌چین‌های معروفی مثل بیت کوین و اتریوم را در نظر بگیرید که به دلیل برخورداری از ساختاری غیرمتمرکز، هیچ فرد یا نهادی کنترل مستقیمی بر روی آنها ندارد. حالا ذهن خود را به سمت این سوال ببرید که بدون وجود یک مدیر ناظر، چگونه می‌توان افرادی که در راستای ارائه، تایید و ثبت داده بر روی بلاکچین اقدام می‌کنند را شناسایی کرد؟ اینجا است که نقش مکانیسم‌های PoW و PoS مطرح می‌شود! در رسانه «ارزنو» در کنار معرفی این الگوریتم‌ها، یک مقایسه همه جانبه هم انجام خواهیم داد؛ لطفا با ما همراه باشید.
الگوریتم اجماع در بلاک چین چیست؟
قبل از تعریف اصطلاحات اجماع و الگوریتم اجماع، ابتدا توضیحاتی را در مورد ضرورت و اهمیت وجود الگوریتم اجماع در بلاک چین ارائه می‌دهیم تا با دیدگاه جامع‌تری بتوانید این اصطلاحات را درک کنید. اول، شبکه بلاکچین و مزایای مختلف آن را در نظر بگیرید که باعث بوجود آمدن تغییرات بنیادین در تمام سطوح و بخش‌های دیجیتال شده است. مهم‌ترین مزیت آن در تمرکززدایی خلاصه می‌شود و توسط کامپیوترهایی که در توسعه آن مشارکت دارند و در اصطلاح «نود» نامیده می‌شوند، به طور دائم پشتیبانی می‌شود.
وظیفه نودها، ذخیره تاریخچه تراکنش‌ها در بلاکچین است. «بلاک» همان اطلاعات ذخیره شده است که توسط پروتکل برنامه انتقال داده می‌شود. نودها این قابلیت را دارند تا بلاک جدید اضافه کنند و حتما باید این کار را بر اساس استانداردها انجام دهند. حالا اگر نودی بدون توجه به استانداردها، به روند ساخت بلاک ادامه دهد، چه اتفاقی می‌افتد؟
نتیجه قطعا به صورت ایجاد یک کشمکش بزرگ نمایان خواهد شد! در این مرحله، بر روی نقش الگوریتم اجماع تاکید می‌شود که به‌عنوان بازدارنده‌ای از پیدایش نودهای ناسازگار تعریف می‌شود. به طور کلی، اصطلاح «اجماع» به توافق در مورد بخشی از اطلاعات در بین یک سیستم یا گروهی از افراد اشاره دارد.
معرفی انواع الگوریتم اجماع
هر یک از انواع الگوریتم اجماع بر اساس قوانین متفاوتی عمل می‌کند؛ قوانینی که ماهیت الگوریتم را شکل داده و جزئیات مربوط به عملکرد آن را تعریف می‌کنند. در کل، بیش از ۱۰ نوع الگوریتم اجماع وجود دارد که در ادامه، تعدادی از آنها را معرفی می‌کنیم:
۱. الگوریتم اثبات تاریخ
الگوریتم اثبات تاریخ (PoH) زمان ثبت تراکنش‌ها را مورد هدف قرار می‌دهد و با ارائه برچسب زمانی، زمان تایید بلاک‌ها و ترتیب آنها را به طور دقیق به ثبت می‌رساند. این الگوریتم در بلاکچین سولانا ایجاد شده و کارایی آن، به دنبال ادغام با الگوریتمی دیگر مشخص خواهد شد.
۲. الگوریتم اثبات سوزاندن
الگوریتم اثبات سوزاندن (PoB) امنیت شبکه و افزایش ارزش ارزهای دیجیتال را مورد هدف قرار می‌دهد و با در نظر گرفتن نقش ولیدیتور، فرایند سوزاندن توکن‌های اضافه با ارسال آنها به کیف پول‌های برگشت‌ناپذیر انجام می‌شود. استفاده از این الگوریتم، کاهش عرضه رمزارزهای در گردش را به دنبال خواهد داشت.
۳. الگوریتم اثبات ظرفیت
الگوریتم اثبات ظرفیت (PoC) میزان مصرف انرژی در شبکه را مورد هدف قرار می‌دهد و امکان استخراج رمزارز با استفاده از تجهیزات و فضای خالی هارد دیسک را برای ولیدیتور فراهم می‌کند. استفاده از این الگوریتم، هزینه کمتری را نسبت به ماینینگ به دنبال خواهد داشت.
۴. الگوریتم اثبات مشارکت
الگوریتم اثبات مشارکت (PoCo) میزان مشارکت کاربران را مورد هدف قرار می‌دهد و نودهایی که صلاحیت کافی داشته باشند، در فرایند ایجاد بلاک جدید سهیم خواهند بود. این الگوریتم نقش مهمی در ارزیابی فعالیت نودها به شیوه‌ای صحیح دارد و با کنار گذاشتن نتایج اعتبارسنجی، اجرای یک رویکرد دقیق و ایمن را در ایجاد بلاک جدید تضمین می‌کند.
۵. الگوریتم اثبات سهام نمایندگی شده
الگوریتم اثبات سهام نمایندگی شده (DPoS) در کنار فراهم کردن سطح بالاتری از مقیاسپذیری، تقسیم پاداش‌ها به نحوی بهتر و ایجاد انگیزه را مورد هدف قرار می‌دهد و تولید بلاک و روندهایی چون اعتبارسنجی را بر عهده نمایندگان انتخاب شده توسط سهام‌داران می‌گذارد. توانمندی نمایندگان متفاوت بوده و در صورت عملکرد نامناسب، کنار گذاشته می‌شوند.
توجه داشته باشید که در بین انواع الگوریتم‌های اجماع، دو الگوریتم اثبات کار و اثبات سهام، با در نظر گرفتن نقش و کاربرد آنها که در تایید تراکنش بدون نیاز به واسطه خلاصه می‌شود، جزو مهم‌ترین مکانیسم‌ها به شمار می‌آیند که در بخش‌های بعد، به طور مفصل در مورد آنها توضیح می‌دهیم.
الگوریتم اثبات کار چیست؟
الگوریتم اثبات کار (PoW) به عنوان اولین مکانیسم اجماع بلاکچین بیت کوین در نظر گرفته می‌شود. در این مکانیسم، با نقشی به نام «ماینر» مواجه می‌شویم که به عنوان تاییدکنندگان تراکنش عمل کرده و با اجرای محاسبات پیچیده، تلاش می‌کنند تا عدد نانس را به درستی حدس بزنند. عد نانس در هر تراکنش کاملا متمایز بوده و از تابع هش بدست می‌آید.
عملکرد دقیق الگوریتم PoW به این صورت است که ابتدا، یک رقابت شدید بین ماینرها شکل می‌گیرد؛ رقابتی که در آن، هر ماینری که بتواند در سریع‌ترین زمان ممکن، معمای رمزنگاری را حل کند، جایزه‌ای به او تعلق خواهد گرفت.
بهترین ارزهای دیجیتال با الگوریتم اثبات کار
ارزهای دیجیتال با الگوریتم PoW درصد بالایی از ارزش بازار را به خود اختصاص داده‌اند؛ همین درصد ۶۰ به ۴۰ (سایر رمزارزها) باعث شده است بار دیگر بر روی ویژگی‌های کلیدی این دسته از رمزارزها متمرکز شویم و از چشم‌اندازی جدید به آنها بنگریم. از بین ارزهای مختلف، می‌توان به بیت کوین، لایت کوین، دوج کوین و مونرو اشاره کرد که با بهره‌گیری از الگوریتم PoW عمل می‌کنند. در ادامه، به نقاط مثبت هر رمزارز با توجه به بهره‌مندی از این مکانیسم می‌پردازیم:
- بیت کوین: تضمین امنیت در بالاترین سطح، برخورداری از پایدارترین سیستم غیرمتمرکز
- لایت کوین: سرعت در روند اجرای تراکنش‌ها، بهبود مقیاس پذیری
- دوج کوین: کارایی و سرعت قابل قبول، ارائه پاداش منظم به ماینرها
- مونرو: پیچیدگی زیاد در ردیابی تراکنش‌ها، ارائه دسترسی به ماینرها
الگوریتم اثبات سهام چیست؟
در این مکانیسم، هیچ نیازی به اجرای محاسبات پیچیده وجود ندارد و کاربران می‌توانند به روش‌های مختلف در شبکه مشارکت داشته باشند. جمع‌آوری بلاک و ارائه آن به شبکه یا اختصاص دادن کریپتو به ولیدیتور دیگر و سهیم شدن در پاداش‌ها نمونه‌هایی از این روش‌ها به شمار می‌آید.
هدف از طراحی الگوریتم PoS کاهش ازدحام شبکه و رفع مشکلات مربوط به پایداری محیطی است. در کنار آن، ارائه یک رویکرد رقابتی باعث شده است تا کاربران پیوسته به دنبال تلاش برای دستیابی به موقعیت بهتری باشند.
بهترین ارزهای دیجیتال با الگوریتم اثبات سهام
الگوریتم PoS در بسیاری از ارزهای دیجیتال به یک خصوصیت کلیدی تبدیل شده است؛ خصوصیتی که قابلیت‌های جدیدی را به مجموع مزایای رمزارز افزوده و ارتقا کارایی آن را به دنبال داشته است. از بین ارزهای مختلف، می‌توان به پولکادات، اتریوم، الگوراند و ایاس اشاره کرد که با بهره‌گیری از الگوریتم PoS، بر تعداد نقاط مثبت خود افزوده‌اند:
- پولکادات: امکان قفل توکن به عنوان وثیقه، استیک و دریافت بالاترین سطح از پاداش، ارائه توکن‌های بومی به عنوان پاداش
- اتریوم: مشارکت در روند اعتبارسنجی، ایجاد بلاک جدید، ارتقا سطح مقیاسپذیری
- الگوراند: بهبود سرعت، تامین امنیت، ارائه فرصت های برابر به کاربران برای مشارکت در شبکه
- ایاس: مشارکت در تایید تراکنش‌ها، کاهش مصرف انرژی شبکه، اجرای صحیح برنامه‌های غیرمتمرکز
مقایسه الگوریتم اثبات کار با اثبات سهام
دو الگوریتم اثبات کار و اثبات سهام را می‌توان از ابعادی چون امنیت، مصرف بهینه انرژی و مقیاسپذیری مورد مقایسه قرار داد. از بعد امنیت، در الگوریتم PoW به دلیل هزینه‌های زیادی که به دنبال دارد، امنیت در بالاترین سطح تضمین می‌شود، ولی در الگوریتم PoS صرفا از طریق کنترل جامعه می‌توان به امنیت دست یافت و سطح آن به طور کلی پایین‌تر است.
از نظر مصرف انرژی، قطعا مکانیسم PoS در بالاترین جایگاه قرار دارد و رویکرد آن به صورت دوست‌دار محیط زیست ارزیابی می‌شود. مکانیسم PoW از نظر انرژی واقعا پرمصرف است و اکثر انتقادهای وارد شده به آن، دقیقا در مورد همین مسئله است. از چشم‌انداز مقیاسپذیری، باید دو الگوریتم را از نظر سرعت تایید بلاک و عدم نیاز به مسائل پیچیده مورد مقایسه قرار داد که بر این اساس، مکانیسم PoW به عنوان رویکردی کارآمدتر نمایان شده و مقیاسپذیری بی‌نظیری را به نمایش می‌گذارد. پیشنهاد می‌دهیم برای مقایسه جامع‌تر، حتما مزایا و معایب هر یک را هم در نظر بگیرید.
اثبات کار یا اثبات سهام؛ کدام بهتر است؟
انتخاب چالش‌برانگیز از بین دو الگوریتم اثبات کار و اثبات سهام، با در نظر گرفتن یک سری فاکتورهای کلیدی تسهیل می‌شود. در واقع، با تلفیق عوامل کلیدی و نقاط قوت و ضعف هر الگوریتم، نیمی از مسیر را طی می‌کنید؛ برای تکمیل این فرایند نیاز است به نیازها و اهداف خود توجه کنید تا در نهایت، دست به انتخاب درستی بزنید.
بر این اساس، اگر امنیت بالا و فعالیت در شبکه‌ای غیرمتمرکز کاملا برای شما در اولویت قرار دارد، روند تایید یکپارچه تراکنش‌ها و ثبت گزارشات به صورت دائمی در الگوریتم اثبات کار، آن را به بهترین گزینه تبدیل کرده است. اگر پایداری و کاهش مصرف انرژی برای شما اهمیت دارد، انتخاب الگوریتم PoS بهتر است. به همین ترتیب، اولویت‌های خود را مشخص کرده و با یک مقایسه کلی، به یکی از این دو مکانیسم امتیاز بدهید.
در آخر، خصوصیات فنی را کنار گذاشته و به ماهیت درونی هر یک از الگوریتم‌ها توجه کنید. به بیان دیگر، الگوریتم اثبات کار با اصول و قوانین رقابت آزاد و تمرکززدایی مطابقت دارد و همه افراد با داشتن تجهیزات مورد نیاز می‌توانند در شبکه مشارکت داشته باشند. از طرفی، ماهیت الگوریتم PoS به صورت مکانیسمی همگانی و عمومی تعریف می‌شود که شرکت‌کنندگان بر اساس میزان دارایی دیجیتال خود می‌توانند در امنیت شبکه مشارکت داشته باشند. در واقع، نقش برخورداری از منابع و ابزارها کمرنگ‌تر است.
سخن پایانی
ارتقا الگوریتم‌های اجماع همزمان با تکامل کریپتوکارنسی انجام می‌شود. بسیاری از پروژه‌های جدید باز هم الگوریتم اثبات سهام را ترجیح می دهند که دلایل آن به مصرف انرژی کمتر و افزایش میزان دسترسی برمی‌گردد. از طرفی، الگوریتم اثبات کار همچنان به عنوان پرکاربردترین و مطمئن‌ترین مکانیسم در لیست باقی می ماند. در آینده، شاهد پیدایش مکانیسم‌هایی خواهیم بود که با تلفیق مزایا و المان‌های این دو الگوریتم کلیدی، کارایی‌های متفاوت و بهتری را ارائه می‌دهند.
