گواه اثبات سهام در بلاکچین به چه معنا است؟

مقدمه

مفهوم گواه اثبات سهام (Proof of Stake (PoS)) بر این مبنا استوار است که فرد بر اساس تعداد کوین‌هایی که دارد بتواند بلاک بعدی را استخراج کند یا معتبر سازد. این یعنی ماینر هر چه کوین بیشتری داشته باشد، قدرت استخراج (ماینینگ) یا معتبرسازی بیشتری هم خواهد داشت.

الگوریتم گواه اثبات سهام (PoS) در اصل به عنوان جایگزینی برای گواه اثبات کار (PoW) مطرح شده است که در شبکه بیت‌کوین مورد انتقاد بوده است.

خرید ارز دیجیتال با ۱۰ هزار تومان!

تو صرافی ارزپلاس میتونی فقط با ۱۰ هزار تومان و با کارمزد صفر، بیش از ۷۰۰ ارز دیجیتال رو بخری!

شروع

گواه اثبات کار

گواه اثبات کار شامل حل پازل‌های پیچیده ریاضیاتی-محاسباتی می‌شد که برای حل آنها، نیاز به سخت‌افزارهای مخصوص ماینینگ و صرف هزینه‌های سنگین و انرژی بود. طبق این گواهی، ماینرها در حل چالش‌های پیچیده محاسبات رمزنگارانه مختلف با یکدیگر به رقابت می‌پرداختند. هر ماینری که با قدرت محاسباتی بیشتری عمل کرده و سریع‌تر رمزنگاری یک بلاک را حل کند، با کوین‌ها و بلاک‌های تازه پاداش می‌گیرد.

به این ترتیب سخت‌افزارهای قدرتمند محاسباتی با مصارف سنگین انرژی، برای ماینینگ تولید شدند. این موضوع باعث انتقادهای مختلفی از این الگوریتم توافق جمعی نامتمرکز شد که منجر به ایجاد الگوریتم‌های جایگزین مثل گواه اثبات سهام (PoS) گردید.

مفهوم گواه اثبات سهام

ماینینگ با حجم سنگینی از قدرت محاسباتی سر و کار دارد که برای حل محاسبات رمزنگارانه مختلف در راستای فایق آمدن بر یک چالش محاسباتی انجام می‌گیرد. این قدرت محاسباتی، به میزان مصرف برق و انرژی مورد نیاز برای گواه اثبات کار ترجمه می‌شود.

در سال 2015 تخمین زده شد که انرژی مورد نیاز برای هر تراکنش بیت کوین برابر با انرژی مصرفی 57/1 خانوار آمریکایی در روز است.

برای پرداختن قبض برق، ماینرها معمولا کوین‌های پاداش خود را در ازای پول‌ رسمی می‌فروشند. این خودش باعث تأثیر منفی در روند قیمت ارز دیجیتال می‌شود.

گواه اثبات سهام قصد دارد این مشکل را با دادن سهم ماینینگ بیشتر به کسانی که کوین بیشتری دارند بر طرف سازد. به این ترتیب، به جای استفاده از انرژی برق برای حل کردن مسائل و پازل‌های پیچیدۀ گواه اثبات کار و سرمایه‌گذاری روی سخت‌افزارهای ماینینگ، ماینر فقط باید روی خود ارز دیجیتال سرمایه‌گذاری کند. برای همین، گواه اثبات کار میزان ماینینگ هر ماینر را به شکلی کاملاً منطقی، در نسبت مشخصی با تعداد یا حجم کوین ماینر تعیین می‌کند. برای مثال، ماینری که 3% از بیت‌کوین‌های موجود را در اختیار داشته باشد، طبق این نظریه فقط می‌تواند 3% از بلاک‌ها را استخراج کند.

اولین ارز دیجیتالی که از گواه اثبات سهام به عنوان الگوریتم مورد توافق برای تعیین پاداش ماینینگ یا معتبرسازی بلاک‌های جدید استفاده کرد، پیر کوین (Peercoin) بود. ان‌اکس‌تی (NXT)، بلک کوین (Blackcoin)، و شَدُوکوین (ShadowCoin) خیلی زود به این دسته اضافه شدند.

ریسک حمله شبکه‌ای

بیت کوین از گواه اثبات کار (PoW) استفاده می‌کند و برای همین همواره مشکوک به یک تراژدی منابع مشترک احتمالی است. این تراژدی منابع مشترک اشاره به زمانی احتمالی در آینده دارد که در آن به دلیل پاداش بسیار کم و ناچیز ماینینگ، تعداد کمتری ماینر (نسبت به آنچه که لازم است) وجود داشته باشد. تنها حق‌الزحمه‌هایی که باقی می‌مانند، حق‌الزحمه‌های تراکنش‌ها هستند؛ که به دلیل گذر سال‌ها چنان پایین می‌آیند که جای امیدی به آنها نیست.

هنگامی که ماینرهای کمتری از آنچه لازم است وجود داشته باشند، شبکه بیشتر در مقابل حمله 51 درصدی نفوذپذیر می‌شود. حمله 51 درصدی وقتی اتفاق می‌افتد که یک ماینر یا استخر ماینینگ کنترل 51 درصد از قدرت محاسباتی شبکه را در اختیار بگیرد و شروع به تولید بلاک‌های تراکنش قلابی برای خود کند و تراکنش‌های دیگران را هم در شبکه به شکل غلط، نامعتبر سازد.

تأثیر گواه اثبات سهام

با بودن گواه اثبات سهام، حمله‌کنندگان به کسب 51% از ظرفیت ارزهای دیجیتال شبکه برای انجام یک حمله 51 درصدی نیاز دارند.

در حقیقت گواه اثبات سهم از این «تراژدی» جلوگیری می‌کند؛ زیرا حمله به شبکه را برای ماینری که 51% از سهام ارز دیجیتال را در اختیار دارد، غیرمنطقی می‌سازد.

اگرچه ممکن است در اختیار گرفتن 51% از ارزش یک ارز دیجیتال مشهور خیلی گران و به سختی قابل انجام باشد، اما اگر یک ماینر با 51% کوین‌های یک ارز دیجیتال وجود داشته باشد، قطعاً به نفعش نخواهد بود که به اعتبار شبکه‌ای حمله کند که خودش سهام‌دار عمدۀ آن است. اگر ارزش ارز دیجیتال سقوط کند، به این معنی است که ارزش کل دارایی‌های او هم سقوط می‌کند. برای همین ماینری که سهام‌دار عمده باشد، تمام تلاش خود را برای افزایش امنیت شبکه انجام خواهد داد.

گواه اثبات سهام در رمزارزهای دیگر

علاوه بر بیت کوین، فورک‌های آن مثل لایت کوین هم از روش گواه اثبات کار (PoW) استفاده می‌کنند. ان‌اکس‌تی (NXT) یک نمونه از ارزهای دیجیتال است که با روش گواه اثبات سهام (PoS) کار می‌کند.

در بعضی از کوین‌ها مثل پیر کوین از یک روش دوگانه استفاده می‌شود. به این ترتیب که در آنها کوین‌های جدید از طریق روش گواه اثبات سهام فعالسازی می‌شوند اما پاداش فعالسازی آنها از طریق گواهی اثبات کار و کوین مرتبط با آن محاسبه و پرداخت می‌شود.

در حال حاضر اتریوم مشغول تغییر دادن الگوریتم توافق جمعی خود و مهاجرت از گواه اثبات کار به گواه اثبات سهام در نسخه جدید خود موسوم به اتریوم 2.0 است.

سخن پایانی

گواه اثبات سهام، راه معقولی برای دور زدن هزینه‌های جانبی ماینینگ نیز هست. در حالی که ماینرهای بیت‌کوین نیاز به خرید تجهیزات سخت‌افزاری پیشرفته و پیچیده داشتند، که به نوبه خود نیاز به مصرف بسیار زیاد انرژی داشت، ماینرهای ارزهای دیجیتال که از گواه اثبات سهام استفاده می‌کنند نیاز به نگهداری و حفظ ارزش مالی ارز دیجیتال دارند. به این ترتیب تمام سرمایه‌گذاری و هزینه‌ای که برای حل پازل‌های پیچیدۀ رمزنگارانه مصرف می‌شد، وارد شبکه ارز دیجیتال می‌شود.