مقایسه مکانیزم اثبات کار و اثبات سهام در شبکه‌های بلاک چینی

امنیت تراکنش‌های بیت کوین (BTC)، به دست ماینرها و از طریق مکانیزم اثبات کار (PoW) تامین می‌شود و این فرآیند نیروی برق زیادی مصرف می‌کند؛ همچنین سرعت پردازش تراکنش‌ها در بلاک چین هایی که از مکانیزم POW استفاده می‌کنند، محدود است و به اصطلاح مقیاس پذیری آن‌ها کم است. در نتیجه مکانیزم‌های اجماع جدید مانند مدل اثبات سهام (PoS) به وجود آمدند که بر مصرف انرژی کمتر متمرکزند.

از آنجا که دنیای رمزارزها و شبکه های بلاک چینی غیر متمرکز است، دیگر یک مرجع مرکزی مانند بانک‌ها یا فین‌تک‌ها (مثلاً پی پال) در شبکه‌های ارزهای دیجیتال وجود ندارد تا امینت معاملات را تامین کنند و یا مراقب باشند که مشکل دوبار خرج کردن پول یا دابل اسپندینگ رخ ندهد. در یک سازمان متمرکز مانند بانک، هیات تصمیم گیرندگان یا قانون گذاران این گونه فعالیت‌ها را کنترل می‌کنند. در حالی که در دنیای رمزارزها این فرآیند به جامعه کاربران متکی است، بنابراین تایید تراکنش‌ها و بلاک‌ها در شبکه‌های بلاکچینی باید به اجماع برسد که این اجماع می‌تواند از طریق مکانیزم‌های اثبات کار یا اثبات سهام رخ دهد.

اثبات کار و اثبات سهام دو مکانیزم اصلی اجماع در بلاکچین‌ها هستند. زمانی که ساتوشی ناکاموتو در حال ایجاد بیت کوین بود باید ابزاری برای تایید تراکنش‌ها بدون دخالت شخص ثالث پیدا می‌کرد. برای دستیابی به این هدف، او از یک مکانیزم اجماع به نام اثبات کار استفاده کرد تا به شبکه‌ها اجازه دهد درباره اینکه کدام تراکنش‌ها معتبر هستند، توافق کنند.

برعکس، اثبات سهام (PoS) یک روش اجماع مدرن است که پروژه‌های DeFi و ارزهای دیجیتال جدیدتر از آن استفاده می‌کنند. برخی از پروژه ها بلافاصله کار خود را با مکانیزم PoS شروع می‌کنند و برخی نیز مانند اتریوم از PoW در حال انتقال به PoS هستند.

مکانیزم اثبات کار چیست؟

اثبات کار برای اولین بار در سال 1993 برای مبارزه با ایمیل‌های اسپم در یک شبکه ارائه شد. مفهوم PoW سپس توسط ساتوشی ناکاموتو برای اعتبارسنجی بلاک‌های جدید در شبکه بیت کوین در سال 2008 رایج شد.

در این مکانیزم تعدادی از کاربران شبکه یا ماینرها، برای پاسخ به یک معادله ریاضی از توان محاسباتی سیستم سخت افزاری خود استفاده می‌کنند و پس از حل معادله، یک بلاک جدید در زنجیره اعتبارسنجی می‌شود.

فرد یا ماینری که سریع‌تر از سایرین به پاسخ این معادله ریاضی برسد، پاداش ماینینگ که در شبکه بیت کوین معادل 6/25 واحد BTC است را دریافت می‌کند. کل این فرآیند را ماینینگ بیت کوین و حل کننده‌های معادلات را ماینر بیت کوین می‌نامند.

مکانیزم PoW چگونه کار می‌کند؟

بلاک چین سیستمی است که از مجموعه‌ای از بلاک‌های‌ متصل به هم تشکیل شده است. بلاک اولیه (جنسیس) یا بلاک صفر، اولین بلاک در شبکه مبتنی بر PoW می‌باشد که در نرم افزار کدگذاری شده است. این بلاک طبق تعریف، به بلاک‌های قبل از خود متصل نیست زیرا اولین بلاک در شبکه است. بلاک‌های بعدی که در شبکه ایجاد می‌شوند، همیشه به بلاک‌های قبلی متصل‌اند و حاوی یک نسخه کامل و به‌روز شده از اطلاعات شبکه هستند.

هر تغییر کوچک و یا دستکاری در یکی از بلاک‌های شبکه، توسط کاربران با استفاده از یک رشته از اعداد به نام هش شناسایی می‌شود. بنابراین شبکه بلاکچینی از خطراتی مانند دوبار خرج کردن پول توسط یک کاربر متخلف در امان می‌ماند.

مکانیزم اثبات کار دابل اسپندینگ را بسیار دشوار می‌کند، زیرا تغییر‌ در هر بخشی از بلاک چین، مستلزم استخراج مجدد تمام بلاک‌های متصل به هم است. از آنجایی که انجام این کار بسیار هزینه آور است و به توان سخت افزاری بسیار زیادی نیاز دارد، شبکه این کار را برای کاربران غیر ممکن می‌کند.

مزایا و معایب مکانیزم اثبات کار

در مکانیزم اجماع اثبات کار، ماینرها برای حل معادلات پیچیده ریاضی و پردازش یک بلاک در شبکه، باید پول زیادی برای برق بپردازند زیرا دستگاه‌‌های ماینر از نیروی الکتریسیته زیادی برای فرآیند تأیید تراکنش‌ها یا استخراج استفاده می‌کنند. فردی که بخواهد اطلاعات شبکه را دستکاری کند باید 51 درصد از قدرت محاسباتی شبکه را در اختیار بگیرد و به این کار حمله ۵۱ درصدی می‌گویند و این یکی از معایب شبکه‌های مبتنی بر اثبات کار است.

همچنین مکانیزم PoW می‌تواند به دلیل مصرف برق زیاد و استفاده از منابع طبیعی، بسیار پرهزینه و ناکارآمد باشد. از طرفی ماینرها باید برای خرید آخرین تجهیزاتی که به سرعت فرسوده می‌شوند، مبلغ زیادی پرداخت کنند. همچنین دستگاه‌های ماینینگ قوی گرمای زیادی تولید می‌کنند. از طرفی از آنجا که برق مصرفی در برخی کشورها گران است، ماینرها باید هزینه زیادی برای مصرف برق بپردازند.

مکانیزم اثبات سهام چیست؟

در سال 2011، در فروم Bitcointalk  رویکرد جدیدی برای رسیدگی به ناکارآمدی مکانیزم اجماع PoW و کاهش میزان انرژی مصرفی این مکانیزم در استخراج بیت کوین پیشنهاد شد. در شبکه‌هایی که بر اساس مکانیزم POS کار می‌کنند، فرآیند اعتباریابی بلاک‌ها توسط افرادی که در آن شبکه دارای سهام هستند صورت می‌گیرد.

به بیان عبارت دیگر برای اعتبارسنجی تراکنش‌ها در شبکه‌های مبتنی بر اثبات سهام، ولیدیتورها باید مقدار خاصی از توکن‌های آن بلاک چین را، در شبکه به عنوان وثیقه قرار دهند.

مکانیزم POS چگونه کار می‌کند؟

در شبکه‌های مبتنی بر اثبات سهام نیز بلاک‌های بعدی که در بلاک چین تولید می‌شوند، همیشه به بلاک‌های قبل از خود متصل‌اند و همگی حاوی یک نسخه کامل و به‌روز شده از اطلاعات دفتر کل هستند.

در شبکه‌های بلاکچینی مبتنی بر PoS، ماینرها برای اضافه کردن بلاک‌های جدید با استفاده از سخت افزار و مصرف انرژی بیشتر، با یکدیگر رقابت نمی کنند. علیرغم مصرف انرژی بالا در بلاک چین های اثبات کار، اثبات سهام نیاز به ماینینگ را از بین می‌برد.

همان طور که گفته شد، کاربرانی که می‌خواهند در فرآیند افزودن بلاک‌ها به بلاک چین PoS شرکت کنند، باید مقدار مشخصی از ارز دیجیتال آن شبکه را در یک قرارداد منحصربفرد به اشتراک بگذارند یا به اصطلاح قفل کنند. هرچه فرد وثیقه بیشتری را در شبکه قفل کند یا ارز دیجیتال بیشتری به عنوان وثیقه قرار دهد، شانسش برای تولید بلاک جدید بیشتر می‌شود.

مزایا و معایب مکانیزم اثبات سهام چیست؟

یکی از مهم‌ترین مزایای بلاک چین‌های مبتنی بر اثبات سهام این است که این شبکه‌ها از سیستم‌های مبتنی بر اثبات کار بسیار مقیاس‌پذیرتر هستند و در نتیجه سرعت انجام تراکنش‌ها در این شبکه‌ها بیشتر است.

مقیاس پذیری بالا در شبکه‌های بلاک چینی به معنای سرعت پردازش تراکنش‌‌های رمزارزی در هر ثانیه (TPS) است.

با این حال مکانیزم اثبات سهام دارای مشکلاتی نیز می‌باشد. به عنوان مثال این شبکه‌ها در معرض خطر تسلط افرادی هستند که بیشترین‌ وثیقه را در شبکه قرار داده‌اند یا به اصطلاح از سایرین پول‌ بیشتری دارند.

عکس

سخن پایانی: مکانیزم PoW بهتر است یا PoS؟

همانطور که دیدیم، هر دو مکانیزم اجماع دارای مزایا و معایبی هستند. حال این سوال پیش می‌آید که کدام مکانیزم اجماع کاربردی‌تر است؟

نوع اجماع مورد به نیازهای یک شبکه بستگی دارد. به عنوان مثال، مکانیزم اثبات کار برای پیشگیری از تقلب، برقراری امنیت و ایجاد اعتماد در یک شبکه مورد نیاز است. مکانیزم اجماع اثبات کار، ضمن تامین امنیت تاریخچه تراکنش‌های یک ارز دیجیتال، تغییر و دستکاری اطلاعات بلاک چین را بسیار دشوار می‌کند. در مقابل مکانیزم اثبات سهام زمانی استفاده می‌شود که سرعت انجام تراکنش‌ها در یک شبکه از اهمیت ویژه‌ای برخوردار باشد زیرا مقیاس پذیری این شبکه‌ها بیشتر است.

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

دکمه بازگشت به بالا