
مکانیزم اثبات کار در مقابل اثبات سهام؛ کدام یک بهتر است؟
به تازگی وارد دنیای ارزهای دیجیتال شدهاید؟ میخواهید کمی بیشتر در مورد روند نحوه استخراج رمزارزهایی چون بیت کوین، اتریوم و … بدانید؟ چیزهایی در خصوص مکانیزم اثبات سهام و اثبات کار شنیدهاید اما نمیدانید دقیقاً کدام یک بهتر است؟
باید بگوییم جای شما اینجاست! در این مقاله از «اکس نوین» قصد داریم تا تمامی تفاوتهای مکانیزم اثبات کار و اثبات سهام را برای شما عزیزان شرح دهیم. با ما همراه باشید!
مطالبی که در این مقاله خواهید خواند:
چند کلمه قبل از تعریف اثبات کار و اثبات سهام
قبل از شروع رسمی این مقاله نیاز است تا با بعضی از نکات آشنا شوید. هر دو این مکانیزمها (یعنی اثبات کار و اثبات سهام) «ساز و کارهای اجماع» نامیده میشوند. این مکانیزمها در اصل وسیلهای برای تأیید تراکنشهای انجام شده هستند، بی آنکه نیازی به شخص ثالثی باشد!
در این مقاله علاوه بر تفاوت میان مکانیزم اثبات کار و اثبات سهام قصد داریم تا بلاکچینهای معروفی که از این مکانیزمها استفاده میکنند را معرفی کنیم.
پس تا به اینجای کار بدانید که هر دو این مکانیزمها ما را به هدف تمرکززدایی و حذف اشخاص ثالث میرسانند.
تعریف اولیه مکانیزم اثبات کار و اثبات سهام
هنگامی که ساتوشی ناکاموتو در حال ساخت بیت کوین به عنوان اولین ارز دیجیتال جهان بود، باید راهی برای تأیید تراکنشها بدون نیاز به استفاده از اشخاص ثالث پیدا میکرد. همین موضوع باعث شد تا ناکاموتوی افسانهای به مکانیزم اثبات کار برسد. البته مکانیزم اثبات کار در واقع در سال ۱۹۹۳ توسط سینتیا دورک و مونی نایر معرفی شد اما ساتوشی ناکاموتو روش جدیدی برای استفاده از آن را پیدا کرد.
مکانیزم اثبات کار
اساساً از مکانیزم اثبات کار یا به قول خارجیها Proof of Work برای تعیین چگونگی اجماع بلاکچین استفاده میشود. به عبارت دیگر، این مکانیزم راهیست که شبکه میتواند مطمئن شود که یک تراکنش معتبر است و کسی در تلاش برای انجام کاری بر خلاف قوانین شبکه مانند دوبار خارج کردن یا دابل اسپندینگ نیست.
بعدها بلاکچینهای بسیاری پدید آمدند که عیناً بخشهایی از کد بیت کوین را کپی کردند و بنابراین از مکانیزم اثبات کار بهره بردند. اگرچه مکانیزم اثبات کار یک اختراع شگفتانگیز است، اما کامل نیست! این مکانیزم به مقدار قابل توجهی انرژی الکتریکی احتیاج دارد و تعداد تراکنشهایی که میتواند به صورت همزمان انجام دهد بسیار محدود است.
مکانیزم اثبات سهام
مشکلات و ایرادهای مربوط به مکانیزم اثبات کار منجر به اختراع سازوکارهای اجماع دیگری شد که یکی از مشهورترین آنها مدل اثبات سهام است. مکانیزم اثبات سهام یا همان Proof of Stake اولین بار در سال 2012 توسط دو توسعهدهنده به نامهای اسکات نادال(Scott Nadal) و سانی کینگ(Sunny King) ساخته شد. در زمان راهاندازی این ساز و کار، بنیانگذاران آن استدلال کردند که بیت کوین و مدل اثبات کار آن روزانه چیزی بالغ بر 150،000 دلار هزینه برق دارد و اصلاً به صرفه نیست.
البته از آن زمان تاکنون، این هزینه تخمین زده شده به میلیونها دلار افزایش یافته است که در ادامه به آن خواهیم پرداخت.
اولین بلاکچینی که از مکانیزم اثبات سهام استفاده کرد، Peerscoin بود. استفاده از این ساز و کار باعث شد تا با یک سیستم استخراج عادلانهتر و برابرتری رو به رو شویم. همچنین، مقیاسپذیری شبکه پیشرفت چشمگیری داشت و همچنین به انرژی الکتریکی به مراتب کمتری احتیاج بود.
اتریوم، جانشین به حق بیت کوین در حال حاضر در تلاش برای انتقال مکانیزم اثبات کار خود به اثبات سهام است. یکی از اهداف اتریوم 2.0 این تبدیل ساز و کار خواهد بود که بر مقیاسپذیری، پردازش تراکنشها، امنیت و … شبکه تأثیر به سزایی خواهد گذاشت.
کریپتوکارنسی یعنی چی؟ دلیل نامگذاری ارزهای پایه
اجازه دهید تا صحبت ارز دیجیتال است یک تعریف دیگر را نیز ارائه دهیم:
مکانیزم اثبات کار براساس فرم پیشرفتهای از ریاضیات به نام «رمزنگاری» یا همان cryptography است. به همین دلیل به ارزهای دیجیتالی مانند بیت کوین و اتریوم «ارزهای رمزپایه» گفته میشود.
رمزنگاری از معادلات ریاضی استفاده میکند و این معادلات آنقدر دشوار است که فقط کامپیوترهای قدرتمند میتوانند آنها را حل کنند. با حل معادلات، شبکه متوجه خواهد شد که یک تراکنش معتبر است.
خیلی خب! تا به اینجای کار با برخی از اصول این دو سازوکار آشنا شدید. بیایید اکنون بررسی کنیم که کدام یک از بلاکچین ها از این مکانیزمها استفاده میکند.
کدام بلاکچین از کدام ساز و کار استفاده میکند؟
قطعاً نقطه شروع ماجرای مکانیزم اثبات کار، بلاکچین بیت کوین است. زمانی که یک تراکنش ارسال میشود، چیزی حدود ده دقیقه طول میکشد تا تأیید شود. علاوه بر این، بلاکچین بیت کوین فقط میتواند حدود 7 تراکنش در ثانیه را انجام دهد.
این امر منجر به افزایش قابل توجه کارمزدها از زمان شروع پروژه در سال 2009 شدهاست. به عنوان مثال، کارمزدهای بیت کوین در ابتدا کسری از یک سنت بود که انتقال مقادیر اندک در شبکه را به صرفه میکرد. با این حال، کارمزدها روز به روز افزایش یافت به طوری که در دسامبر سال 2017 در اوج شلوغی شبکه به 40 دلار رسید.
اگرچه کارمزدها از آن زمان تاکنون کاهش یافته اما هنوز هم کارمزدهای شبکه بیت کوین برای تبدیل شدن به یک سیستم پرداخت جهانی چندان مناسب نیست. تمامی اینها عمدتاً به دلیل محدودیتهای مکانیزم اثبات کار است.
اتریوم نیز در حال حاضر از مکانیزم اثبات کار استفاده میکند. (هرچند تصمیم دارد تا ظرف دو سال آینده آن را به اثبات سهام تبدیل کند.) توسعهدهندگان اتریوم با ایجاد تغییراتی در کد بیت کوین، به شبکه این امکان را دادند تا تراکنشها را تنها در 16 ثانیه انجام دهد. اگرچه اتریوم از این لحاظ سریعترین بلاکچین نیست اما در مقایسه با بیت کوین و مدت پردازش ده دقیقهای هر تراکنش واقعاً پادشاهی میکند!
با این وجود، اتریوم نیز همانند بیت کوین از مشکلات مقیاس پذیری شبکه رنج میبرد. ماکسیمم تعداد تراکنشی که بلاکچین اتریوم پردازش میکند 15 تراکنش است که هنوز هم به میزان قابل توجهی کمتر از نیاز یک شبکه پرداخت جهانی است. با این حال اتریوم 2.0 قرار است به عنوان ناجی اتریوم عمل کند و با تبدیل مکانیزم اثبات کار به اثبات سهام، از بار مشکلات اتریوم بکاهد.
درست مانند اتریوم، بلاکچینهای دیگری مانند بیت کوین کش و لایت کوین نیز با تغییرات اندکی، از مکانیزم اثبات کار استفاده میکنند.
در طرف دیگر بلاکچینهای متعددی از مکانیزم اثبات سهام استفاده میکنند. از جمله این بلاکچینها میتوان به Dash و NEO اشاره کرد.
تا به اینجای کار فهمیدیم که کدام یک از بلاکچینهای مشهور از مکانیزم اثبات کار و کدام یک از اثبات سهام استفاده میکنند. قدم بعدی نحوه تأیید تراکنشها در هر یک از این مکانیزمهاست.
اثبات کار: تراکنشها چگونه تأیید میشوند؟
همانطور که میدانید، میلیونها میلیون نفر از بیت کوین، اتریوم و بلاک چینهای دیگری که از مدل اثبات کار استفاده میکنند بهره میگیرند. در مثال زیر ما بیت کوین را بررسی میکنیم اما روند کار در بلاکچینهای اثبات کار دیگر نیز به همین صورت است.
از طرفی تراکنشهای بیت کوین برای تأیید شدن به ده دقیقه زمان احتیاج دارند. در این فاصله ده دقیقهای چیزی به نام «بلاک» ایجاد میشود.
هر بلاک شامل تراکنشهای مختلفی است که هر یک باید به طور مستقل تأیید شوند. برای اینکه شبکه بیت کوین بدون شخص ثالث به این مهم دست یابد، کسی باید از قدرت محاسباتی سیستم خود برای حل یک الگوریتم رمزنگاری استفاده کند، کاری که به عنوان مکانیزم اجماع اثبات کار شناخته میشود.
پس از تأیید یک تراکنش، نه تنها آن تراکنش معتبر تشخیص داده شدهاست، بلکه همه میتوانند آن را در بلاکچین عمومی مشاهده کنند. شاید از خود بپرسید که چرا کسی فقط برای کمک به تأیید تراکنش های بیت کوین سخت افزار می خرد و برق زیادی مصرف میکند؟
پاسخ این سوال این است که این افراد به پاس زحمات گرانقدرشان در راستای افزایش امنیت شبکه و تایید تراکنشها، پاداش داده میشود. این پاداش بیت کوین یا همان رمزارزی است که در شبکه آن این افراد به تأیید تراکنشها میپردازند. نکته مهمی که باید دانست این است که همه پاداش نمیگیرند. هزاران دستگاه همه برای تبدیل شدن به اولین کاشف جواب الگوریتم رمزنگاری با یکدیگر رقابت میکند. هر کس که اول به پاسخ برسد، برنده پاداش است!
برای همین است که یکی از مهمترین ایرادات وارده بر مکانیزم اثبات کار عادلانه نبودن این سیستم است چرا که کسانی که دارای قدرتمندترین و گرانترین دستگاههای سخت افزاری هستند همیشه بیشترین شانس را برای برنده شدن دارند.
به دلیل نحوه ایجاد خاص این معماها، تنها راه حل آنها استفاده از آزمون و خطاست. به مثال ساده زیر توجه کنید:
- اثبات کار، جمع ریاضی = 5 + 7
- جواب 12 است.
- هر کس که اول جواب را پیدا کند، پاداش استخراج را میبرد.
- ماینر1 و ماینر 2 با یکدیگر رقابت میکند، نتایج رقابت آنها به صورت زیر است:
ماینر 1
تلاش 1: 5 + 7 = 10 * نادرست *
تلاش 2: 5 + 7 = 13 * نادرست *
تلاش 3: 5 + 7 = 9 * نادرست *
ماینر 2
تلاش 1: 5 + 7 = 17 * نادرست *
تلاش 2: 5 + 7 = 8 * نادرست *
تلاش 3: 5 + 7 = 12 * درست *
در مثال بالا ماینر 2 موفق شد در سومین تلاش خود پاسخ صحیح معادله را حدس بزند و پاداش را از آن خود کند. در دنیای واقعی، کامپیوترها میتوانند میلیونها ترکیب مختلف را تنها در کسری از ثانیه حدس بزنند، که قاعدتاً به مقدار زیادی برق احتیاج دارد.
به طور کلی، هرچه سخت افزار شما قدرتمندتر باشد و دستگاههای سخت افزاری بیشتری داشتهباشید، شانس بیشتری برای حل معما خواهید داشت. به همین دلایل، ساز و کار اثبات کار یک سیستم عادلانه نیست!( و باز هم دنیایی که در آن همیشه پول پیروز است!)
اثبات سهام: تراکنشها چگونه تأیید میشوند؟
مدل اثبات سهام از فرآیند دیگری برای تأیید تراکنشها و دستیابی به اجماع استفاده میکند. این سیستم نیز از الگوریتم رمزنگاری استفاده میکند، اما هدف این مکانیزم متفاوت است.
در حالی که در مکانیزم اثبات کار، این ماینرها هستند که با حل معادلات پیچیده تراکنشها را تأیید و بلاکها را ایجاد میکند، در مکانیزم اثبات سهام افراد بر اساس مقدار سپردهشان در شبکه این کار را انجام میدهند. به بیان دیگر، افراد در شبکهای که میخواهند در آن به تأیید تراکنشها بپردازند، کوینهای خود را سپردهگذاری میکند.
با این حال، از نظر فنی، این افراد در حال استخراج چیزی نیستند. در حقیقت هیچ پاداش استخراجی وجود نخواهد داشت. بر خلاف بلاکچینهایی مانند بیت کوین که با استخراج بلاکهای جدید به ماینرها پاداش تعلق میگیرد، سپردهگذاران در اثبات سهام صرفاً کارمزد تراکنش ها را دریافت میکند.
به هر حال، بیایید ببینیم این افراد چگونه به تأیید تراکنشها میپردازند.
در وهله اول، برای داشتن امکان اعتبار سنجی تراکنشها، کاربر باید کوینهای خود را در یک کیف پول خاص قرار دهد. این کیف پول کوینها را بلوکه میکند، به این معنی که از آنها برای حفظ امنیت شبکه استفاده میکند. اکثر بلاکچینهایی که از مکانیزم اثبات سهام استفاده میکند حداقلی برای میزان سپردهگذاری دارند.(البته همین حداقل نیز نیازمند سرمایه زیادی است.)
برای مثال برای تأیید تراکنشها در شبکه اتریوم 2.0 و اعتبارسنجی معاملات، حداقل 32 اتر باید سپردهگذاری شود. در حال حاضر هر اتر با قیمت 1800 دلار معامله میشود پس برای اعتبارسنجی در بلاکچین اتریوم 2.0 به حداقل سرمایه 57 هزار دلار احتیاج است.
به هرحال تصور کنیم که شما حداقل مقدار لازم را سپردهگذاری کردهاید. احتمال برنده شدن شما در مسابقه تأیید تراکنش، با درصد مقدار کوینی که در شبکه سپردهگذاری کرده اید مرتبط خواهد بود. به مثال زیر نگاهی بیندازید.
- شما تصمیم میگیرید که برای به دست آوردن برخی از پاداشهای مکانیزم اثبات سهام، کوینهای خود را در شبکه سپردهگذاری کنید.
- بلاکچین در کل 1000 کوین در گردش دارد.
- شما صد کوین سپردهگذاری کردهاید.
- این بدان معناست که شما 10درصد از کل سکههای در گردش را سپردهگذاری کردهاید.
- اکنون 10 درصد شانس برنده شدن خواهید داشت!
برای رفع ابهامات احتمالی، اجازه دهید خلاصه کوتاهی تا به این جای کار داشتهباشیم:
- مکانیزم اثبات کار به تمامی ماینرهای خود برای به دست آوردن جواب معادله و تأیید تراکنشها احتیاج دارد و برنده شخصی است که قویؤترین سخت افزار را داشته باشد و در کمترین زمان ممکن به جواب معادله دست یابد.
- مکانیزم اثبات سهام به صورت تصادفی بر اساس مبالغی که سپردهگذاری شدهاست برنده را انتخاب میکند.
مهمترین دلیل حمایت متخصصان از مکانیزم اثبات سهام این است که افرادی شرکتکننده در تأیید تراکنشها با انجام صحیح کار خود به حفظ امنیت شبکه کمک میکنند. اگر یکی از این افراد سعی در هک شبکه یا پردازش تراکنشهای مخرب داشته باشد، در این صورت کل سهام خود را از دست میدهند.
به همین دلیل این مدل بسیار طرفدار دارد چرا که هر چه بیشتر سهامگذاری کنید، درآمد بیشتری خواهید داشت.
اکنون به درک جامعی از نحوه کار مکانیزم اثبات کار و اثبات سهام رسیدهاید. در قدم بعدی میخواهیم این نکته را بررسی کنیم که چرا مکانیزم اثبات سهام از اثبات کار بهتر است؟
چرا مکانیزم اثبات سهام بهتر از اثبات کار است؟
بسیاری از تحلیلگران معتقدند مکانیزم اثبات سهام بسیار بهتر و کارآمد تر از اثبات کار است. بیایید دلایل این ادعا را بررسی کنیم:
تمرکززدایی
همانطور که گفتیم، افرادی که دستگاههای سخت افزاری قدرتمند خریداری میکند شانس بیشتری برای برنده شدن پاداش استخراج دارند.
نتیجه این امر این است که سازمانهای متمرکز هزاران دستگاه استخراج (معروف به ASIC) خریداری میکند که بالاترین توان استخراج را دارند. این نوع عملیات به عنوان «استخر استخراج» شناخته میشود و به مردم این امکان را میدهد تا توان پردازشی دستگاههای خود را با هم جمع کنند تا بیشترین شانس را برای حل معادله بلاک پیدا کنند.
نکته قابل تؤمل این است که تنها چهار استخر استخراج (اکثر آنها به دلیل هزینههای کم برق در چین واقع شدهاند) بیش از 50 درصد از کل استخراج بیت کوین جهان را تحت اختیار خود دارند.
این سیستم بسیار ناعادلانه است چراکه افراد عادی عملاً شانسی برای برنده شدن پاداش استخراج ندارند. در عوض در مدل اثبات سهام قدرت در دست سازمانهای متمرکز تجمع پیدا نمیکند و افراد متناسب با مقدار سپرده خود پاداش میگیرند.
مصرف برق
همانطور که گفتیم، استخراج بیت کوین و سایر کوینهایی که از مکانیزم اثبات کار استفاده میکند به دلیل مصرف بالای برق بسیار هزینهبر خواهد بود.
آمار و ارقام اخیر نشان میدهد که مقدار برق مورد نیاز برای عملکرد شبکه بیت کوین بیش از مقدار مورد استفاده شده در 159 کشور منحصر به فرد است!
این موضوع نه تنها برای محیط زیست مضر است، بلکه سرعت پذیرش ارزهای رمزپایه را بسیار کاهش میدهد.
از طرف دیگر، مکانیزم اثبات سهام نیاز به حل معادلات پیشرفته ریاضی ندارد! بنابراین میزان برق مصرفی آن به مراتب کمتر است.
حمله 51 درصدی!
حمله 51 درصدی برای توصیف واقعه ناخوشایندی استفاده میشود که یک گروه یا یک فرد بیش از 50 درصد از کل قدرت استخراج را بدست میآورد. اگر چنین اتفاقی در بلاکچینهایی که از مکانیزم اثبات کار استفاده میکند (مانند بیت کوین) بیافتد، به این فرد یا افراد امکان میدهد در یک بلاک خاص تغییراتی ایجاد کند و در صورتی که این فرد یا افراد خطاکار باشند، میتوانند برای کسب سود بیشتر در این بلاک تغییرات ایجاد کند.
آیا تا به حال حمله 51 درصدی اتفاق افتادهاست؟ بله!
یکی از نمونه های اخیر، حمله علیه بلاکچین Verge بود که هکر 35 میلیون XVG به جیب زد! در زمان حمله این مقدار XVG معادل با 1.75 میلیون دلار بود.
اما چنین حمله ای در بلاکچینهایی که از مکانیزم اثبات سهام استفاده میکند مقداری دور از ذهن است چرا که برای دستیابی به این مهم، فرد باید حداقل 51 درصد از کل کوین های درحال گردش را به دست بیاورد که این امر مقداری محال است.
تاکنون فقط از مزایای مکانیزم اثبات سهام گفتیم. اما این مکانیزم چه معایبی دارد؟
معایب ساز و کار اثبات سهام
اولین نگرانی که هنگام بحث در مورد مدل اثبات سهام مطرح میشود این است که این مدل به ثروتمند شدن ثروتمندان کمک میکند. دلیل این امر این است که هرچه کوین بیشتری بتوانید بخرید و سهامگذاری کنید، پول بیشتری به جیب خواهید زد!
با این حال، در این موضوع، هیچ تفاوتی میان مکانیزم اثبات کار و اثبات سهام وجود ندارد چرا که در مکانیزم اثبات سهام، ماینرهای ثروتمند با خرید دستگاههای قوی و با بالاتر رفتن شانس استخراجشان، ثروتمندتر خواهند شد.
یکی دیگر از نگرانیهای وارده بر مکانیزم اثبات سهام این است که در این مکانیزم، اعتبارسنجها تراکنشهای چندین زنجیره مختلف را بررسی میکند. اتفاقی که در اثبات کار رخ نمی دهد. حال این موضوع می تواند به یک هکر کمک کند تا پول خود را دوبار خرج کند و دابل اسپندینگ رخ دهد.
این زمانی رخ می دهد که شخصی وجهی را به شخص دیگری منتقل میکند اما قبل از تأیید تراکنش، پول خود را دوباره خرج میکند. در شرایط عادی، وقتی سایر ماینرهای موجود در شبکه آن تراکنش را ببینند از تأیید آن جلوگیری میکند. علاوه بر این، در مکانیزم اثبات کار ماینرها روی یک زنجیره کار میکند بنابراین تراکنشهای غلط به سادگی تشخیص داده میشوند.
جنگ بین طرفداران مکانیزم اثبات کار و اثبات سهام تمامی ندارد. با این حال، اتریوم به عنوان دومین ارز بزرگ بازار ارزهای دیجیتال در حال تغییر ساز و کار اجماع خود از اثبات کار به اثبات سهام است. مطلبی که میتوان از آن اهمیت مکانیزم اثبات سهام را متوجه شد.
هر آنچه در خصوص مکانیزم اثبات سهام و اثبات کار گفته شد…
به ایستگاه پایانی مقاله خوش آمدید. تا به اینجای کار به درک مطلوبی از هر دو مکانیزم اثبات کار و اثبات سهام و مزایا و معایب آنها رسیدهاید.
در حقیقت، مکانیزم اثبات کار اولین مکانیزم استفاده شده در حوزه کریپتوکارنسی است. ساتوشی ناکاموتو افسانهای، خالق بیت کوین از این مکانیزم برای تایید تراکنش ها در بلاکچین بیت کوین استفاده کرد.
این مکانیزم به ماینرها و قدرت پردازشی دستگاههای آنها بستگی دارد و همین امر آن را بسیار هزینهبر میکند.
در طرف دیگر، در مکانیزم اثبات سهام چیزی تحت عنوان استخراج مطرح نمیشود! اعتبارسنجها با سپردهگذاری کوینهای خود در شبکه به تأیید تراکنشها میپردازند و در عوض کارمزد تراکنشها را دریافت میکند.
هر دو این مکانیزمها مزایا و معایب خاص خود را دارند اما به عقیده بسیاری، مکانیزم اثبات سهام، مکانیزم آینده بازار کریپتوکارنسی خواهد بود.
سوالات متداول
مکانیزم اثبات کار چیست؟
نوعی ساز و کار اجماع است که برای تأیید و اعتباربخشی به تراکنشها استفاده میشود. در این مکانیزم از توان پردازشی دستگاههای استخراج بهره برده میشود.
مکانیزم اثبات سهام چیست؟
نوعی ساز و کار اجماع برای تأیید و اعتباربخشی به تراکنشهاست که افراد بر اساس میزان توکن یا کوین سپردهگذاری شده میتوانند تراکنشها را تأیید و سود کسب کنند.
مکانیزم اثبات کار بهتر است یا اثبات سهام؟
جنگ بین این دو مکانیزم تمام نشدنی است ولی به نظر میرسد اکثریت تحلیلگران با مکانیزم اثبات سهام موافقتر باشند.
دیدگاه ها