مکانیسم اثبات سهام (PoS) اتریوم: جایگزینی برای PoW

اگرچه تاریخچه تراکنش‌های بیت‌کوین با استفاده از مکانیزم اثبات کار (PoW) به صورت امن ذخیره شده است، این روش انرژی زیادی مصرف می‌کند و تعداد تراکنش‌های پردازش شده محدود است. به همین دلیل، مکانیزم‌های جدیدی با مصرف انرژی کمتر ایجاد شده‌اند که اثبات سهام (PoS) یکی از شناخته‌شده‌ترین آن‌هاست. این مکانیزم‌ها امکان همکاری امن در شبکه‌های کامپیوتری را فراهم می‌کنند.

شبکه‌های بلاکچین بدون نهاد مرکزی مانند بانک‌ها یا فین‌تک‌ها باید از دوبار خرج شدن تراکنش‌ها جلوگیری کنند و همچنین از فورک‌های مخرب محافظت شوند. در شبکه‌های متمرکز، این کنترل توسط نهادهای تصمیم‌گیر انجام می‌شود، اما در شبکه‌های غیرمتمرکز، بلاکچین باید به اجماع برسد تا تراکنش‌ها معتبر شوند.

اثبات کار (PoW)

 PoW( Proof of Stake) چیست؟

اثبات کار اولین بار در سال 1993 برای مقابله با اسپم و حملات انکار سرویس مطرح شد و ساتوشی ناکاموتو آن را در سال 2008 برای اعتبارسنجی بلوک‌های بیت‌کوین به کار برد.

PoW مبتنی بر توانایی کاربران شبکه برای حل معماهای محاسباتی است. گره‌ای که سریع‌تر معما را حل کند، بلوک جدید را ایجاد کرده و پاداش دریافت می‌کند. این فرآیند ماینینگ نام دارد و حل معما خود اثبات کار است.

نحوه کار PoW

• بلوک‌ها به ترتیب زمانی مرتب می‌شوند و هر بلوک به بلوک قبلی ارجاع دارد.

• کاربران یا ماینرها با صرف منابع محاسباتی برای ارسال بلوک معتبر رقابت می‌کنند.

• تغییر هر بلوک بعدی بدون حل مجدد معماهای بعدی عملاً غیرممکن است، بنابراین امنیت شبکه حفظ می‌شود.

مزایا و معایب PoW

مزایا:

• امنیت بالا و جلوگیری از تقلب

• ایجاد انگیزه اقتصادی برای جلوگیری از فورک مکرر

• تصمیم‌گیری استراتژیک گره‌ها

معایب:

• مصرف بسیار زیاد انرژی

• نیاز به تجهیزات تخصصی

• افزایش هزینه تراکنش در زمان تراکم شبکه

• آسیب‌پذیری در برابر حملات ۵۱٪

اثبات سهام (PoS)

PoS چیست؟

اثبات سهام در سال 2011 برای کاهش محدودیت‌های PoW و مصرف انرژی معرفی شد. در PoS، مالکیت ارز دیجیتال شبکه به جای توان محاسباتی برای تایید تراکنش‌ها کافی است.

مثال: اگر چهار ماینر به ترتیب ۳۰، ۵۰، ۷۵ و ۱۵ توکن استیک کنند، ماینر با بیشترین سهام (۷۵) بلوک بعدی را ایجاد می‌کند و پاداش آن به جای بلاک، کارمزد تراکنش‌هاست.

نحوه کار PoS

• بلوک‌ها رقابتی ایجاد نمی‌شوند و ضرب یا شکل‌دهی می‌شوند (Minted/Forger).

• مصرف انرژی محدودیتی ندارد و برای ایجاد بلوک نیازی به سخت‌افزار حرفه‌ای نیست.

• کاربران برای شرکت در اعتبارسنجی باید توکن‌های خود را استیک کنند.

• انتخاب گره بر اساس میزان سهام و رفتار کاربر تعیین می‌شود.

مزایا و معایب PoS

مزایا:

• مصرف انرژی بسیار پایین

• سرعت تراکنش بالا و مقیاس‌پذیری بیشتر

• استقلال از سخت‌افزار و افزایش تعداد گره‌ها

• کاهش تمرکز شبکه

معایب:

• تمرکز قدرت در دست دارندگان بزرگ توکن

• سابقه کوتاه نسبت به PoW

• فورک‌ها به‌صورت خودکار محدود نمی‌شوند

• امکان «هیچ چیز در خطر نیست» در برخی فورک‌ها

مقایسه PoW و PoS

چه زمانی از PoW یا PoS استفاده کنیم؟

• PoW: برای امنیت، جلوگیری از تقلب و ایجاد اعتماد در شبکه مناسب است.

• PoS: برای تراکنش‌های سریع و شبکه‌های مقیاس‌پذیر استفاده می‌شود.

نتیجه‌گیری

اثبات سهام و اثبات کار هر دو مکانیزم اجماع ضروری برای شبکه‌های غیرمتمرکز هستند. PoS نوین‌تر و کم‌مصرف‌تر است، در حالی که PoW سابقه طولانی و امنیت بالاتری دارد. انتخاب مکانیزم مناسب به نیازهای شبکه و هدف پروژه بستگی دارد.

سؤالات متداول (FAQ)

سؤال 1: PoS چیست و چگونه کار می‌کند؟
پاسخ: PoS یا اثبات سهام مکانیزمی است که در آن کاربران برای اعتبارسنجی تراکنش‌ها، مقدار مشخصی از ارز دیجیتال شبکه را در اختیار دارند و شانس انتخاب آن‌ها برای ایجاد بلوک بعدی به میزان سهام آن‌ها بستگی دارد. این روش به جای مصرف انرژی زیاد، مبتنی بر مالکیت توکن است.

سؤال 2: تفاوت اصلی PoS و PoW چیست؟
پاسخ: در PoW اعتبارسنجی بر اساس توان محاسباتی انجام می‌شود و مصرف انرژی بالایی دارد. در PoS، اعتبارسنجی بر اساس سهام کاربران است و انرژی کمی مصرف می‌شود.

سؤال 3: مزایای PoS نسبت به PoW چیست؟
پاسخ:

• مصرف انرژی بسیار پایین

• سرعت تراکنش بالاتر و مقیاس‌پذیری بیشتر

• نیاز کمتر به سخت‌افزار تخصصی

• کاهش تمرکز شبکه و افزایش تعداد گره‌ها

سؤال 4: معایب PoS چیست؟
پاسخ:

• تمرکز قدرت در دست دارندگان بزرگ توکن

• سابقه عملکرد کوتاه نسبت به PoW

• امکان وقوع فورک‌ها و مشکل «هیچ چیز در خطر نیست» در برخی شبکه‌ها

سؤال 5: PoW چه کاربردی دارد؟
پاسخ: PoW برای امنیت شبکه، جلوگیری از تقلب و دوبار خرج کردن تراکنش‌ها مناسب است و سابقه طولانی دارد.

سؤال 6: چه زمانی باید از PoS استفاده کرد؟
پاسخ: وقتی سرعت تراکنش و مقیاس‌پذیری شبکه اهمیت دارد و می‌خواهیم مصرف انرژی را کاهش دهیم، PoS بهترین انتخاب است.

سؤال 7: آیا PoS امن است؟
پاسخ: PoS امنیت مناسبی دارد، اما تمرکز توکن‌های بزرگ می‌تواند چالش ایجاد کند. به همین دلیل، شبکه‌های پیشرفته روش‌هایی برای افزایش تصادفی بودن و جلوگیری از سوءاستفاده ارائه می‌دهند.

سؤال 8: PoS و PoW در اتریوم چه تفاوتی دارند؟
پاسخ: اتریوم اخیراً از PoW به PoS مهاجرت کرده است تا مصرف انرژی کاهش یابد و شبکه سریع‌تر و مقیاس‌پذیرتر شود.