اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS) | تفاوت در چیست؟

مقایسه اثبات سهام (PoS) و اثبات کار (PoW)

اثبات سهام (PoS) و اثبات کار (PoW) رایج ترین مکانیسم های اجماع هستند. این دو الگوریتم توسط ارزهای دیجیتال اصلی برای ایمن سازی شبکه خود پذیرفته شده اند. اثبات کار (PoW) در بیت کوین برای اعتبارسنجی تراکنش ها و ایمن سازی شبکه استفاده می شود. جدای از موارد دیگر، اثبات کار (PoW) از حمله دوبار خرج کردن (Double Spending) جلوگیری می کند. بلاک چین  بیت کوین توسط شرکت کنندگانی به نام ماینرها ایمن می شود که از قدرت محاسباتی برای رقابت بر سر تایید بلاک های جدید و به روز رسانی بلاک چین استفاده می کنند. یک ماینر موفق توسط شبکه پاداش دریافت می کند (به صورت بیت کوین). از دسامبر ۲۰۲۱، یک ماینر می تواند با استخراج موفقیت آمیز یک بلوک بیت کوین، پاداش ۶.۲۵ بیت کوینی به اضافه کارمزد تراکنش دریافت کند.

تفاوت عمده بین اثبات سهام (PoS) و اثبات کار (PoW) در روشی است که آنها تعیین می کنند چه کسی می تواند یک بلوک تراکنش را تأیید کند. اثبات سهام (PoS) محبوب ترین جایگزین برای اثبات کار (PoW) است. اثبات سهام یک مکانیسم توافقی است که هدف آن بهبود برخی از محدودیت‌های اثبات کار، مانند مسائل مقیاس‌پذیری و مصرف انرژی است. در مکانیسم اثبات سهام به شرکت کنندگان اعتبارسنج می گویند. آنها نیازی به استفاده از سخت افزار قدرتمند برای رقابت برای اعتبارسنجی یک بلوک ندارند. در عوض، آنها باید ارز دیجیتال بومی بلاک چین را استیک کنند (قفل کنند). سپس شبکه یک برنده را براساس مقدار ارز دیجیتال انتخاب می‌کند، که به نسبتی از کارمزد تراکنش‌ها از بلوکی که تأیید می‌کند، پاداش دریافت می‌کند. هر چه تعداد سکه‌های بیشتری استیک شود، شانس انتخاب به‌عنوان اعتبارسنج بیشتر است.

مقدمه

برای اطمینان از معتبر بودن تراکنش های ثبت شده در یک بلاک چین، این شبکه ها مکانیسم های اجماع متفاوتی را اتخاذ می کنند. اثبات کار (PoW) قدیمی ترین مکانیزم اجماع در شبکه بلاک چین است که توسط ساتوشی ناکاموتو ایجاد شده است، توسط بسیاری به عنوان یکی از امن ترین روش‌ها در نظر گرفته شده است. اثبات سهام (PoS) بعداً ایجاد شد، اما اکنون در اکثر پروژه های کریپتویی دیده می شود. به غیر از بیت کوین، اثبات کار (PoW) در دیگر ارزهای دیجیتال اصلی مانند اتریوم (ETH) و لایت کوین (LTC) نیز استفاده می شود (اتریوم در سپتامبر ۲۰۲۲ به مکانیسم اثبات سهام منتقل شد). در مقابل، مکانیسم اثبات سهام توسط بایننس کوین (BNB)، سولانا (SOL)، کاردانو (ADA) و سایر آلتکوین ها استفاده می شود.

اثبات کار (PoW) چیست و چگونه کار می کند؟

اثبات کار (PoW) الگوریتم اجماع است که توسط شبکه بیت‌کوین و بسیاری از ارزهای دیجیتال دیگر برای جلوگیری از حمله دوبار خرج کردن (Double Spending) اتخاذ شده است. این الگوریتک توسط ساتوشی ناکاموتو در وایت پیپر بیت کوین که در سال ۲۰۰۸ منتشر شد، معرفی شد. در اصل، اثبات کار تعیین می کند که چگونه بلاک چین بیت کوین به اجماع توزیع شده دست می یابد. برای اعتبارسنجی تراکنش‌های همتا به همتا روشی بدون نیاز به اعتماد و بدون نیاز به واسطه‌های شخص ثالث استفاده می‌شود.

مکانیسم اثبات کار

در یک شبکه اثبات کار مانند شبکه بیت کوین، تراکنش ها توسط ماینرها تایید می شوند. آنها شرکت‌کنندگانی هستند که از منابع محاسباتی زیادی (دستگاه ماینر) استفاده می‌کنند تا اطمینان حاصل کنند که شبکه به طور ایمن و درست اجرا می‌شود. در میان سایر وظایف، ماینرها بلوک‌های تراکنش را ایجاد و تأیید می‌کنند. اما برای رقابت بر سر حق اعتبار بلوک بعدی، آنها باید از سخت افزار استخراج بسیار تخصصی برای حل پازل های پیچیده ریاضی استفاده کنند.

اولین ماینری که بتواند راه‌حل معتبری برای این مسائل ریاضی پیدا کند، این حق را به دست می‌آورد که بلاک خود را به بلاک چین اضافه کند و آنچه را که پاداش بلوک می‌نامیم دریافت کند. جوایز بلوک از ارزهای دیجیتال تازه تولید شده به اضافه کارمزد تراکنش تشکیل شده است. مقدار کریپتو در پاداش بلوک با توجه به شبکه‌های مختلف متفاوت است. به عنوان مثال، در بلاک چین بیت کوین، یک ماینر موفق می تواند از هر پاداش بل.ک، ۶.۲۵ بیت کوین به اضافه کارمزد دریافت کند (از دسامبر ۲۰۲۱). با این حال، تعداد بیت کوین‌های جدید تولید شده در هر بلوک به دلیل مکانیزمی که به آن هاوینگ (نصف شدن پاداش استخراج بلوک بیت کوین) می‌گویند، هر ۲۱۰۰۰۰ بلاک (تقریباً هر چهار سال) ۵۰ درصد کاهش می یابد.

اثبات سهام (PoS) چیست و چگونه کار می کند؟

اثبات سهام (PoS) یک الگوریتم اجماع است که در سال ۲۰۱۱ به عنوان جایگزینی برای اثبات کار معرفی شد. هدف آن غلبه بر محدودیت های مقیاس پذیری شبکه های اثبات کار است. اثبات سهام دومین الگوریتم پرطرفدار است که توسط ارزهای دیجیتال مانند بایننس کوین (BNB)، سولانا (SOL) و کاردانو (ADA) استفاده می‌شود. در حالی که اثبات کار و اثبات سهام هدف یکسانی برای رسیدن به اجماع در بلاک چین دارند، اثبات سهام روش متفاوتی برای تعیین اعتبار یک بلوک تراکنش‌ها دارد. هیچ ماینری در بلاک چین های اثبات سهام وجود ندارد. اعتبارسنجی‌های اثبات سهام به جای تکیه بر رایانه‌های قدرتمند برای رقابت برای حقوق اعتبارسنجی بلوک، به ارز دیجیتال بومی خود متکی هستند.

مکانیسم اثبات سهام

برای واجد شرایط بودن برای اعتبارسنجی یک بلوک، شرکت‌کنندگان باید مقدار مشخصی از توکن‌ها را در یک قرارداد هوشمند خاص روی بلاک چین قفل کنند. این فرآیند به عنوان استیکیتگ شناخته می شود. سپس پروتکل اثبات سهام یک شرکت‌کننده را برای اعتبارسنجی بلوک بعدی تعیین می‌کند. بسته به شبکه، این انتخاب می تواند به صورت تصادفی یا با توجه به دارایی آنها (سهام) انجام شود. اعتبارسنجی انتخاب شده می تواند از بلوکی که اعتبارسنجی کرده است به عنوان پاداش، کارمزد تراکنش دریافت کند. به طور معمول، هرچه تعداد رمزارز بیشتری قفل شوند، شانس انتخاب شدن بیشتر است.

آیا اثبات سهام بهتر از اثبات کار است؟

حامیان اثبات سهام استدلال می کنند که مکانیسم اثبات سهام مزایایی نسبت به اثبات کار دارد، به خصوص در مورد مقیاس پذیری و سرعت تراکنش. همچنین گفته می شود که کوین های که با اثبات سهام کار می‌کنند در مقایسه با اثبات کار کمتر برای محیط زیست مضر هستند. در مقابل، بسیاری از حامیان اثبات کار استدلال می کنند که اثبات سهام، به عنوان یک فناوری جدیدتر، هنوز پتانسیل خود را از نظر امنیت شبکه ثابت نکرده است. این واقعیت که شبکه‌های اثبات کار به منابع قابل توجهی (سخت‌افزار استخراج، برق و غیره) نیاز دارند، هزینه حمله به آن‌ها را افزایش می‌دهد. این به ویژه برای بیت کوین، به عنوان بزرگترین بلاک چین اثبات کار صادق است.

مقایسه اثبات سهام و اثبات کار

همانطور که گفته شد، اتریوم (ETH) طی ارتقای ادغام اتریوم از اثبات کار به اثبات کار تغییر پیدا کرد. اتریوم ۲ ارتقاء شبکه اتریوم برای بهبود عملکرد و رفع مشکل مقیاس پذیری آن است. پس از اجرای مکانیسم اثبات سهام در اتریوم، هر کسی که حداقل ۳۲ اتریوم داشته باشد، می‌تواند در استیکینگ شرکت کند تا اعتبارسنج شود و در ازای تایید تراکنش‌ها جوایزی دریافت کند.

چه چیزی باعث می شود که دومین ارز دیجیتال بزرگ از نظر ارزش بازار، مکانیزم اجماع جدیدی را انتخاب کند؟

ریسک تمرکز

در بلاک چین های اثبات سهام، ماینینگ شامل استفاده از قدرت محاسباتی برای هش کردن داده های بلوک است تا زمانی که راه حل معتبری پیدا شود. امروزه برای ارزهای دیجیتال اصلی، یافتن راه‌حل‌ها چالش‌برانگیزتر می‌شود و فرآیند حدس زدن مقادیر زیادی هش می‌تواند از نظر سخت‌افزار و برق گران باشد. بنابراین، برخی از ماینرها ترجیح می دهند منابع استخراج خود را در استخرهای ماینینگ جمع کنند تا شانس بیشتری برای دریافت پاداش بلوک داشته باشند. برخی از استخرهای بزرگ ماینینگ میلیون‌ها دلار سرمایه‌گذاری می‌کنند و هزاران سخت‌افزار استخراج بیت کوین را کنترل می‌کنند تا حداکثر قدرت هش را تولید کنند.

از دسامبر ۲۰۲۱، ۴ استخر استخراج برتر روی هم حدود ۵۰ درصد از کل قدرت هش بیت کوین را کنترل می کنند. تسلط بر استخرهای ماینینگ، استخراج یک بلوک به تنهایی را برای علاقه مندان به ارزهای دیجیتال چالش برانگیزتر می کند. اما در این صورت استخراج چقدر غیرمتمرکز است؟ از یک طرف، هنوز هیچ نهاد واحدی وجود ندارد که بتواند تأییدیه ها را در شبکه کنترل کند. اگر این اتفاق بیفتد، یک حمله ۵۱ درصد ممکن است و شبکه ارزش خود را از دست می دهد. برخی ممکن است استدلال کنند که در حالی که استخراج هنوز غیرمتمرکز است، دیگر مانند قبل غیرمتمرکز نیست. برخی مناطق، تولیدکنندگان تجهیزات ماینینگ و تولیدکنندگان انرژی همچنان بر ماینینگ بیت‌کوین تسلط دارند و تمرکززدایی کلی را برای اثبات کارکرد بلاک چین کاهش می دهند.

مکانیسم اجماع اثبات سهام رویکرد متفاوتی دارد. این مکانیسم موانع ورود یک فرد برای تایید تراکنش ها را کاهش می دهد و تاکید بر مکان، تجهیزات و سایر عوامل را کاهش می دهد. سهام شما به سادگی با مقدار توکن هایی که دارید تعیین می شود. با این حال، بیشتر شبکه‌های اثبات سهام برای شروع تایید تراکنش‌ها از شما می‌خواهند که یک نود اعتبارسنجی را اجرا کنید. اجرای این نود می تواند گران باشد، اما نه به اندازه چندین دستگاه ماینینگ. سپس کاربران توکن‌های خود را به عنوان پشتوانه اعتبارسنج‌های خاص قرار می‌دهد و مدلی مشابه برای استخرهای ماینینگ به ما می‌دهند. بنابراین، در حالی که استیکینگ برای یک کاربر معمولی آسان‌تر است، اما همچنان در معرض همان مسئله متمرکزسازی مانند استخرهای استخراج است.

خطرات امنیتی

علاوه بر ریسک تمرکز، این واقعیت که چهار استخر استخراج برتر دارای اکثریت قدرت هش شبکه بیت‌کوین هستند، می‌تواند خطر حمله ۵۱ درصدی را افزایش دهد. حمله ۵۱ درصدی به حمله احتمالی به امنیت یک سیستم بلاک چین توسط یک عامل یا سازمان مخرب اشاره دارد که بیش از ۵۰ درصد از کل قدرت هش شبکه را کنترل می کند. مهاجم می‌تواند الگوریتم اجماع بلاک چین را نادیده بگیرد و مرتکب اعمال مخربی شود تا به نفع خود باشد، مانند دوبار خرج کردن، رد یا تغییر سوابق تراکنش، یا جلوگیری از استخراج دیگران. با این حال، به دلیل بزرگی شبکه بیت کوین، بعید است این اتفاق روی بیت کوین بیفتد.

در مقابل، اگر شخصی به بلاک چین اثبات سهام حمله کند، باید بیش از ۵۰ درصد از توکن‌های شبکه را در اختیار داشته باشد. این امر باعث افزایش تقاضا در بازار و افزایش قیمت توکن می شود که می تواند ده ها میلیارد دلار هزینه داشته باشد. حتی اگر آنها مرتکب یک حمله ۵۱ درصدی شوند، ارزش سکه های اسیتک شده آنها به شدت کاهش می یابد زیرا شبکه در معرض خطر قرار می گیرد. بنابراین به احتمال زیاد حمله ۵۱ درصدی به ارز دیجیتالی که از توافق اثبات سهام استفاده می‌کند، اتفاق نمی‌افتد، به خصوص اگر دارای ارزش بازار بزرگی باشد.

اشکالات اثبات سهام

بسیاری اثبات سهام را جایگزین بهتری برای اثبات کار می‌دانند، اما شایان ذکر است که کاستی‌هایی در الگوریتم اثبات سهام نیز وجود دارد. با توجه به مکانیسم توزیع پاداش، اعتبارسنج‌هایی که دارایی‌های بیشتری دارند می‌توانند شانس خود را برای اعتبارسنجی بلوک بعدی افزایش دهند. هر چه یک اعتبارسنج سکه‌های بیشتری جمع کند، سکه‌های بیشتری را می‌تواند استیک کند، در نتیجه پاداش بیشتری کسب کند، که برخی از افراد از آن انتقاد می‌کنند که این روش ثروتمندان را ثروتمندتر می‌کند. این اعتبارسنج‌های ثروتمندتر همچنین می‌توانند بر رأی‌گیری در شبکه تأثیر بگذارند، زیرا بلاک‌چین‌های اثبات سهام اغلب به اعتبارسنج‌ها حق رای حاکمیتی می‌دهند.

همانطور که گفته شد، احتمال اینکه یک حمله ۵۱ درصدی به ارزهای دیجیتال محبوب مانند اتریوم یا بایننس کوین انجام شود، زیاد نیست. با این حال، دارایی های دیجیتال کوچکتر با ارزش کمتر در برابر حملات آسیب پذیرتر هستند. مهاجمان به طور بالقوه می توانند به اندازه کافی توکن بومی به دست بیاورند تا در برابر سایر اعتبار سنج‌ها برتری پیدا کنند. آنها می توانند با انتخاب شدن مکرر به عنوان اعتبار سنج از سیستم اثبات سهام سوء استفاده کنند. پس از آن می توان از جوایزی که آنها به دست آوردند برای استیک بیشتر استفاده کرد که شانس آنها را برای انتخاب در دور بعدی افزایش می‌دهد.

نتیجه‌گیری

اثبات سهام و اثبات کار هر دو جایگاه خود را در اکوسیستم کریپتو دارند و نمی توان با قطعیت گفت که کدام پروتکل اجماع بهتر عمل می کند. مکانیسم اثبات کار ممکن است به دلیل ایجاد انتشار آلاینده‌های زیاد در حین استخراج مورد انتقاد قرار گیرد، اما خود را به عنوان یک الگوریتم ایمن برای محافظت از شبکه های بلاک چین ثابت کرده است. با این وجود، با تغییر مکانیسم اتریوم از اثبات کار به اثبات سهام، سیستم اثبات سهام می‌تواند بیشتر مورد علاقه پروژه‌های جدید در آینده باشد.

برای مطالعه اخبار مرتبط با رمزارزها در ایران و جهان، وبلاگ و کانال خبری ما را دنبال کنید.