الگوریتم اثبات کار و اثبات سهام چیست؟ مقایسه PoW و PoS در بلاکچین

بلاکچین به‌عنوان یکی از نوآوری‌های تحول‌آفرین عصر دیجیتال، بر پایه الگوریتم‌های اجماع فعالیت می‌کند. این الگوریتم‌ها وظیفه تأیید تراکنش‌ها و حفظ امنیت شبکه را بر عهده دارند. دو الگوریتم اصلی در این زمینه، اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS) هستند. هر یک از این مکانیزم‌ها شیوه‌ای متفاوت برای رسیدن به اجماع ارائه می‌دهند و انتخاب آن‌ها بر سرعت، امنیت و مقیاس‌پذیری شبکه اثر مستقیم دارد. در این مقاله به بررسی تفاوت‌ها و شباهت‌های این دو الگوریتم می‌پردازیم.

تعریف الگوریتم اثبات کار

الگوریتم اثبات کار نخستین روشی بود که در بیت ‌کوین (BTC) معرفی شد. در این سازوکار، ماینرها برای حل مسائل پیچیده ریاضی با یکدیگر رقابت می‌کنند. حل این معادلات به توان پردازشی و مصرف انرژی بالا نیاز دارد. در همین حال، زمانی‌که یک ماینر موفق به حل مسئله شد، بلاک جدیدی به بلاک چین اضافه می‌شود. گفتنی است، اثبات کار امنیت بالایی فراهم می‌کند، اما هزینه سخت‌افزاری و انرژی آن قابل توجه است.

مزایا و معایب اثبات کار

یکی از مزایا الگوریتم اجماع اثبات کار، مقاومت در برابر حملات سایبری است. از آن‌جا که مهاجم باید بیش از نیمی از توان محاسباتی شبکه را در اختیار داشته باشد، امنیت به‌طور طبیعی تضمین می‌شود. بااین‌حال، مصرف بالا برق و مشکلات زیست‌محیطی از چالش‌های اصلی آن است. همچنین، سخت‌افزارهای استخراج دائماً نیاز به ارتقاء دارند که هزینه‌های زیادی بر کاربران تحمیل می‌کند.

معرفی الگوریتم اثبات سهام

الگوریتم اثبات سهام با هدف رفع مشکلات انرژی PoW معرفی شد. در این روش، کاربران به‌جای استفاده از دستگاه‌های قدرتمند، مقدار مشخصی از توکن‌های خود را به‌عنوان وثیقه قفل می‌کنند. سپس اعتبارسنج‌ها بر اساس میزان دارایی و مدت زمان نگهداری آن انتخاب می‌شوند. این سیستم مصرف انرژی بسیار کمتری دارد و به‌طور قابل توجهی کارآمدتر است.

مزایا و معایب اثبات سهام

اثبات سهام از نظر مقیاس‌پذیری (Scalability) و کارایی برتری محسوسی نسبت به اثبات کار دارد. هزینه سخت‌افزاری پایین‌تر و مصرف برق ناچیز از نقاط قوت اصلی آن است. بااین‌حال، تمرکزگرایی یکی از چالش‌های جدی آن به شمار می‌رود. کاربرانی که سرمایه بیشتری قفل کنند، شانس بالاتری برای انتخاب شدن به‌عنوان اعتبارسنج دارند که ممکن است عدالت شبکه را تحت تأثیر قرار دهد.

مقایسه امنیتی الگوریتم اثبات کار و اثبات سهام

امنیت در بلاک‌چین همواره مسئله‌ای حیاتی است. الگوریتم اثبات کار به‌واسطه نیاز به قدرت محاسباتی بالا، نفوذپذیری کمی دارد. اما هزینه‌های بالا حمله باعث کاهش احتمال سوءاستفاده می‌شود. در مقابل، PoS امنیت را با قفل‌کردن سرمایه کاربران تضمین می‌کند. بر این اساس، اگر اعتبارسنج اقدام مخربی انجام دهد، بخشی از سرمایه او ضبط می‌شود. بنابراین، هر دو روش سازوکارهایی مؤثر برای جلوگیری از حملات دارند.

تأثیر بر مقیاس‌پذیری شبکه

مقیاس‌پذیری یکی از مشکلات اساسی بلاکچین‌های اولیه بود. در الگوریتم PoW، زمان تأیید تراکنش‌ها معمولاً طولانی‌تر است زیرا نیاز به حل معادلات سنگین وجود دارد. برعکس، اثبات سهام با کاهش پیچیدگی محاسباتی و تکیه بر اعتبارسنج‌ها، امکان پردازش تراکنش‌ها با سرعت بیشتر را فراهم می‌آورد. همین موضوع سبب شده تا بسیاری از پروژه‌های جدید به سمت اثبات سهام حرکت کنند.

نقش اقتصادی و زیست‌محیطی

الگوریتم اثبات کار هزینه‌های هنگفتی از نظر انرژی ایجاد می‌کند. مصرف بالا برق در مزارع استخراج (Mining Farm) نگرانی‌های زیست‌محیطی بسیاری به وجود آورده است. از سوی دیگر، اثبات سهام رویکردی پایدارتر دارد و به کاربران اجازه می‌دهد تا بدون نیاز به سخت‌افزار گران‌قیمت در فرایند اجماع مشارکت کنند. این ویژگی باعث جذب کاربران بیشتری به شبکه‌های مبتنی بر PoS شده است.

نتیجه‌گیری

الگوریتم‌های اجماع اثبات کار و اثبات سهام هر یک مزایا و معایب خاص خود را دارند. PoW با امنیت بالا شناخته می‌شود، اما مشکلات انرژی و هزینه‌های استخراج آن جدی است. اثبات سهام، کارآمدتر و مقیاس‌پذیرتر است، اما نگرانی‌هایی درباره تمرکزگرایی دارد. در نتیجه، انتخاب بین این دو الگوریتم بستگی به اهداف پروژه و اولویت‌های توسعه‌دهندگان دارد. آینده بلاکچین نیز احتمالاً ترکیبی از هر دو رویکرد خواهد بود تا تعادلی میان امنیت، کارایی و پایداری ایجاد شود.

پرسش‌های متداول