اثبات سهام به چه معناست؟

اثبات سهام به چه معناست ؟ | اثبات سهام روشی برای حفظ امنیت شبکه‌های بلاک چینی و جایگزینی برای اثبات کار (استخراج) است. اثبات سهام افرادی که مایل باشند در کار تأیید تراکنش‌ها و ایجاد بلاک شرکت کنند، می‌توانند ارز دیجیتال اصلی شبکه را بخرند و به شبکه اختصاص دهند. شبکه هم نسبت به میزان دارایی و مدت زمان قفل‌ماندن دارایی‌ها، با همان ارز دیجیتال به اعتبارسنج‌ها پاداش می‌دهد. در این مقاله با کمک مقاله‌ای از وب‌سایت «Ledger»، به زبان ساده الگوریتم اثبات سهام را توضیح می‌دهیم و مزایای آن را نسبت به اثبات کار مرور می‌کنیم.

آشنایی با مفهوم اثبات سهام (PoS)

اثبات سهام نوع متفاوتی از مکانیزم اجماع می‌باشد که بلاک چین‌ها می‌توانند به‌منظور توافق بر سر یک ثبت واقعی از تاریخچه‌ داده استفاده نمایند. در حالی که در PoW ماینرها انرژی (برق) را به جهت استخراج بلاک‌های موجود صرف می‌کنند،‌ در PoS، سپرده‌ اعتبارسنج‌ها برای تأیید بلاک‌های موجود (یا “تأیید”) سهام‌گذاری می‌شود.

اعتبارسنج‌ها در جایگاه مشارکت‌کنندگان شبکه هستند که برای پیشنهاد و تأیید بلاک‌ها در بلاک چین PoS، نودهایی را (به نام نودهای اعتبارسنج) اجرا می‌کنند. آنها این کار را با قرار دادن رمزگذاری (در مورد Ethereum 2.0، با رمزگذاری ETH) در شبکه انجام داده و خود را در دسترس قرار می‌دهند تا به‌طور تصادفی برای پیشنهاد یک بلاک انتخاب شوند. سپس سایر اعتبارسنج‌ها “تأیید می‌کنند” که بلاک را دیده‌اند.

وقتی تعداد کافی از تأییدیه‌ها برای بلاک جمع‌آوری شود، بلاک به زنجیره‌ی بلاک یا همان بلاک چین اضافه می‌گردد. اعتبارسنج‌ها پادا‌ش‌هایی را هم برای پیشنهاد موفقیت‌آمیز بلاک‌ها (دقیقاً همانطور که در PoW عمل‌ می‌کنند) و هم برای ساختن گواهی درباره‌ بلاک‌هایی که دیده‌اند، دریافت می‌کنند.

برای اینکه شبیه‌سازی‌ای از PoW مجسم نماییم، ماینری را در نظر گرفتیم؛ مانند این است که ماینری که در حمله به یک زنجیره‌ PoW شکست خورده بود، مجبور شد کل دکل استخراج خود را بسوزاند به جای اینکه فقط هزینه‌ برق را که برای یک حمله‌ ناموفق خرج کرده بود، مصرف نماید.

اثبات سهام چگونه کار می کند؟

در اثبات سهام ، نهادهایی به نام اعتبارسنج (Validator) وجود دارند که تراکنش ها را جمع آوری می کنند و بلاک های جدید ایجاد می کنند. در حالی که در اثبات کار ماینرها بلاک ها را استخراج میکنند. هرچه پول بیشتری در PoS سرمایه گذاری کنید ، شانس شما برای اعتبارسنجی یک بلاک جدید بیشتر است.

در اثبات سهام، هیچ پاداش بلوکی وجود ندارد. انگیزه اعتبارسنج برای انجام اجماع صرفاً مبتنی بر جمع آوری هزینه های تراکنش ها است.

در واقع در اثبات کار ماینر ها برای استخراج بلاک جدید باید انرژی مصرف کنند اما در اثبات سهام نودها برای تایید بلاک ها باید شرط بندی کنند

اعتبارسنج (Validators)چیست؟

برای تبدیل شدن به یک اعتبارسنج ، کاربر نیاز به ارسال پول (سهام) در نوع خاصی از معاملات دارد. این وجوه در سپرده ای به نام حواله اعتبارسنج قفل می شوند و تنها درصورتی که اعتبارسنج طبق قوانین پروتکل عمل کند ،آزاد می شوند. اگر اعتبارسنج تراکنش تقلبی را در بلوک خود قرار دهد ، سهام خود را از دست می دهد.

کاربرانی که می خواهند در اثبات سهام شرکت کنند ، لازم است مقدار مشخصی سکه را به عنوان سهام خود در شبکه قفل کنند. اندازه سهم ، تعیین کننده شانس انتخاب یک گره به عنوان اعتبارسنج بعدی برای تایید بلوک بعدی است. هرچه سهم بیشتر باشد ، شانس انتخاب نیزبیشترخواهد بود. برای اینکه در این فرآیند تنها ثروتمندترین گره های شبکه انتخاب نشوند ، روشهای منحصر به فردی در فرآیند انتخاب اعتبارسنج وجود دارد.

اعتبارسنج چگونه انتخاب می شود؟

الگوریتم Proof Of Stake از یک فرآیند شبه تصادفی برای انتخاب یک گره به عنوان اعتبار سنج استفاده می کند ، براساس ترکیبی از عواملی شامل سن ، تصادفی سازی و ثروت گره باشند.

اعتبار سنج معمولا به دو روش “انتخاب تصادفی” و “انتخاب بر اساس سن سکه” انتخاب می شوند.

در روش انتخاب تصادفی ، اعتبارسنجها با جستجوی گره هایی با کمترین مقدار هش و بالاترین میزان سهم انتخاب می شوند. و از آنجا که مقدار سهام به صورت عمومی قابل رویت است ، اعتبارسنج بعدی معمولاً توسط گره های دیگر قابل پیش بینی است.و این ممکن است باعث شود انتخاب اعتبارسنج عادلانه نباشد.

روش Coin Age Selection گره ها را براساس مدت زمان ذخیره سهامشان انتخاب می کند. سن سکه با ضرب تعداد روزهای نگه داشتن سهام به تعداد سهامی که دارند محاسبه می شود. هنگامی که یک گره بلاکی را تایید کرد ، سن سکه آن به صفر می رسد .و باید مدت زمان مشخصی را صبر کند تا بتواند بلاک دیگری را تایید کند .به این ترتیب همه گره ها شانس انتخاب دارند و این روش عادلانه تر است.

مقایسه اثبات سهام نسبت با اثبات کار

• در روش اثبات انجام کار (Proof of Work)، ماینرها به نسبت توانایی در محاسبات و تایید بقیه ماینرها می تواند بلاک جدید را به زنجیره اضافه و پاداش بگیرد .اما در اثبات سهام ماینرهایی که دارایی بیشتری دارند، به نسبت دارایی خود می توانند. عمل استخراج را انجام دهند.
• اثبات سهام برای تأمین امنیت بلاکچین نیازی به مصرف مقدار زیادی برق ندارد. (تخمین زده می شود که بیت کوین و اتریوم به عنوان بخشی از سازوکار اجماع خود بیش از ۱ میلیون دلار هزینه برق و سخت افزار در روز مصرف می کنند.)
• Proof of Stake درهای وسیعی از تکنیک ها را باز می کند تا با استفاده از نظریه بازی از شکل گرفتن ، راه های مضر برای شبکه ممانعت کنند .(مانند خودخواهی استخراج در اثبات کار).
• در اثبات کار هزینه ها نسبتاً زیاد اما بازدهی بالا است.اما در اثبات سهام هزینه ها کم و به نسبت بازدهی هم کمتر است.
• در اثبات کار سرعت انجام تراکنش ها کمتر از اثبات سهام است

مزایای اثبات سهام

اثبات سهام از دو جنبه می‌تواند مفید باشد:

• برای شبکه
• برای اعتبارسنج‌ها

مزایا برای شبکه

چندین مؤلفه جذاب در طراحی اثبات سهام وجود دارد. از آنجا که پاداش و مشوق‌های مالی در قالب توکن بومی ارائه می‌شوند، اثبات سهام فرایند دشوار محاسباتی اثبات کار را که بیشتر به قرعه‌کشی شبیه بود، دور می‌زند و با این کار انرژی گزافی را که صَرف رسیدن به اجماع در الگوریتم اثبات کار می‌شد، حذف می‌کند. این امر چندین پیامد مهم برای عملکرد و امنیت شبکه به همراه دارد.

عملکرد

از لحاظ عملکرد، طرح اجماع اثبات سهام به‌گونه‌ای است که تراکنش‌ها به‌سرعت نهایی می‌شوند؛ برای مثال، برای اینکه یک تراکنش بیت کوین نهایی شود، به ۶ کانفرم (تأییدیه) نیاز است و با توجه به اینکه تولید هر بلاک در بلاک چین بیت کوین ۱۰ دقیقه طول می‌کشد، تأیید نهایی یک تراکنش در بیت کوین به یک ساعت زمان نیاز دارد. این در حالی است که برای مثال در شبکه ایاس که از اثبات سهام استفاده می‌کند، هر تراکنش در ۲ الی ۳ ثانیه نهایی می‌شود.

بنابراین، در اثبات سهام ایجاد بلاک و همچنین رسیدن اعتبارسنج‌ها و نودهای شبکه به توافق و اجماع با سرعت بسیار بیشتری نسبت به الگوریتم اثبات کار انجام می‌شود. در نتیجه، شبکه‌های مبتنی بر اثبات سهام از نظر تعداد تراکنش‌های درون‌زنجیره‌ای در هر ثانیه (TPS) و انتقال دارایی‌ها در شبکه، عملکرد بهتری دارند.

امنیت

از لحاظ امنیت، اعتبارسنج‌ها به دو دلیل اصلی تمایل به مشارکت صادقانه در ایجاد بلاک‌ها و تأیید تراکنش‌ها دارند.

اول اینکه، احتمالاً اعتبارسنج‌ها کنترل بخش قابل‌توجهی از توکن‌های شبکه را در اختیار دارند، حتی توکن‌هایی که در شبکه قفل نشده‌اند. این امر آنها را از لحاظ مالی تشویق می‌کند تا امنیت شبکه را تأمین کنند؛ در غیر این صورت، ضعف در امنیت شبکه می‌تواند اثری منفی بر قیمت توکن داشته باشد.

دلیل دوم این است که سازوکار قفل‌کردن توکن و سهام‌گذاری به‌صورتی است که اگر اعتبارسنج فعالیتی خرابکارانه داشته باشد، بلاک‌های جعلی تولید کند یا تراکنش‌های را دستکاری کند، توکن‌هایی که اعتبارسنج در شبکه قفل کرده است، از او گرفته خواهد شد و به‌اصطلاح «اِسلَش» (Slash) می‌شوند. شایان ذکر است که سازوکار اسلشینگ (Slashing mechanism) ممکن است در تمام پروتکل‌ها پیاده‌سازی نشود.

مزایا برای دارندگان ارز دیجیتال

امروزه، روش‌های مختلفی برای کسب درآمد از طریق سهام‌گذاری وجود دارد. این روش‌ها بستگی به بلاک چینی دارد که استفاده می‌کنید. پیش از مشارکت در هر پروتکل، حتماً اطلاعات کافی در مورد آن کسب کنید.

پاداش برای نگهداری

کاربران می‌توانند فقط با نگهداری کوین‌ها در کیف پول خود برای مدت زمانی مشخص، پاداش دریافت کنند و به هیچ اقدام خاصی برای سهام‌گذاری این کوین‌ها احتیاج نیست. این پاداش مبتنی بر تعداد کوین‌های نگهداری‌شده در کیف پول آنها و (اغلب) میزان زمانی است که این کوین‌ها را نگهداری می‌کنند. دریافت این پاداش به دو صورت است: یا خود پروتکل به‌صورت خودکار پاداش را پرداخت می‌کند یا خود کاربر می‌تواند این کار را انجام دهد.

پاداش برای مشارکت یا نمایندگی

کاربر می‌تواند بخشی از سهام خود را برای تأمین امنیت شبکه به یک اعتبارسنج بدهد و اعتبارسنج به نمایندگی از کاربر در شبکه مشارکت کند. خود اعتبارسنج پاداش این کار را پرداخت می‌کند؛ درواقع، اعتبارسنج بخشی از سود خود را که از کوین‌های نمایندگی‌شده به دست آورده است به کاربر می‌دهد.

دریافت این نوع پاداش نیز می‌تواند به‌صورت خودکار و مبتنی بر پروتکل باشد یا به اراده و اختیار اعتبارسنج انجام شود.

معایب اثبات سهام

طراحی نظریه بازی (game theory) که در الگوریتم اجماع اثبات سهام به کار گرفته می‌شود، بسیار پیچیده‌تر از اثبات کار است؛ زیرا باید مجموعه کاملاً جدیدی از مسیرهای تشویقی را در نظر بگیرد. منتقدان به چندین نقطه ضعف، همچون حمله‌ بُردبلند (long-range attack)، در این الگوریتم اشاره کرده‌اند که می‌تواند از جمله پیامدهای منفی ماهیت پیچیده اثبات سهام باشد. در حمله‌ بُردبلند، هکر شاخه‌ای روی بلاک چین ایجاد می‌کند که از بلاک جنسیس (اولین بلاک) آغاز می‌شود و سرتاسر زنجیره اصلی را تحت‌کنترل می‌گیرد.

علاوه بر این، اثبات سهام بر مبنای سهام‌گذاری و مطابق با دارایی مالی افراد کار می‌کند. به عبارت دیگر، هرکه میزان توکن بیشتری داشته باشد، بازده سرمایه بیشتری خواهد داشت و ثروتمندان هرروز ثروتمندتر می‌شوند. به همین ترتیب، دریافت و انباشت سود بیشتر توسط سرمایه‌داران اصلی، می‌تواند قدرت بیشتری در اختیار اعتبارسنج‌های ثروتمندتر بگذارد و این امر ممکن است تهدیدی برای غیرمتمرکزبودن فرایند اعتبارسنجی در شبکه باشد.

درآمد اثبات سهام به‌طور میانگین چیزی بین ۶ الی ۱۰ درصد در سال است و این یعنی افرادی که در یک ارز دیجیتال سرمایه‌گذاری بلندمدت انجام می‌دهند، می‌توانند به درآمد اثبات سهام هم امیدوار باشند. با این حال، این درآمد نسبت به ماینینگ به‌طور کلی پایین‌تر است و باعث بروز انتقادات از این الگوریتم شده است.

جمع‌بندی

اثبات سهام یک الگوریتم اجماع است که در بلاک چین برخی از ارزهای دیجیتال مانند ایاس و کاردانو مورداستفاده قرار گرفته است، اتریوم نیز در حال گذار از مراحلی است که در نهایت به‌ پیاده‌سازی سازوکار اثبات سهام منجر خواهد شد.

برخلاف اثبات کار که در آن از سخت‌افزارهای کامپیوتری برای استخراج ارزهای دیجیتال استفاده می‌شد، در اثبات سهام از سهام‌گذاری کوین‌های بومی شبکه برای تأیید اعتبار بلاک‌ها در بلاک چین استفاده می‌شود.

اثبات سهام مزایای بسیاری نسبت به اثبات کار دارد که از آنها می‌توان به صرفه‌جویی در میزان برق مصرفی، کنار گذاشته‌شدن فرایند غیرلازم استخراج، سریع‌تر و مقیاس‌پذیرترشدن شبکه و خارج‌نشدن پول از اکوسیستم ارزهای دیجیتال برای خرید سخت‌افزار اشاره کرد.