اثبات کار و اثبات سهام هر دو مکانیسم ماینینگ ارزهای دیجیتال هستند، اما چه چیزی باعث تفاوت آنها می‌شود؟ به بیان ساده تر اثبات کار (Proof-of-Work) و اثبات سهام (Proof-of-Stake) هر دو راه‌های متفاوتی هستند که با آن می‌توان ارزهای دیجیتال را استخراج کرد.
به عبارت دقیق تر، اثبات کار و اثبات سهام هر دو نوعی مکانیسم اجماع هستند که برای حل مسئله اعتماد بین شرکت کنندگان در یک شبکه بلاک چین طراحی شده اند.
بحث در مورد اثبات کار در مقابل اثبات سهام ممکن است در نگاه اول فنی به نظر برسد، اما نشان دهنده‌ی تفاوت‌های اساسی رویکرد برای دستیابی به اهداف شبکه‌های ارزهای دیجیتال است.
مقایسه ی بین این دو الگوریتم درخواست های کلیدی امنیت شبکه، پایداری محیط، موانع ورود و دستیابی به غیرمتمرکز شدن را درگیر می‌کند.
ارجاعات رایج به شبکه های بلاک چین به عنوان “عدم اعتماد به شخص ثالث” منعکس کننده این اصل است: هدف یک سیستم بلاک چین این است که معاملات را بدون نیاز به اعتماد اجتماعی بین طرفین یا واسطه، به اجرا درآورند و آن را به عنوان هدف ثبت کنند.
برای این امکان، شبکه باید به گونه ای طراحی شود که غیرممکن باشد یا حداقل پایدار نباشد که مشارکت کنندگان واحدهای ارز دیجیتال را دو بار خرج کنند یا معاملات قبلی را پس بگیرند.
اثبات کار در یک نگاه
اثبات کار یک سیستم پیشگام است که در واقع قبل از بیت کوین ( BTC) وجود داشته است، اما از آن زمان ذاتاً به دنیای رایج ارز دیجیتال متصل شده است.
به همین دلیل، این مکانیسم گاهی اوقات به عنوان Nakamoto Consensus نامیده می‌شود، که نام مستعار مخترع کوینی را که هنوز هم مرموز است، در بر می‌گیرد.
در اثبات کار، تصمیم اکثریت با قانون “(longest-chain-wins)” نشان داده می‌شود. این بدان معنی است که شرکت کنندگان در شبکه بلاک چین طولانی ترین زنجیره بلاک را به عنوان تنها زنجیره معتبر می‌پذیرند.
این قانون از قرار گیری چندین زنجیره که هر کدام نشان دهنده‌ی نسخه‌هایی از تاریخ هستند، جلوگیری می‌کند. نسخه ی توافقی بلاک چین هر چقدر طولانی تر شود به قدرت و منابع محاسباتی بیشتری تا تئوری برای برگرداندن آن نیاز دارد.
برای عملکرد طولانی ترین زنجیره، افزودن بلوک های جدید به زنجیره با دشواری یعنی هم زمانبر و هم پرهزینه طراحی شده است. شرکت کنندگان در شبکه برای حل معماهای رمزنگاری پیچیده رقابت می‌کنند و اولین نفری در شبکه هستند که با موفقیت هر بلوک جدید را تأیید می‌کنند. مجازاً، از این فرآیند به عنوان “استخراج” یاد می‌شود.
مطلب مرتبط: ماینینگ یا استخراج ارز دیجیتال چیست؟
یک مشکل اثبات کار قبل از اینکه با موفقیت حل شود، این است که نیاز به تلاش های مکرر برای مصرف قابل توجه محاسبات (“کار”) دارد. این مسئله عمدتاً مسئله ای است که سعی کنید در آن دوباره و دوباره شکست بخورید، همانطور که Sam Beckett می‌گوید بهتر شکست بخورید.
ساتوشی ناکوموتو در مقاله سفید بیت کوین توضیح داد که “طولانی ترین زنجیره نه تنها اثبات توالی رویدادهایی است که شاهد آن است، بلکه اثبات این امر است که از بزرگترین ذخیره انرژی CPU حاصل شده است.”
از این اصل می‌توان فهمید که سیستم های اثبات کننده کار برای نگهداری به منابع محاسباتی قابل توجهی نیاز دارند.
این باعث شده است که طرفداران فراگیری و غیرمتمرکز این استدلال را داشته باشند که با رشد شبکه بیت کوین، استخراج به عنوان یک امتیاز تقریباً انحصاری برای افرادی که از طریق سرمایه گذاری در پیچیده ترین و قدرتمندترین سخت افزار توانایی رقابت را دارند، تبدیل شده است.
شدت محاسبه پیامدهای قابل توجه دیگری نیز دارد. با استفاده از سخت افزار مورد نیاز برای استخراج شبکه بیت کوین، مقداری از برق قابل مقایسه با کشورهای کوچک مصرف می‌شود، قیمتی که به عقیده برخی منتقدان در دوره افزایش تغییرات آب و هوایی، بسیار زیاد است.
اثبات سهام در یک نگاه
درست مانند اثبات کار، اثبات سهام برای دستیابی به اتفاق نظر توزیع شده در مورد سفارش معتبر معاملات، به عنوان مثال، دستیابی به توافق بر روی یک نسخه مشترک از تاریخ، طراحی شده است.
در بلاک چین هایی که از اثبات سهام استفاده می‌کنند، گره های شبکه به جای اختصاص منابع محاسباتی خود برای “استخراج” آنها، به اعتبار سنجی بلوک ها می‌پردازند.
در این شبکه‌ها، به امنیت و توافق با مشارکت سهامی، سرمایه خصوصی یا جمعی، در قالب توکن های بومی شبکه، دست می‌یابند.
عملکرد سیستم اثبات سهام به عنوان اثبات رمزنگاری مالکیت و اثبات واگذاری علاقه به موفقیت مداوم پروژه است. برای مشارکت در نگهداری از شبکه، گره‌ها با استفاده از یک قرارداد هوشمند “lock-up” توکن های های بومی را ایجاد می‌کنند، و آنها را برای زمان اختصاص داده نشده هزینه می‌کنند.
برای گسترش تاریخ اجماع در بلاک چین، یک الگوریتم قطعی به طور تصادفی که کدام گره ها برای هر بلاک جدید اعتبارسنج شوند را انتخاب می‌کند.
این فرآیند انتخاب تصادفی و همچنین منافع ذی نفعان (ارزش ذخیره شده) در شبکه ، هدفشان این است که شرکت کنندگان را از تلاش برای تخریب تاریخچه و انتخاب تضعیف سیستم، بی انگیزه سازد.
ارز دیجیتالی اتریوم (ETH) یک نمونه برجسته از این پروژه است که در حال حاضر در مرحله مهاجرت از اثبات کار به سمت اثبات سهام است.
توسعه دهندگان آن استدلال می‌کنند که اثبات سهام از نظر محیط زیست پایدارتر خواهد بود، زیرا این انرژی از مقدار قدرت مورد نیاز برای حفظ بیت کوین صرف نظر می‌کند.
آنها همچنین ادعا می‌کنند که سیستم در برابر انحصارها و متمرکز شدن قدرت در شبکه مقاومت بیشتری دارد، زیرا مشارکت از کنترل سخت افزار و منابع جدا می‌شود.
با آگاهی از مفاهیم اولیه، بیایید ویژگی‌ها و تفاوت‌های اصلی هر دو الگوریتم را بررسی کنیم.
مقایسه امنیت اثبات کار و اثبات سهام
در حال حاضر به دلیل راحتی، شبکه‌های مختلفی از الگوریتم اثبات سهام استفاده می‌کنند، برخی از رمز ارز‌ها به نقاط ضعف این الگوریتم اشاره می‌کنند. برای یافتن دلیل اینکه چرا اثبات سهام نسبت به اثبات کار امن نیست، باید با استفاده از معیار‌های مختلف، تفاوت‌ها این دو را بررسی می‌کنیم.
جعل پذیری و گرانی:
یکی از ویژگی‌های اصلی رمز ارز‌ها گران بودن آنهاست و دیگری اینکه کسی نمی‌تواند آنها را جعل کند، است. ایجاد بلوک در بلاک چین بسیار پر هزینه است و برق بسیاری نیز مصرف می‌کند. الگوریتم اثبات کار دلیلی برای افزایش هزینه و قیمت یک ارز دیجیتال است. رمز ارزهای الگوریتم اثبات کار مانند بیت کوین BTC، فراموش نشدنی هستند.
از طرف دیگر، هیچ هزینه عینی در سیستم‌های اثبات سهام وجود ندارد؛ زیرا نوشتن پایگاه داده با استفاده از موجودی و حساب‌ها برای استیکرها و گره‌های سیستم بسیار پیش پا افتاده است. این موضوع که آیا این عامل بر امنیت مکانیسم اجماع تأثیر می‌گذارد هنوز مورد بحث است.
ارزش نمایندگی
همانطور که قبلا ذکر شد، PoW هزینه بر است. به همین ترتیب، این الگوریتم همچنین به عنوان ارزش نمایندگی رمز ارز‌ها در اقتصاد عمل می‌کند. از طرف دیگر، این ویژگی در اجماع PoS وجود ندارد. از این رو، توکن‌های آنها هیچ معیاری برای سنجش نمایندگی ارزش ندارند.
موقیعت سازندگان بلوک
استخراج در اثبات کار یک فرآیند خارجی برای ایجاد گره در شبکه‌هایی است که امنیت بلاک چین را با قراردادهای هوشمند، مانده‌ها و حساب‌ها حفظ می‌کنند. این سازندگان بلوک را از بلاک چین متمایز می‌کند و مزایای شبکه گره کامل را برای یک سیستم امن تر و مستقل ارائه می‌دهد.
در اثبات سهام، استیکرها ممکن است فقط در صورت داشتن سپرده در بلاک چین، می‌توانند بلوکی ایجاد کنند و این امر باعث می‌شود تا آنها در پایگاه داده داخلی باشند. در نتیجه، سایر گره‌های شبکه که بلاک چین را حفظ می‌کنند، به سازنده بلوک وابسته هستند.
قدرت
نکته فوق الذکر از نظر امنیتی بسیار مهم است؛ زیرا گره‌های کامل می‌توانند هر زمان که بخواهند جدا شوند. این امر در PoS امکان پذیر نیست؛ زیرا این سیستم کاملاً در برابر سانسور مقاوم نیست. برخی تصور می‌کنند به دلیل اینکه گره‌ها تحت کنترل اپراتور‌ها هستند، این ویژگی مسئله‌ی مهمی نیست، اما در واقع چنین قدرتی نگران کننده است.
جلوگیری از حمله ۵۱٪
از آنجایی که ماینرها روزانه بر روی بلاک چین‌های اثبات کار، فعالیت دارند، فرصت دستکاری گره‌های بلوک از بین می‌رود و با ساخت بلوک‌ها، احتمال حمله ۵۱٪ کاهش می‌یابد. این نشان می‌دهد که الگوریتم اثبات کار مانع حملات ۵۱% می‌شود. با این حال، با توجه به عملکرد الگوریتم اثبات سهام، مهاجمان شانس بیشتری دارند که به کل زنجیره راحت تر و سریعتر هک کنند.
مقیاس پذیری اجتماعی
بی طرف بودن الگوریتم، مقیاس پذیری اجتماعی یک سیستم را تعیین می‌کند، یعنی هر کسی می‌تواند در آن مشارکت داشته باشد. الگوریتم اثبات کار بسیار بی طرف و در نتیجه مقیاس‌پذیری اجتماعی آن بیشتر است. در مقابل، الگوریتم اثبات سهام تا حدودی وابسته به میزان است و به همین ترتیب فاقد مقیاس پذیری اجتماعی است. با گذشت زمان، احتمالاً الگوریتم اثبات سهام مانند سیستم‌های مالی سنتی امروزی محدودتر خواهد شد.
حداکثر تکرار پایگاه داده
چارچوب امنیتی اولیه بلاک چین تکثیر کامل پایگاه داده است. این نشان می‌دهد که امنیت در بلاک چین بیشتر است؛ زیرا در گره‌های بیشتری در سطح شبکه کپی می‌شود. با این حال، از آنجا که شبکه های اثبات سهام مانند کاردانو ADA از طریق شاردینگ به یک پایگاه داده پراکنده انتقال می‌یابند، این توافق بیشتر امنیت بلاک چین را کاهش می‌دهد.
هزینه‌های مصرفی
با بررسی شبکه‌های الگوریتم اثبات کار، ماینرها، ذینفع واقعی سیستم هستند؛ زیرا آنها از سرمایه برای خرید تجهیزات گران قیمت، برق و ایجاد مراکز داده استفاده می‌کنند.
این بدان معنی است که وقتی سرمایه را استفاده می‌کنند، فقط با استخراج و استفاده از این تجهیزات می‌توانند آن را بازیابی کنند. این امر در الگوریتم اثبات سهام متفاوت است؛ زیرا اساساً هیچ سرمایه ای در کار نیست. استیکرها فقط پول نقد را از یک بانک به یک بلاک چین منتقل می‌کنند و برای فرآیندهای پیش پا افتاده سود بدست می‌آورند.
نتیجه
پس از بیان همه چیز، سازوکار اجماع الگوریتم اثبات سهام آشکارا پیشرفت های زیادی را در فضای ارز دیجیتال کلی ایجاد کرده است. با این حال، بسیاری از تحلیلگران نگران امنیت هستند؛ زیرا برخی از نقص‌ها ممکن است در طول زمان و در عمل ظاهر شود.
