تفاوت اثبات کار و اثبات سهام

اثبات کار(PoW) چیست؟

اثبات کار، الگوریتم اجماع اصلی در یک شبکه بلاکچین است. در بلاکچین، این الگوریتم برای تأیید معاملات و تولید بلوک‌های جدید در زنجیره استفاده می‌شود. با الگوریتم اثبات کار، ماینرها برای تکمیل معاملات در شبکه و پاداش گرفتن در برابر یکدیگر رقابت می‌کنند.

در یک شبکه، کاربران توکن‌های دیجیتال به یکدیگر ارسال می‌کنند. یک دفتر ثبت غیرمتمرکز تمام معاملات را به صورت بلوک جمع می‌کند. با این حال، باید در تأیید معاملات و ترتیب بلوک‌ها دقت شود. این مسئولیت گره‌های خاصی به نام ماینر است و به این فرآیند ماینینگ گفته می‌شود. اصول اصلی کار یک معمای ریاضی پیچیده و حل مسئله است.

"معمای ریاضی" چیست؟

مسئله‌ای است که حل آن نیاز به قدرت محاسباتی زیادی دارد. به جواب مسئله معادله ریاضی، هش گفته می‌شود.

با رشد شبکه، الگوریتم‌ها برای حل نیاز به هش بیشتر و بیشتری دارند. بنابراین، پیچیدگی کار یک مسئله حساس است که دقت و سرعت سیستم بلاکچین به آن بستگی دارد. اما مشکل نباید خیلی پیچیده باشد. اگر چنین باشد، برای تولید بلوک به زمان زیادی نیاز خواهد بود. معاملات بدون اجرای آن متوقف می‌شوند و در نتیجه، گردش کار برای مدتی معلق می‌شود. اگر مشکل در یک بازه زمانی مشخص حل نشود، تولید بلوک به تاخیر خواهد افتاد؛ اما اگر مشکل خیلی آسان باشد، مستعد آسیب پذیری و حملات داس خواهد بود.

چگونه این الگوریتم در بلاکچین پیاده سازی می‌شود؟

استخراج کنندگان معما را حل می‌کنند، بلوک جدید را تشکیل می‌دهند و معاملات را تأیید می‌کنند. پیچیدگی یک معما به تعداد کاربران، توان فعلی و بار شبکه بستگی دارد. هش هر بلوک، حاوی هش بلوک قبلی است که باعث افزایش امنیت و جلوگیری از هرگونه نقض بلوک می‌شود. اگر یک ماینر موفق به حل معما شود، بلوک جدید تشکیل می‌شود. معاملات در این بلوک قرار گرفته و تأیید شده تلقی می‌شوند.

الگوریتم اثبات کار معمولاً در کجا اجرا می‌شود؟

اثبات کار در بسیاری از ارزهای رمزپایه استفاده می‌شود. معروف‌ترین کاربرد الگوریتم اثبات کار برای بیت‌کوین است. این بیت‌کوین بود که پایه و اساس این نوع اجماع را بنا نهاد. این الگوریتم اجازه می‌دهد تا پیچیدگی یک معما براساس قدرت کل شبکه تغییر یابد. میانگین زمان تشکیل بلوک 10 دقیقه است.

مزایای روش اثبات کار

مزایای اصلی روش اثبات کار، دفاع در برابر حملات ضد داس و تأثیر کم سهم در استخراج است. الگوریتم اثبات کار محدودیت‌هایی را برای اقدامات در شبکه اعمال می‌کند. حمله کارآمد به قدرت محاسباتی زیادی و زمان زیادی برای انجام محاسبات نیاز دارد.

برای استخراج مهم نیست که چقدر پول در کیف پول خود دارید؛ آنچه مهم است داشتن قدرت محاسباتی زیاد برای حل معماها و تشکیل بلوک‌های جدید است. بنابراین دارندگان مبالغ هنگفت، تصمیم گیری برای کل شبکه را بر عهده ندارند.

اثبات سهام (PoS) چیست؟

مفهوم اثبات سهام(PoS)  بیان می‌کند که یک شخص می‌تواند معاملات بلوکی را با توجه به اینکه چند سکه در دست دارد، استخراج یا اعتبارسنجی کند. این بدان معناست که هرچه بیت‌کوین یا آلت‌کوین بیشتر متعلق به یک ماینر باشد، قدرت استخراج وی نیز بیشتر است.

ویژگی‌های کلیدی

- اثبات سهام به عنوان جایگزینی برای الگوریتم اثبات کارایجاد شد، که الگوریتم اجماع اصلی در فناوری بلاکچین است، و برای تأیید معاملات و افزودن بلوک‌های جدید به زنجیره استفاده می‌شود.

-الگوریتم اثبات کار به مقدار زیادی انرژی احتیاج دارد، استخراج­ کنندگان برای فروش نهایی اسکناس نیاز به فروش سکه‌های خود دارند. اثبات سهام قدرت استخراج را براساس درصد سکه‌های نگهداری شده توسط یک ماینر تعیین می کند.

- اثبات سهام از نظر پتانسیل حمله ماینرها به شبکه ریسک کمتری دارد.

تفاوت روش اثبات کار و اثبات سهام

اثبات سهام به عنوان جایگزینی برای اثبات کار ایجاد شد. هنگامی که یک معامله آغاز می‌شود، داده‌های معامله در یک بلوک با ظرفیت حداکثر 1 مگابایت قرار می‌گیرند و سپس در چندین رایانه یا گره در شبکه کپی می‌شوند. گره‌ها بدنه اجرایی بلاکچین هستند و قانونی بودن معاملات در هر بلوک را تأیید می‌کنند. برای انجام مرحله تأیید، گره‌ها یا استخراج ­کنندگان باید یک معمای محاسباتی را حل کنند، که به عنوان مسئله اثبات کار شناخته می‌شود. اولین ماینری که رمزگشایی هر مشکل معامله بلوک را انجام می‌دهد، پاداش سکه دریافت می‌کند. هنگامی که یک بلوک از تراکنش‌ها تأیید شد، به بلاکچین، که یک دفتر شفاف عمومی است، اضافه می‌شود.

استخراج برای انجام محاسبات مختلف رمزنگاری برای باز کردن چالش‌های محاسباتی، به مقدار زیادی محاسبات نیاز دارد. توان محاسباتی به معنی مقدار زیادی برق و انرژی مورد نیاز برای اثبات کار است. در سال 2015، تخمین زده شد که یک معامله با بیت‌کوین به میزان برق مورد نیاز برای تأمین انرژی 1.57 خانوار آمریکایی در روز نیاز دارد. برای پرداخت قبض برق، ماینرها معمولاً سکه‌های اهدا شده خود را در ازای پول فیات می‌فروختند، که منجر به حرکت نزولی قیمت ارز رمزپایه می‌شد.

اثبات سهام با نسبت دادن قدرت استخراج به نسبت سکه‌هایی که یک ماینر در اختیار دارد، به دنبال حل این مسئله است. به این ترتیب، یک استخراج­ کننده با الگوریتم اثبات سهام، به جای استفاده از انرژی برای حل معماهای الگوریتم اثبات کار، محدود به استخراج درصدی از معاملات است که بازتاب سهام مالکیت وی است. به عنوان مثال، یک استخراج­ کننده که 3٪ از بیت‌کوین موجود را در اختیار دارد، می‌تواند به طور نظری فقط 3٪ از بلوک‌ها را استخراج کند.

اولین ارز رمزنگاری شده که از روش اثبات سهام استفاده کرد،Peercoin  بود و به دنبال آن  Nxt،Blackcoin  و ShadowCoin  به زودی از این الگو پیروی کردند.

نقصی در الگوریتم اجماع اثبات کار وجود دارد؟

معایب اصلی شامل هزینه‌های هنگفت، "بی فایده بودن" محاسبات، و حمله 51 درصدی می‌باشند.

هزینه‌های هنگفت: برای اجرای الگوریتم‌های پیچیده، به سخت افزار رایانه‌ای کاملاً تخصصی نیاز است. هزینه‌های آن غیرقابل کنترل است. استخراج فقط برای استخرهای استخراج ماینینگ خاص در دسترس است. دستگاه های تخصصی مقادیر زیادی انرژی برای کار مصرف می‌کنند که باعث افزایش هزینه‌ها می‌شود.

"بی فایده بودن" محاسبات: ماینرها کارهای زیادی برای تولید بلوک با مصرف زیاد برق انجام می‌دهند. با این حال، محاسبات آنها در هیچ جای دیگری قابل اجرا نیست. آنها امنیت شبکه را تضمین می‌کنند اما نمی‌توانند در تجارت، علوم یا سایر زمینه‌ها استفاده شوند.

حمله 51 درصدی: حمله 51 درصدی یا حمله اکثریت، حالتی است که کاربر یا گروهی از کاربران اکثر قدرت استخراج را کنترل کنند. مهاجمان، قدرت کافی برای کنترل اکثر رویدادهای شبکه را بدست می‌آورند. آنها می‌توانند تولید بلوک‌های جدید را در انحصار خود درآورند و پاداش دریافت کنند زیرا قادر به جلوگیری از تکمیل بلوک توسط سایر استخراج کنندگان هستند. آنها می‌توانند معاملات را معکوس کنند.

حمله 51 درصدی گزینه سودآوری نیست. این امر به مقدار بسیار زیادی نیروی استخراج نیاز دارد، و هنگامی که در معرض دید عموم قرار گرفت، شبکه به خطر افتاده تلقی می‌شود که منجر به خروج کاربران می‌شود. این امر به طور حتم قیمت ارز رمزنگاری شده را به سمت پایین می‌برد. در نتیجه، وجوه ارزش خود را از دست می‌دهند.

بیت‌کوین از یک سیستم الگوریتم اثبات کار استفاده می‌کند. حمله 51٪ زمانی اتفاق می‌افتد که یک استخراج ­کننده یا استخر استخراج 51٪ از قدرت محاسباتی شبکه را کنترل کرده و در حالی که تراکنش‌های دیگران را در شبکه باطل می‌کند، بلوک‌های جعلی معاملات را برای خود ایجاد می‌کند.

مهاجم برای انجام حمله 51٪، باید 51٪ از ارزهای رمزنگاری شده را بدست آورد. اثبات سهام از ایجاد این فاجعه جلوگیری می‌کند و این باعث می‌شود که یک ماینر با 51٪ سهام ارز رمزنگاری شده، به شبکه آسیب نرساند. اگرچه جمع آوری 51٪ از یک ارز دیجیتال معتبر کار دشوار و گرانی است، و اگر ارزش ارز رمزنگاری شده کاهش یابد، این بدان معنی است که ارزش دارایی‌های مهاجم نیز کاهش می‌یابد و بنابراین صاحب سهام عمده انگیزه بیشتری برای حفظ یک شبکه امن خواهد داشت.