خلاصه:
• استخراج موجودی (PoS) و استخراج موجودی تفویض شده (dPoS) محبوبترین پروتکلهای اجماع مبتنی بر سهامگذاری هستند.
• اجماع تضمین میکند که شرکتکنندگان در شبکه تراکنشها را بدون نیاز به مقامات مرکزی تأیید کنند.
• استخراج شامل تأیید تراکنشها در ازای دریافت پاداش است، در حالی که الگوریتمهای اجماع امکان تأیید تراکنشها را فراهم میکنند.
• PoS نیازمند سهامگذاری داراییها برای تبدیل شدن به یک تأییدکننده است، که سهامگذاری بیشتر شانس انتخاب شدن را افزایش میدهد.
• dPoS شامل رأی دادن به نمایندگانی است که تراکنشها را تأیید میکنند، که سرعت و قابلیت ارتقاء را به ارمغان میآورد.
• PoS و dPoS در ایجاد بلوکها (قدرت سهامگذاری در مقابل انتخاب دموکراتیک) و حکومتداری (سختگیرانه در مقابل دموکراتیک) با هم تفاوت دارند.
با توجه به تأکید روزافزون بر قابلیت ارتقاء، بلاکچینها بیش از پیش به سمت مکانیزمهای مبتنی بر سهامگذاری برای تأمین امنیت شبکههای خود و دستیابی به اجماع میروند. این مدل پس از افزایش نظارت بر بلاکچینهای PoW و نرخ مصرف بالای انرژی آنها، حتی محبوبتر شده است.
در حالی که چندین پروتکل اجماع مبتنی بر سهامگذاری وجود دارد که توسعهدهندگان میتوانند از بین آنها انتخاب کنند، دو گزینه محبوبترین آنها الگوریتم استخراج موجودی کلاسیک (PoS) و مکانیزم استخراج موجودی تفویض شده (DPoS) هستند. شاید این سوال برای شما پیش آید که کدام یک از این دو مدل قابل اعتمادتر است. این مقاله مروری جامع بر PoS و DPoS به همراه شباهتها و تفاوتهای آنها ارائه میدهد.
اجماع و استخراج چیست؟
اجماع بلاکچین چیست؟
اصل اساسی فناوری بلاکچین، رویکرد غیرمتمرکز به حسابداری را در اولویت قرار میدهد. این مفهوم تضمین میکند که هر شرکتکننده یا گرهای از شبکه میتواند به یک نسخه از دفتر الکترونیکی (بلاکچین) دسترسی داشته باشد و صحت محتوای آن را به طور زنده تأیید کند.
این مدل موجب حذف مراجع مرکزی مانند بانکها میشود به گونهای که شرکتکنندگان یا گرههای شبکه به صورت جمعی تأیید میکنند که دادههای وارد شده در بلاکچین معتبر هستند. و برای این کار، شبکه باید وسیلهای برای هماهنگ کردن تمام نسخههای دفتر موجود نزد اعضای جداگانه را در بر بگیرد. تنها پس از آن است که اجماع حاصل میشود.
به عبارت دیگر، اجماع تضمین میکند که تمام شرکتکنندگان شبکه موافق هستند که ورودیهای جدید یا تراکنشهای دفتر بلاکچین، موارد قدیمی را نامعتبر نمیکنند.
بر اساس این تعریف، میتوان مکانیزمهای اجماع را به عنوان پروتکلهایی تعریف کرد که به شرکتکنندگان شبکه امکان میدهند تا تراکنشها را بدون نیاز به ورودی مراجع مرکزی تأیید کنند.
استخراج چیست؟
شما موافقید که کمی سخت است مردم را ترغیب کنیم تا مسئولیت امنیت یک شبکه را بدون قرار دادن یک سیستم پاداش بر عهده بگیرند. به همین دلیل است که بلاکچینها تقریباً همیشه اقتصاد مبتنی بر انگیزه را در اطراف پروتکلهای اجماع خود وارد میکنند. چنین سیستمی کاربر معمولی یک شبکه بلاکچین را به تأیید تراکنشها ترغیب میکند. در ازای کمک به امنیت شبکه، تأییدکنندگان معمولاً پاداشهایی را که به ارز رمزنگاری شده بومی بلاکچین مربوط است، دریافت میکنند.
به زبان ساده، فرایند تأیید تراکنشها برای به دست آوردن ارز رمزنگاری، استخراج نامیده میشود. شرکتکنندگانی که با موفقیت دستههای جدیدی از تراکنشها را اضافه میکنند، با ارزهای رمزنگاری جدیداً چاپ شده و هزینههای تراکنش پرداخت میشوند.
انواع مختلف الگوریتمهای اجماع
شایان ذکر است که چندین پروتکل به طور خاص برای فعال کردن اجماع بلاکچین طراحی شدهاند. موارد زیر برخی از گزینههای محبوب هستند:
• استخراج موجودی (Proof-of-Work)
• استخراج موجودی (Proof-of-Stake)
• استخراج موجودی تفویض شده (Delegated Proof-of-Stake)
• استخراج موجودی انتخاب شده (Nominated Proof-of-Stake)
• استخراج موجودی مقام (Proof-of-Authority)
• استخراج موجودی زمان (Proof-of-Time)
• استخراج موجودی تأیید (Proof-of-Validation)
تمام مکانیزمهای اجماع فوق دارای یک ویژگی مشابه هستند که در آنها به دنبال فعال کردن یک سیستم تأیید تراکنش هستند که توسط شرکتکنندگان یک شبکه اداره میشود. با این حال، آنچه آنها را از هم متمایز میکند، روشی است که آنها برای برقراری اجماع و انتخاب تأییدکنندگان به کار میبرند. به عنوان مثال، مکانیزم استخراج موجودی (Proof-of-Work) نیاز دارد که تأییدکنندگان بالقوه قدرت محاسباتی خود را به شبکه اختصاص دهند.
از طرف دیگر، استخراج موجودی (Proof-of-Stake) اجازه میدهد تأییدکنندگان بر اساس تمایلشان برای قفل کردن مقداری ارز رمزنگاری در بلاکچین انتخاب شوند.
چرا بلاکچین به مکانیزمهای اجماع نیاز دارد
همانطور که پیشتر اشاره شد، پروتکلهای اجماع سیستمهای غیرمتمرکزی برای تأیید دادههای وارد شده به دفترهای بلاکچین فعال میکنند. آنها اطمینان میدهند که بلاکچینها به مراجع مرکزی وابسته نباشند. به جای آن، آنها اطمینان میدهند که شرکتکنندگان شبکه، به دلیل گنجاندن پروتکلهای اجماع، میتوانند نقشهای مهمی در فرایند تأیید ایفا کنند.
پروتکلهای اجماع، سیستمهایی را برای انتخاب تصادفی تأییدکنندگان مسئول اضافه کردن تراکنشهای جدید به بلاکچین پیادهسازی و مدیریت میکنند. همچنین، این پروتکلها شرکتکنندگان را تشویق میکنند تا با اهداف کلی بلاکچین همکاری کنند. بنابراین، فعالیتهایی که به امنیت اکوسیستم کمک میکنند، پاداش داده میشوند. از طرف دیگر، برخی از پروتکلهای اجماع، تأییدکنندگان را برای خاموشیها یا فعالیتهای مخرب جریمه میکنند.
استخراج موجودی (PoS) چیست؟
همانطور که پیشتر ذکر شد، پروتکل استخراج موجودی (PoW)، که اولین نوع الگوریتم اجماع ایجاد شده است، نیاز دارد که چندین گره دستگاههای استخراج قدرتمندی را راهاندازی کنند تا شانسی برای تبدیل شدن به یک تأییدکننده داشته باشند. طبق شاخص مصرف انرژی بیت کوین دیجیکونومیست، میانگین هر تراکنش بیت کوین ۷۰۴.۷۵ کیلووات ساعت برق مصرف میکند - معادل نرخ مصرف انرژی یک خانواده متوسط در ایالات متحده برای تقریباً ۲۴.۱۶ روز.
بنابراین، نیاز به جایگزینهای کم مصرفتر برای PoW، مکانیزم استخراج موجودی (Proof-of-Stake) را پدید آورد. برخلاف PoW، استخراج موجودی نیاز دارد که کاربران داراییهای خاصی از ارزهای رمزنگاری را سهامگذاری کنند تا تعهد خود را برای تبدیل شدن به تأییدکنندگان نشان دهند.
در واقع، تأییدکنندگان بالقوه باید داراییهای خود را در بلاکچین به عنوان نشانی از تعهد خود به سلامت شبکه قفل کنند. کل ایده بر این فرضیه استوار است که برای شرکتکنندگان غیرمنطقی خواهد بود که اعتبار شبکه را به خطر بیندازند اگر پول آنها در خطر باشد.
مکانیزم PoS به طور تصادفی تأییدکنندگان را از میان استخر سهامداران انتخاب میکند. به این فکر کنید که گویی یک سیستم انتخاب بر اساس قرعهکشی است که در آن برنده خوششانس میتواند دستههای جدیدی از تراکنشها را به بلاکچین اضافه کند. هر بار که یک بلوک جدید از تراکنشها اضافه میشود، قرعهکشی دوباره شروع میشود تا تأییدکننده بعدی را انتخاب کند.
توجه داشته باشید که شانس تبدیل شدن به یک تأییدکننده با افزایش تعداد سکههای سهامگذاری شده افزایش مییابد. به عبارت دیگر، گرههایی با سهامهای بیشتر (تعداد توکنهای قفل شده در بلاکچین) تمایل بیشتری برای انتخاب شدن به عنوان تأییدکنندگان دارند. عامل دیگری که بر فرآیند انتخاب تأثیر میگذارد، مدت زمان سهامگذاری است.
علاوه بر این، تأییدکنندگان موفق پاداشهایی به صورت سکههای تازه چاپ شده مربوط به شبکه PoS دریافت میکنند. این علاوه بر هزینههای تراکنش است.
جزئیات مهم دیگری در مورد PoS این است که این مکانیزم با اعمال جریمهها به منظور دلسرد کردن اقدامات مخرب، وضع شده است. متخلفان - تأییدکنندگانی که در انجام وظیفه خود شکست میخورند یا تراکنشهای نامعتبری را اضافه میکنند - خطر از دست دادن بخشی یا تمام سرمایههای سهامگذاری شده خود را دارند. متخلفان حتی پس از از دست دادن سهامهای خود ممکن است ممنوعیت دریافت کنند. یک مثال از بلاکچینی که از مکانیزم PoS استفاده میکند، اتریوم است.
مزایا و معایب استخراج موجودی (Proof-of-Stake)
مزایا
مزایای مکانیزم اجماع PoS عبارتند از:
• PoS بهبود قابل توجهی از نظر مصرف انرژی در مقایسه با الگوریتم استخراج موجودی (Proof-of-Work) ارائه میدهد. فرآیند تأیید مبتنی بر سهامگذاری در بلاکچینهای PoS آنها را بسیار کارآمدتر از نظر انرژی نسبت به شبکههای PoW میسازد.
• مکانیزم اجماع PoS یک اقتصادی ایجاد میکند که تأییدکنندگان را تشویق یا تنبیه میکند. این سیستم، تا حد زیادی، از وقوع تقلب و بیتوجهی از سوی تأییدکنندگان جلوگیری میکند.
• از آنجا که نیازهای محاسباتی برای سهامگذاری به اندازه مکانیزم PoW فنی نیستند، تعداد بیشتری از کاربران بلاکچین میتوانند در فرآیند تأیید شرکت کنند. با توجه به تعریف ما از اجماع، هرچه تعداد بیشتری از افراد در حفظ امنیت شبکه شرکت کنند، بلاکچین غیرمتمرکزتر میشود. بنابراین، سهامگذاری مدلی فراگیرتر نسبت به مکانیزم استخراج در اکوسیستمهای مبتنی بر PoW است.
• مکانیزم اجماع PoS یک اقتصادی ایجاد میکند که تأییدکنندگان را تشویق یا تنبیه میکند.
این سیستم، تا حد زیادی، از وقوع تقلب و بیتوجهی از سوی تأییدکنندگان جلوگیری میکند.
• از آنجا که نیازهای محاسباتی برای سهامگذاری به اندازه مکانیزم PoW فنی نیستند، تعداد بیشتری از کاربران بلاکچین میتوانند در فرآیند تأیید شرکت کنند. با توجه به تعریف ما از اجماع، هرچه تعداد بیشتری از افراد در حفظ امنیت شبکه شرکت کنند، بلاکچین غیرمتمرکزتر میشود. بنابراین، سهامگذاری مدلی فراگیرتر نسبت به مکانیزم استخراج در اکوسیستمهای مبتنی بر PoW است.
معایب PoS
• الگوریتم اجماع PoS معمولاً فرآیند تأیید را به شرکتکنندگانی با ارزش دارایی بالا محدود میکند، با توجه به اینکه معمولاً سهامداران با سهام بالا در اولویت قرار میگیرند. با این حال، برخی راهحلها راهی برای این مسئله یافتهاند. آنها پلتفرمی ایجاد کردهاند که در آن کاربران میتوانند داراییهای خود را ادغام کرده و به صورت مشترک سهامگذاری کنند. این راهحلها به شرکتکنندگان شبکه که به طور معمول نمیتوانند حداقل مالی مورد نیاز برای سهامگذاری را برآورده کنند، این امکان را میدهند تا به صورت جمعی این کار را انجام دهند. همچنین شانس آنها برای انتخاب شدن به عنوان تأییدکننده را افزایش میدهد. های تاریخی بلاکچین ممکن میشود.
استخراج موجودی تفویض شده (DPoS) چیست؟
استخراج موجودی تفویض شده (DPoS) یک نوع دیگر از سهامگذاری است که بر سرعت و قابلیت ارتقاء تمرکز دارد. برخلاف مکانیزم اجماع PoS، DPoS زیرساختهایی ایجاد میکند که سیستم تأیید تراکنش را به کل شبکه باز میکند. این سیستم به دنبال درگیر کردن همه افراد است، حتی کسانی که قادر به برآورده کردن حداقل شرایط لازم برای تبدیل شدن به تأییدکنندگان نیستند.
در DPoS، به جای اینکه هر کاربر برای تبدیل شدن به تأییدکننده سهامگذاری کند، کاربران نمایندگانی را انتخاب میکنند تا به نمایندگی از آنها در فرآیند تأیید تراکنشها شرکت کنند. این سیستم به کاربران اجازه میدهد تا بدون نیاز به قفل کردن سهام بزرگ، در تصمیمگیریهای شبکه نقش داشته باشند. این امر به افراد با سهام کمتر امکان میدهد تا در تأیید تراکنشها نقش داشته باشند و به این ترتیب، به دموکراتیکتر شدن فرآیند اجماع کمک میکند.
مفهوم DPoS سعی دارد شبکه را دموکراتیکتر کند تا کاربر معمولی بتواند نمایندگانی را برای انجام وظایف مرتبط با تأیید تراکنشها به نمایندگی از خود انتخاب کند. همانطور که از نام آن پیداست، DPoS به کاربر معمولی بلاکچین اجازه میدهد تا برای نمایندگانی که آماده برعهده گرفتن الزامات فنی تأیید تراکنشها هستند، رأی دهند.
DPoS چگونه کار میکند؟
رأیگیری
همانطور که قبلاً ذکر شد، رأیگیری جزء حیاتی DPoS است. پروتکل به کاربران بر اساس تعداد توکنهای بومی بلاکچین که آنها سهامگذاری کردهاند، قدرت رأیدهی اختصاص میدهد. در برخی موارد، سهامداران میتوانند قدرت رأیدهی خود را به سایر کاربران منتقل کنند به جای اینکه مستقیماً برای یک گره تأییدکننده رأی دهند.
شاهدان
شاهدان عاملان گرهای هستند که برای اضافه کردن بلوکهای جدید تراکنشها به بلاکچین انتخاب شدهاند. آنها باید مشخصات سختافزاری مورد نیاز برای تولیدکنندگان بلوک را برآورده کنند. مهمتر از آن، آنها باید اعتبار خوبی داشته باشند تا بتوانند رأیهای کافی جذب کنند. هنگامی که شاهدان با موفقیت بلوکهای جدیدی از تراکنشها را اضافه میکنند، آنها پاداش دریافت میکنند که میتوانند آن را بین سهامدارانی که برای آنها رأی دادهاند، تقسیم کنند.
زمان تراکنش
زمان تراکنش در dPoS بسیار کوتاهتر از PoS است. این به دلیل این است که اکثر بلاکچینهای DPoS تعداد کمی از شاهدان را حفظ میکنند - معمولاً بین 20 تا 100. بنابراین، زمان کمتری برای تأیید یک بلوک از تراکنشها لازم است.
نمایندگان
نمایندگان عناصر اصلی حکومتداری بلاکچینهای DPoS هستند، زیرا آنها تغییراتی را پیشنهاد میدهند که آینده شبکه بلاکچین را شکل میدهند. سپس این پیشنهادات برای رأیگیری قرار میگیرند. این تمرین رأیگیری حکومتی برای تمام شرکتکنندگان شبکه باز است، به شرطی که توکن بومی شبکه را سهامگذاری کرده باشند.
محدودیتهای استخراج موجودی تفویض شده (DPoS)
با توضیح نحوه کارکرد مکانیزم اجماع DPoS، شاید شما کنجکاو باشید که بدانید محدودیتهای آن چیست؟
از آنجا که تعداد محدودی از گرهها فرآیند تأیید را به قدرت میرسانند، بلاکچینهای DPoS تمایل دارند به سمت متمرکز شدن بروند. این به ویژه برای بلاکچینهایی صادق است که بر تعداد کمی از شاهدان برای تأیید تراکنشها تکیه دارند.
تفاوتهای بین استخراج موجودی (PoS) و استخراج موجودی تفویض شده (DPoS)
با توجه به اصول کاری پروتکلهای اجماع PoS و DPoS، واضح است که تفاوتهای اصلی بین این دو پروتکل حول دو عامل، یعنی ایجاد بلوک و حکومتداری میچرخد.
در زیر توضیح دقیقتری درباره چگونگی ایجاد بلوک و تکنیکهای حکومتداری PoS و DPoS آورده شده است که آنها را متفاوت میسازد.
ایجاد بلوک
پروتکل PoS فرآیند انتخاب تأییدکننده خود را بر اساس قدرت سهامگذاری کاربران مبنا قرار میدهد. به عبارت دیگر، کاربران وقتی داراییهای خود را در بلاکچین قفل میکنند، واجد شرایط برای تبدیل شدن به تأییدکنندگان میشوند. در مقابل، DPoS یک سیستم دموکراتیک را فعال میکند که در آن دارندگان توکن تأییدکنندگان را انتخاب میکنند. از آنجایی که DPoS نقش تأیید تراکنشها را به تعداد محدودی از شرکتکنندگان اختصاص میدهد، زمان ایجاد بلوک - زمان لازم برای اضافه کردن یک بلوک جدید از تراکنشها - معمولاً کوتاهتر است.
از طرف دیگر، PoS به تقریباً هر عامل گره اجازه میدهد تا برای نقش تأییدکنندهها رقابت کند، به شرطی که الزامات سهامگذاری را برآورده کند. بنابراین، انتخاب تأییدکنندگان زمان بیشتری میبرد.
حکومتداری
علاوه بر این، حکومتداری در اکوسیستم PoS بسیار سختگیرانهتر از بلاکچینهای DPoS است. این آخری یک مدل دموکراتیک را فعال میکند که به کاربران اجازه میدهد بر روی تغییرات رأی دهند. از سوی دیگر، بلاکچینهای PoS یک شاخهبندی سخت یا تغییر اساسی در کد زیربنایی خود اجرا میکنند به گونهای که کاربران باید به نسخه بهروزرسانی شده نرمافزار بلاکچین منتقل شوند.
منبع:
CoinMarketCap — “Proof-of-Stake (PoS) vs Delegated Proof-of-Stake (dPoS)”، منتشر شده در بخش Academy.
