Proof Of Stake چیست؟

اثبات سهام  یا pos 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.

درک مکانیزم‌های اجماع

در سیستم‌های توزیع شده، pow روشی است که شبکه از طریق آن بر درستی یک منبع واحد توافق می‌کند. برخلاف سیستم‌های متمرکز، که حقانیت یک موضوع توسط یک نهاد کنترل‌کننده‌ واحد مورد قضاوت قرار میگیرد، سیستم‌های توزیع شده برای نگهداری یک شبکه‌ واحد به همکاری تعداد زیادی از متخصصان مستقل متکی هستند.

جالب است بدانیم که این نودهای مجزا باید بتوانند با استفاده از مکانیزم محاسباتی به توافق برسند که جدیدترین و دقیق‏ترین ثبت داده کدام است. باید توجه داشته باشیم که این شبکه‌های توزیع شده باید از مکانیزم رمزنگاری یکسانی استفاده نمایند تا به اتفاق نظر برسند.

 PoW در حال حاضر پرکاربردترین مکانیزم اجماع و بدون شک بهترین روش برای فهم مکانیزم‌های اجماع می‌باشد. PoW تاکنون با انتشار بیت کوین در سال ۲۰۰۸ توسط ساتوشی ناکاموتو پیشگام بوده و تاکنون اکثر بلاک‌ چین‌های دارای بالاترین پروفایل از جمله اتریوم را تأمین نموده. است.

برای فناوری در حال ظهوری مانند بلاک چین، PoW اثبات کرده است که می‌تواند مکانیزم اجماع بسیار امن و قابل اعتمادی باشد. مولفه‌های اساسی PoW، ماینرها و انرژی هستند. ماینرها افراد یا نهادهایی‌اند که با اجرا و مدیریت نودها (محاسبه به وسیله‌ رایانه‌ها) شبکه را حفظ می‌کنند.

در واقع ماینرها نودها را به مصرف برق در قالب انرژی محاسباتی جهت حل مسائل ریاضی پیچیده هدایت می‌کنند. ماینری که این مسئله را حل می‌نماید، این حق را به خود می‌دهد که مجموعه‌ای از تراکنش‌ها را به بلاک چین‌های متوالی که همیشه در حال رشد هستند، اضافه نموده و تاریخچه‌ای واحد و قابل تأیید از داده‌ها را در بلاک چین PoW ایجاد کند.

مصرف هزینه‌ توان محاسباتی در قالب هزینه‌ برق می‌باشد – علاوه بر هزینه‌های اولیه‌ سخت‌افزاری تنظیم نود عملکردی. هزینه‌ قرار گرفتن در جایگاه ماینر، با پاداش‌های بلاکی بسیار ارزشمند به وجود آمده است. وقتی یک ماینر با موفقیت یک بلاک را استخراج می‌کند، پاداش بلوک را به صورت سکه‌ بومی بلاکچین دریافت می‌نماید (به عنوان مثال BTC، ETH و غیره).

تغییرات نرخ هش

به همان ترتیب که تعداد بیشتری ماینر شروع به اجرای نودها در یک بلاک چین می‌کنند، نرخ هش (یعنی قدرت محاسباتی شبکه) افزایش می‌یابد، به این معنی که بلاک بعدی ممکن است کمی سریعتر از قبلی استخراج شود.در حقیقت شبکه تلاش می‌کند تا یک زمان بلاک ثابت (زمان بین هر بلاک) را حفظ نماید؛ هر اتریوم در حدود ۱۴ ثانیه و هر بیت کوین در حدود ۱۰ دقیقه استخراج می‌گردد.

بنابراین اگر نرخ هش افزایش یابد و یک بلاک کمی سریعتر از قبل استخراج شود، سختی به طور خودکار برای بلاک بعدی افزایش می‌یابد، با اطمینان از اینکه استخراج یک بلوک کمی سخت‌تر شده و زمان بلاک دوباره تثبیت می‌شود. سختی به طور منظم پس از هر بلاک تنظیم می‌شود، آز این رو زمان بلاک نسبتاً ثابت می‌ماند.

با رفتن ماینرها از شبکه (که ممکن است به دلایل مختلفی از جمله کاهش ارزش USD سکه‌ بومی اتفاق بیفتد)، این سختی کاهش می یابد، به این معنی که استخراج بلاک‌ها و دریافت پاداش برای ماینرها آسان‌تر می‌گردد.

این کاهش سختی به عنوان انگیزه‌ای برای بازگشت تعداد بیشتری از ماینرها به شبکه تلقی می‌شود، با اطمینان از اینکه شبکه همچنان قوی و به اندازه‌ کافی غیرمتمرکز است.

ثابت شده است که PoW بلاک چین بسیار مقاوم و ایمن است. انگیزه مقابله با بازیگری مخرب که در تلاش است تا با بلاک چین PoW توافق کند، علت هزینه‌ برق مورد نیاز برای تولید مقدار کافی انرژی محاسباتی برای به دست آوردن نرخ هش بالا می‌باشد.

قدرت محاسباتی ترکیبی مورد نیاز برای یک شخص برای به توافق با یک بلاک چین که  PoW کاملاً خوب تعیین شده، مانند بیت کوین یا اتریوم هزینه‌ بسیار زیادی دارد و ممکن است حتی این امکان وجود نداشته باشد.

با وجود اینکه PoW ساده و ایمن است، زنجیره‌های PoW با سه چالش اصلی روبرو هستند: قابلیت دسترسی، تمرکز و مقیاس‌پذیری.

قابلیت دسترسی

موانع ورود به ماینر PoW زیاد هستند. اثبات زنجیره‌های کار به مقدار قابل توجهی انرژی برای حفظ نیاز دارد. یک ماینر باید تمام سخت‌افزارهای لازم برای اجرای دکل استخراج PoW را خریداری، تنظیم و نگهداری نماید.

همانطور که قبلا هم اشاره شد، استخراج PoW بسیار پر مصرف است. نه تنها مکانیزم اساسی از جنبه‌ی انرژی ناکارآمد می‌باشد، بلکه موانع را برای ورود بیشتر می‌سازد.

بنابر آنچه گفته شد برای به دست آوردن جوایز قابل توجه بلاک، بهتر است یک ماینر در منطقه‌ای با هزینه‌ برق کمتر زندگی کند. علاوه بر این، حوزه‌های قضایی اغلب نرخ کمتری را برای هزینه‌های برق به شرکت‌ها ارائه می‌دهند، به این معنی که ماینری که می‌خواهد سود خود را به حداکثر میران برساند، نیاز به تشکیل یک شرکت و خرید سخت‌افزار استخراج کافی برای جبران تلاش و هزینه‌های مربوطه دارد.

در کل، عدم کارایی انرژی، هزینه‌های متغیر برق، هزینه‌های سخت افزاری و برق شرکت‌ها همگی موانع قابل توجهی هستند که برای ورود بیشتر ماینرها به عرصه‌ی استخراج ارزهای دیجیتال در آینده وجود دارند.

تمرکز

لازم است بدانید که موانع ورود به فرایند استخراج می‌تواند اثر ثانویه‌ نامطلوبی در مرکزیت بیشتر ماینرها داشته باشد. از آنجا که تبدیل شدن به یک مانیر هزینه‌بر و کم‌سودتر می‌شود، شبکه طبیعتاً تمرکز استخراج را در دو دسته مشاهده می‌کند.

دسته‌ اول، مزارع بزرگ استخراج که در مناطقی با هزینه‌ برق کم و هوای سرد (به منظوز کاهش هزینه‌ خنک‌کننده دستی سخت‌افزار آستخراج‌کننده)‌ مانند مغولستان و سیبری فعالیت می‌کنند.

دسته‌ دوم، قدرت استخراج در استخراج متمرکز است. از آنجایی که استخراج فردی برای اکثر افراد سود کمتری دارد، آنها انرژی هش را از یک استخر ماینینگ خریداری می‌کنند که به عنوان یک واحد استخراج عمل می‌نماید. در پایان سال ۲۰۱۹، بیش از ۵۰ درصد از بلاک‌های اتریوم فقط با دو استخر ماینینگ، استخراج گردید.

مقیاس پذیری

در زنجیره‌ اثبات کار فعلی اتریوم، هر بلاک به طور متوالی استخراج می‌گردد. هر بلاک فقط می‌تواند حاوی مقدار مشخصی از داده باشد که به عنوان اندازه‌ی بلاک شناخته می‌شود. این بدان معناست که اگر تراکنش‌های معلق بیشتر از آنچه که در یک بلاک جای می‌گیرند وجود داشته باشد، تراکنش‌هایی که در بلاک بعدی استخراج نمی‌گردند، باید برای بلوک زیرین منتظر بمانند تا فرصتی دیگر در آن گنجانده شود.

در اتریوم، هر ۱۴ ثانیه یک بار یک بلاک استخراج می‌شود، اما در طی رخدادهای تراکنشی خاص، برخی از کاربران قادر بودند ساعت‌ها صبر کنند تا تراکنش‌های آنها پردازش شود.