پاداش کار (PoW) و اثبات سهم (PoS) چیست

دسته: مطالب آموزشی تاریخ:

POW و POS دو مفهوم مهم در حوزه ارز دیجیتال هستند. در این مقاله به بررسی این دو فرایند، تفاوت‌های آنها با هم و مزایا و معایب هر کدام  خواهیم پرداخت.

پاداش کار و اثبات سهم در ماینینگ

ماینینگ فرایند تایید یک تراکنش یا بلاک در شبکه است. این کار از طریق پردازش الگوریتم‌های پیچیده به منظور اثبات و تأیید صحت تراکنش‌ها و افزودن بلاک جدید به زنجیره انجام می‌شود. شما اصطلاح ماینر و ماینینگ را بیشتر در بیت کوین می‌شنوید.

وقتی یک تراکنش در شبکه کوین مربوطه اتفاق می‌افتد (برای درک ساده‌تر شبکه بیت کوین را در نظر می‌گیریم)، ممکن است بیشتر قدرت محاسباتی که شما دارید برای تایید سریع‌تر تراکنش نسبت به سایر ماینر‌ها در شبکه به کار گرفته شود؛ از این رو می‌توانید بخشی از بیت کوین را به عنوان پاداش به دست آورید. هر فردی که سخت افزار‌های ذکر شده را داشته و آنرا راه‌اندازی کند می‌تواند یک ماینر باشد. آلت کوین‌هایی (ارز‌های تولید شده بعد از بیت کوین) وجود دارد که فرایند‌ها و الگوریتم‌های اجماع مختلفی را دنبال می‌کنند که از طریق فرایند ماینینگ نیستند و از این رو به عنوان کوین‌های غیر قابل استخراج نامیده می‌شوند.

دو وعده بلاک چین تمرکز زدایی و ثبت تراکنش‌ها به صورت پایدار است. بلاک چین یک پایگاه داده توزیع‌شده است که کامپیوتر‌های شبکه آنرا نود می‌نامند. تمام نود‌ها یک دفتر کل هستند یعنی تاریخچه تمام تراکنش‌ها در بلاک چین را دارند. از این رو فناوری بلاک چین، شبکه دفتر کل توزیع‌شده (DLT) است. اگر هر نود استاندارد‌های از پیش تعریف شده را در نظر نگیرد با حذف از سرور مرکزی، شبکه را نمی توان از بین برد. اگر نود‌های غیر سازگار به دنبال ایجاد بلاک ناسازگار باشند سایر نود‌ها نیز شروع به ایجاد بلاک‌هایی در بالای بلاک‌های ناسازگار می‌کنند و موجب ایجاد اختلاف می‌شود. بنابراین مکانیسم توافقی برای پیشگیری از این نود‌های ناسازگار نیاز است.

کاربران از تولیدکنندگان تراکنش درخواست می‌کنند که داده‌های تراکنش را تأیید کنند و آنرا در بلاک موجود بعدی قرار دهد. با این وجود برای قرار دادن تراکنش‌ها در بلاک بعدی ماینر‌ها باید مقدار هش آخرین بلاک ثبت شده را بدانند و این از چشم بقیه پوشیده است. این مقدار هش باید برای ایجاد بلاک جدید ارجاع داده شود.

برای پیدا کردن هش آخرین بلاک، ماینر باید یک عدد را بعد از دیگری در یک قدرت محاسباتی امتحان کند و این کار نیاز به مهارت خاصی ندارد. ماینر‌ها با میزانی بیت کوین پاداش داده می‌شوند؛ از این رو این یک فرایند رقابتی است.

ماینر موفق، آن است که در این بازی سایرین را شکست داده و این پازل را با استفاده از قدرت محاسباتی عظیم خود حل کند. بعد از پیدا کردن هش آخرین بلاک ثبت شده، ماینر آنرا برای سایر نود‌ها در شبکه اعلام می‌کند تا بلاک جدید با تراکنش‌های اعضای استخر ایجاد و تأیید شود.

با گذشت زمان این پازل برای ماینر‌ها ساده‌تر می‌شود و زمان تولید بلاک به کمتر از 10 دقیقه کاهش پیدا می‌کند. از این رو پازل هر دو هفته یکبار اصلاح می‌شود تا آنرا پیچیده‌تر کند. بدین معنی که قدرت محاسباتی بیشتری از این به بعد نیاز است.

انجام یک حمله دی داس با در اختیار داشتن 51 درصد قدرت محاسبات در شبکه بسیار هزینه‌بر است و هکر باید هزینه‌های بیشتری صرف کند تا بتواند با آن کار کند. از این رو POW بلاک چین را بسیار امن می‌کند. این امنیت بالا، هزینه سنگینی دارد. قدرت محاسباتی در حال افزایش نودها نیاز به انرژی برق بیشتری دارد، برای مثال پیش از پایان سال 2018 عملیات ماینینگ بیت کوین انرژی بیشتری در ایسلند نسبت به مصرف انرژی کل داخلی کشور مصرف می‌کند. مشارکت تمام نود‌ها در فرایند اعتبارسنجی بر مقیاس‌پذیری و بازدهی تراکنش تأثیرگذار است. برای ماینرهای انفرادی به روز رسانی سخت افزار برای حل معمای ریاضی پیچیده‌تر دشوار است.

پاداش کار (PoW)

پاداش کار به عنوان همان‌طور که از نامش پیداست تأیید کاری که اتفاق افتاده و اثبات صحت آن است. بیت کوین و بسیاری از آلت کوین‌ها این روش را دنبال می‌کنند تا از صحت زنجیره اطمینان پیدا کنند.

برای درک نحوه کار آن به زبان ساده مثالی می‌زنیم. فرض کنید که شما همراه با سایر دانش آموزان در یک امتحان ریاضی هستید. دانش آموزانی که نه تنها جواب درست را پیدا می‌کند بلکه می‌توانند اثبات کامل برای رسیدن به جواب درست را ارائه دهند پاداش را دریافت می‌کنند. همان طور که می‌دانیم این امر نیاز به دانش آموزی با قدرت ذهنی بالا دارد که طبیعتاً انرژی بیشتری هم مصرف می‌کند.

حالا این اتفاق را می‌توان در دنیای رمز ارزها نگاشت کرد. امتحان ریاضی همان تراکنش، کلاس مثل جهان و دانش آموز همان سخت افزار‌های محاسباتی/ کامپیوتر است که الگوریتم‌های پیچیده را اجرا می‌کنند. قدرت ذهنی به قدرت محاسباتی اشاره دارد و انرژی زیاد همان انرژی الکتریکی است.

از آنجا که هر رویکردی مزایا و معایب خود را دارد، PoW هم معایب خود را دارد که به شرح زیر است:

  • برق بیشتری نیاز دارد که هزینه بیشتری نیز به ماینر تحمیل می‌شود.
  • سخت افزار با قدرت محاسباتی بالا هزینه بر است
  • این امکان وجود دارد که ماینر‌ها سخت افزار خود را در صورت داشتن پاداش بهتر به سمت استخراج کوین‌های دیگری ببرند.
  • با انتشار هر چه بیشتر بیت کوین‌ها، پاداش ماینر‌ها ممکن است کاهش پیدا کند؛ چراکه کوین‌ برای استخراج، کم می‌شود.

اثبات سهم (PoS)

اثبات سهم یک راه جایگزین برای تأیید و اعتبار‌سنجی تراکنش یا بلاک است. این کار تأیید‌کننده (معادل ماینر در PoW) را با توجه به میزان سهم (کوین) یک تأیید کننده و سن سهم انتخاب می‌کند. اگر شما کوین‌های خود را از یک آدرس (یا کیف پول) به آدرس دیگر منتقل کنید، سن مجددا از صفر محاسبه می‌شود. این مقدار به معنای آن است که تأیید کننده‌ای که سهم مهمی را نگهداری می‌کند و مدت زمان قابل قبولی از سن آن می‌گذرد قدرت تأیید بیشتری دارد، با بسیاری از فاکتور‌های دیگر ترکیب می‌شود و شانس بیشتری برای تأیید یک بلاک دارد. این فرایند امکان ایجاد یک شبکه مورد اعتماد و توزیع‌شده با تأیید کنندگانی وفادار که سهم بالایی از کوین را دارند فراهم می‌کند. تأیید کننده‌ها بخشی یا تمام هزینه پرداخت شده برای تراکنش‌ها را به‌دست می‌آورد. در PoS این روند که توسط تأیید کنندگان انجام می‌شود به forging موسوم است، یک بلاک را تشکیل داده و آنرا در زنجیره پردازش می‌کند.

در الگوریتم PoS، مجموعه‌ای از نودها تصمیم به اشتراک گذاری رمز ارز‌ها برای تأیید تراکنش می‌گیرند. هر چه میزان سهم بیشتر باشد و مدت زمان طولانی‌تر باشد، شانس بیشتری برای به عهده گرفتن مسئولیت تایید تراکنش دارند. تمام رمز ارز‌ها در این شبکه ایجاد شده‌اند و نیازی به ماینینگ وجود ندارد. این نیاز به حل معمای رمزنگاری پیچیده را از بین می‌برد. به روز رسانی مداوم سخت افزار و افزایش هزینه‌های انرژی از بین می‌رود. هم‌چنین دیگر نیازی به درگیر شدن تمام شبکه در فرایند تأیید تراکنش به منظور بهبود مقیاس‌پذیری نیست. PoS به دیگر راهکار‌ها اجازه می‌دهد که اجرا شود. این ویژگی sharding نام دارد و شبیه مفهومی در مدیریت پایگاه داده است که به معنای ذخیره بخش‌های مختلف پایگاه داده در سرور مجزا برای بازدهی بیشتر است. در بلاک چین sharding به معنای ذخیره بخش‌های شبکه در گروه‌های مجزایی از نود‌هاست. از آنجا که هیچ گره‌ای نمی‌تواند کل شبکه را ببیند sharding نمی‌تواند همراه با الگوریتم POW اجرا شود و PoS نیاز است.

 

فرایند ذکر شده چالش‌های موجود در PoW را حذف می‌کند و مزایایی دارد که در ادامه به آن اشاره می‌شود.

  • نیاز به سخت افزار گران قیمت ندارد (یک لب تاپ معمولی یا کامپیوتری که کلاینت تایید کننده کوین‌های مربوطه را اجرا می‌کند و تا زمانی که لب تاپ یا کامپیوتر شما آنلاین است کار می‌کند).
  • بهره‌وری انرژی به صورتی که برق زیادی مانند PoW مصرف نمی‌کند.
  • تاییدکنندگان وفادار‌تر به گونه‌ای که هر چه تایید کنندگان سهم بیشتر و برای مدت زمان طولانی‌تر داشته باشند، شانس بیشتری برای تشکیل و به دست آوردن امتیاز تراکنش دارند.
  • تأیید سریع‌تر

در PoS، هر تأیید کننده تعدادی سهم در شبکه دارد. شما مقداری پول در شبکه به عنوان ودیعه قرار می‌دهید و در برخی موارد آنرا به عنوان تضمینی برای تأیید یک بلاک استفاده می‌کنید. در PoW شما می‌دانید که یک زنجیره به دلیل کار‌های زیادی که در پشت آن قرار گرفته است معتبر است، در حالی که در PoS شما باید با بیشترین تضمین به زنجیره اعتماد کنید. در حال حاضر گروه‌های کوچکی از افراد که اکثریت توکن‌/کوین‌ها را دارند تأیید کننده خواهند بود.

POW و PoS: کدام یک بهتر است؟

Pow به خوبی تست شده و در بسیاری از پروژ‌های رمز ارز استفاده می‌شود. حملات دی داس بر روی بلاک چین که از این الگوریتم استفاده می‌کنند با تکنولوژی محاسبات امروزی غیر ممکن است. با این وجود هزینه انرژی افزایش می‌یابد، متمرکزسازی عملیات ماینینگ را افزایش می‌دهد و بازدهی تراکنش احتمالا در اجرای بلند مدت، آنرا غیر قابل تحمل می‌سازد و چین به طور رسمی تمام این عملیات را ممنوع کرده است.

الگوریتم PoS برای یک بلاک چین مقیاس پذیر‌تر و با بازدهی بالاتر تراکنش فراهم شده است و پروژه‌های کمی مانند DASH تاکنون آنرا پذیرفته‌اند. امنیت آن نسبت به الگوریتم POW به صورت کاملاً  غیر متمرکز کمتر است.

خرید بیشتر کوین‌های شبکه‌، تبدیل شدن به یک سهامدار و تایید تراکنش‌های اشتباه به عنوان بخشی از حمله امکان پذیر است. اگرچه اقتصاد بازار یک امنیت طبیعی برای این کار دارد. چرا که قیمت کوین زمانی که یک شخص تلاش می‌کند چنین میزان زیادی از کوین را خریداری کند به طور قابل توجهی افزایش خواهد یافت و کار مهاجمان را دشوار‌تر خواهد ساخت.

دیدگاه خود را بنویسید