اثبات سهام (Proof of Stake) چیست و چرا آینده ارزهای دیجیتال است؟

اثبات سهام (Proof of Stake) یکی از چندین روش اجماع انواع ارزهای دیجیتال است. این فرایند اجماع در مقابل اثبات کار قرار دارد و در مقایسه با آن مزایا و معایبی دارد. ارزها دیجیتال مهمی از این فرایند اجماع بهره می‌برند و بسیاری از کارشناسان این حوزه فرایند گواه اثبات سهام را دارای آینده‌ای بسیار روشن می‌دانند.

اثبات سهام (Proof of Stake) چیست؟

اثبات سهام (PoS) در مقابل اثبات کار قرار دارد. این فرایند اجماع یکی از روش‌های حفظ امنیت شبکه است و جلوگیری از چاپ سکه‌های اضافی توسط کاربران است.

در حال حاضر دو تا از بزرگ‌ترین پلتفرم‌های جهان، اتریوم و بیت کوین و چند ارز دیجیتال برجسته دیگر هم از روش دیگری به نام اثبات کار (proof-of-work) اما اتریوم به زودی به منظور مقیاس‌پذیری بیشتر و کاهش مصرف انرژی و برق، الگوریتم اجماع خود را از اثبات کار (PoW) به اثبات سهام تغییر دهد.

اثبات کار و اثبات سهام هر دو الگوریتم‌های اجماع نامیده می‌شوند که بلاک‌چین و شبکه از طریق آن امنیت شبکه را حفظ می‌کند. این الگوریتم از دوباره خرج کردن (double spending) رمز ارزها توسط برخی کاربران جلوگیری می‌کند.

تاریخچه اثبات سهام

گره‌ها یا نودها (nodes) در شبکه‌های بلاک‌چین غیرمتمرکز قرار دارند و در این میان هیچ مرجعی وجود ندارد که در مورد صحت یا معتبر بودن اطلاعات تصمیم بگیرد و سپس آن‌ها را به پایگاه داده اضافه کند.

از همین رو الگوریتم‌های اجماع اثبات سهام و اثبات کار ایجاد شدند. اثبات سهام در بلاک‌چین به مکانیسم خاصی اشاره دارد که برای تصمیم گیری در مورد اینکه چه کسی می‌تواند بلاک‌های جدید را در بلاک‌چین اضافه و اعتبارسنجی کند، استفاده می‌شود.

مفهوم اثبات سهام توسط اسکات نادال (Scott Nadal) و سانی کینگ (Sunny King) در سال ۲۰۱۲ ارائه شد و اولین بار توسط بلاک‌چین پیرکوین (Peercoin) در سال ۲۰۱۳ به تصویب رسید.

اثبات سهام به سرعت طرفداران خود را به دست آورد و پس از پیرکوین، ان‌اکس‌تی (Nxt) و بلک کوین (Blackcoin) هم این الگوریتم اجماع را به بلاک‌چین خود اضافه کردند.

مدتی بعد اشکال مختلفی از اثبات سهام هم ایجاد شدند، از جمله اثبات سهام محول شده (delegated-proof-of-stake) و اثبات سهام اجاره شده (leased-proof-of-stake) که در حال حاضر تعدادی از پروژه‌های بزرگ بلاک‌چین مانند پولکادات (Polkadot)، کاردانو (Cardano) و تزوس (Tezos) از آن‌ها استفاده می‌کنند.

چرا الگوریتم گواه اثبات سهام لازم است؟

یکی از مهم‌ترین دلایل استفاده از این الگوریتم‌ها جلوگیری از دوباره خرج کردن است. در سیستم‌های مالی متمرکز مدیریت و کنترل این موارد بسیار راحت است اما در ارزهای دیجیتال غیرمتمرکز چون هیچ نهاد و مرکزی وجود ندارد مدیریت بر این موارد خیلی دشوار است.

در این پلتفرم‌های غیرمتمرکز به جای اینکه یک نهاد متمرکز به تمام پرونده‌ها رسیدگی کند، هزاران کاربر در سراسر دنیا با اجرای نرم‌افزارهای مخصوص این کار را انجام می‌دهند. این کاربران که گره نامیده می‌شوند از رعایت قوانین شبکه توسط سایر کاربران اطمینان حاصل می‌کنند.

اما این کاربران را که هر کدام در گوشه‌ای از جهان قرار دارند نمی‌توان به راحتی هماهنگ کرد بنابراین برای این کاری که آن‌ها برای شبکه انجام می‌دهند جوایزی در قالب توکن بومی شبکه در نظر گرفته شده است.

گواه اثبات سهام چگونه کار می‌کند؟

در بلاک‌چین‌های اثبات سهام، کاربران به مقدار دلخواه سهام یا سرمایه به شبکه پرداخت می‌کنند و با توجه به سهامی که به شبکه سپرده‌اند می‌توانند در اثبات سهام شرکت کنند و بلاک‌های جدید را به شبکه اضافه کنند. در این شبکه‌ها به شرکت‌کنندگان، اعتبارسنج (validators) یا بیکر (bakers) می‌گویند.

لازم به ذکر است که سهامی که کاربران به شبکه سپرده‌اند قابل بازگشت است و هر موقع که بخواهند می‌توانند وجوه خود را از شبکه پس بگیرند.

در حالی که در الگوریتم اجماع اثبات کار، ماینرها برای یافتن بلاک جدید با یکدیگر رقابت می‌کنند، در اثبات سهام اعتبارسنج‌ها به صورت تصادفی یا بر اساس الگوریتمی که از پیش تعیین شده است انتخاب می‌شوند. به عنوان مثال، هرچه سهام یک اعتبارسنج در شبکه بیشتر باشد، شانس بیشتری برای انتخاب دارد.

  سوئینگ تریدینگ (Swing Trading) چیست؟ بهترین اندیکاتور برای نوسان گیری ارز دیجیتال کدام است؟

اعتبارسنج انتخاب شده یک بلاک را پیشنهاد می‌کند و در صورت موافقت اعتبارسنجان دیگر، بلاک جدید به شبکه اضافه می‌شود و اعتبارسنج‌ها پاداش استخراج بلاک را در قالب توکن بومی شبکه مورد نظر دریافت می‌کنند.

چه پروژه‌هایی از اثبات سهام استفاده می‌کنند؟

پیش‌تر اشاره کردیم که الگوریتم اجماع اتریوم که دومین ارز دیجیتال برجسته جهان است به زودی به اثبات سهام تغییر پیدا خواهد کرد.

بلاک‌چین‌های اثبات سهام هنوز هم آن‌چنان که باید موفق نشده‌اند اما به مرور زمان با بالا رفتن ارزش توکن‌های آن‌ها و اشغال موقعیت‌های ۱۰ پلتفرم برتر جهان از نظر سرمایه بازار، طرفداران زیادی پیدا کردند.

کارادانو یکی از پلتفرم‌هایی است که از الگوریتم اثبات سهام استفاده می‌کند. این شبکه روی اوروبروس (Ouroboros) کار می‌کند که یک نوع اثبات سهام محول شده است. ارز دیجیتال پولکادات هم از مکانیسمی به نام اثبات سهام نامزد شده (nominated proof of stake) استفاده می‌کند که در آن تمامی دارندگان توکن‌های پولکادات می‌توانند به اعتبارسنج‌ها رای داده و آن‌ها را انتخاب کنند.

ظهور بلاک‌چین‌های اثبات سهام، به خصوص اثبات سهام محول شده، استراتژی‌های جدیدی را در این صنعت توسعه داده است تا صاحبان ارزهای دیجیتال از طریق آن بتوانند رمز ارزهایی را که در کیف پول‌ها خوابانده‌اند به کار بگیرند و از طریق آن‌ها درآمد کسب کنند. این فرایند استیکینگ نامیده می شود. در مقاله

اثبات سهام هنوز هم یک فناوری جدید به شمار می‌رود و به عنوان یک جایگزین کم مصرف و جدید برای اثبات کار، به سرعت رو به رشد است. اینکه این الگوریتم در آینده خواهد توانست در پروژه‌های برجسته استفاده شود و یا اینکه چه مقدار در این زمینه موفق خواهد شد به امکانات امنیتی، مقیاس‌گذاری و غیرمتمرکز بودن آن بستگی دارد.

خطر حمله به شبکه در اثبات سهام

می‌دانید که بیت کوین از الگوریتم اجماع اثبات کار استفاده می‌کند و به همین دلیل امکان حمله «تراژدی همدارها-Tragedy of Commons» در این شبکه بالا است.

تراژدی همدارها زمانی در آینده ممکن است روی دهد که تعداد ماینرهای بیت کوین به دلیل پاداش استخراج پایین، کاهش بیابند. چندین سال بعد به دلیل هالوینگ مداوم شبکه بیت کوین، پاداش استخراج بلاک به حد ناچیزی خواهد رسید و در آن زمان تنها کارمزدی که ماینرها دریافت خواهند کرد از هزینه انجام معاملات خواهد بود که آن هم به مرور زمان به دلیل ترجیح کاربران به پرداخت هزینه کمتر برای معاملات خود، به طرز شدید کاهش پیدا خواهد کرد.

با کاهش پاداش استخراج، تعداد ماینرهای شبکه هم کمتر از تعداد مورد نیاز برای استخراج سکه‌ها خواهد بود و علاوه بر این شبکه در معرض حمله‌های ۵۱ درصدی قرار می‌گیرد. حمله ۵۱ درصدی زمانی روی می‌دهد که یک ماینر یا استخر استخراج ۵۱ درصد از قدرت محاسباتی شبکه را کنترل کرده و در حالی که تراکنش‌های دیگران در شبکه را بی اعتبار می‌کند، بلاک‌های جعلی معاملاتی برای خود ایجاد می‌کند.

اما در بلاک‌چین‌های اثبات کار مهاجم یا مهاجمین برای انجام حمله ۵۱ درصدی باید ۵۱ درصد از کل توکن‌های شبکه را بدست آورند.

به دست آوردن ۵۱ درصد از یک ارز دیجیتال معتبر کار دشوار و گرانی است و حتی اگر کاربری موفق به کسب این مقدار رمز ارز شود، این حمله نفع و مزیتی برای او به همراه نخواهد داشت.

آیا اثبات سهام بی خطر است؟

کارشناسان بازار ارزهای دیجیتال معتقدند که خطر تبدیل شدن به انحصار چند تایی یا الیگوپولی (oligopoly)، بلاک‌چین‌های اثبات سهام را تهدید می‌کند.

اگرچه بلاک‌چین‌ها غیرمتمرکز هستند و هیچ اشخاصی آن‌ها را کنترل نمی‌کنند اما کارشناسان نگران این هستند که اثبات سهام ناخواسته بلاک‌چین‌ها را به سمت کنترل متمرکز سوق دهد چرا که در این شبکه‌ها کاربرانی که بیشترین میزان توکن را دارند قدرت بیشتری در این سیستم خواهند داشت.

اثبات کار در مقابل اثبات سهام

بسیاری معتقدند الگویتم اثبات کار معایب زیادی دارد. با متمرکز شدن استخراج بیت کوین برخی از گروه‌ها قدرت بیشتری از آنچه که باید دارند و استخراج بیت کوین در حال حاضر حداقل به اندازه کل کشور سوئیس انرژی مصرف می‌کند؛ البته ناگفته نماند سیستم‌های مالی سنتی هم برق زیادی مصرف می‌کنند.