درک مفاهیم بلاک چین: اثبات سهام در مقابل اثبات کار

فناوری بلاک چین با ارائه راه‌های امن و شفاف برای ثبت و تائید تراکنش‌ها، صنایع مختلف را متحول کرده است. دو مکانیسم اجماع برجسته، اثبات سهام (PoS) و اثبات کار (PoW)، در هسته شبکه‌های بلاک چین قرار دارند. این مقاله مفاهیم اساسی PoS و PoW را بررسی می‌کند و تفاوت‌ها، مزایا و معایب آن‌ها را برجسته می‌کند تا به خوانندگان کمک کند تا این مؤلفه‌های حیاتی فناوری بلاک چین را درک کنند.پیدایش مکانیسم‌های اجماعقبل از پرداختن به PoS و PoW، درک اینکه چرا مکانیسم‌های اجماع در سیستم‌های بلاک چین حیاتی هستند، ضروری است. در یک شبکه غیرمتمرکز، چندین گره در اعتبارسنجی و افزودن تراکنش‌ها به بلاک چین شرکت می‌کنند. مکانیسم‌های اجماع تضمین می‌کنند که همه گره‌ها در مورد اعتبار و ترتیب این تراکنش‌ها توافق دارند و از هزینه‌های مضاعف جلوگیری می‌کنند و یکپارچگی دفتر را حفظ می‌کنند.اثبات کار (PoW)اثبات کار مکانیسم اجماع پیشگامی است که توسط ساتوشی ناکاموتو در وایت پیپر بیت کوین در سال 2008 معرفی شد. این مکانیسم برای اعتبارسنجی و افزودن تراکنش‌ها به بلاک چین بر کار محاسباتی یا «ماینینگ» متکی است. در اینجا نحوه عملکرد PoW آمده است:ماینینگ: ماینرها برای حل یک معمای پیچیده ریاضی با هش کردن یک بلوک از تراکنش‌ها به رقابت می‌پردازند. اولین ماینری که راه‌حل معتبری پیدا می‌کند آن را به شبکه پخش می‌کند.راستی آزمایی: سایر گره‌ها راه‌حل را تائید می‌کنند و اطمینان می‌دهند که معیارهای خاصی را برآورده می‌کند (به‌عنوان‌مثال، راه‌حلی با تعداد معینی از صفرهای ابتدایی).اجماع: هنگامی‌که یک راه‌حل توسط اکثر گره‌ها تائید شد، ماینر مربوطه با ارز رمزنگاری‌شده پاداش می‌گیرد و بلوک تأییدشده به بلاک چین اضافه می‌شود.اثبات کار مکانیسم اجماع برای شبکه‌های مختلف بلاک چین، ازجمله بیت کوین و اتریوم بوده است. بااین‌حال، بدون اشکال نیست.اثبات سهام (PoS)اثبات سهام به‌عنوان جایگزینی برای PoW در سال 2012 باهدف رفع برخی از محدودیت‌های آن پیشنهاد شد. در PoS، اعتباردهنده‌ها (که گاهی اوقات به آن‌ها «استیکر» گفته می‌شود) برای ایجاد و اعتبارسنجی بلوک‌های جدید بر اساس تعداد توکن‌های ارز دیجیتالی که به‌عنوان وثیقه «سهیم می‌شوند» انتخاب می‌شوند. در اینجا نحوه عملکرد PoS آمده است:سرمایه‌گذاری: اعتبارسنجی‌ها مقدار معینی از ارز دیجیتال را به‌عنوان وثیقه قفل می‌کنند تا در فرآیند اجماع شرکت کنند. هر چه توکن‌های بیشتری به اشتراک بگذارند، شانس بیشتری برای انتخاب شدن برای ایجاد یک بلوک جدید دارند.ایجاد بلوک: اعتبارسنجی‌ها به‌نوبت بلوک‌های جدید را پیشنهاد و تائید می‌کنند. فرآیند انتخاب اغلب تصادفی است اما تحت تأثیر میزان وثیقه قرارگرفته است.اجماع: اگر یک بلوک پیشنهادی توسط اکثریت اعتباردهنده‌ها (اغلب 2/3 یا 3/4 از آن‌ها) تائید شود، به زنجیره بلوکی اضافه می‌شود و اعتباردهنده با هزینه تراکنش پاداش می‌گیرد.اثبات سهام در سال‌های اخیر به دلیل بهره‌وری انرژی و مزایای مقیاس‌پذیری در مقایسه با PoW محبوبیت پیداکرده است. اکنون بیایید این دو مکانیسم اجماع را به‌طور جامع‌تری باهم مقایسه کنیم.مقایسه اثبات سهام و اثبات کار1. بهره‌وری انرژیاثبات کار: PoW به دلیل مصرف انرژی بالا شناخته‌شده است. ماینرها از سخت‌افزار قدرتمند برای حل معماهای پیچیده استفاده می‌کنند که منجر به مصرف قابل‌توجه برق می‌شود که نگرانی‌های زیست‌محیطی را افزایش داده است.اثبات سهام: PoS به‌طور قابل‌توجهی در مصرف انرژی کارآمدتر است. این فرآیند استخراج منابع فشرده را حذف می‌کند و به‌جای آن بر توکن‌های سهامدار اعتبارسنجی تکیه می‌کند. این کاهش در مصرف انرژی یک نقطه فروش عمده برای شبکه‌های PoS است.2. امنیتاثبات کار: PoW به دلیل پیچیدگی محاسباتی بسیار ایمن در نظر گرفته می‌شود. یک مهاجم باید بیش از 50 درصد از توان محاسباتی شبکه (یک حمله 51 درصد) را برای دست‌کاری زنجیره بلوکی کنترل کند و ازنظر اقتصادی آن را برای اکثر شبکه‌ها غیرممکن می‌کند.اثبات سهام: شبکه‌های PoS نیز امن هستند اما با بردارهای حمله متفاوتی روبرو هستند. مهاجمان باید بخش قابل‌توجهی از توکن‌های ارز دیجیتال شبکه را جمع‌آوری کنند تا روند اجماع را به خطر بیندازند. بااین‌حال، این اغلب چالش‌برانگیزتر و گران‌تر از انجام یک حمله 51 درصدی PoW است.3. عدم تمرکزاثبات کار: شبکه‌های PoW معمولاً در مراحل اولیه خود غیرمتمرکزتر هستند، زمانی که استخراج برای استخراج‌کنندگان فردی با استفاده از سخت‌افزار درجه مصرف‌کننده قابل‌دسترسی است. بااین‌حال، باگذشت زمان، استخراج متمرکزتر می‌شود زیرا استخرهای استخراج بزرگ بر شبکه تسلط دارند.اثبات سهام: شبکه‌های PoS عموماً تمرکززدایی بیشتری نشان می‌دهند، زیرا اعتباردهنده‌ها اغلب افراد یا نهادهای کوچک‌تر با مقادیر متفاوتی از توکن‌های سهام هستند. این می‌تواند انعطاف‌پذیری شبکه را در برابر متمرکز شدن افزایش دهد.4. مقیاس‌پذیریاثبات کار: شبکه‌های PoW می‌توانند با چالش‌های مقیاس‌پذیری مواجه شوند، به‌ویژه در دوره‌هایی که حجم تراکنش بالاست. نیاز ماینرها به اعتبارسنجی تراکنش‌ها می‌تواند منجر به زمان تائید طولانی‌تر و کارمزدهای بالاتر شود.اثبات سهام: شبکه‌های PoS اغلب مقیاس‌پذیرتر هستند، زیرا برای اعتبارسنجی به کار محاسباتی متکی نیستند. این امکان پردازش سریع‌تر تراکنش‌ها و کارمزدهای کمتر را فراهم می‌کند و آن‌ها را برای برنامه‌هایی با نیازهای توان عملیاتی بالا مناسب‌تر می‌کند.5. اثرات زیست‌محیطیاثبات کار: فرآیند استخراج انرژی بر PoW به دلیل ردپای کربن و اثرات زیست‌محیطی آن موردانتقاد قرارگرفته است. مصرف زیاد انرژی موردنیاز برای استخراج معادن به انتشار گازهای گلخانه‌ای کمک می‌کند.اثبات سهام: PoS به دلیل حداقل نیاز به انرژی یک جایگزین سبزتر در نظر گرفته می‌شود. این روش بهتر با شیوه‌های پایدار همسو می‌شود و توجه کاربران و سازمان‌های آگاه به محیط‌زیست را به خود جلب کرده است.6. مشارکت و دسترسیاثبات کار: استخراج PoW اغلب نیازمند سخت‌افزار تخصصی و تخصص فنی است و مشارکت را به کسانی که منابع و دانش لازم رادارند محدود می‌کند.اثبات سهام: PoS برای طیف گسترده‌تری از شرکت‌کنندگان قابل‌دسترس‌تر است، زیرا در درجه اول به تعداد توکن‌های موجود بستگی دارد. این جامعیت می‌تواند پذیرش گسترده‌تر و مجموعه متنوع‌تری از اعتبارسنجی‌های شبکه را تقویت کند.7. مشوق‌های اقتصادیاثبات کار: ماینرهای PoW با کارمزد تراکنش‌ها و ارزهای دیجیتال تازه ایجادشده پاداش دریافت می‌کنند. این مکانیسم تضمین می‌کند که ماینرها در حفظ امنیت و یکپارچگی شبکه علاقه خاصی دارند.اثبات سهام: اعتباردهنده‌های PoS با کارمزد تراکنش و گاهی بخشی از تورم شبکه پاداش می‌گیرند. مشوق‌های آن‌ها به ارزش توکن‌هایی که به‌عنوان وثیقه نگه می‌دارند گره‌خورده است.نتیجهبه‌طور خلاصه، Proof of Stake و Proof of Work دو مکانیسم اجماع برجسته‌ای هستند که زیربنای شبکه‌های بلاک چین را تشکیل می‌دهند. PoW که اولین باز توسط بیت کوین مورداستفاده قرار گرفت، بر کار محاسباتی متکی است و به دلیل امنیت خود شناخته‌شده می‌شود، اما به دلیل مصرف انرژی موردانتقاد قرارگرفته است. در مقابل، PoS که به‌عنوان جایگزین سبزتر و مقیاس‌پذیرتر معرفی‌شده است، از توکن‌های خود برای اعتبارسنجی تراکنش‌ها استفاده می‌کند.هر دو مکانیسم مزایا و معایب خود رادارند. PoW امنیت قوی را ارائه می‌دهد، اما به منابع فشرده و مصرف انرژی زیادی احتیاج دارد در مقابل PoS ازنظر انرژی کارآمدتر و مقیاس‌پذیرتر است و درعین‌حال سطح بالایی از امنیت را ارائه می‌دهد.انتخاب بین PoS و PoW اغلب به مورداستفاده خاص و اهداف یک پروژه بلاک چین بستگی دارد. درحالی‌که PoW انتخاب ارجح برای برخی باقی می‌ماند، PoS به دلیل پایداری، مقیاس‌پذیری و دسترسی آن، علاقه‌مندان قابل‌توجهی را به دست آورده است. درک این دو مکانیسم اجماع برای هرکسی که به دنبال حرکت در چشم‌انداز متنوع فناوری بلاک چین است ضروری است. درنهایت، تکامل فناوری بلاک چین با بحث مداوم بین PoW و PoS و جانشینان بالقوه آن‌ها شکل خواهد گرفت.