الگوریتم اثبات خالص سهام (PPOS) چیست؟
الگوریتم اثبات خالص سهام (Pure Proof of Stake) یک نوع الگوریتم اثبات سهام است که تصادفی‌سازی بالایی دارد و به هر دارنده سهام، بدون توجه به مقدار سهام دارایی‌هایش، اجازه می‌دهد در تولید بلوک‌ها شرکت کند. این الگوریتم بر عدالت و امنیت در شبکه تمرکز دارد.
در فناوری بلاک‌چین، الگوریتم‌های اجماع نقشی حیاتی در حفظ امنیت و صحت شبکه ایفا می‌کنند. الگوریتم اثبات خالص سهام (PPOS) به‌عنوان یکی از زیرمجموعه‌های الگوریتم اثبات سهام (PoS)، از میزان سهام کاربران برای تأمین امنیت شبکه به جای اتکا به قدرت پردازش بالا در اثبات کار (PoW) استفاده می‌کند. در این سازوکار، احتمال انتخاب یک کاربر به‌عنوان اعتبارسنج و دریافت پاداش با میزان سهام‌گذاری وی در شبکه متناسب است. در ادامه، به تشریح جزئیات مکانیسم اجماع اثبات سهام خالص، مزایا و معایب آن و همچنین تفاوت این الگوریتم با سایر انواع اثبات سهام می‌پردازیم.
الگوریتم اثبات سهام خالص چیست؟
اثبات سهام خالص (Pure Proof of Stake)، نوعی الگوریتم اجماع در بلاک‌چین است که برای تأیید تراکنش‌ها و حفظ امنیت شبکه به کار می‌رود. در این روش، کاربران با قفل‌کردن یا سهام‌گذاری مقداری از ارز دیجیتال خود، به‌عنوان اعتبارسنجی عمل می‌کنند. شانس انتخاب هر کاربر به عنوان اعتبارسنجی، به میزان دارایی قفل‌شده او بستگی دارد. اعتبارسنجی‌ها سپس تراکنش‌ها را بررسی می‌کنند و در صورت معتبر‌بودن، آنها را به بلاک‌چین اضافه می‌کنند.
شبکه الگورند (Algorand) از مکانیزم اجماع اثبات خالص سهام استفاده می‌کند که بر اساس الگوریتم اجماع تحمل خطای بیزانسی (Byzantine Consensus) ساخته شده است. در این سازوکار تأثیر هر کاربر بر یک بلوک جدید، به میزان توکنی بستگی دارد که سهام‌گذاری کرده است. این سیستم به‌صورت مخفیانه و تصادفی کاربران را هنگام ایجاد بلوک‌های جدید و رأی‌دادن به طرح‌های بلوک انتخاب می‌کند.
الگوریتم اثبات خالص سهام توسط سیلویو میکالی (Silvio Micali)، برنده جایزه تورینگ (Turing) و استاد دانشگاه ام‌آی‌تی، توسعه یافته است. به‌صورت کلی در خصوص این الگوریتم اثبات سهام خالص که نوع خاصی از الگوریتم اثبات سهام است می‌توان گفت:
- اعتبارسنج‌ها (Validators) به‌طور تصادفی انتخاب می‌شوند، اما شانس انتخاب‌شدن آنها با مقدار توکن‌هایی متناسب است که استیک کرده‌اند.
- این انتخاب به‌صورت ناشناس با استفاده از رمزنگاری انجام می‌شود و از حملات هدفمند جلوگیری می‌کند.
- بر خلاف برخی از سیستم‌های مبتنی بر اثبات کار هیچ جریمه‌ای برای اشتباه وجود ندارد، شبکه فقط بلوک را کنار می‌زند و دوباره تلاش می‌کند.
هدف این رویکرد پردازش سریع تراکنش و امنیت از طریق ترکیبی از تصادفی‌سازی و مشارکت مبتنی بر سهام‌گذاری است.
اثبات سهام خالص چگونه کار می‌کند؟
در ادامه به نحوه عملکرد الگوریتم اثبات خالص سهام می‌پردازیم که چند بخش دارد:
انتخاب تصادفی با وزن‌بندی سهام‌گذاری (Random Selection with Stake Weighting):
- برخلاف اثبات کار که به قدرت استخراج متکی است، اثبات سهام خالص از یک سیستم قرعه‌کشی برای انتخاب اعتبارسنج استفاده می‌کند.
- هر توکن مانند یک بلیط عمل می‌کند، بنابراین هر چه تعداد توکن‌های بیشتری (سهم) نگه‌دارید، شانس انتخاب‌شدن بیشتر است.
- این امر مشارکت را دموکراتیک می‌کند که هر کسی که حداقل دارایی سهام‌گذاری کرده باشد نیز می‌تواند به امنیت شبکه کمک کند.
مخفی و قابل تأییدبودن (Secret and Verifiable)
- برای اطمینان از انصاف، انتخاب اعتبارسنج مخفیانه اتفاق می‌افتد و از یک ابزار رمزنگاری به نام تابع تصادفی قابل تأیید (VRF) استفاده می‌شود.
- VRF یک خروجی تصادفی تولید می‌کند که فقط اعتبارسنج انتخاب شده می‌داند، اما می‌تواند معتبر بودن آن را برای دیگران ثابت کند.
- این محرمانه‌بودن مانع از بازی بازیگران مخرب سیستم می‌شود.
پیشنهاد بلوک و رأی‌گیری (Block Proposal and Voting)
- پس از انتخاب، اعتبارسنج بلوک بعدی را پیشنهاد کرده و آن را در شبکه پخش می‌کند.
- سایر کاربران که به عنوان کمیته (committee) انتخاب شده‌اند، مشروعیت بلوک را تأیید کرده و به آن رأی می‌دهند.
- مانند انتخاب اعتبارسنج، اعضای کمیته نیز بر اساس سهام خود انتخاب می‌شوند.
سریع و ایمن
- سازوکار اثبات سهام خالص برای سرعت و کارایی طراحی شده است و امکان پردازش سریع‌تر تراکنش را فراهم می‌کند.
- امنیت بر این فرض تکیه می‌کند که اکثریت اعتبارسنج‌ها صادق هستند. اگر یک بازیگر نامناسب سعی کند شبکه را مختل کند، باید بخش بزرگی از توکن‌های سهام‌گذاری‌شده را در اختیار داشته باشد.
مزایای اثبات سهام PPos چیست؟
در ادامه به برخی از مزایای کلیدی این الگوریتم اجماع می‌پردازیم:
بهره‌وری انرژی
این الگوریتم مانند دیگر سازوکارهای اثبات سهام، نیاز به توان محاسباتی عظیم برای استخراج در الگوریتم اثبات کار را از بین می‌برد. این مورد به معنای کاهش قابل توجه مصرف انرژی است که آن را به گزینه‌ای پایدارتر برای بلاک چین تبدیل می‌کند.
مقیاس‌پذیری
الگوریتم PPoS امکان پردازش سریع‌تر و بیشتر تراکنش را در مقایسه با اثبات کار فراهم می‌کند. ماهیت آن شبکه را قادر می‌سازد تا حجم بیشتری از تراکنش‌ها را مدیریت کند.
تمرکززدایی
بر خلاف اثبات سهام نیابتی (DPoS) با مجموعه‌ای ثابت از اعتبارسنج‌ها، این الگوریتم از انتخاب تصادفی برای اعتبارسنجی استفاده می‌کند. این ویژگی یک شبکه دموکراتیک‌تر و توزیع‌شده را تقویت می‌کند و خطر متمرکز‌بودن را کاهش می‌دهد.
قابلیت دسترسی
شرکت در سازوکار اجماع اثبات سهام خالص برای هر کسی که در شبکه سهام‌گذاری می‌کند، آزاد است. این مورد، مانع ورود را از بین می‌برد و شبکه را تقویت می‌کند.
امنیت
الگوریتم PPoS یک محیط امن را از طریق ترکیبی از عوامل حفظ می‌کند. انتخاب اعتبارسنج تصادفی، کنترل را برای عوامل مخرب دشوار می‌کند. علاوه بر این، هزینه اقتصادی کسب اکثریت سهام از حملات جلوگیری می‌کند.
درآمد غیرفعال
سهام‌گذاری توکن‌های خود در یک شبکه مبتنی بر اثبات سهام خالص به شما امکان می‌دهد برای مشارکت در حفظ امنیت شبکه، جوایزی کسب کنید. این مورد یک جریان درآمد غیرفعال برای دارندگان توکن فراهم می‌کند.
معایب اثبات سهام PPos چیست؟
مانند هر الگوریتم اجماعی اثبات خالص سهام (PPoS) معایبی نیز به همراه دارد:
میزان سهام‌گذاری
یک نگرانی کلیدی، پتانسیل تمرکز ثروت است. از آنجایی که قدرت اعتبارسنج به میزان توکن سهام‌گذاری‌شده مرتبط است، کسانی که توکن‌های بیشتری دارند شانس بیشتری برای انتخاب‌شدن به عنوان اعتبارسنج و کسب جوایز بیشتر دارند. البته که این انتخاب به صورت تصادفی است.
خطرات تمرکز
الگوریتم PPoS می‌تواند در طول زمان منجر به متمرکز‌شدن شبکه شود. اگر یک گروه کوچک، اکثریت توکن‌ها را در اختیار داشته باشد، می‌تواند کنترلی بر شبکه اعمال کند.
کدام ارزها از اثبات سهام خالص استفاده می‌کنند؟
درحال‌حاضر، الگورند (ALGO)، برجسته‌ترین ارز دیجیتالی است که از اثبات خالص سهام (PPoS) استفاده می‌کند.این الگوریتم که بر اساس مدل اجماع بیزانسی توسعه یافته است باهدف دستیابی به مقیاس‌پذیری، امنیت و تمرکززدایی طراحی شده است.
