الگوریتم اجماع اثبات سهام (Proof of Stake) اولین بار در سال 2011 در انجمن Bitcointalk برای حل مشکلات الگوریتم اثبات کار معرفی شد. با اینکه هدف هر دوی این الگوریتم ها دستیابی به یک اجماع در بلاک چین است اما هر کدام روش منحصر به فرد خود را دارند.

الگوریتم اثبات سهام از یک فرآیند تصادفی برای انتخاب اعتبارسنج بعدی یک بلاک استفاده می کند. اساس این انتخاب می تواند به عوامل مختلفی مانند میزان یا عمر سهام اعتبارسنج بستگی داشته باشد.

لازم به ذکر است که در سیستم های اثبات سهام، تمامی کوین ها قبل از این که تایید شوند و داخل بلاک ها قرار گیرند، استخراج شده اند. ارزهای دیجیتالی که از روش اثبات سهام استفاده می کنند، معمولا با فروش کوین های از قبل استخراج شده خود به عنوان فروش اولیه، کار خود را شروع میکنند.

با اینکه در سیستم های مبتنی بر اثبات کار از کوین های تازه استخراج شده به عنوان پرداخت پاداش به ماینرها استفاده میشود، در سیستم های اثبات سهام معمولا از کارمزد معاملات به عنوان پاداش استفاده می کنند. کاربرانی که میخواهند در فرآیند اعتبارسنجی بلاک ها مشارکت کنند، لازم است که مقدار مشخصی کوین را به عنوان سهام خود در شبکه قفل یا اصطلاحا استیک (Stake) کنند. مقدار سهام هر چه بیشتر باشد شانس این که کاربر به عنوان اعتبارسنج بلاک بعدی انتخاب شود بیشتر است.

برای اینکه کاربران ثروتمند مرتب به عنوان اعتبارسنج بلاک ها انتخاب نشوند، الگوریتم اثبات سهام از روشی به نام "انتخاب بر اساس عمر کوین ها" استفاده می کند. در این روش اعتبارسنجها بر اساس مدت زمانی که کوین های خود را به عنوان سهام در اختیار شبکه قرار داده اند انتخاب می شوند و پس از اینکه بلاک ایجاد شد، سن کوین های آنها به صفر میرسد و باید مدت زمان مشخصی منتظر بمانند تا دوباره شبکه آنها را به عنوان اعتبارسنج انتخاب کند.

وقتی یک اعتبارسنج برای ساخت بلاک بعدی انتخاب میشود اول بررسی می کند که آیا معاملات و تراکنش های داخل بلاک معتبرند یا خیر، اگر داده ها معتبر بودند آنگاه بلاک را امضا کرده و آن را به بلاک چین اضافه می کند. به عنوان پاداش، اعتبارسنج کارمزد تراکنش هایی را که داخل بلاک ثبت شده اند، دریافت می کند.

انواع الگوریتم های اثبات سهام

الگوریتم اجماع اثبات سهام دو نوع مختلف دارد که عبارتند از :

الگوریتم اثبات سهام خصوصی شده (DPoS)

یکی از شاخه های اجماع اثبات سهام، الگوریتم اثبات سهام خصوصی شده (Delegated Proof of Stake) است. ایاس (EOS) که یکی از شبکه های مبتنی بر بلاک چین است، این الگوریتم را که با نام اختصاری DPoS شناخته میشود، در شبکه ی خود به کار میگیرد.

این شبکه مبتنی بر دموکراسی است، به این معنی که به جای تایید تراکنش ها توسط خود نودهای شبکه، افرادی از بین خود انتخاب کرده و مسئولیت ساخت بلاک و تایید تراکنش ها را به آن ها واگذار میکند. به معنای دقیقتر، اشخاصی که ارز دیجیتال خود را با استفاده از روش اثبات سهام در اختیار میگذارند، از بین خود افرادی را به عنوان نماینده انتخاب میکنند و این اشخاص به نمایندگی نودها، مسئول ارزیابی تراکنش ها و ایجاد بلاک های جدید میپردازند.

شبکه کاردانو نیز مانند شبکه ایاس جزو مشهورترین شبکه های بلاک چین است و اجماع اثبات سهام را مورد استفاده قرار می دهد.

الگوریتم اثبات سهام تصادفی (RPoS)

یکی از معایبی که روش DPoS دارد، سیستم متمرکز است. افراد یا مثلا استخر هایی که مقدار بیشتری دارایی استیک کرده اند، دارای رای تاثیر گذار تر میباشند و به اصطلاح رای آن ها وزن دارد.

اما روش اثبات سهام تصادفی (Randomized Proof of Stake)، به این شکل است که در آن کاملا تصادفی و رندوم نودهای تایید کننده تراکنش‌ ها انتخاب میشوند و نودهایی که به صورت تصادفی انتخاب شده اند بلاک‌ ها را ایجاد میکنند.

امنیت اثبات سهام

اگر شبکه معامله ای جعلی را تشخیص دهد، نود جاعل بخشی از سهام خود و حق شرکت در آینده را به عنوان جعل کننده از دست می دهد. بنابراین تا زمانی که سهام بالاتر از پاداش باشد، اعتبارسنج در صورت اقدام به کلاهبرداری سکه های بیشتری را از دست می دهد.

برای کنترل موثر شبکه و تایید معاملات تقلبی، یک نود باید دارای اکثریت سهام شبکه باشد که به آن حمله ۵۱٪ نیز می گویند. بسته به ارزش ارز دیجیتال، این کار غیر عملی خواهد بود زیرا برای به دست آوردن کنترل شبکه باید ۵۱٪ از سکه در گردش را بدست آورید.

مزایای اصلی الگوریتم اثبات سهام بهره وری و کاهش انرژی است.

از آنجا که این کار آسان و مقرون به صرفه است، تعداد بیشتری از کاربران برای اجرای نود ها ترغیب می شوند. این امر همراه با فرآیند تصادفی سازی همچنین غیرمتمرکز بودن شبکه را افزایش میدهد، زیرا برای استخراج بلاک های دیگر به استخرهای استخراج نیاز نیست. از آنجا که دیگر نیازی به انتشار بسیاری از سکه های جدید برای پاداش نیست، این امر کمک می کند تا قیمت یک سکه خاص ثابت بماند.

البته به یاد داشته باشید که صنعت ارز دیجیتال به سرعت در حال تغییر و تحول است و چندین الگوریتم اجماع دیگر نیز در حال توسعه و آزمایش هستند.

چه تفاوتی بین اثبات کار و اثبات سهام وجود دارد؟

اثبات سهام، به عنوان جایگزینی برای اثبات کار ایجاد شد که الگوریتم اجماع اصلی در فناوری بلاک چین است و برای تایید معاملات و افزودن بلاک های جدید به زنجیره استفاده می شود.

اثبات سهام از یک سری جهات نسبت به سیستم اثبات کار بهبود یافته است که شامل موارد زیر میشود:

بهره وری بهتر انرژی – برای استخراج بلاک ها نیازی به استفاده از انرژی زیادی نیست

موانع کمتر برای ورود، کاهش نیازهای سخت افزاری – برای ایجاد بلاک های جدید نیازی به سخت افزار پیشرفته ندارید

مصونیت قوی تر نسبت به تمرکز– اثبات سهام باید منجر به نود های بیشتری در شبکه شود

پشتیبانی قوی تر از زنجیره های تقسیم شده – یک ارتقا کلیدی در مقیاس گذاری شبکه اتریوم

معایب اثبات سهام چیست؟

افراد که نسبت به اثبات سهام انتقاد دارند، عیب هایی را نسبت به این الگوریتم مطرح کرده اند که شامل موارد زیر میشود:

حمله‌ بُردبلند (Long-range Attack)

در حمله‌ بُردبلند، هکر اقدام به ساخت شاخه بر روی بلاک چین می‌کند که کنترل سراسر بلاک چین را از بلاک جنسیس (اولین بلاک) در دست می‌گیرد.

اثبات سهام بر مبنای سهام‌ گذاری

نحوه کار الگوریتم اثبات سهام بر اساس مبنای سهام گذاری و مطابق با دارایی مالی افراد است. به معنای دیگر هر سرمایه گذاری که دارای توکن و سرمایه بیشتر باشد، سرمایه او بازده و سود بیشتری خواهد داشت و افراد غنی روز به روز ثروتمندتر و غنی تر می شوند. به دلیل اینکه سرمایه داران اصلی، قادر به در اختیار گذاشتن قدرت بیشتر به اعتبارسنج های ثروتمند هستند، این موضوع را میتوان تهدیدی برای غیرمتمرکز بودن فرآیند های اعتبار سنجی در شبکه به شمار آورد.

مزایای اثبات سهام چه مواردی هستند؟

اما در کنار معایب، الگوریتم اثبات سهام دارای مزایایی نیز میباشد:

پاداش برای نگهداری

برای این کار، نیاز به هیچ اقدامی نیست و سرمایه گذاران تنها با نگهداری و ذخیره سکه های خود در کیف پول هایشان و البته با گذشت مدت زمان مشخصی می توانند پاداش دریافت کنند. پاداش ها با توجه به میزان سکه و مدت زمانی که در کیف پول نگهداری می شوند به سرمایه گذار تعلق داده میشود.

پاداش برای مشارکت یا نمایندگی

کاربر امکان این را دارد که جهت تامین امنیت شبکه، بخشی از سهام خود را در اختیار یک اعتبار سنج بگذارد و سپس اعتبار سنج نماینده کاربر باشد و به نمایندگی او مشارکت خود را در شبکه اعمال کند.

پاداش این کار توسط خود اعتبارسنج پرداخت میشود؛ به عبارت دیگر، اعتبارسنج سود دریافت شده از سکه هایی که نمایندگی آن ها را به عهده داشته است به کاربر میدهد.