گواه اثبات سهام (PoS) یک سازوکار برای حفظ یکپارچگی شبکه بلاکچین است. این روش در سال ۲۰۱۱ به‌عنوان جایگزینی کم‌مصرف‌تر و کارآمدتر نسبت به سازوکار گواه اثبات کار (POW) معرفی شد.
اگرچه بسیاری از مردم، سازوکار اجماع اثبات سهام (PoS) را به‌عنوان یک مکانیزم جدید در شبکه‌های بلاکچین می‌شناسند، اما این روش در واقع نخستین بار در سال ۲۰۱۱ معرفی شد.
در آن زمان، سانی کینگ (Sunny King) و اسکات نادال (Scott Nadal) مقاله‌ای منتشر کردند که در آن مکانیزمی جدید برای حفظ یکپارچگی شبکه بلاکچین ارائه شد؛ مکانیزمی که برخلاف بیت‌کوین، به مصرف بالای انرژی نیاز نداشت (همان‌طور که احتمالاً می‌دانید، بیت‌کوین برای تأیید تراکنش‌ها از فرآیند ماینینگ یا همان گواه اثبات کار استفاده می‌کند).
پیشنهاد میکنیم مقاله بیت کوین چیست و مقاله بلاک چین چیست را مطالعه بفرمایید.
چرا داشتن یک پروتکل اجماع کم‌مصرف مهم است؟
برای شروع باید گفت که حفظ و نگهداری یک شبکه بلاکچین مبتنی بر گواه اثبات کار (PoW) بسیار پرهزینه است. مثلاً بیت‌کوین را در نظر بگیرید.
در سال ۲۰۱۱، میانگین هزینه نگهداری شبکه بلاکچین بیت‌کوین حدود ۱۵۰٬۰۰۰ دلار بود اما امروزه این هزینه به میلیون‌ها دلار رسیده است.
بیایید کمی به عقب برگردیم. اصلاً چرا یک شبکه بلاکچین به مکانیزم اجماع نیاز دارد؟
برای درک بهتر ویژگی‌های گواه اثبات سهام، ابتدا باید بدانید که مکانیزم اجماع چیست و چگونه با معرفی مفهوم گواه اثبات کار (PoW) به‌وجود آمد. پیشنهاد میکنیم مقاله گواه اثبات کار (PoW) چیست را مطالعه بفرمایید.
گواه اثبات سهام (PoS) چیست؟
گواه اثبات سهام (Proof of Stake) نوعی سازوکار اجماع است که به شبکه‌های بلاکچین کمک می‌کند بدون نیاز به نهاد مرکزی، عملکردهای اصلی خود مانند پایش تراکنش‌ها، تأیید آن‌ها و ذخیره اطلاعات را انجام دهند. امروزه بسیاری از پروژه‌های جدید بلاک‌چینی به‌جای گواه اثبات کار، به سراغ گواه اثبات سهام می‌روند؛ چون این روش مزایای زیر را دارد:
- بهره‌وری انرژی بالاتر
- شانس بیشتر برای تبدیل‌شدن به اعتبارسنج (Validator)
در این مدل، داشتن تجهیزات قوی‌تر لزوماً به معنی داشتن موقعیت بهتر برای تأیید تراکنش‌ها و دریافت پاداش (به‌صورت کوین‌های جدید) نیست.
عملکرد گواه اثبات سهام (POS) چگونه است؟
برای درک بهتر عملکرد اجماع اثبات سهام، بیایید از یک مثال بصری استفاده کنیم و فرآیند تأیید تراکنش‌ها و افزودن بلاک‌های جدید را به یک مسابقه اتومبیل‌رانی تشبیه کنیم.
در این مسابقه، شرکت‌کنندگان مختلفی حضور دارند که هرکدام خودرویی با مشخصات متفاوت دارند.
قوانین مسابقه ساده است:
تنها خودرویی که زودتر از همه از خط پایان عبور کند، جایزه را دریافت می‌کند؛ بقیه چیزی نصیب‌شان نمی‌شود.
تفاوت گواه اثبات کار (POW) و گواه اثبات سهام (POS) با استفاده از مثال مسابقه خودرو
تصور کنید در این مسابقه فقط یک خودروی اسپرت در میان چند خودروی معمولی شرکت کرده باشد. به‌احتمال زیاد، خودروی اسپرت در تمام مسابقه‌ها برنده خواهد شد.
البته گاهی ممکن است شانس دخالت کند، مثلاً اگر موتور خودروی اسپرت خراب شود و این فرصت به خودرویی دیگر برسد.
این نوع رقابت که در آن بهترین ماشین برنده می‌شود، نمونه‌ای از سازوکار اثبات کار (PoW) است.
در دنیای بلاکچین، کسانی که تجهیزات کامپیوتری قدرتمندتری دارند، شانس بیشتری برای حل معماهای رمزنگاری، تأیید تراکنش، افزودن بلاک جدید و دریافت پاداش (به‌صورت رمزارز) خواهند داشت.
در سیستم اثبات کار (PoW)، هرچه توان پردازش دستگاه بالاتر باشد، احتمال موفقیت نیز بیشتر است. چون حل معماهای رمزنگاری با گذشت زمان پیچیده‌تر می‌شود، دستگاه‌های ضعیف‌تر تقریباً هیچ شانسی ندارند.
در موارد نادری، یک کامپیوتر معمولی ممکن است موفق شود، ولی این صرفاً به خاطر شانس بوده است. اینجاست که گواه اثبات سهام وارد عمل می‌شود تا این رقابت ناعادلانه را اصلاح کند.
اجماع اثبات سهام رویکردی عادلانه‌تر را ترویج می‌دهد؛ به‌گونه‌ای که همه بتوانند شانس تبدیل‌شدن به اعتبارسنج (Validator) را داشته باشند.
گواه اثبات سهام چگونه کار می‌کند؟
بیایید دوباره به مثال مسابقه خودرو برگردیم. در اینجا، همه شرکت‌کنندگان وارد مسابقه نمی‌شوند. بلکه پیش از شروع، به‌صورت تصادفی یک خودرو برای شرکت در مسابقه انتخاب می‌شود. وقتی خودروی انتخاب‌شده به خط پایان می‌رسد، جایزه نفر اول را دریافت می‌کند.
در مکانیزم گواه اثبات سهام (POS)، اعتبارسنج‌ها (Validators) در ازای هر تراکنش تأییدشده، درصدی از کارمزد آن تراکنش را به‌عنوان پاداش دریافت می‌کنند.
اما نکته‌ای مهم وجود دارد:
برای اینکه اصلاً یک خودرو اجازه شرکت در مسابقه را داشته باشد، راننده باید ابتدا مبلغی را سرمایه‌گذاری کند. این مبلغ در واقع نوعی تضمین است که اگر راننده انتخاب شد، واقعاً مسابقه را تا پایان طی خواهد کرد.
در سیستم اجماع اثبات سهام، فردی که می‌خواهد شانس تبدیل‌شدن به یک اعتبارسنج را داشته باشد، باید ابتدا تعداد مشخصی از رمزارزهای خود را سرمایه‌گذاری کرده و برای مدتی معین قفل (Lock) کند.
این فرآیند برای بسیاری با نام استیکینگ (Staking) شناخته می‌شود. پشنهاد میکنیم مقاله استیکینگ چیست را مطالعه بفرمایید.
برخلاف سیستم اثبات کار (POW) که ماینرها در تجهیزات سخت‌افزاری و مصرف برق سرمایه‌گذاری می‌کنند، در سیستم گواه اثبات سهام (POS)، اعتبارسنج‌ها باید رمزارزهای خود را سرمایه‌گذاری کنند. هدف از این روش، تأمین امنیت شبکه است.
کوین‌هایی که قفل می‌شوند، نقش نوعی ضمانت را دارند تا اعتبارسنج‌ها طبق قوانین شبکه عمل کنند و در صورت انتخاب‌شدن، واقعاً تراکنش‌ها را به‌درستی تأیید کنند.
اگر اعتبارسنج بخواهد کاری برخلاف قوانین شبکه انجام دهد، مثلاً تراکنش جعلی ایجاد کند، نه‌تنها رمزارزهای قفل‌شده‌اش را از دست خواهد داد، بلکه نقش خود به‌عنوان اعتبارسنج را نیز از دست می‌دهد.
فرآیند انتخاب اعتبارسنج
تعداد کوین‌هایی که در یک استخر استیکینگ قفل می‌شوند، می‌تواند تا حدی در انتخاب اعتبارسنج مؤثر باشد. اما برای جلوگیری از اینکه همیشه فقط افرادی با بیشترین میزان کوین انتخاب شوند، مکانیزم اجماع اثبات سهام از روش‌های انتخاب مکمل نیز استفاده می‌کند.
به همین دلیل، مدت‌زمان قفل‌بودن کوین‌ها (سابقه استیکینگ) و فرآیند تصادفی‌سازی نیز در انتخاب نقش دارند. اعتبارسنج‌هایی که برای مدت طولانی رمزارزهای خود را در یک استخر قفل کرده‌اند، قابل‌اعتمادتر تلقی می‌شوند.
مقایسه اثبات کار (PoW) و گواه اثبات سهام (PoS)
هر دو مکانیزم هدف یکسانی دارند: حفظ یکپارچگی شبکه بلاکچین؛ اما این کار را با روش‌هایی متفاوت انجام می‌دهند. اثبات کار و اثبات سهام، هر دو در انجام این وظایف موفق هستند، اما هرکدام مزایا و معایب خاص خود را دارند.
همان‌طور که پیش‌تر اشاره شد، بزرگ‌ترین تفاوت آن‌ها در میزان مصرف انرژی و نحوه انتخاب اعتبارسنج است. این ویژگی‌ها باعث می‌شوند بتوانید به‌راحتی بین این دو مکانیزم تفاوت قائل شوید.
| ویژگی‌ها | گواه اثبات کار (POW) | گواه اثبات سهام (POS) |
|---|---|---|
| افزودن بلاک‌های جدید | توسط ماینرها | توسط اعتبارسنج‌ها |
| نحوه مشارکت | خرید تجهیزات قدرتمند کامپیوتری | استیک‌کردن (قفل‌کردن) رمزارز در استخر |
| مصرف انرژی | بسیار زیاد | بهینه و کم‌مصرف |
| سطح امنیت | امنیت بالا | امن، ولی دارای برخی ضعف‌ها |
| نوع پاداش | دریافت کوین‌های جدید (پاداش بلاک) | دریافت درصدی از کارمزد تراکنش‌ها |
کدام رمزارزها از مکانیزم گواه اثبات سهام استفاده می‌کنند؟
تعداد زیادی از پروژه‌های جدید رمزارزی، مکانیزم اثبات سهام را به‌عنوان روش اصلی اجماع در شبکه بلاکچین خود انتخاب می‌کنند. سال گذشته، دومین رمزارز بزرگ دنیا یعنی اتریوم که خالق آن ویتالیک بوترین میباشد از اثبات کار به اثبات سهام مهاجرت کرد.
پیشنهاد میکنیم مقاله اتریوم چیست را مطالعه بفرمایید.
پنج رمزارز محبوب که علاوه بر اتریوم از گواه اثبات سهام استفاده می‌کنند عبارت‌اند از:
- بایننس کوین (BNB)
- اولانچ (Avalanche)
- پولکادات (Polkadot)
- کاردانو (Cardano)
- سولانا (Solana)
گواه اثبات سهام مکانیزمی بسیار انعطاف‌پذیر است و به همین دلیل بسیاری از پروژه‌ها آن را با نیازهای خود تطبیق می‌دهند.
به‌مرور زمان، مشتقات مختلفی از آن نیز ایجاد شده‌اند؛ از جمله:
- اثبات سهام واگذارشده (Delegated Proof of Stake یا DPoS)
- اثبات سهام نامزدی‌شده (Nominated Proof of Stake یا NPoS)
مزایا اصلی مکانیزم اجماع اثبات سهام (Proof of Stake)
در زمینه حفظ و نگهداری شبکه بلاکچین، مکانیزم گواه اثبات سهام در مقایسه با اثبات کار مزایای قابل‌توجهی دارد. به همین دلایل است که بسیاری از پروژه‌ها این مکانیزم را انتخاب می‌کنند:
۱. مقیاس‌پذیری بهتر
اثبات سهام برای طیف گسترده‌ای از افراد قابل‌دسترسی است؛ چون به هرکسی اجازه می‌دهد تا اعتبارسنج شود.
دیگر نیازی به سرمایه‌گذاری سنگین در تجهیزات پیشرفته ماینینگ نیست. این موضوع اهمیت زیادی دارد، چرا که هرچه افراد بیشتری از شبکه استفاده کرده و در نقش اعتبارسنج مشارکت کنند، شبکه قدرتمندتر می‌شود.
وقتی شبکه قوی‌تر شود، تراکنش‌ها با سرعت بالاتری انجام می‌شوند و مهم‌تر از آن، کل فرآیند بسیار ارزان‌تر خواهد بود.
۲. تمرکززدایی (Decentralization)
هرچه تعداد اعتبارسنج‌های حاضر در شبکه بیشتر باشد و این اعتبارسنج‌ها به‌صورت تصادفی برای تأیید تراکنش‌ها انتخاب شوند، مدیریت شبکه غیرمتمرکزتر خواهد شد.
۳. بهره‌وری انرژی
برخلاف مکانیزم اثبات کار که مزارع عظیم ماینینگ برق زیادی مصرف می‌کنند، در اجماع اثبات سهام مصرف انرژی به‌مراتب کمتر است، زیرا اعتبارسنج‌ها می‌توانند حتی با یک گوشی هوشمند یا رایانه شخصی تراکنش‌ها را تأیید کنند.
معایب اصلی مکانیزم گواه اثبات سهام (Proof of Stake)
با وجود مزایای قابل‌توجه، مکانیزم اثبات سهام معایبی هم دارد که برخی منتقدان به آن‌ها اشاره می‌کنند:
۱. امنیت
بسیاری معتقدند که اثبات کار امنیت بالاتری نسبت به گواه اثبات سهام دارد. منتقدان می‌گویند که بلاک‌چین‌های مبتنی بر اثبات سهام در برابر حمله فرضی 51٪ آسیب‌پذیرتر هستند.
در تئوری، اگر توکن شبکه‌ای که از اجماع اثبات سهام استفاده می‌کند قیمت پایینی داشته باشد و ارزش بازار آن هم کم باشد، و قیمت بیشتر سقوط کند، ممکن است فردی بتواند 50٪ از کل عرضه را خریداری کرده و کنترل شبکه را در دست بگیرد.
۲. احتمال تمرکزگرایی
در بیشتر بلاک‌چین‌های مبتنی بر اجماع اثبات سهام، مقدار مشخصی از کوین‌ها برای تبدیل‌شدن به اعتبارسنج تعیین شده است. برای مثال، در شبکه اتریوم باید ۳۲ واحد ETH را در استخر استیکینگ قفل کنید. حال فرض کنید پروژه‌ای وجود دارد که مقدار مشخصی برای استیک تعیین نکرده است.
در چنین حالتی، این نگرانی وجود دارد که شبکه به‌سمت تمرکز پیش برود و اعتبارسنج‌هایی که بیشترین مقدار کوین را قفل کرده‌اند، در اولویت قرار گیرند. در این صورت، سیستم دیگر برای همه قابل‌دسترسی نخواهد بود و فقط چند اعتبارسنج خاص را درگیر خواهد کرد.
۳. مسئله دسترسی مالی
برخی منتقدان درباره توان مالی مشارکت به‌عنوان اعتبارسنج در مکانیزم گواه اثبات سهام تردید دارند.
برای تبدیل‌شدن به یک اعتبارسنج، باید مقداری کوین در استخر قفل کنید. اگر کوین بومی شبکه را نداشته باشید، ابتدا باید آن را بخرید. اگرچه این کار ساده به‌نظر می‌رسد، اما به مثال اتریوم توجه کنید: برای تبدیل‌شدن به اعتبارسنج در شبکه اتریوم، باید ۳۲ واحد ETH را برای مدت معینی قفل کنید.
اگر این مقدار ETH را در اختیار نداشته باشید، باید آن را بخرید؛ و در زمان نگارش این متن، ۳۲ واحد ETH حدود ۴۹٬۳۱۳ یورو ارزش دارد که برای بسیاری قابل تأمین نیست.
البته، جایگزینی برای کاربرانی که توان خرید این مقدار را ندارند وجود دارد:
کاربرانی که مقدار کمتری ETH در اختیار دارند، می‌توانند با دیگر دارندگان مقدار کم در یک “استخر مشترک” شرکت کنند. در این روش، با قفل‌کردن رمزارزهای خود به‌صورت گروهی و رسیدن به حداقل ۳۲ ETH، به‌عنوان یک اعتبارسنج مشترک در شبکه فعالیت می‌کنند.
نقش سیگنال ارز دیجیتال در استراتژی‌های سرمایه‌گذاری مبتنی بر PoS
در پروژه‌هایی که از سازوکار گواه اثبات سهام (PoS) بهره می‌برند، استفاده از انواع سیگنال ارز دیجیتال می‌تواند مزیتی کلیدی برای سرمایه‌گذاران و معامله‌گران باشد. سیگنال‌ها با تحلیل تکنیکال، بررسی داده‌های آن‌چین و در نظر گرفتن شاخص‌های بازار، زمان‌های مناسب برای خرید، فروش یا حتی استیک‌کردن توکن‌هایی مانند اتریوم، پولکادات یا کاردانو را مشخص می‌کنند.
از آن‌جایی که میزان پاداش استیکینگ و قیمت توکن‌ها در این شبکه‌ها پیوسته در حال نوسان است، سیگنال‌ها به کاربران کمک می‌کنند تا تصمیمات آگاهانه‌تری اتخاذ کرده و از فرصت‌های سودآور بازار جا نمانند.
سوالات متداول
۱. چگونه می‌توان رمزارزهای مبتنی بر گواه اثبات سهام را استخراج کرد؟
رمزارزهایی که از مکانیزم اجماع اثبات سهام استفاده می‌کنند، قابل استخراج (Mining) نیستند. استخراج یا ماینینگ مخصوص رمزارزهای مبتنی بر اثبات کار است؛ مانند بیت‌کوین یا لایت کوین.
در سیستم اثبات سهام، ماینر وجود ندارد.
برای تأیید تراکنش‌ها و افزودن بلاک جدید به بلاکچین، از اصطلاحی به نام “فورجینگ” (Forging) استفاده می‌شود که می‌توان آن را به‌صورت «ضرب‌کردن» یا «ساختن بلاک» ترجمه کرد.
۲. چگونه می‌توان از رمزارزهای مبتنی بر گواه اثبات سهام درآمد کسب کرد؟
بر اساس این مکانیزم، برای کسب درآمد باید از طریق فرآیند استیکینگ (قفل‌کردن رمزارزها) به‌عنوان یک اعتبارسنج (Validator) در شبکه بلاکچین فعالیت کنید و در حفظ امنیت و عملکرد شبکه مشارکت داشته باشید.
اگر شبکه شما را برای تأیید تراکنش‌ها انتخاب کند، معمولاً به‌عنوان پاداش، درصدی از کارمزد تراکنش‌ها را دریافت می‌کنید.
۳. آیا شبکه‌ای که از گواه اثبات کار استفاده می‌کند می‌تواند به اجماع اثبات سهام تبدیل شود؟
بله، امکان تغییر سازوکار شبکه وجود دارد، اما این کار بسیار پیچیده است و نیاز به تأیید همه اعتبارسنج‌ها (یا نودهای تصمیم‌گیرنده) در شبکه دارد و معمولاً سال‌ها طول می‌کشد تا به‌صورت کامل اجرا شود.
نمونه‌ی اخیر این موضوع، شبکه اتریوم است که پس از سال‌ها برنامه‌ریزی، سرانجام از مکانیزم گواه اثبات کار به گواه اثبات سهام مهاجرت کرد.
سخن پایانی
گواه اثبات سهام (PoS) به‌عنوان جایگزینی نوآورانه و کم‌مصرف برای مدل سنتی اثبات کار، توانسته است تحول بزرگی در دنیای بلاکچین ایجاد کند. این مدل، با حذف وابستگی به تجهیزات گران‌قیمت و مصرف بالای انرژی، راه را برای مشارکت گسترده‌تر کاربران در تأمین امنیت شبکه هموار کرده است.
اگرچه هنوز چالش‌هایی مانند تمرکز دارایی یا امنیت نسبی مطرح‌اند، اما انعطاف‌پذیری بالا و مقیاس‌پذیری PoS، آن را به انتخاب نخست بسیاری از پروژه‌های نوین بلاک‌چینی تبدیل کرده است. به‌نظر می‌رسد در آینده‌ای نه‌چندان دور، نقش این مکانیزم در مسیر رشد و پذیرش جهانی رمزارزها، پررنگ‌تر از همیشه خواهد شد.
