الگوریتم PoW در تامین امنیت بلاک چین عملکرد مناسب دارد؛ اما شبکه‌هایی مانند بیت کوین که از این الگوریتم اجماع استفاده می‌کنند، با مشکلات جدی در زمینه مقیاس‌پذیری و مصرف انرژی ماینرها روبه‌رو هستند. الگوریتم اثبات سهام (Proof Of Stake) به عنوان یک راه حل جایگزین برای تایید و اعتبارسنجی تراکنش‌ها در شبکه‌های بلاک چین شناخته می‌شود. این مکانیزم اجماع چالش مصرف انرژی برای استخراج رمز ارزها را به‌طور کامل برطرف کرده است. همچنین مقیاس‌پذیری بلاک چین‌ها با این الگوریتم اجماع نیز بهبود پیدا می‌کند؛ اما هنوز با نقطه مطلوب فاصله دارد. اگر کنجکاو هستید که الگوریتم PoS چیست، این مطلب را تا پایان دنبال کنید.
الگوریتم اجماع PoS چیست؟
الگوریتم PoS یکی از الگوریتم‌های اجماع بلاک چین است که با در نظر گرفتن سه‌گانه بلاک چین (امنیت، سرعت و مقیاس‌پذیری) ابداع شده است. در شبکه‌هایی که از اثبات سهام به عنوان مکانیزم دستیابی به توافق جمعی استفاده می‌کنند، گروهی به عنوان نود یا گره اعتبارسنجی (Validator) فعالیت می‌کنند. این افراد موظف هستند که تراکنش‌ها را اعتبارسنجی کرده و امنیت شبکه را تامین کنند.
بر خلاف الگوریتم اثبات کار، در شبکه‌های بلاک چین با مکانیزم PoS نیازی به انجام محاسبات پیچیده برای استخراج بلوک‌های جدید نیست. در این شبکه‌ها، نودهای اعتبارسنجی صرفا باید تعدادی ارز دیجیتال بومی شبکه را خریداری کرده و سپس در کیف پول مشخصی قفل کنند. البته هر شبکه بلاک چین، قوانین خاصی برای فعالیت ولیدیتورها دارد. به عنوان مثال در شبکه اتریوم، شرط فعالیت به عنوان ولیدیتور، استیکینگ حداقل 32 ارز دیجیتال ETH است.
دقیقا مشابه شبکه‌های PoW، در بلاک چین‌های PoS هم ولیدیتورها پس از تأیید موفقیت آمیز هر تراکنش در زنجیره، پاداش دریافت می‌کنند. مقدار پاداش استخراج بلوک جدید در هر شبکه بلاک چین نیز با دیگران متفاوت است. ضمن اینکه ممکن است در گذر زمان، مقدار پاداش استخراج در یک شبکه هم دستخوش تغییر شود.
مزایای مکانیزم اجماع PoS در ارز دیجیتال چیست؟
تا اینجا بررسی کردیم که الگوریتم PoS چیست. همان‌طور که می‌دانید در سپتامبر سال 2022، شبکه اتریوم از الگوریتم اثبات کار به سمت اثبات سهام رفت. حتما این سوال را می‌پرسید که دلیل چنین تصمیمی از سوی توسعه دهندگان اتریوم چه بود؟ برای پاسخ به این سوال باید نیم نگاهی به مزایای الگوریتم اثبات کار در ارز دیجیتال بیندازیم.
1. کاهش مصرف انرژی
یکی از ایرادات جدی که به الگوریتم اثبات کار وارد می‌شود، مصرف بالای انرژی برای تأیید تراکنش‌ها و حفظ امنیت شبکه است. الگوریتم اثبات سهام مشکل نیاز به انرژی زیاد برای تأیید تراکنش‌ها را به صورت کامل برطرف کرده است. با صرف میزان انرژی ناچیزی می‌توان در این فرآیند مشارکت داشت.
بد نیست که میزان مصرف برق دو شبکه بیت کوین و اتریوم را مقایسه کنیم. میزان مصرف برق بلاک چین بیت کوین حدود 149 تراوات ساعت بر سال است. این عدد برای بلاک چین اتریوم حدود 0.0026 تراوات ساعت بر سال است. این یعنی مصرف برق اتریوم بعد از آپدیت مرج در سال 2022 حدود 99.5 درصد کاهش پیدا کرد.
2. بهبود نسبی مقیاس پذیری شبکه
فرآیند تایید و اعتبارسنجی تراکنش‌ها در بلاک چین‌های PoS نسبت به PoW ساده‌تر است. در همین راستا زمان تشکیل هر بلوک در این شبکه‌ها، به مراتب کاهش پیدا می‌کند. همچنین تعداد تراکنش‌هایی که در یک ثانیه پردازش می‌شود نیز افزایش می‌یابد. البته افزایش تقاضا برای تراکنش در برخی از بلاک چین‌های اثبات سهام مانند اتریوم هم بعد از چند ساعت موجب ایجاد چالش‌هایی شده است. تعداد تراکنش‌های روزانه اتریوم از مرز 1 میلیون فراتر رفته و همین موضوع باعث شده تا حداکثر توان پردازش آن حدود 30 تراکنش بر ثانیه باشد. هر چند این عدد در مقایسه با 7 تراکنش در ثانیه بیت کوین بالاتر است؛ اما با شرایط ایده‌آل فاصله دارد.
3. مدیریت عرضه ارز دیجیتال بومی بلاکچین
در شبکه‌هایی که از این الگوریتم بهره می‌برند، بخش قابل توجهی از توکن‌ها قفل می‌شوند. این اتفاق به حفظ ارزش توکن در بلند مدت کمک می‌کند. چرا که فرآیند عرضه و تقاضای توکن‌ها در بازار به خوبی تحت کنترل در می‌آید. به عنوان مثال در مرداد ماه 1403، عرضه فعال اتریوم حدود 120 میلیون کوین است. حدود 34 میلیون ارز دیجیتال اتریوم توسط ولیدیتورها، سپرده‌گذاری شده که بیش از 28 درصد عرضه آن است.
4. فراهم شدن امکان مشارکت بیشتر اعضای جامعه در بلاکچین
در شبکه‌هایی که از الگوریتم اثبات کار بهره می‌برند، اعضای جامعه باید هزینه‌های هنگفتی برای تهیه کردن سخت افزار لازم برای مشارکت در فرآیند تأیید تراکنش‌ها بپردازند. طبیعی است که خیلی از افراد توان و تمایل پرداخت چنین هزینه‌هایی را ندارند.
این مشکل تا حدی در شبکه‌های اثبات سهام برطرف می‌شود. چرا که افراد می‌توانند با نگه داشتن توکن‌های خود در یک کیف پول برای مدت زمان مشخص در این فرآیند مشارکت کنند. همچنین در برخی از شبکه‌های اثبات سهام، امکان مشارکت در اعتبارسنجی با واسطه دیگران نیز وجود دارد. بد نیست بدانید که تعداد نودهای فعال در شبکه اتریوم در مرداد 1403 برابر با 3233 گره است. اگر سازوکار مناسبی برای الگوریتم PoS در نظر گرفته شود، امکان تمرکززدایی بیشتر در شبکه‌های بلاک چین فراهم می‌شود.
انواع الگوریتم PoS چیست؟
الگوریتم اثبات کار در طول سال‌های گذشته تغییراتی را تجربه کرده است. بسیاری از شبکه‌های بلاک چین با هدف ارتقای مقیاس‌پذیری، دستیابی به تمرکززدایی بیشتر در اعتبارسنجی تراکنش‌ها و غیره نسخه‌های ارتقا یافته از این الگوریتم را به‌کار گرفته‌اند. در همین راستا، انواع الگوریتم PoS در بلاک چین عبارت‌اند از:
- الگوریتم اثبات سهام خالص (Pure Proof of Stake)
- الگوریتم اثبات سهام واگذار شده (Delegated Proof of Stake)
- الگوریتم اثبات سهام اجاره شده (Leased Proof of Stake)
- الگوریتم اثبات سهام تضامنی (Bonded Proof of Stake)
- الگوریتم اثبات سهام کاندید شده (Nominated Proof of Stake)
کدام شبکه های بلاکچین از الگوریتم PoS استفاده می‌کنند؟
بر اساس داده‌های سایت کوین مارکت کپ، در مرداد ماه 1403 ارزش بازار توکن‌های اثبات سهام بیش از 675 میلیارد دلار است. برخی از مهم‌ترین بلاک چین‌های اثبات سهام عبارت‌اند از:
- اتریوم (ETH)
- سولانا (SOL)
- تون (TON)
- کاردانو (ADA)
- آوالانچ (AVAX)
- پولکادات (DOT)
- نیر پروتکل (NEAR)
- پالیگان (MATIC)
- آپتوس (APT)
- کازماس (ATOM)
- ترون (Tron)
کلام پایانی
در این مطلب بررسی کردیم که الگوریتم PoS چیست و چه مزایایی دارد. در سال‌های اخیر، تغییراتی که روی الگوریتم اثبات سهام ایجاد شده نقش بسزایی در رفع مشکلات و چالش‌های آن داشته است. به عنوان مثال، بلاک چین سولانا در مقایسه با اتریوم از نظر مقیاس‌پذیری در وضعیت به مراتب بهتری قرار دارد. برخی از کارشناسان پیش‌بینی می‌کنند که الگوریتم اثبات سهام، آینده مکانیزم اجماع در شبکه‌های بلاک چین است.
