انواع اثبات سهام ارز دیجیتال (Pos): LPoS ،PPoS ،HPoS ،PoV
اثبات سهام های مختلف: LPoS، PPoS، HPoS، PoV
انواع مختلفی از اثبات سهام (استک) وجود دارد، که هر یک راه حل خود برای دستیابی به حالت بهینه استفاده از منابع شبکه را دارند.
مکانیزم‌های اجماع اثبات سهام (PoS) برای حل نواقص در پروتکل‌های اثبات کار (PoW) مرسوم ایجاد شده است. بلاکچین‌های PoS به جای اتکا به استخراج کریپتو، از گره‌های انتخابی بر مبنای سهام توکن‌ها برای تایید و ثبت تراکنش‌ها استفاده می‌کنند. اغلب پروتکل‌های بلاکچین جدید از برخی از مکانیزم‌های اجماع PoS استفاده می‌کنند، زیرا این موارد نسبت به مکانیزم‌های PoW مقیاس پذیر تر، منعطف تر و دارای سازگاری بیشتر با محیط زیست است.
اثبات سهام: خروج از اثبات کار
عنصر پایه‌ای هر شبکه بلاکچین، نحوه دستیابی به اجماع روی شبکه توزیع شده هنگام تایید ثبت تراکنش‌ها است. بلاکچین و بسیاری از شبکه‌های بلاکچین دیگر از روشی با نام مکانیزم اجماع اثبات کار (PoW) استفاده می‌کنند.
در معماری اثبات کار، عملگر‌های سخت افزاری به عنوان ماینر، توان پردازشی خود را برای اعتبارسنجی تراکنش‌های شبکه مصرف می‌کنند، و برای این کار پاداش کریپتو دریافت می‌کنند. این فرآیند استخراج کریپتو منجر به اجرا و ثبت تراکنش‌ها در پروتکل‌های PoW می‌شود.
با این حال، پرتفوی شبکه‌های PoW منجر به رقابت بین سخت افزار‌های ماینینگ هر ماینر شده است، که برای افزایش شانس استخراج موفق بلاک‌های جدید به تجهیزات بیشتر و در نتیجه پیچیده تری نیاز است. این روند مانع امنیت و غیرمتمرکزسازی زیرساخت شبکه بلاکچین می‌شود. علاوه بر این، شبکه‌های بلاکچین مبتنی بر ماینینگ با محدودیت‌های مقیاس پذیری مواجه اند و به دلیل عدم مصرف بهینه انرژی به شدت مورد انتقاد قرار می‌گیرند.
اغلب شبکه‌های بلاکچین نسل جدید که پس از بلاکچین به وجود آمده اند، از مکانیزم اجماع جدید تری با نام مدل اثبات سهام (PoS) استفاده می‌کنند. PoS اولین بار در سال ۲۰۱۱ پیشنهاد شده، و تصویر فرآیند دستیابی به اجماع را تغیر دهد؛ فرآیندی که برای حل عدم عملکرد بهینه و محدودیت‌ها در فرآیند‌های اعتبارسنجی تراکنش PoW سنتی طراحی شده بود.
مکانیزم اجماع اثبات سهام اصلی
به جای استفاده از ماینینگ سخت افزاری با مصرف گسترده انرژی برای اعتبارسنجی تراکنش ها، همانطور که در معماری ارتفا شبکه اتریوم ۲.۰ مطرح شد، اثبات استک (سهام) مبتنی بر دستگاه‌ها یا گره‌های شبکه برای اعتبارسنجی و ثبت تراکنش و دریافت پاداش‌های کریپتو است.
به جای هشینگ داده برای دستیابی به حق اعتبارسنجی تراکنش ها، اعتبارسنجی مبتنی بر گره و تصادفی سازی محاسباتی انجام می‌شود؛ وزن دهی با میزان وثیقه مالی ارائه شده یک گره به شبکه انجام می‌شود که به عنوان سهام شناخته می‌شود.
هر کس می‌تواند توکن‌های شبکه سهام کند، حتی می‌توانید توکن‌های خود را به استخر‌های سهام اضافه کنید تا فرآیند را برای شما مدیریت کنند. الگوریتم‌های PoS از چندین روش برای انتخاب گرهی که تراکنش را اعتبارسنجی می‌کند استفاده می‌کنند:
-
- اندازه سهام: هر چه توکن بیشتری سهام کرده باشیدا، شانس انتخاب برای اعتبارسنجی بیشتر است.
- سن توکن‌های سهام شده: هرچه توکن‌های قدیمی تری وجود داشته باشد، شانس شما برای انتخاب جهت اعتبارسنجی افزایش می‌یابد (زمانی که سهام برای تایید یک بلاک استفاده می‌شود، سن آن به صفر ریست می‌شود).
- انتخاب تصادفی: در حالی که فرآیند انتخاب اعتبارسنج PoS به نفع توکن داران بزرگ تر است، این مکانیزم همچنان با درجه‌ای از تصادفی سازی آمیخته شده است تا از متمرکزسازی جلوگیری کند.
به دلیل این که این فرآیند انتخاب شبکه تصادفی عمدتا مبتنی بر ذخیره پسیو کریپتو به جای توان محاسباتی است، PoS نسبت به سیستم‌های PoW بصورت بسیار بهینه تر از منابع استفاده می‌کند، که به سخت افزار ماینینگ برای کاهش مصرف انرژی در رقابت با سایر اعضا نیاز ندارد.
PoS با حذف نیاز برای تجهیزات ماینینگ قدرتمند، مانع فنی برای ورود و مشارکت در فرآیند اعتبارسنجی شبکه را نیز از بین می‌برد. این کاهش مانع برای دسترسی منجر به غیرمتمرکز سازی بیشتری می‌شود زیرا گره‌ها به صورت گسترده تر توزیع شده اند – و با این حال امنیت بیشتری دارند.
در حالی که اثبات سهام مکانیزم اجماع محبوبی است و بسیاری از مشکلات موجود در پروتکل‌های PoW را کاهش می‌دهد، منتقدان ادعا کرده اند که پروتکل‌های PoS به نفع به توکن داران بزرگ است، که در آن افراد غنی هر زمان که پاداشی به عنوان اعتبارسنج دریافت می‌کنند غنی تر می‌شوند. با وجود این که این انتقاد معتبر است، صاحبان توکن بزرگ دارای مشوق مالی برای فعالیت صادقانه به عنوان اعتبارسنج هستند: هر آسیب یا اخلال در شبکه روی ارزش توکن‌های آن‌ها تاثیر منفی دارد. بنابراین این مشوق مالی امنیت شبکه را بهبود می‌دهد.
برای تبدیل کاربر به اعتبارسنج در شبکه‌های PoS اصلی، به حجم حداقلی استک (سهام) نیاز است. با این حال بسیاری از پروژه‌های بلاکچین مایل اند نقش تعین کننده صاحبان توکن بزرگ نسبت به سایر کاربران را کاهش دهند تا غیرمتمرکز سازی بهینه و برابری شبکه را حفظ کنند. چندین نسخه از مکانیزم اجماع PoS به دنبال بهبود فرآیند انتخاب اعتبارسنج و بهبود بهره وری شبکه هستند.
اثبات سهام واگذار شده
در معماری اثبات سهام واگذار شده (DPoS)، مشارکت کنندگان در شبکه دارای حق واگذاری تولید بلاک‌های جدید تا تعدد ثابتی از واگذاری هستند، که اغلب به عنوان شواهد شناخته می‌شود. کاربران با مکانیزم رای گیری دموکراتیک که در آن رای‌ها با میزان توکن‌های ذخیره شده در کیف پول‌های کریپوتو وزن دهی می‌شود، تعین می‌کنند کدام موکل بلاک‌های جدید را اعتبارسنجی کند. این فرآیند رای دهی پیوسته است و کاربران در هر زمان می‌توانند موکل‌های غیر بهینه را با سایر اعتبارسنج‌ها تعویض کنند. یعنی این که موکل‌ها باید به صورت صادقانه و موثر برخورد کنند تا به دریافت پشتیبانی از راهی دهندگان و سهامداران خود ادامه دهند. موکل‌های تایید شده، حق تولید بلاک جدید را به صورت مساوی میان خودشان توزیع می‌کنند. در پشتیبانی از یک موکل، سهامداران سهمی از پاداش‌های تولید بلاک موکل نسبت به توکن‌های سهامشده با آن موکل دریافت می‌کنند.
این فرآیند رای دهی و واگذاری با وزن استک (سهام)، باعث می‌شود فرآیند ایجاد بلاک DPoS نسبت به پروتکل‌های PoS سنتی دموکراتیک تر باشد. آستانه مشارکت در فرآیند رای دهی DPoS بسیار پایین است، و DPoS به عنوان یکی از عادلانه ترین راه‌ها برای دستیابی به اجماع در شبکه‌های غیرمتمرکز در نظر گرفته می‌شود.
علاوه بر این، به دلیل این که گروه کوچکی از اعتبارسنج‌ها نسبت به سیستمی که به اجماع در سراسر شبکه نیاز دارد سریع تر به اجماع می‌رسند، سیستم‌های DPoS می‌توانند نسبت به سایر پروتکل‌های اجماع بلاک‌ها را سریع تر تولید کنند و تراکنش‌های بیشتری در هر ثانیه (TPS) ایجاد کنند. همانطور که گفته شد، پروتکل‌های DPoS محدودیت سخت گیرانه‌ای روی تعداد موکل‌های فعال برای تولید بلاک‌های جدید اعمال می‌کنند (معمولا بین ۲۰ تا ۱۰۰)، این ساختار همچنان منجر به ایجاد درجه‌ای از متمرکز سازی می‌شود.
در حالی که پروتکل‌های PoS سنتی شبه تصادفی اما وزن دار به نفع توکن داران بزرگ است، DPoS به تمامی توکن داران اجازه می‌دهد تا در تصمیمات شبکه نقش ایفا کنند. در نتیجه، DPoS در حال حاضر مورد استفاده ترین نسخه از PoS است. چندین پروژه بزرگ شامل EOSIO و TRON از DPoS استفاده می‌کنند.
اجاره اثبات سهام
اجاره اثبات سهام(LPoS) مکانیزم اجماع مورد استفاده در نسخه خاص بلاکچین Waves است، که در آن کاربران توکن‌های کریپتو را به گروهی اجاره می‌دهند که مایل است به عنوان تولید کننده بلاک شبکه عمل کند. هرچه یک گره توکن‌های بیشتری سهامکرده باشد، شانس بیشتری برای انتخاب جهت تولید بلاک بعدی و دریافت پاداش متناظر دارد، و مالکان توکن در هر زمان حق کنسل این اجاره را دارند. در نتیجه، صاحبان توکن کوچک تر که توانایی مشارکت در فرآیند ایجاد بلاک در سیستم PoS سنتی را نداشته اند، می‌توانند دارایی‌های خود را پول کنند و شانس خود برای دریافت سهم پاداش تراکنش شبکه را افزایش دهند. کاربران از شاپ برای یافتن گره‌هایی که دارای بهترین استراتژی سرمایه گذاری هستند استفاده می‌کنند، زیرا برخی از گره‌ها پاداش‌های بزرگ تری توزیع می‌کنند.
پروتکل‌های LPoS به شبکه‌هایی اعمال می‌شوند که دارای ملزومات فنی بالا برای اجرای گره کامل قادر به اعتبارسنجی تراکنش‌ها در زنجیره است. این مکانیزم اجماع با ایجاد انگیزه در کاربران کوچک تر برای پشتیبانی از اعتبارسنجی‌های بهینه تر به روشی سلف سویس شفاف و قابل اعتماد، گره‌هایی با عملکرد خوب را تشویق می‌کند.
از نظر اثر خالص، این مکانیزم اجماع مشابه با DPoS است. با این حال، در حالی که اعتبارسنج‌های DPoS توسط رای‌هایی با وزن سهام بیشتر از سایر مشارکت کنندگان شبکه انتخاب می‌شوند، در شبکه LPoS صاحبان توکن می‌توانند توکن‌ها را به مستقیم از مشارکت کننده در فرآیند تولید بلاک قرض بگیرند یا به او قرض بدهند.
اثبات سهام خالص
اثبات سهام خالص (PPoS)، فرم کاملا دموکراتیک PoS است که توسط Algorand استفاده شود است. Algorand پروژه بلاکچین عمومی با تمرکز روی توسعه اپلیکیشن غیر متمرکز (dApp) است. برخلاف بسیاری از فرم‌های دیگر PoS، PPoS مکانیزم اجتماع داخلی برای پیشگیری از فعالیت گره مخرب یا خطا‌های امنیتی احتمالی مانند اعتبارسنجی‌های تکراری بلاک ندارد. در عوض، PPoS دارای ملزومات استک (سهام) حداقلی برای مشارکت و ایمن سازی شبکه است، که در‌ها را برای تمامی کاربران علاقه مند باز می‌کند. این کار سیستمی ایجاد می‌کند که برای بازیگران مخرب توجیه مالی ندارد.
در شبکه Algorand تنها یک کوین ALGO برای مشارکت در فرآیند سهام شبکه مورد نیاز است. در مقابل، اتریوم ۲.۰ به حداقل ۳۲ اتر (ETH) نیاز دارد، این مقدار سد بسیار بزرگ تری برای ورود کاربران ایجاد می‌کند. هر کاربر شبکه Algorand به صورت تصادفی و ایمن برای ارائه بلوک‌های جدید و رای دهی در پروپوزال‌ها انتخاب می‌شود، و احتمال انتخاب کاربر و نیز وزن پروپوزال‌ها و رای‌های او متناسب با استک (سهام) آن کاربر است. سیستم PPoS تا زمانی به صورت معمول کار می‌کند که دو سوم گره‌های شبکه به صورت صادقانه فعالیت کنند. اگر چه ملزومات سهام حداقلی موجود در PPoS می‌تواند امنیت شبکه در برخی از سناریو‌ها را کاهش دهد، این پروتکل به خوبی به Algorand خدمت کرده است.
اثبات اهمیت
در حالی که مکانیزم‌های اجماع PoS سنتی هنگام تعین فعالیت‌های مدیریت متناسب هر گره تنها میزان پولی که گره سرمایه گذاری کرده است را در نظر می‌گیرند، مکانیزم‌های اثبات اهمیت (PoI) هنگام وزن دهی سطح متناسب هر گره در تاثیر زنجیره‌ای از فاکتور‌های اضافی استفاده می‌کنند. PoI نسخه‌ای از PoS است که رویکرد کلی تری برای ارزیابی مشارکت کاربر به جای تمرکز روی ملزومات مالی دارد. PoI اولین بار توسط پروژه حرکت اقتصادی جدید (NEM) استفاده شد.
معیار امتیاز دهی دقیق استفاده شده در PoI تغیر می‌کند، با این حال بسیاری از این مکانیزم‌های اجماع از ویژگی‌های الگوریتم‌های استفاده شده در خوشه بندی شبکه و رتبه بندی پیج استفاده کرده اند. فاکتور‌های مشترک شامل تعداد انتقال‌هایی که گره در بازه زمانی مشخص در آن‌ها مشارکت کرده است و میزان ارتباط گره‌های مختلف با خوشه‌های فعالیت است.
PoI به کاهش ریسک تجمع سرمایه کمک می‌کند، زیرا توکن داران برتر قدرت مطلق در شبکه نیستند. به دلیل این که امتیاز اهمیت هر گره دینامیک و مبتنی بر فعالیت شبکه است، این مکانیزم اجماع کاربران بلاکچین را تشویق می‌کند: کاربران به مصرف منابع برای فعال ماندن در شبکه‌ها نیاز دارند تا امتیاز خود را حفظ کنند.
اثبات سهام مایع
اثبات سهام مایع (LPoS) به صاحبان توکن اجازه می‌دهد تا حقوق اعتبارسنجی خود را بدون تاثیر در مالکیت توکن آن‌ها به سایر کاربران قرض دهند. در حالی که این روش مشابه با DPoS به نظر می‌رسد، صاحبان توکن در شبکه LPoS انتخاب‌های خود در خصوص اعطای حق اعتبارسنجی توکن به به سایر کاربران یا سهام توکن‌های خود تصمیم گیری می‌کنند. علاوه بر این، تعداد گره‌های اعتبارسنج فعال در LPoS دینامیک است، که نسبت به میزان اعتبارسنج‌های ثابت DPoS متفاوت است. به عنوان نمونه، Tezos که از LPoS استفاده می‌کند، از نظر فنی قادر به پشتیبانی از ۸۰۰۰۰ اعتبارسنج است؛ بر خلاف چند هزار اعتبارسنجی که شبکه‌های DPoS اجازه آن را می‌دهند. علاوه بر این، فرآیند تولید بلاک Tezo شامل انتخابات نیست.
در نتیجه، کاربران درون شبکه LPoS از نظر مشارکت در شبکه دارای درجه بالاتری از انعطاف پذیری هستند. به عنوان نمونه، توکن داران بزرگ می‌توانند با سهام سرمایه‌های خود بدون نیاز به تایید خارجی به اعتبارسنج‌های بلاک تبدیل می‌شوند. و صاحبان کوچک تری که منابعی برای اعتبارسنجی بلاک‌ها ندارند می‌توانند از مالکان بزرگ تر پشتیبانی کنند یا در کنار هم جمع شوند تا اتلاف‌های موثری تشکیل دهند. در عین حال، به دلیل این که حقوق اعتبارسنجی LPoS سیال است و به سادگی امکان تغیر آن وجود دارد، این ستاپ به کاهش ریسک این که اتلاف بزرگ کل شبکه در اختیار بگیر کمک می‌کند.
اثبات اعتبارسنجی (PoV) مکانیزم اجماع یکتای PoS است که برای دستیابی به اجماع از طریق گره‌های اعتبارسنج سهام شده کار می‌کند. به صورت معمول هر گره درون سیستم PoV یک کپی کامل از دنباله تراکنش‌های بلاک‌هایی که در بلاک چین تولید شده اند، کپی کاملی از حساب تمامی کاربرانی که توسط کلید عمومی کاربران شناسایی شده اند، و هر توکن کریپتو یا سکه‌ای که گره مالک آن است در خود ذخیره می‌کنند. از این نقطه، کاربران می‌توانند سکه‌ها یا توکن‌های خود را درون گره‌های اعتبارسنج استک کنند. در نتیجه، تعداد توکن‌های سهام شده درون هر اعتبارسنج، تعداد رای‌هایی که اعتبارسنج مشخص به خود اختصاص می‌دهد را تعین می‌کند.
زمانی که مجموعه‌ای از اعتبارسنج‌ها با حداقل دوم سوم کل رای شبکه بلاکی را تایید کنند، این بلاک تایید می‌شود. با این حال پروتکل‌های PoV نمی‌توانند تحمل خطای بیزاتین داشته باشند، به نحوی که تنها در صورتی که یک سوم یا کمتر از کل گره‌های شبکه در خطر قرار گرفته باشند به درستی عمل می‌کنند. الگوریتم اجماع Tendermint شبکه Cosmos نوعی از پروتکل PoV است.
اثبات سهام هیبرید
در حالی که اغلب پروتکل‌های PoS برای خروج از PoW طراحی شده اند، برخی از مکانیزم‌های اجماع از المان‌های PoW و PoS در کنار هم برای ایجاد عملیات‌های زنجیره‌ای استفاده می‌کنند. در اغلب موارد، این مکانیزم‌های اجماع هیبرید (HPoS) برای تولید بلاک‌های جدید تراکنش‌ها مبتنی بر ماینر‌های PoW هستند، که سپس به اعتبارسنج‌های PoS منتقل می‌شوند. برای تایید بلاک‌ها و ثبت آن در دفترکل بلاکچین رای می‌دهند.
پروتکل‌های HPoS به پایدار سازی قیمت سکه اصلی شبکه کمک کرده، و به مشارکت کنندگان PoS امکان رای در بلاک‌های جدید و تغیر نقش‌های اجماع شبکه را می‌دهند. ماینر‌ها احتمال کمی برای دستیابی به تک قطبی توان هش دارند. بنابراین، پروتکل‌های HPoS با ترکیب توان هش و رای سهامدار، می‌توانند سطح موثری از امنیت و پایداری را در شبکه ایجاد کنند. چندین پروژه از مهم مکانیزم اجماع PoW و PoS هیبرید استفاده کرده است، که شامل Dash و Decred است. ارتقا Casper اتریوم از شبکه اتریوم به مدل HPoS گذار می‌کند.
مکانیزم‌های اجماع: تغیر تنها ثابت است
به دلیل این که توسعه دهندگان بلاکچین پروتکل‌های موجود را ترکیب می‌کنند و روش‌های جدید برای استریم لاین در مدیریت زنجیره‌ای ایجاد می‌کنند، تعداد مکانیزم‌های اجماع مبتنی بر PoS یا غیره به رشد خود ادامه می‌دهند.
در حالی که پروتکل‌های توصیف شده دید گسترده‌ای از اثبات استک (سهام) در فرآیند‌های امروزی را نشان می‌دهند، تغیر تنها ثابت در فضای بلاکچین است.
تاکنون صد‌ها پروژه بلاکچین برخی فرم‌های PoS را پیاده سازی کرده اند، و با بهبود تصمیم گیری شبکه، مقیاس پذیری، و بهره وری منابع، انتظار می‌رود این دسته از مکانیزم‌های اجماع نقش مهم تری در آینده صنعت بلاکچین ایفا کنند.