ماینینگ مقالات

اثبات سهام و اثبات کار چیست؟

نوشته شده توسط kazem
  • آیا بیت کوین، پول دیجیتال امنیست؟
  • دقیقاً به چه کسی باید اعتماد کنیم تا مطمئن شویم که بیت کوین‌مان را از دستمان در نیاورند؟
  • از کجا معلوم است که بیت کوینی که به حسابمان ریخته شده، در حساب باقی می‌ماند؟

این سؤالات خیلی مهم و بنیادی هستند. از آن ‌جایی که بیت کوین از روشی به نام الگوریتم اجماع اثبات کار استفاده می‌کند، تمام این نگرانی‌ها رفع شدنیست.

اجماع اثبات کار یعنی چه؟

در شبکه‌ بیت کوین، شما لازم نیست به هیچ مرجعی اعتماد کنید. تنها اعتماد شما به اجماع افراد شبکه ا‌ست. یعنی فرض را بر این می‌گذاریم که پنجاه و یک درصد شبکه برای انجام یک کلاهبرداری هماهنگ با یکدیگر همدست نیستند. در شبکه‌ بیت کوین، شما لازم نیست به هیچ مرجعی اعتماد کنید. تنها اعتماد شما به اجماع افراد شبکه ا‌ست.

افراد چطور به این اجماع می‌رسند؟

برای حل این مشکل (می‌توانید ماجرای خطای بیزانسی را برای اطلاعات بیشتر بخوانید) باید ببینیم ماینرها چطور کار می‌کنند. یک دفتر کل وجود دارد که به طور مثال داخلش میزان بیت کوین دانیال و سهیل قید شده است. فرض کنیم که دانیال یک بیت کوین به سهیل می‌دهد.

این اطلاعات به صورت یک بلوک درآمده و تبدیل به رمز می‌شود. اطلاعات به شبکه و تمام افرادی که در حال ماینینگ هستند می‌رسد و همه‌ این اطلاعات را بررسی می‌کنند. حالا هر ماینر باید یک معادله ریاضی خیلی سخت را حل کند که جوابش فقط با حدس و امتحان این که آیا در معادله قرار می‌گیرد یا نه، به دست می‌آید. اولین کسی که به جواب می‌رسد، به تمام شبکه اعلام می‌کند و جواب به همراه اطلاعات داخلش بررسی می‌گردد.

اگر پاسخ درست بود، کسی که معادله را حل کرده علاوه‌ بر جمع تمام هزینه‌های نقل و انتقال در شبکه، ۱۲.۵بیت کوین پاداش می‌گیرد. حال ما یک جواب داریم که توسط هزاران نفر بررسی شده و درستی آن مورد تأیید است. اگر اجماع حاصل شود (یعنی اگر بیشتر نفرات داخل شبکه تأیید کنند که این بلوک ایجاد می‌شود)، دفتر کل از حساب دانیال یک بیتکوین کم و به حساب سهیل اضافه می‌کند. 

هر ده دقیقه این کار تکرار می‌شود. به مجموع این بلوک‌ها زنجیره‌ی بلوک یا بلاک چین می‌گوییم. حالا با زیادتر شدن افراد، حل کردن این مسئله‌ی ریاضی سخت‌تر می‌شود که به سختی شبکه معروف است. به این ترتیب سیستمی برای پرداخت داریم که لازم نیست در آن به شخص خاصی اعتماد کنیم ولی می‌توانیم به کل سیستم و محاسبات ریاضیش اعتقاد داشته باشیم.

ایراد این سیستم چیست؟

مهم‌ترین ایراد آن، مصرف برق خیلی زیاد است. تمام برق مصرفی هم تنها برای ایجاد اعتماد می‌باشد و کار مفید دیگری انجام نمی‌دهد. مقدار مصرف برق شبکه‌ بیت کوین در حدود ۷۰ تراوات ساعت در سال است. اگر بیت کوین یک کشور بود، رتبه سی ‌و نهم مصرف‌ کنندگان  برق دنیا به آن می‌رسید. این رمزارز از اتریش، شیلی، جمهوری چک و بسیاری کشورهای دیگر دنیا، بیش‌تر برق مصرف می‌کند.

bitcoin

راه حل چیست؟

یک راه حل مناسب استفاده از سیستم‌های اجماع دیگر‌ مثل اثبات فضا و اثبات سهام به جای اثبات کار است. مهم‌ترین خاصیت رمزارزها این است که برای اعتماد به شبکه لازم نیست به شخص یا سازمانی اعتماد کنیم و اعتماد به درستی ریاضیات برای اعتماد به شبکه کافی است. عبارت معروفی که طرفداران بیت کوین استفاده می‌کنند هم عبارتی لاتین است به معنی:

«قدرت ما در درستی حساب است» «Vires in Numeris»

این اعتماد به ریاضیات از الگوریتم اجماع رمزارز به وجود می‌آید. مهم‌ترین تفاوت رمزارزهای مختلف در الگوریتم اجماع آن‌هاست. شبکه‌ بیت کوین از الگوریتمی به نام اثبات کار برای اجماع استفاده می‌کند. این الگوریتم امنیت بسیار خوبی داشته و اثبات شده که کارایی لازم را دارد. اما این الگوریتم با سه مشکل اصلی مواجه است:

دلیل مصرف زیاد برق رقابت ماینرها برای به‌دست‌آوردن پاداش شبکه بیت کوین است.

تراژدی منابع مشترک به این مشکل اشاره دارد که وقتی تمام ۲۱ میلیون بیت کوین استخراج شوند، انگیزه برای فعالیت ماینرها کم می‌شود و اینکه ماینرها کار در شبکه را متوقف کنند باعث سقوط شبکه خواهد شد. مشکل گسترش هم یعنی تعداد تراکنش‌های قابل انجام روی این شبکه پایین بوده و اگر همه مردم بخواهند از آن استفاده کنند عملاً امکان‌پذیر نیست.

همچنین بخوانید: بمب سختی اتریوم چیست؟

الگوریتم‌های اجماع دیگری نیز وجود دارند. الگوریتم اجماع دیگری به جز الگوریتم اثبات کار، الگوریتم اثبات سهام(Proof Of Stake) یا  (POS) است که می‌خواهیم در این نوشتار در مورد آن بنویسیم.

الگوریتم اثبات سهام چیست؟

اگر کسانی که در شبکه محاسبات را انجام می‌دهند (مثل ماینرهای شبکه‌ بیت کوین)، به جای رقابت با هم، بر اساس سهمی از رمزارز که متعلق به آن‌هاست، کار محاسباتی انجام دهند، دیگر به حجم زیاد محاسبات که بیتکوین لازم دارد، نیازی نیست و می‌توان تولید بلوک‌های بلاک چین را با مقدار توان محاسباتی کمتری انجام داد.

در این شبکه به این افراد مینتر (Minter) یا فورجر (Forger) گفته می‌شود به معنی کسی که سکه ضرب می‌کند. یعنی به نسبت سهمی که از آن رمزارز داریم می‌توانیم ماینینگ را انجام دهیم. احتمال این‌که کسی که ماینینگ را انجام می‌دهد و در شبکه سهم دارد، بخواهد در شبکه اختلال به وجود بیاورد کم می‌شود.

این الگوریتم نسبت به اثبات کار مزایایی داشته و مهم‌ترین این مزایا نیاز کمتر به منابع است. با مصرف برق خیلی کمتری می‌‌توان شبکه را برپا نگاه ‌داشت. قابلیت گسترش آن هم بیشتر شده و تعداد بیشتری می‌توانند همزمان از این شبکه استفاده کنند. این الگوریتم نسبت به اثبات کار مزایایی داشته و مهم‌ترین این مزایا نیاز کمتر به منابع است.

نمونه‌هایی از شبکه‌هایی که از اثبات سهام و انواع متنوع اون استفاده می‌کنند را در زیر می‌بینید:

Proof Of Stake

اما این الگوریتم هم ابهاماتی دارد.

  • آیا واقعا عادلانست؟
  • آیا به قدر کافی امن است؟
  • اگر شخصی در شبکه اختلال به وجود آورد چه کار می‌‌توان کرد؟

مهمترین مشکلات این الگوریتم این موارد هستند:

عادلانه نبودن و خطر استفاده از پول برای حمله به شبکه که برای حل این مشکلات الگوریتم دیگری پیشنهاد شده است به نام نمایندگی اثبات سهام (Delegated Proof of Stake). به این معنی که هر کسی مطابق مقدار سهامش حق رأی دارد و پس از انتخاب نماینده، فرآیند محاسبه توسط نماینده انجام خواهد شد.

در این مدل از الگوریتم‌‌ به پروسه محاسبات شبکه ماینینگ یا استخراج گفته نمی‌شود و برای معرفی آن از عبارت دیگری به نام مینتینگ استفاده می‌کنند. بعضی از رمزارزها از این الگوریتم استفاده می‌کنند از جمله:

به صورت معمول برای ساخت هر بلوک، رأی‌گیری کلی جهت انتخاب نمایندگان میان ۲۱ تا ۱۰۱ نفر انجام میشود تا این عده با همکاری هم بلوک‌های شبکه را تولید کنند. مثلاً تعداد نمایندگان در ائوس ۲۱ نفر و در لیسک ۱۰۱ نفر است. نماینده‌ها بر کار یکدیگر نظارت دارند و در شرایطی که یکی از مینترها کارش را به درستی انجام ندهد یا برکنار می‌شود و یا دیگر رأی نمی‌آورد.

هر کسی مطابق مقدار سهامش حق رأی دارد!

این کار که به طور مرتب و به ازای هر بلوک انجام می‌شود، موجب خواهد شد تا دموکراسی در الگوریتم رعایت شود. نماینده‌ رزرو در صورت حذف یک نماینده، کار را بر عهده می‌گیرد. پاداش شبکه در ازای ساخت بلوک به نماینده‌ها می‌رسد ولی این امکان هست تا توافق‌هایی میان رأی دهنده‌گان و نماینده انجام شود که در ازای رأی ‌دادن به یک نماینده، درصدی از درآمد وی به کسانی تعلق بگیرد که به او رأی داده‌اند.

جالب اینکه در بعضی از شبکه‌ها اگر نماینده کارش را درست انجام ندهد، کسانی که به او رای داده‌اند جریمه می‌شوند. این الگوریتم مشکل عادلانه نبودن پاداش‌ها را تا حد زیادی حل کرده و امنیت شبکه نیز از اثبات سهام بالاتر است. البته مشکلاتی هم در بعضی از این شبکه‌ها دیده می‌شود.

به طور مثال در شبکه لیسک هزینه‌ رأی‌ دادن بالاست و عده‌ی زیادی در انتخابات شرکت نمی‌کنند. در شبکه آیاس حفظ امنیت کلید خصوصی هنگام رأی‌ دادن مورد پرسش بود و بسیاری از نماینده‌گان با رأی اکسچنج‌ها -که مقدار زیادی از رمزارز رو نگهداری می‌کنند- انتخاب شدند. اگر تعداد نماینده‌ها کم باشد امکان این که با هم تبانی کنند و به شبکه آسیب بزنند وجود دارد.

درباره نویسنده

kazem

xan
Student of pure mathematics
Interested in the technology of the day and cyberspace

نظر بدهید