بلاک چین‌ها برای انتخاب افرادی که تراکنش‌های شبکه را تأیید می‌کنند، از الگوریتم‌های اجماع استفاده می‌کنند. مهم ترین الگوریتم‌های اجماع در بلاک چین شامل گواه اثبات کار (PoW)، تحمل خطای بیزانس (PBFT)، الگوریتم گواه اثبات سهام (PoS)، گواه اثبات سوزاندن (PoB)، گواه اثبات سهام نمایندگی (DPoS)، گواه اثبات ظرفیت (PoC) و گواه اثبات ذخیره سازی (Proof of Storage) می باشد که با یکدیگر تفاوت هایی دارند. با توجه به اهمیت الگوریتم های اثبات سهام و اثبات زمان، در این مقاله قصد داریم ضمن معرفی مختصر این دو، به مقایسه اثبات زمان با اثبات سهام بپردازیم.

الگوریتم‌های اجماع چیست؟

پیش از مقایسه اثبات زمان با اثبات سهام، به معرفی الگوریتم های اجماع و نحوه کار آنها می پردازیم. الگوریتم‌های اجماع به فرآیندهایی اشاره دارند که در آن اعتبار دهنده‌ ها یا همان ماینرها و گره‌ ها، بر روی وضعیت فعلی شبکه در یک شبکه بلاک چین توافق دارند. به طوری که این امر مستلزم توافق در رابطه با معتبر بودن یا نبودن تراکنش ارائه شده توسط اعتبارسنج می باشد. شبکه، تراکنش‌های تقلبی یا نادرست را با فرض این که تمام اعتبارسنج ها بدون قصد تخریب کردن و کاملا منصفانه عمل می‌کنند، رد می کند.

اعتبارسنج ها پاداش هایی را در قالب ارزهای دیجیتال برای ارسال تراکنش های معتبر و دقیق دریافت می کنند، در حالی که عوامل مخرب، جریمه هایی را با توجه به نوع پروتکل اجماع پرداخت می کنند. برای مثال، در شبکه های اثبات کار (PoW) از جمله بیت کوین، اعتبارسنج‌ها از طریق سخت ‌افزار گران ‌قیمت، باید انرژی خود را برای اعتبارسنجی تراکنش‌ها صرف کنند و می توانند توکن‌های جدیدی را در صورت موفقیت، به دست آورند. در صورتی که آنها با مقاصد مخرب عمل کنند، نمی توانند چیزی به دست آورند. همچنین زیان ناشی از انرژی هدر رفته در ارائه تراکنش نادرست یا تقلبی است.

اثبات سهام (proof of stake) چیست؟

برای درک بهتر مقایسه اثبات زمان با اثبات سهام، نیاز است که ابتدا با مفهوم اثبات سهام و ویژگی های آن آشنا شویم. الگوریتم اجماع اثبات سهام (PoS) توسط کاربرانی که توکن های خود را در یک قرارداد هوشمند به عنوان وثیقه قفل می کنند، کار می کند. این سیستم با انتخاب یک اعتبارسنج یا همان ماینرها یا گره ها، برای پردازش یک بلوک از تراکنش ها فعالیت می کند. اعتبار دهنده برای کسب اطمینان از عدم وجود اطلاعات نادرست در داخل بلوک، باید تراکنش‌های داخل بلوک را تأیید کند. در مرحله بعد، اعتباردهنده اقدام به ارسال بلوک به بلاک چین می کند و توکن های اضافی را در صورتی که بلاک به درستی تأیید شده باشد، به عنوان پاداش دریافت می کند. همچنین در صورتی که رفتار و اقدامات یک اعتبارسنج به شیوه ای نادرست و با مقاصد مخرب باشد، معمولاً ارائه تراکنش های جعلی یا نادرست توسط او، باعث از دست رفتن بخشی از توکن ها می شود.

به احتمال زیاد اعتبارسنج هایی برای تأیید تراکنش ها انتخاب می شوند که مقدار بیشتری از توکن ها را به اشتراک گذاشته اند. اعتبارسنج ها با قرار دادن مقدار توکن‌های بیشتر، پاداش‌های اضافی را نیز می توانند کسب کنند زیرا آنها معمولاً بر اساس شبکه بلاک چین درصد ثابتی را دریافت می‌کنند. برای مثال اعتبارسنج ها در اتریوم 2.0، در حال حاضر 4.2 درصد از توکن های خود درآمد کسب می کنند. همچنین اعتبارسنج‌هایی که برای مدت طولانی‌ تری توکن‌های خود را قرار داده باشند، احتمالاً انتخاب می‌شوند.

در سیستم PoS امکان تبدیل شدن به یک اعتبارسنج برای همه افراد فراهم می باشد اما به دلیل محبوبیت پروتکل، مانع ورود با تعداد زیادی گره در بلاک چین های اثبات سهام زیاد است. هر چه تعداد نودهای شبکه بیشتر باشد، افراد به مقدار بیشتری توکن برای تبدیل شدن به یک اعتبارسنج نیاز دارند. از این رو استخرهای استیکینگ که اداره آنها توسط اعتبارسنج‌ها صورت می گیرد، معمولاً توسط کاربران معمولی کریپتو مورد استفاده قرار می گیرند که قصد اشتراک گذاری توکن‌های خود را دارند. در این سیستم، کاربر اقدام به سپرده گذاری توکن‌های خود در یک استخر می‌کند و سهام گذاری توکن‌ها توسط اعتبارسنجی‌ها از طرف مالک توکن صورت می گیرد. در مقابل، معمولاً کاربران «هزینه استخر» را پرداخت می کنند که درصدی از توکن های حاصل از شرط بندی می باشد.

اثبات زمان (proof of time ) چیست؟

برای مقایسه اثبات زمان با اثبات سهام، بررسی الگوریتم اجماع اثبات زمان (PoT) نیاز است. این الگوریتم برای انتخاب اعتبارسنج شبکه از یک سیستم رأی گیری استفاده می کند و متمرکز بر روی شهرت و مدت زمان فعالیت یک اعتبارسنج در داخل شبکه می باشد. این پروتکل مبتنی بر اثبات سهام نمایندگی (DPoS) است که یک نسخه اصلاح شده از اثبات سهام می باشد. همچنین توسط آنالوگ توسعه داده شده است. اثبات زمان به دفتر کل آن به عنوان Timechain یا زنجیره زمانی اشاره می کند و با استفاده از تابع تاخیر قابل تأیید(VDF)، امتیاز رتبه بندی و توکن های شرط بندی شده برای تعیین شخصی که توانایی اضافه کردن یک تراکنش جدید به دفتر کل را دارد، کار می کند. سیستم رتبه بندی با دادن امتیاز بر اساس سن و عملکرد گذشته آنها به اعتبارسنج شبکه، کار می کند. اعتبارسنج ها امتیاز بیشتری را به دلیل فعالیت طولانی تر در شبکه و قابل اعتماد بودن دریافت می کنند. احتمال انتخاب اعتبارسنج با قرار دادن مقدار بیشتری از توکن‌ها افزایش می یابد.

از آن جایی که کاربران در شبکه در رابطه با این که کدام نماینده بلوک بعدی را می‌تواند تأیید کند، تصمیم گیری می کنند، می توان گفت PoT مشابه DPoS است. با این حال، در روند رای گیری تفاوت هایی وجود دارد، به این صورت که اثبات زمان چندین مرحله رای گیری دارد. اعتبارسنج ها (انتخاب ‌کنندگان زمان) در اولین مرحله رای ‌گیری، بلوکی را که حاوی داده‌هایی مانند تراکنش‌هایی که باید به زنجیره زمانی (Timechain) اضافه شوند، را ارسال می‌کنند. در صورت پذیرفته شدن بلوک، اعتبارسنجی بلوک انجام می شود و همه تراکنش های داخل بلوک پردازش می شوند. 

برای کسب اطلاعاتی در زمینه آموزش ارز دیجیتال، بر روی لینک کلیک کنید.

از طریق یک فرآیند انتخاب، انتخاب ‌کنندگان زمان انتخاب می‌شوند که به تعداد توکن های شرط‌ بندی شده و امتیاز رتبه ‌بندی انتخاب ‌کنندگان نگاه می‌کند. این فرآیند برای انتخاب تصادفی یک انتخابگر زمان، از این اطلاعات و همچنین VDF استفاده می‌کند و در هر زمان فقط یکی می‌تواند انتخاب شود. انتخاب ‌کنندگان زمان برای تعیین این که آیا برای افزودن یک بلوک جدید به زنجیره زمانی انتخاب شده‌اند یا خیر، یک VDF را اجرا می‌کنند. در صورتی که آنها انتخاب شده باشند، یک اثبات VDF ایجاد می کنند، بلوک را تأیید می کنند و اقدام به ارسال هر دو داده به بقیه گره ها در زنجیره زمانی می کنند. در مرحله دوم اثبات بلوک و VDF، برای این که پیش از اضافه شدن به زنجیره زمان مجددا مورد بررسی قرار بگیرند، به 1000 انتخاب کننده زمان دیگر ارسال می شود. در نهایت نیز در صورتی به زنجیره زمانی اضافه می شود که انتخاب کنندگان اکثر اوقات با پذیرش تراکنش موافقت کنند.

مقایسه اثبات زمان با اثبات سهام

اثبات زمان با اثبات سهام شباهت های کمی با یکدیگر دارند. اولاً، هم اثبات سهام و هم اثبات زمان به تأیید کنندگان برای این که توکن ها را در هنگام تأیید تراکنش ها، به عنوان وثیقه بگذارند، نیاز دارند. هر چه میزان سهام بالاتر باشد، باعث افزایش شانس انتخاب می شود. تفاوت اصلی در سیستم رای‌ گیری و رتبه ‌بندی می باشد که توسط الگوریتم اجماع اثبات زمان استفاده می‌شود. در این سیستم، 1000 اعتبارسنج یک تأیید اضافی را قبل از ارسال تراکنش به دفتر کل، انجام می دهند.

محبوب ترین و معروف ترین الگوریتم، اثبات سهام است که توسط سولانا، کاردانو، پولکادات و اتریوم 2.0 استفاده می شود. از مزایای این دو الگوریتم می توان به این مورد اشاره کرد که از کاربران می‌خواهند به جای صرف انرژی، اقدام به اشتراک گذاری توکن‌ها کنند که آنها را به جایگزین‌های کارآمدی برای الگوریتم اثبات کار (PoW) تبدیل می‌کند. البته این موضوع به عنوان یک نقطه ضعف می تواند عمل کند زیرا خرابکاران از طریق دسترسی به تعداد زیادی از منابع مالی، کنترل شبکه را می توانند از نظر تئوری در دست بگیرند.

البته این یک سناریوی دور از ذهن و بعیدی می باشد. مثلا، یک بازیگر مخرب برای شروع یک حمله 51 درصدی، باید دارای 51 درصد از توکن‌های موجود در شبکه باشد که برای مهاجم بسیار خطرناک و بعید می باشد، مخصوصا با بلاک چین‌های محبوب‌ تر از جمله کاردانو و اتریوم. اثبات زمان به لایه امنیتی نیز اضافه می‌کند و تراکنش ها را ملزم به بررسی توسط هزار اعتبار دهنده می کند. همچنین در مورد اضافه شدن تراکنش به دفتر کل، دو سوم آنها باید توافق کنند. شبکه های بلاک چین متناسب با نیازهای شبکه، الزامات خاصی را دارند. بلاک‌ چین‌های بسیاری به اثبات کار و اثبات سهام برای نیازهای خود می‌چسبند، در حالی که الگوریتم‌های اضافی از جمله اثبات زمان، اثبات تاریخ (که در ترکیب با PoS توسط Polkadot استفاده می‌شود) و همچنین DPoS، برآورده کننده نیازهای شبکه‌های بلاک چین می باشند.