اثبات سهام یک پروتکل اجماع نظر است که در آن کاربران ارزهای دیجیتال خودشان را در شبکه بلوکه می‌کنند. مصرف انرژی این پروتکل نسبت به مکانیزم اثبات کار بیت‌کوین بسیار کمتر است.

خلاصه

• اثبات سهام یک نوع پروتکل برای دستیابی به اجماع نظر است که در آن سعی می‌شود فقط تراکنش‌های مجاز به بلاک‌ها اضافه شوند.
• این پروتکل با بلوکه کردن ارز دیجیتال توسط اعتبارسنج‌ها برای حفظ امنیت شبکه کار می‌کند.

استخراج ارزهای دیجیتال انرژی زیادی مصرف می‌کند اما می‌توان این مشکل را حل کرد.

جامعه اتریوم در حال کار برای تغییر نحوه تولید این ارز دیجیتال هستند تا اثرات محیط زیستی آن را کاهش دهند. روش مورد استفاده آنها اثبات سهام نام دارد.

اثبات سهام جایگزین اثبات کار می‌شود که بیت‌کوین و اتریوم در حال حاضر از آن استفاده می‌کنند.

اثبات کار و اثبات سهام هر دو نمونه‌هایی از مکانیزم اجماع نظر هستند.

مکانیزم‌های اجماع نظر

بلاک‌چین‌های عمومی در اصل یکسری دیتابیس هستند.

بیشتر دیتابیس‌ها از نظر اینکه چه اشخاصی می‌توانند به آنها دسترسی پیدا کرده و آنها را ویرایش کنند، محدودیت‌های خاصی دارند. اما بلاک‌چین‌ها طوری طراحی شده اند که هر کسی که نرم‌افزار آنها را اجرا می‌کند – از اکسچنج‌ها گرفته تا تریدرها – مسئولیت به روزرسانی آنها را برعهده دارند.

به همین دلیل در بلاک‌چین‌ها از مکانیزم یا الگوریتم اجماع استفاده می‌شود. مکانیزم‌های اجماع به اداره شبکه کمک کرده و این اطمینان را ایجاد می‌کنند که تنها تراکنش‌های مجاز به بلاک‌ها اضافه می‌شوند. به این ترتیب برای اضافه شدن تراکنشی به یک بلاک، همه نودها باید به این کار رای مثبت بدهند.

انجام این کار به حفاظت از شبکه در برابر حملات 51 درصد کمک می‌کند. حملات 51 وقتی رخ می‌دهد که شخص یا نهادی بیشتر از نصف قدرت پردازشی یک شبکه غیرمتمرکز را به دست آورده و به این ترتیب کنترل شبکه را تحت اختیار می‌گیرند.

اثبات کار

برای پیشگیری از وقوع چنین حملاتی که امکان خرج کردن دوباره کوین‌ها را فراهم می‌کند، برای بیت‌کوین از الگوریتم اجماع نظر اثبات کار استفاده می‌شود. در این سیستم کاربران باید از سخت‌افزار و نیروی برق برای پردازش تراکنش‌های شبکه استفاده کنند. در اثبات کار، ماینرها (یا به طور دقیق تر، کامپیوترهایشان) سعی می‌کنند مسائل محاسباتی سختی را حل کنند تا اولین شخصی باشند که یک بلاک از تراکنش‌ها را تکمیل کرده و به این ترتیب پاداش به وی تعلق می‌گیرد. کار این کاربران به اطمینان از مجاز و معتبر بودن تراکنش‌ها کمک می‌کند. در مقابل به این افراد ارز دیجیتالی مثل بیت‌کوین پاداش داده می‌شود.

مکانیزم اثبات کار در طراحی بیت‌کوین تعبیه شده و سایر ارزهای دیجیتال از جمله اتریوم هم آن را تکرار کردند اما یکی از محصولات جانبی چنین سیستمی، مصرف انرژی برق زیاد برای حل کردن مسائل محاسباتی پیچیده است.

آیا می‌دانستید؟

در حال حاضر شبکه بیت‌کوین به تنهایی نسبت به کشور آرژانتین در هر سال انرژی بیشتری مصرف می‌کند.

اثبات سهام

توسعه دهندگان اتریوم در حال طراحی یک مجموعه ارتقای جدید به اسم اتریوم 2 هستند که با مکانیزم اجماع سهام کار می‌کند و در نهایت با مین نت اتریوم ادغام می‌شود.

هدف اثبات سهام در اتریوم 2 دستیابی به همان نتایج اثبات کار است یعنی اعتبارسنجی تراکنش‌ها در بلاک‌چین به صورت کاملاً امن.

در مکانیزم اثبات کار ماینرها از سخت‌افزارهای اختصاصی (کامپیوترهای بزرگ و گران) برای ایمن سازی شبکه استفاده می‌کنند اما در اثبات سهام، اعتبارسنج‌ها ارز دیجیتال در شبکه گروگذاری می‌کنند. در اثبات سهام اعتبارسنج‌ها برای اعتبارسنجی تراکنش‌های هر بلاک – و دسترسی به کارمزد مربوطه – باید حداقل 32 اتر در شبکه گروگذاشته و آن را خرج نکنند. از این ارزهای بلوکه شده برای ایمن سازی شبکه استفاده می‌شود.

طبق اظهارات بنیاد اتریوم، اثبات سهام نسبت به اثبات کار چند مزیت دارد از جمله:

• از آنجایی که به دست آوردن پاداش به داشتن سخت‌افزارهای پرقدرت بستگی ندارد، نیازی به داشتن سخت‌افزارهای پرقدرت و پرهزینه ندارید.
• در چنین شرایطی افراد بیشتری می‌توانند نود اتریوم راه اندازی کنند و به این ترتیب تمرکززدایی شبکه و مقاومت آن در برابر حملات 51 درصد بیشتر می‌شود.
• اثبات سهام به دلیل نیاز به مصرف سخت‌افزار کمتر، انرژی کمتری مصرف می‌کند.

انتخاب اعتبارسنج‌ها به چه صورت انجام می‌شود؟

اعتبارسنج‌ها توسط شبکه به صورت تصادفی انتخاب می‌شوند تا بلاک‌های جدید را پیشنهاد داده و به شبکه اضافه کنند.

همچنین اعتبارسنج‌ها به صورت تصادفی به کمیته‌هایی متشکل از 128 نود تقسیم می‌شوند که هر روز تغییر می‌کنند. هر زمان بلاک جدیدی از تراکنش‌ها تولید شده و به دیتابیس شبکه اضافه شود مکانیزم اثبات سهام چند کمیته برای گواهی دادن به درستی بلاک پیشنهادی انتخاب می‌کند.

اعتبارسنج‌ها هم برای تولید بلاک و هم شهادت دادن پاداش دریافت می‌کنند. اگر اعتبارسنجی آفلاین شده یا کار خودش را درست انجام ندهد، جریمه می‌شود. همچنین در صورت تلاش برای حمله برعلیه شبکه، کل مبلغ گروگذاشته شده‌ی آنها توقیف می‌شود.

این الگوریتم طوری طراحی شده که احتمال اجرای حمله را به حداقل برساند. به گفته ConsenSys "احتمال اینکه یک مهاجم یک سوم از اعتبارسنج‌های شبکه را تحت کنترل گرفته و بتواند دو سوم از اعتبارسنج‌های کمیته را تحت اختیار بگیرد تا حمله موفقیت آمیزی اجرا کند، کمتر از یک در تریلیون است."

آینده

اتریوم، اولین ارز دیجیتالی نیست که از اثبات کار استفاده می‌کند.

الگورند، کاردانو، Cosmos، EOS، پولکادات و تزوس همگی اثبات سهام را پیاده سازی کرده اند.

در حال حاضر شبکه اتریوم در فاز صفر آپگرید به سمت اتریوم 2 است. گرچه عده‌ای اتر را در این شبکه گروگذاری کرده اند اما هنوز این شبکه کاملاً آماده پیاده سازی این مکانیزم نشده است.