الگوریتم اثبات اعتبار چیست؟

صنعت بلاکچین «Blockchain» از زمان پیدایش خود از سال 2008 و 2009 تاکنون به‌صورت مداوم در حال پیشرفت است. بلاکچین یک شبکه غیرمتمرکز است که تصمیم‌گیری در آن توسط نظر اجماع کاربران آن صورت می‌گیرد. یعنی یک نفر یا یک سازمان تصمیم‌ گیرنده نیست، بلکه در این شبکه، نظر تمام کاربران موجب کنترل دموکراتیک آن می‌شود. تاکنون روش‌های بسیاری برای دستیابی به اجماع در یک شبکه بلاکچین ابداع و اجرا شده است که الگوریتم اثبات اعتبار «PoA» یکی از آن‌ها است. در ادامه قصد داریم تا ضمن پرداختن به الگوریتم‌های اولیه اجماع، گواه اثبات اعتبار (الگوریتم POA) را بیشتر مورد بحث و بررسی قرار دهیم. اگر شما نیز مایلید بدانید این روش چگونه عمل می‌کند، با ما همراه شوید.

مقدمه‌ای بر معرفی الگوریتم‌های اجماع

گفتیم که شبکه بلاکچین یک شبکه دموکراتیک و غیرمتمرکز است که در آن اطلاعات به‌صورت توزیع شده در اختیار تمام نودها و کاربران شبکه قرار دارد. همچنین همه نودها با هم در این شبکه به تصمیم‌گیری می‌پردازند و نظر اکثریت تأیید می‌شود که به این روند «اجماع» گفته می‌شود. این در حالی است که در شبکه‌های سنتی و متمرکز، کاربران به اطلاعات اصلی شبکه دسترسی ندارند و اطلاعات روی یک منبع مخصوص نگهداری می‌شود. اما شبکه‌ی بلاکچین برای ایجاد توزیع پذیری، روش‌های اجماع مختلفی را ارائه کرده که سیر فعالیت معروف‌ترین آن‌ها به این قرار است:

حتما بخوانید: الگوریتم اجماع در بلاکچین چیست؟

• الگوریتم اجماع اثبات کار «PoW»

اولین الگوریتم اجماع ارائه شده در شبکه بلاکچین که برای ارائه اولین ارز دیجیتال جهان یعنی بیت‌کوین «Bitcoin» به کار رفت، از نوع الگوریتم اجماع اثبات کار «Proof of Work» بود که اختصاراً به آن «PoW» گفته می‌شود. این الگوریتم، یک مکانیسم اجماع مطمئن در نظر گرفته می‌شود، اما از مقیاس‌پذیری پشتیبانی نمی‌کند؛ در نتیجه، عملکرد شبکه بیت‌کوین و سرعت تراکنش‌های آن را محدود می‌کند. عیب عمده این روش این است که نیاز به مصرف انرژی بالا و منابع سیستمی مانند دستگاه‌های ماینر دارد که برای حل معماهای پیچیده ریاضی مورد استفاده قرار می‌گیرند!

• الگوریتم اجماع اثبات سهام «PoS»

پس از الگوریتم اثبات کار، روش دیگری برای اجماع در بلاکچین معرفی شد که از برخی جهات کارآمدتر از اثبات کار عمل می‌کند. این

روش، الگوریتم اثبات سهام «Proof of Stake» نام دارد که اختصاراً «PoS» نامیده می‌شود. چندین پروژه PoS وجود دارد که هنوز در دست توسعه هستند و شبکه بلاکچین اتریوم «Ethereum» که پس از بیت‌کوین دومین پروژه مشهور حوزه کریپتوکارنسی‌ها است، در صدد است تا الگوریتم اثبات کار خود را به اثبات سهام تغییر دهد. در اثبات سهام، تا حدی مشکل مقیاس‌پذیری شبکه برطرف شده است و قابلیت‌های بیشتری را ارائه کرده است. همچنین در این الگوریتم، نیازی به مصرف انرژی بالا و تجهیزات ویژه استخراج نیست. بلکه با سهام‌گذاری و سپرده‌گذاری در پلتفرم‌های اثبات سهام می‌توان از این شبکه‌ها پاداش گرفت!

• الگوریتم اجماع اثبات اعتبار «PoA»

پس از اثبات سهام، مکانیزم اجماع دیگری تحت عنوان مکانیزم اثبات صلاحیت یا اثبات اعتبار «Proof of Authority» معرفی شد که اختصاراً آن را تحت عنوان «PoA» می‌شناسند. گواه اثبات اعتبار یا الگوریتم POA نسخه پیشرفته‌تر الگوریتم اثبات سهام است که با اجازه دادن به تراکنش‌های بیشتر در ثانیه از عملکرد بهتر شبکه پشتیبانی می‌کند. در ادامه قصد داریم تا این نوع از مکانسیم اجماع را بیشتر مورد بررسی قرار دهیم.

می‌بینید که چندین روش برای اجماع در شبکه‌های بلاکچین وجود دارد. به غیر از سه مورد نامبرده، الگوریتم‌های اجماع دیگری نیز در پروژه‌های مختلف کریپتو ارائه شده‌اند که با درک مکانیسم‌های نامبرده در این مطلب، درک عملکرد آن‌ها نیز برای شما آسان‌تر خواهد بود.

حتما بخوانید: الگوریتم اثبات حضور (POAP) چیست؟

الگوریتم اثبات اعتبار (PoA) دقیقاً چیست؟

الگوریتم اثبات اعتبار یا اثبات صلاحیت «Proof-Of-Authority» مکانیزمی برای افزایش مقیاس‌پذیری در شبکه‌های بلاکچین است که می‌توان به عنوان جایگزین روش اثبات کار و اثبات سهام به آن نگاه شود. در اثبات کار، برای کمک به امنیت و اعتبار شبکه، باید انرژی بالایی مصرف می‌شد و ماینرها به استخراج ارز دیجیتال می‌پرداختند. در شبکه اثبات کار بیت‌کوین، هر تراکنش برای انجام، حداقل به 10دقیقه زمان نیاز دارد که بسیار کند است. در روش اثبات سهام، اگرچه مفهوم استخراج و ماینر حذف شد و مقیاس‌پذیری تا انجام 10 الی 20 تراکنش در ثانیه ارتقا یافت؛ اما هنوز هم کند بود. در اثبات سهام، با سپرده‌گذاری ارزهای دیجیتال اختصاصی شبکه می‌توان به تأمین امنیت و اعتبار شبکه کمک کرد. اما در روش گواه اثبات اعتبار، به‌جای سپرده‌گذاری ارزهای دیجیتال، از سپرده‌گذاری اعتبار استفاده می‌شود!

شیوه عملکرد و ویژگی‌های الگوریتم اثبات اعتبار

در بیان عملکرد الگوریتم اثبات اعتبار می‌توان به ویژگی‌های این مکانیسم نیز پی برد. بنابراین شیوه عملکرد و ویژگی‌های آن به این قرار است:

• الگوریتم گواه اثبات اعتبار به‌جای سپرده‌گذاری کوین‌ها یا توکن‌ها از اعتبار افراد برای تأیید کردن تراکنش‌ها و ساخت بلاک‌های جدید در شبکه استفاده می‌کند.
• در الگوریتم POA، حقوق تولید بلوک‌های جدید به گره‌هایی اعطا می‌شود که صلاحیت خود برای انجام این کار را ثابت کرده‌اند. برای به دست آوردن این قدرت و حق تولید بلوک‌های جدید، یک گره باید یک احراز هویت اولیه را انجام دهد.
• در POA، در ابتدا اعتبارسنج‌های شبکه که به آن‌ها ولیدیتور «Validator» گفته می‌شود، به‌صورت تصادفی، طی یک فرآیند دشوار انتخاب می‌شوند؛ سپس توسط سایر نودهایی که از قبل در شبکه به‌عنوان اعتبارسنج فعالیت می‌کردند، نودهای جدید مورد رأی‌گیری و تأیید قرار می‌گیرند. این فعالیت، از دسترسی نودهای بدکار که ممکن است عملکرد سیستم را با مشکل مواجه کنند، جلوگیری می‌کند!
• روشی که برای انتخاب ولیدیتور در الگوریتم اثبات سهام به‌کار می‌رود، برای تمامی داوطلبان این شبکه یکسان است. یعنی این انتخاب کاملاً منصفانه صورت می‌گیرد.
• الگوریتم اثبات اعتبار نوعی مکانیسم توافقی است که برای شرکت‌ها یا سازمان‌های خصوصی که می‌خواهند زنجیره‌های خود را بسازند، کاربرد دارد. این نهادها، ماهیت بسته هستند و نیازی به مشارکت کاربران عمومی ندارند؛ بنابراین این الگوریتم برای آن‌ها بسیار مناسب است.

تاریخچه الگوریتم اثبات اعتبار

تاریخچه ایجاد و استفاده از الگوریتم گواه اثبات اعتبار (الگوریتم POA) به سال 2017 برمی‌گردد. این مکانیزم توسط گوین وود «Gavin Wood» معرفی شد. گوین وود سابقه همکاری اصلی در پروژه اتریوم را در کارنامه خود دارد و همچنین خالق پروژه رمزارزی پولکادات «Polkadot» است. وود زمانی به فکر ایجاد این الگوریتم افتاد که در 24 ماه فوریه سال 2017، شبکه آزمایشی راپستن «Ropsten» اتریوم مورد حمله خودداری از خدمات «Denial of Service» یا اختصاراً حمله داس «DOS» قرار گرفت. راپستن یک شبکه عمومی برای توسعه‌دهندگان بلاکچین اتریوم بود که قبل از اجرای قراردادهای هوشمند روی شبکه اصلی اتریوم، آن‌ها را در این شبکه تست می‌کردند. با مورد حمله قرار گرفتن این شبکه آزمایشی، یک تست جدید تحت عنوان «Kovan» برای این شبکه انجام شد که از الگوریتم اثبات اعتبار بهره می‌گیرد.

اگرچه «PoA» صرفاً برای جلوگیری از حملات داس مورد استفاده قرار گرفت، اما بعدها به دلیل قابلیت‌های بسیاری که داشت، توانست استفاده‌های بیشتری را برای خود تثبیت کند!

مزایای الگوریتم اثبات اعتبار

از جمله مزایایی که مکانیسم اجماع گواه اثبات اعتبار (الگوریتم POA) برای شبکه‌های بلاکچینی در پی دارد را می‌توان به این صورت بررسی کرد:

• الگوریتم اثبات اعتبار به نسبت الگوریتم‌های اثبات کار و اثبات سهام، سرعت بالاتر و مقدار کارمزد پایین‌تری را در بر دارد.
• عملیات شبکه دارای اثبات اعتبار، مستقل از تعداد گره‌های واقعی موجود در این شبکه است.
• در اثبات اعتبار، برای رسیدن به اجماع بین گره‌ها به هیچ ارتباطی خاصی نیاز نیست.
• شبکه‌های دارای اثبات اعتبار در مقایسه با شبکه‌های بلاکچین اثبات کار و اثبات سهام، بسیار مقیاس پذیر هستند.
• مکانیسم اثبات اعتبار در برابر حملات داس و 51 درصد مقاوم است.
• روش اثبات اعتبار به دلیل کارایی بالایی که دارد، به عنوان روش «اثبات اقتدار» در بلاکچین هم شناخته می‌شود.

معایب الگوریتم اثبات اعتبار

الگوریتم اثبات اعتبار علی‌رغم داشتن مزایا و کارایی برتر خود، معایبی دارد که در بیان معایب این شبکه می‌توان گفت:

• شبکه‌های مبتنی بر اثبات اعتبار، فاقد تمرکززدایی لازم هستند و این هویت شبکه غیرمتمرکز بلاکچین را دچار خلل می‌کند. در واقع این الگوریتم، تمرکز گریزی خود را فدای مقیاس‌پذیری می‌کند.
• الگوریتم اثبات اعتبار، مقاومت در برابر سانسور را تضمین نمی‌کند. یعنی اطلاعات در این مکانیسم قابل دست‌کاری هستند.

چه پروژه‌هایی از PoA استفاده می‌کنند؟

از جمله پروژه‌های مشهوری که از الگوریتم اثبات اعتبار در شبکه بلاکچین خود بهره می‌گیرند می‌توان دو پروژه زیر را نام برد:

• پروژه پی‌او‌ای نتورک «POA Network» که ارز دیجیتال آن با نماد «POA» در بازار کریپتو عرضه شده است.
• پروژه وی‌چین «VeChain» که ارز دیجیتال آن با نماد «VET» در بازار کریپتو عرضه شده است.

اگرچه پروژه‌های دیگری هم هستند که از الگوریتم اثبات اعتبار استفاده می‌کنند، اما دو مورد فوق بیشتر مورد توجه قرار گرفته‌اند. شما می‌تواند با مراجعه به وبسایت کوین‌مارکت‌کپ «CoinMarketCap» بیشتر با ماهیت این پروژه‌ها، قیمت و بسترهای خرید و فروش توکن‌های آن‌ها آشنا شوید.

گفتار پایانی

هر الگوریتم و روشی، چه PoW، چه PoS یا PoA، مزایا و معایب خاص خود را دارد. اما به‌صورت کلی Proof-Of-Authority را می‌توان به عنوان گزینه بهتری برای یک راه حل متمرکز برای افزایش کارایی و مصرف انرژی کمتر در نظر گرفت.

سؤالات متداول

• الگوریتم اجماع اثبات اعتبار چیست؟

الگوریتم اثبات اعتبار «Proof-Of-Authority» که اختصاراً به آن «PoA» می‌گویند، یک الگوریتم اجماع در شبکه‌های بلاکچینی است که برای شبکه‌های خصوصی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

• مزایای الگوریتم اثبات اعتبار چیست؟

مزیت اصلی مکانیسم اثبات اعتبار در برابر مکانیسم‌های اثبات کار و اثبات سهام، افزایش مقیاس‌پذیری در بلاکچین است. همچنین کارایی و سرعت بالاتر و هزینه تراکنش کمتری دارد.

• مشکلات الگوریتم اثبات اعتبار چیست؟

اصلی‌ترین معایب الگوریتم اثبات اعتبار، متمرکز بودن آن است و همچنین این مکانیسم نمی‌تواند مقاومت در برابر سانسور اطلاعات را تضمین کند!

• الگوریتم اثبات اعتبار برای چه شبکه‌هایی مناسب است؟

این الگوریتم برای شبکه‌های خصوصی و متمرکز مناسب است.