گواه اثبات کار (PoW) وگواه اثبات سهام (PoS) چیست و چه تفاوت‌هایی با یکدیگر دارند؟

در این مطلب قصد داریم در مورد تفاوت‌های گواه اثبات کار و گواه اثبات سهام یا همان PoW و PoS را توضیح دهیم. در واقع Proof Of Work یک پروتکل است که هدف اصلی آن جلوگیری از حملات سایبری از جمله DDoS است. ایده‌ اصلی این پروتکل توسط Cynthia Dwork و Moni Naor در سال ۱۹۹۳ معرفی شد. عبارت POW یا گواه اثبات کار نیز توسط Markus Jakobsson و Ari Juels در سال ۱۹۹۹ در یک مقاله منتشر شد و این ایده در سال ۲۰۰۸ توسط ارز دیجیتال‌ Bitcoin کاربردی شد.

سیستم توافق توزیع شده یا اجماع یعنی در هنگام ارسال یا دریافت اطلاعات (وجه نقد) از هر شخصی، نیاز به اعتماد به یک سرویس شخص ثالث مثل بانک نباشد. در روش سنتی پرداخت، شما نیاز به اعتماد به یک سرویس شخص ثالث مورد قبول دو طرف معامله مثل بانک‌ها، ویزا کارت، مستر کارت و…  دارید که تاریخچه‌ی تراکنش‌ها و میزان موجودی شما را نگه داری می‌کنند. در روشی که بیت کوین و تعدادی دیگر از ارزهای دیجیتالی معرفی می‌کنند، هرکسی یک کپی از دفتر کل توزیع شده را دارد و به صورت مستقیم می‌تواند اطلاعات مورد تایید خود را بر روی این دفتر کل بنویسد.

گواه اثبات کار (PoW) و ماینینگ

برای اینکه بیشتر در مورد PoW یا گواه اثبات کار بدانید، باید با ماینینگ یا استخراج آشنا شوید. برای انجام دادن عملیات ماینینگ باید یک گروه از معاملات بر روی دفتر کل ثبت شود. عملیات ماینینگ به دو منظور صورت می‌گیرد:

• تایید تراکنش‌ها و جلوگیری از پرداخت‌های مجدد
• ایجاد یک ارز دیجیتالی که بعنوان جایزه کارهای انجام شده در گذشته توسط Miner به او داده می‌شود.

برای انجام تراکنش این مراحلی طی می‌شود:

• تراکنش‌ها با هم در یک Block همراه می‌شوند.
• Miner ها تراکنش‌هایی که در بلاک مشروع هستند را تایید می‌کنند.
• در ادامه Miner ها بایستی به حل یک پازل ریاضی بپردازند که این پازل ریاضی به عنوان مساله در PoW شناخته می‌شود.
• جایزه به اولین Miner که بتواند مساله هر Block را حل بکند، تعلق می‌گیرد.
• در مرحله‌ی آخر تراکنش‌های تایید شده بر روی بلاکچین عمومی ذخیره می‌شود.

همه‌ی ماینرها برای اینکه اولین نفری باشند که این پازل ریاضی را حل می‌کنند، با هم رقابت می‌کنند. برای حل این پازل ریاضی، میزان سختی معینی در نظر گرفته شده است که یک رقابت بین ماینرها ایجاد می‌کند و باعث می‌شود قدرت محاسبه بیشتری به شبکه اضافه شود. با سخت تر شدن عملیات ماینینگ در واقع ماینر ها مجبور می‌شوند کارایی و اثربخشی فرایند را افزایش دهند و این امر سبب حفظ تعادل اقتصادی این شبکه می‌شود.

نکته‌ مهمی که وجود دارد این است که چرا اتریوم که در حال حاضر از سیستم POW استفاده می‌کند، به دنبال تغییر آن به POS یا گواه اثبات سهام است.

گواه اثبات سهام (PoS) چیست؟

PoS یا گواه اثبات سهام در واقع یک راه دیگر برای اعتباربخشی به معاملات و برقرار کردن توافق توزیع شده است. هدف گواه اثبات کار و گواه اثبات سهام یکسان است ولی فرایند رسیدن به این هدف متفاوت است. ایده‌ اصلی PoS در یکی از فروم‌ها در سال ۲۰۱۱ مطرح شد و اولین ارز‌های دیجیتالی که از آن استفاده کردند Peercoin ,Nxt ,Blackcoin ,NuBit ,Qora ,Nav coin بودند.

برخلاف PoW که در آن به ماینرها برای حل پازل ریاضی با هدف تایید تراکنش‌ها و ایجاد بلاک جدید جایزه داده می‌شد، در PoS یا گواه اثبات سهام این خالق بلوک جدید است که بسته به میزان سرمایه‌اش یک راه قطعی انتخاب می‌کند و این سرمایه را سهام یا Stake می‌نامد.

پس جایزه‌ای در کار نیست و ماینرها فقط کارمزد تراکنش‌ها را دریافت می‌کنند. البته قابل ذکر است که در سیستم PoS از کلمه‌ی Forgers بجای Miners استفاده می‌شود.

چرا اتریوم می‌خواهد از گواه اثبات سهام استفاده کند؟

در PoW ، ماینرها نیاز به صرف انرژی زیادی دارند. به طور مثال در سال ۲۰۱۵ برای انجام یک تراکنش بیت کوین، به برق مصرفی معادل ۱/۵۷ خانواده آمریکایی نیاز است. این هزینه‌ی انرژی با ارزهای فیات پرداخت می‌شود و این امر سبب پایین آمدن ارزش ارزهای دیجیتالی خواهد شد.

جامعه اتریوم بدنبال حل این مشکل است و راه حلی مبتنی بر PoS ارایه کرده و مدعی آن است که این روش ارزانتر است. اتریوم به زودی با راه‌اندازی پروژه اترویم ۲ الگوریم خود را تغییر می‌دهد.

ولی آیا واقعا گواه اثبات سهام از گواه اثبات کار امن‌تر است؟ در واقع با توجه به مصرف انرژی بالایی که سیستم PoW دارد، برنامه‌ریزی برای حمله به آن خیلی گران تمام می‌شود و مبلغی که باید برای دزدی هزینه کنید از مبلغی که از دزدی بدست می‌آورید بیشتر است.

با این تفاسیر هکرها انگیزه‌ حمله به سیستم PoW را ندارند ولی در سیستم PoS هزینه‌ برنامه‌ریزی حمله کم است.

برای حل این مشکل، خالق اتریوم پروتکل کسپر (Casper) را معرفی کرد. همچنین در این پروتکل اگر خطایی از تایید کنندگان (ماینرها) صورت بگیرد کل مبلغ گرو گذاشته شده توسط شخص که مرتکب اشتباه شده، هزینه اشتباه از او گرفته می شود.

در واقع خالق اتریوم در معرفی پروتکل کسپر اعلام کرد که هر تایید کننده باید برای همکاری مبلغ معینی را سرمایه گذاری کند. همچنین اگر تخطی صورت بگیرد این مبلغ را از دست خواهند داد.