گواه اثبات اعتبار سهام (PoSA) چیست؟

گواه اثبات اعتبار سهام (PoSA) چیست؟،بلاک چین‌ها در اصل سازوکاری برای ذخیره‌سازی و مدیریت اطلاعات به صورت غیرمتمرکز هستند. در سیستم‌های متمرکز نیازی به مکانیزم‌های صحت‌سنجی وجود ندارد، زیرا یک نهاد مرکزی مسئول پردازش و نگهداری داده‌هاست. اما در بلاک چین، به دلیل حضور مشارکت‌کنندگان متعدد و توزیع داده‌ها در شبکه، لازم است روشی خودکار برای بررسی صحت اطلاعات و رسیدن به توافق جمعی وجود داشته باشد. این فرایند خودکار را «اجماع» می‌نامند.نتیجه اجماع معمولاً به شکل بلوکی از تراکنش‌هاست که اکثریت شبکه بر درستی آن توافق دارند. از این رو می‌توان اجماع را شامل دو مرحله دانست: ایجاد بلوک و انتشار آن در سراسر شبکه. یکی از شناخته‌شده‌ترین نمونه‌های اجماع، الگوریتم گواه اثبات کار (PoW) است که در شبکه بیت کوین مورد استفاده قرار می‌گیرد. این الگوریتم با وجود مزایای متعدد، با چالش‌هایی همچون مصرف بالای انرژی، اثرات زیست‌محیطی و محدودیت در مقیاس‌پذیری روبه‌رو است. به همین دلیل در سال‌های اخیر تلاش‌های گسترده‌ای برای ارائه روش‌های جدید و بهینه‌تر انجام شده است.یکی از این روش‌ها، الگوریتم اجماع «گواه اثبات اعتبار سهام» (Proof of Staked Authority یا PoSA) است. این الگوریتم در واقع ترکیبی از دو مدل دیگر یعنی «گواه اثبات اعتبار» (PoA) و «گواه اثبات سهام نیابتی» (DPoS) به شمار می‌رود.

گواه اثبات اعتبار سهام (PoSA) چیست؟

صرافی بایننس پس از راه‌اندازی زنجیره بایننس (Binance Chain) در سال ۲۰۱۹، ایده ایجاد شبکه‌ای جدید را مطرح کرد که توانایی پشتیبانی از قراردادهای هوشمند سازگار با اتریوم را داشته باشد. همین موضوع سرآغاز شکل‌گیری بایننس اسمارت چین (Binance Smart Chain) بود.

از آنجا که بایننس چین بر پایه تندرمینت (Tendermint) توسعه یافته بود، امکان افزودن ماشین مجازی (VM) وجود داشت. با این حال، به دلیل گستردگی جامعه توسعه‌دهندگان اتریوم، منطقی‌تر به نظر می‌رسید که به جای طراحی یک ماشین مجازی تازه، از معماری EVM استفاده شود. هدف اصلی این بود که شبکه‌ای ایجاد شود با زمان تولید بلوک بسیار کمتر از اتریوم (حدود ۵ ثانیه یا حتی کمتر)، زمان نهایی شدن تراکنش‌ها کوتاه‌تر (نزدیک به یک دقیقه)، بدون نیاز به تورم در عرضه BNB، هماهنگ با معماری اتریوم و مبتنی بر اجماع گواه اثبات سهام.

با الهام از الگوریتم‌های اجماع موجود همچون Bor و Clique (مبتنی بر گواه اثبات اعتبار – PoA) و همچنین الگوی گواه اثبات سهام نیابتی (DPoS) که در شبکه‌هایی مانند ایاس (EOS) استفاده می‌شد، الگوریتم گواه اثبات اعتبار سهام (PoSA) متولد شد. ویژگی‌های اصلی این روش اجماع عبارتند از:

بلوک‌ها توسط مجموعه‌ای محدود از اعتبارسنج‌ها ساخته می‌شوند.

اعتبارسنج‌ها به صورت نوبتی (مشابه PoA) مسئول تولید بلوک هستند.

انتخاب اعتبارسنج‌های فعال از طریق رای‌گیری بر پایه میزان سهام‌گذاری (Stake) انجام می‌شود.

اولین تست‌نت رسمی اتریوم، با نام Morden در ژوئیه ۲۰۱۵ راه‌اندازی شد. اما پس از حدود یک سال، به دلیل حملات اسپم و مشکلات اجماع، عملاً از کار افتاد. این شرایط موجب شد توسعه‌دهندگان به فکر جایگزین بیفتند و در نتیجه شبکه Ropsten راه‌اندازی شد. با این وجود، مشکلات همچنان باقی بود؛ زیرا در غیاب مشوق مالی، انگیزه‌ای برای ارائه توان پردازشی وجود نداشت و اختلال در شبکه با هزینه‌ای ناچیز امکان‌پذیر بود.

برای حل این مشکل، در قالب EIP-225 طرحی ارائه شد که بر استفاده از مجموعه‌ای از اعتبارسنج‌های مورد اعتماد تکیه داشت. رای‌گیری در ابتدای هر دوره و محدود کردن اعتبارسنج‌ها به تولید و تأیید بلوک به شکل دوره‌ای بود. حاصل این طرح، الگوریتم اجماع Clique بود.

از سوی دیگر، در شبکه‌هایی که از گواه اثبات سهام نیابتی (DPoS) استفاده می‌کنند، مکانیزم اجماع بر اساس رای‌گیری طراحی شده است؛ چیزی شبیه یک دموکراسی غیرمستقیم. در این مدل، دو گروه اصلی حضور دارند:

شاهدها (Witnesses) یا همان اعتبارسنج‌ها که وظیفه تولید بلوک و تأیید تراکنش‌ها را بر عهده دارند و از میان نودهایی انتخاب می‌شوند که بیشترین رأی (بر اساس توکن بومی شبکه) را به دست آورده‌اند.

نمایندگان (Delegates) که نقشی مستقیم در ساخت بلوک و اجماع ندارند، اما از طرف سهام‌گذاران در تصمیم‌گیری‌های حاکمیتی شبکه مشارکت می‌کنند.

نحوه عملکرد گواه اثبات اعتبار سهام (PoSA)

برای تبدیل شدن به یک نود اعتبارسنج، لازم است مقدار مشخصی از رمزارز بومی شبکه در قرارداد هوشمند استیکینگ قفل شود (در شبکه بایننس اسمارت چین این مقدار برابر با ۱۰,۰۰۰ BNB است). پس از آن، در هر دوره، نودهای اعتبارسنج بر اساس میزان رأی دریافتی (یعنی مقدار BNB استیک‌شده) رتبه‌بندی می‌شوند و در نهایت ۲۱ نود برتر به‌عنوان اعتبارسنج‌های فعال انتخاب می‌شوند. فرآیند شمارش و بروزرسانی این رتبه‌بندی هر روز رأس ساعت ۰۰:۰۰ به وقت گرینویچ انجام می‌گیرد.

کاربران عادی نیز می‌توانند با استیک کردن BNBهای خود در یکی از نودها، به انتخاب شدن آن کمک کنند و در مقابل، بخشی از پاداش‌های آن نود را دریافت نمایند. در شبکه BSC هر ۲۴۰ بلوک (تقریباً معادل ۲۰ دقیقه)، بررسی می‌شود که فهرست اعتبارسنج‌ها تغییری نکرده باشد. برای تضمین امنیت و صحت تراکنش‌ها، در صورتی که بیش از دوسوم اعتبارسنج‌های فعال، بلوکی را تأیید کنند، آن بلوک نهایی و معتبر شناخته می‌شود. محدود بودن تعداد اعتبارسنج‌ها باعث می‌شود زمان نهایی شدن تراکنش‌ها بسیار کوتاه‌تر باشد و احتمال وقوع فورک یا انشعاب در شبکه کاهش یابد؛ هرچند این موضوع می‌تواند مشکلاتی از جمله تمرکزگرایی و احتمال سانسور را به همراه داشته باشد. برای کاهش چنین خطراتی، سازوکار مجازات (Slashing) در نظر گرفته شده است.

در شبکه BSC سه نوع مجازات برای نودهای متخلف وجود دارد:

دو امضایی (Double Sign)

اگر نودی دو بلوک متفاوت را در یک ارتفاع مشخص امضا کند، مشمول مجازات خواهد شد.

عدم دسترسی (Downtime)

اگر نودی به مدت معینی آنلاین نباشد یا در امضای بلوک‌ها مشارکت نکند، جریمه می‌شود.

کاهش وثیقه به زیر حداقل تعیین‌شده

در این حالت نود از لیست اعتبارسنج‌های فعال کنار گذاشته می‌شود و امکان شرکت در اجماع را از دست می‌دهد.

برای فعالیت به‌عنوان اعتبارسنج، تنها داشتن BNB کافی نیست، بلکه به سخت‌افزار قدرتمند (اغلب از طریق سرورهای ابری یا VPS) و اتصال اینترنت پایدار و پرسرعت نیز نیاز است. علاوه بر آن، میزان وثیقه موردنیاز برای ورود به جمع اعتبارسنج‌ها بسیار بالا بوده و تنها نودهایی با منابع مالی و زیرساختی قوی قادر به مشارکت خواهند بود.

ویژگی های گواه اثبات اعتبار سهام (PoSA)

نرخ پردازش تراکنش بالا

مصرف انرژی بسیار کم به دلیل عدم نیاز به محاسبات پیچیده

قطعیت قطعی و سریع در مقایسه با الگوریتم PoW

کارمزد پایین تراکنش‌ها

با این حال، اصلی‌ترین نقطه‌ضعف آن ماهیت متمرکزتر در مقایسه با سایر الگوریتم‌های اجماع است. برای نمونه، شبکه اتریوم دارای بیش از ۳۰۰ هزار نود فعال است، در حالی که این سازوکار با تعداد بسیار محدودتری از اعتبارسنج‌ها فعالیت می‌کند.

با وجود مزایای چشمگیری که الگوریتم اثبات اعتبار سهام (PoSA) به همراه دارد، نباید از محدودیت‌ها و نقاط ضعف آن غافل شد. مهم‌ترین چالش‌های این الگوریتم عبارت‌اند از:

تمرکزگرایی بیشتر نسبت به سایر الگوریتم‌ها

یکی از نگرانی‌های اصلی در این مدل، تمرکز ثروت است. افرادی که دارایی بیشتری دارند، قدرت تصمیم‌گیری و تأثیرگذاری بیشتری در شبکه به دست می‌آورند. این موضوع می‌تواند از سطح غیرمتمرکز بودن شبکه بکاهد.

ریسک حمله ۵۱ درصدی

در الگوریتم‌های مبتنی بر PoW به دلیل هزینه‌های سنگین سخت‌افزاری و انرژی، وقوع چنین حمله‌ای دشوار است. اما در PoS، امکان اجرای حمله ۵۱٪ با سرمایه‌گذاری قابل توجه وجود دارد و این مسئله آسیب‌پذیری بیشتری ایجاد می‌کند.

هزینه‌های تقلب کمتر از PoW

در PoW اگر یک ماینر اقدام به تقلب کند، متحمل خسارت‌های مالی و مصرف انرژی زیادی خواهد شد. در PoS اگرچه وثیقه ممکن است از دست برود، اما هزینه‌های فیزیکی و عملیاتی به‌مراتب پایین‌تر است.

مشکل نمایندگی (Delegation)

در PoS کاربران می‌توانند از طریق واگذاری سهام خود به نودها در پاداش‌ها سهیم شوند. این مکانیزم اگرچه برای مشارکت آسان‌تر طراحی شده، اما ممکن است باعث تمرکز بیشتر و قدرت یافتن گروه محدودی از اعتبارسنج‌ها شود.

در مجموع، هرچند PoSA مزایای بسیاری دارد و کارایی بالایی از خود نشان داده است، اما همچنان نیازمند اصلاحات و بهبودهای پیوسته است تا بتواند به‌عنوان یک راه‌حل جامع و پایدار برای چالش‌های شبکه‌های بلاک چینی عمل کند.

سوالات متداول

• الگوریتم PoSA چیست؟

PoSA ترکیبی از گواه اثبات سهام (PoS) و گواه اثبات اعتبار (PoA) است که برای اجماع در بلاک چین‌ها استفاده می‌شود.

• چه شبکه‌ای از PoSA استفاده می‌کند؟

شبکه بایننس اسمارت چین (BSC) از این الگوریتم برای اجماع بهره می‌برد.

• چه کسی می‌تواند اعتبارسنج PoSA شود؟

هر نودی که مقدار مشخصی از رمزارز بومی (مثلاً ۱۰,۰۰۰ BNB در BSC) را استیک کند.

• چند اعتبارسنج در شبکه BSC فعال هستند؟

۲۱ نود برتر بر اساس رأی و میزان استیک به‌عنوان اعتبارسنج انتخاب می‌شوند.

• تولید بلوک در PoSA چگونه انجام می‌شود؟

اعتبارسنج‌ها به صورت نوبتی (مشابه PoA) بلوک‌ها را تولید می‌کنند.

• کاربران عادی چه نقشی دارند؟

آن‌ها می‌توانند با استیک کردن دارایی خود به اعتبارسنج‌ها رأی دهند و در پاداش‌ها شریک شوند.

• مهم‌ترین مزیت PoSA چیست؟

سرعت بالای تراکنش‌ها و کارمزد پایین در مقایسه با الگوریتم‌های سنتی مانند PoW.

• مهم‌ترین عیب PoSA چیست؟

تمرکزگرایی بالاتر و امکان قدرت‌گیری نودهای ثروتمند.

• چگونه امنیت در PoSA تضمین می‌شود؟

با سیستم مجازات (Slashing) برای رفتارهای مخرب مانند امضای دوباره یا آفلاین بودن نودها.

• چرا PoSA ایجاد شد؟

برای رفع مشکلات PoW مانند مصرف انرژی زیاد و مقیاس‌پذیری پایین و همچنین بهره‌گیری از مزایای PoS و PoA.

سخن پایانی

الگوریتم گواه اثبات اعتبار سهام (PoSA) را می‌توان یکی از نوآوری‌های مهم در دنیای بلاک چین دانست که تلاش کرده است نقاط قوت دو الگوریتم اثبات سهام (PoS) و اثبات اعتبار (PoA) را با هم ترکیب کند. این الگوریتم با فراهم کردن سرعت بالا، کارمزد پایین و مصرف انرژی اندک، توانسته است بستری مناسب برای اجرای قراردادهای هوشمند و اپلیکیشن‌های غیرمتمرکز ایجاد کند. با این حال، محدودیت‌هایی مانند تمرکزگرایی و احتمال کاهش سطح غیرمتمرکز بودن شبکه همچنان از چالش‌های اساسی آن به شمار می‌رود.

به طور کلی، PoSA را می‌توان گامی رو به جلو در مسیر تکامل الگوریتم‌های اجماع دانست که نشان می‌دهد شبکه‌ها برای دستیابی به مقیاس‌پذیری، امنیت و کارایی بیشتر نیازمند رویکردهای ترکیبی هستند. آینده این الگوریتم وابسته به آن است که تا چه اندازه بتواند میان سرعت، امنیت و غیرمتمرکز بودن تعادل برقرار کند.

ممنون که تا پایان مقاله”گواه اثبات اعتبار سهام (PoSA) چیست؟“همراه ما بودید

بیشتر بخوانید

• الگوریتم گواه اثبات اعتبار (PoA) چیست؟ | راهکار رفع مشکل مقیاس پذیری بلاکچین
• ارز دیجیتال چیست؟ | عملکرد و ویژگی های ارز دیجیتال
• بیت کوین چیست؟