اثبات سهام و اثبات کار چیست؟ مکانیزم اجماع و امنیت شبکه به زبان ساده_دریای تکنولوژی

اثبات سهام و اثبات کار چیست؟

در اولین تعریف باید این دو را دو شکل از Consensus Algorithm یا الگوریتم های توافق یا اجماع در بلاکچین (Blockchain Consensus) به شمار بیاوریم. الگوریتم، سامانه یا مکانیزم اجماع یا توافق (Consensus Algorithm) یا Consensus Mechanism یکی از مفاهیم پایه در بلاکچین یا زنجیره بلوکی (Blockchain) است. بلاکچین یک DLT یا دفتر کل توزیع شده است. به نقل از آکادمی روبلکس دفتر کل یا Ledger در حسابداری و علوم مالی به دفتری اطلاق میشود که همه داده های مالی خرید و فروش و به طور کلی تراکنش ها را در خود جای می دهد. اطلاعات و داده هایی همانند نام حساب، بستانکار، بدهکار و دیگر داده های مالی و تراکنشی به شکلی جداگانه و جدا گانه در آن یادداشت می-شوند.

دفتر کل توزیع شده (DLT ) چیست؟
دفتر کل توزیع شده (DLT ) در اثبات سهام و اثبات کار، نقش مهمی بازی می کند. چرا که سه کار مهمِ قبول مالکیت، شناسایی هویت و روشن کردن و تشخیص حالت را انجام می دهد. بلاکچین یک دفتر کلِ عمومیت یافته و نامتمرکز است. گفتیم که ساختار بلاکچین به طور زنجیره ای از بلوک ها تعریف شده است. از طرف دیگر گفتیم که بلاکچین یک دفتر کلِ نامتمرکز است که داده های خرید و فروش در آن ثبت می¬بشود.
در نتیجه بلاکچین را باید زنجیره ای از تاریخچه های تراکنشی دانست که همه داده ها را در واحدهایی به نام بلوک ذخیره می کند. هر کدام از این واحدهای بلاکی یا بلوکی، ماموریت ذخیره گروهی از داده ها یا تاریخچه ها را به مسئولیت دارد. در این بلوک ها اطلاعاتی همانند تاریخ، ساعت، بها یا مبلغ خریدهای کاربر و این چنین داده های فروشندگان را در تراکنش های بینابینی در خود نگهداری می کند. در این بلوک ها به جای داده ها و اطلاعات هویتی شما از یک امضای دیجیتال منحصر به فرد منفعت گیری می بشود. این امضا یا کد یگانه و منحصر به فرد، هش نامیده می بشود.

دیفای شما را نجات می دهد: پاسخی برای سوالِ اثبات سهام و اثبات کار چیست؟
در این قسمت از جواب ما به سوالِ اثبات سهام و اثبات کار چیست؟ برگردیم به الگوریتم، سامانه یا مکانیزم اجماع یا توافق (Consensus Algorithm)! گفتیم که بلاکچین، زنجیره ای از بلوک ها است. هر بلوک، بخشی از داده ها و اطلاعات بلوک های قبلی را هم در خود جای داده است. این روال ذخیره سازی به این معنی است که هر تغییری در چیدمان داده ها و اطلاعات، زنجیره ای از تغییرات را به جستوجو خواهد داشت. یعنی یک تحول در یک بلوک، دومینویی از تغییرات را در زنجیره بلوک ها به جستوجو خواهد داشت. الگوریتم اجماع از این ویژگی سیال و نامتمرکز بلاکچین منفعت مند می بشود و به همه کاربران اجازه می دهد که درمورد یک تحول به توافق برسند. در این دموکراسی مالی هنگامی همه درمورد یک تحول به اجماع رسیدند، آن تحول همگانی می بشود. در واقع مکانیزم اجماع در سیستم های دیفای یا DeFi یک الزام امنیتی است.

دیفای چیست؟
DeFi از درهم آمیزی دو کلمه Decentralized (نامتمرکز کردن) و Finance (امور مالی) ساخته شده است. در این سیستم، کاربران به دور از شخص ثالث (میانجی های مالی) و مانع های سنتی بازارها به خرید و فروش می پردازند. در سیستم دیفای بلاکچین هر کاربر یا گره بلاکچین حق دارد درمورد یک منبع مالی و تراکنش های آن، موافقت یا مخالفت کند. در صورت مطمعن گره ها، تراکنش و داده های آن به بلوک ها اضافه می بشود. گره یا Node در کلمه شناسی بلاکچین به هر کدام از کاربران حرف های می بشود. هر گره قوت ساخت و آفرینش مطلب ها، دریافت آنها و ارسال شان را دارد.

تراکنش های قابل مطمعن!
در بند قبلی و در جواب به سوال اثبات سهام و اثبات کار چیست؟ تا حدودی به مکانیزم اجماع یا توافق پرداختیم. دو تا از با اهمیت ترین ساز و کارهای اجماع، اثبات سهام و اثبات کار می باشند. این دو به کاربران یا گره های بلاکچین این توانایی را می دهند که به دور از کلاهبرداری، تقلب، خطر و ریسک بر شبکه نظارت کنند. در نظام های مالی سنتی، از مکانیزم ها و سازوکارهای متمرکز منفعت گیری می بشود. مطمعن به درستی تراکنش در این سیستم های متمرکز به این شکل است که نهاد مالی با ارجاع به سرورها و سرویس های خصوصی خود، درستی تراکنش را تایید می کند. این سیستم به شما، و سازوکارهایی همانند اثبات کار یا سهام نیازی ندارد. در سیستم های نامتمرکز داستان طور فرد دیگر است.

ساختار نامتمرکز و سوال اثبات سهام و اثبات کار چیست؟
در سیستم نامتمرکزی همانند بلاکچین و در جواب به سوال اثبات سهام و اثبات کار چیست؟ حتما باید به کارکرد امنِ اثبات کار و سهام ارجاع دهید. در شبکه نامتمرکز بلاکچین همه کاربران به اشتراک، مالک شبکه به شمار می روال. در واقع بلاکچین را باید بانکی دانست که همه مشتریان آن، در عین حال مالک بانک می باشند و هر تراکنشی در آن باید به قبول تک تک آنها برسد. اما یک مشکل در اینجا خودنمایی می کند! مشکل خود شبکه شناور بلاکچین است. بزرگ ترین پاشنه آشیلِ این دموکراسی مالی، خود این دموکراسی است. از کجا بدانیم که تک تک کاربران یا اعضای این دموکراسی مالی بلاکچینی، اخلاقی عمل می کنند و دست به کلاهبرداری، تقلب و دزدی نمی زنند؟ ما این چنین تضمینی نداریم! به همین علت هم از اعتبارسنجی منفعت گیری می کنیم.
یکی از این روش های اعتبارسنجی، اثبات کار است. اما اجازه دهید قبل از پرداختن به آن به یکی از با اهمیت ترین مفاهیم بلاکچین بپردازیم: تحمل خطای بیزانس یا Byzantine Fault Tolerance! برای اطلاعات زیاد تر به وب سایت روبلکس مراجعه کنید.

تحمل خطای بیزانس (BFT)
تحمل خطای بیزانس ریشه در قضیه ای منطقی به نام خطای بیزانسی دارد. این قضیه این طور گفتن می بشود: ما ارتشی از ژنرال های بیزانسی داریم. اگر ژنرال ها با هم تصمیم به یورش یا عقب نشینی بگیرند، بدون هیچ خطایی موفق می شوند. اگر ربط بین آنها صدمه ببیند در هیچ کدام کامیاب نخواهند می بود. بعد چکار باید کرد؟ بهترین راه تحمل خطای بیزانس یا BFT است. در این روش، گره های یا کاربران صدمه دیده در فرآیند تصمیم گیری شراکت داده نمی شوند. این کار تصمیم گیری را سالم نگه می دارد. دو روش از روش های تحمل خطای بیزانس، اثبات کار و اثبات سهام می باشند.
شکل بهینه تر و انطباق یافته تری از این قضیه با کارکرد ماشین ها، تحمل خطای بیزانس عملی یا Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT) است. در این روش فکر می بشود که گره ها یا نودهای خرابکار نمی توانند از یک سوم همه نودها زیاد تر یا برابر آنها باشند. هر چه تعداد گره ها یا نودها زیاد تر باشد، گمان این که تعداد نودهای خرابکار به یک سوم همه گره ها یا نودها نزدیک بشود، کم تر است. در نتیجه همیشه تعداد نودهای درستکار زیاد تر از نودهای خرابکار است. این کار گارانتی کارکرد یا Linearizability را ضمانت می کند. گارانتی کارکرد در واقع شکل فرد دیگر از Nakamoto Consensus یا اجماع ناکاموتو است. این اصل می گوید که همه شبکه درمورد درستی یک کارکرد تراکنشی یا معامله های دیجیتال، توافق و اجماع دارند. این اجماع خود به چهار قسمت تقسیم میشود: اثبات کار، انتخاب بلاک یا بلوک، افتو ساختارهای تشویقی.

سازوکار اثبات کار
اثبات کار یا Proof of Work (PoW) در وضعیتی به کار می رود که شما بخواهید در تشکیل بلاک ها شرکت داشته باشید. اما شما برای این کار نیاز به گذر از یک خان مهم را دارید: شما باید درستکاری خود را اثبات کنید. چطور؟ باید بهایی پرداخت کنید؟ چه بهایی؟ بهایی که برای این کار پرداخت می کنید، قوت پردازش رایانه و مصرف برق است. شما باید ثابت کنید که حقیقی هستید و یک خرابکار نیستید. از آنجا که ساختار شبکه، دموکراتیک است باید با دیگر اعتبارسنج ها یا ماینرها رقابت کنید.
به این علت اگر شما از خارج شبکه داخل آن شده باشید و تصمیم فعالیتی غیرقانونی را داشته باشید باید قوت پردازشی زیاد تر از همه ماینرهای این رقابت داشته باشید. همین کار شما را رسوا می کند. چون این کار شما هیچ توجیه اقتصادی ندارد و با علتکار در شبکه همخوانی ندارد. اما کاربری که در این رقابت برنده بشود یعنی دیگر کاربران رقیب وی را تایید کنند میتواند مسئول ساخت بلوک تازه شده و پاداش بگیرد.

توکن ها را دو بار خرج نکنید!
اثبات سهام یا Proof of Stake (PoS) یک مکانیزم امنیتی و شکلی از اجماع توزیع شده یا Distributed Consensus است که برای جلوگیری از چاپ مجدد سکه ها و خرج مجدد آنها به کار میرود. اصولا این فرآیند توسط کاربرانی که تصادفا انتخاب می شوند، صورت می¬گیرد. به این کاربران انتخاب شده، اعتبارسنج (validators) یا بیکر (bakers) حرف های می بشود. اعتبارسنجی که مایل باشند در روال تشکیل بلوک ها شراکت داشته باشند و پاداش دریافت کنند باید چند کار انجام بدهند. اولین کار خرید توکن های اختصاصی شبکه است. سپس از سپرده گذاری توکن ها یا ارز خریداری شده باید آن را Stake یا سهام گذاری کنند. سهام در بلاکچین، به معنی قفل کردن توکن ها انجام می بشود. با این کار کاربر خود را برای تبدیل شدن به یک فورجر (forger) یا سازنده بلاک نامزد می کند.

پاسخی برای اثبات سهام و اثبات کار چیست؟
در جواب به سوال اساسی ما یعنی اثبات سهام و اثبات کار چیست؟ اعتبارسنج ها نقش مهمی دارند. اعتبارسنج هایی که توسط شبکه و از طریق یک فرایند اتفاقی انتخاب شده اند در یک رقابت، توسط همه گره ها اعتبارسنجی شده و یکی از آنها را برای ساختن بلوک برمی گزینند. هر اعتبارسنج به نسبت خرید یا سهام خود، شانس برنده شدن در این روال را دارد. پاداش و شانس ساختن یک بلوک، پاداش این رقابت است. در این روش اگر فردی بخواهد خرابکاری کند همه دارایی قفل شده خود را از دست می دهد. هکرهایی که از خارج شبکه به آن دعوا می کنند باید قسمت بزرگی از توکن ها را بخرند که از نظر اقتصادی به صرف نیست و در واقع خود مهاجم بازنده مهم این هک است.

اگر در اثبات سهام، گره ها نمایندگانی را برگزینند که پایه کار خود را بر پایه پروتکل تحمل خطای بیزانس (BFT) قرار دهند ما با شکلی خاصی از اثبات سهام یعنی Delegated Proof of Stake (DPoS) یا اثبات سهام نمایندگی شده روبرو هستیم. این گروه برگزیده هر کدام بر پایه رهبری چرخشی، فقط برای ساخت یک بلوک اختیار دارد. این روش تمرکززدا از امنیت بالایی برخوردار است. از آنجا که تعداد نمایندگان محدود است، مطمعن بین آنها هم بالا است.

منبع