الگوریتم اثبات اهمیت (Proof of Importance) چیست؟

الگوریتم اثبات، که اغلب به عنوان الگوریتم اثبات اهمیت (Proof of Importance) شناخته می‌شود، یک مفهوم بنیادی در بلاکچین و سیستم‌های رمزنگاری است که برای اثبات مشروعیت یا قابل اعتماد بودن یک شرکت‌کننده یا یک تراکنش بدون تکیه بر روش‌های سنتی و سنگین تأیید منابع، عمل می‌کند. این الگوریتم از اصول اقتصادی یا محاسباتی برای نشان دادن نفوذ، سهم یا مشارکت یک شرکت‌کننده در یک شبکه استفاده کرده و به طور مؤثر امنیت و اجماع را در یک محیط غیرمتمرکز تضمین می‌کند.

برخلاف مکانیسم‌های اثبات کلاسیک مانند اثبات کار که به تلاش محاسباتی شدید یا اثبات سهام که بر اساس دارایی‌های توکن است، وابسته هستند، اثبات اهمیت ابعاد دیگری مانند اعتبار، فعالیت یا اهمیت کلی برای اکوسیستم شبکه را در بر می‌گیرد. این رویکرد نوآورانه، کارایی و انصاف را در اعتبارسنجی تراکنش‌ها و حفظ یکپارچگی شبکه افزایش می‌دهد.

معرفی الگوریتم اثبات اهمیت

اثبات اهمیت (PoS) یک مکانیسم اجماع است که توسط برخی از شبکه‌های بلاکچین به عنوان جایگزینی برای اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS) استفاده می‌شود. در سیستم‌های مبتنی بر PoS، اعتبارسنج‌ها برای ایجاد بلوک‌های جدید و ایمن‌سازی شبکه بر اساس ترکیبی از سهم خود (میزان ارز دیجیتالی که به عنوان وثیقه قفل می‌کنند) و سایر عواملی که برای تضمین امنیت و انصاف طراحی شده‌اند، انتخاب می‌شوند. ایده اصلی این است که سهم اقتصادی و مشوق‌های مدیریتی، منافع اعتبارسنج‌ها را با سلامت و یکپارچگی شبکه همسو می‌کند، نه اینکه به کار محاسباتی متکی باشد.

اعتبارسنج‌ها برای پیشنهاد و اعتبارسنجی بلوک‌ها متناسب با سکه‌های سپرده‌گذاری شده خود انتخاب می‌شوند. سهم بالاتر احتمال انتخاب شدن را افزایش می‌دهد، اما اغلب شامل تصادفی بودن یا معیارهای اضافی برای جلوگیری از تمرکزگرایی است. همچنین، اعتبارسنج‌ها سهم مالی در پروتکل دارند. اگر آنها نادرست عمل کنند یا در انجام وظیفه خود کوتاهی کنند، ممکن است بخشی یا تمام سهم خود را از طریق کاهش یا جریمه از دست بدهند.

• قطعیت و نقاط بازرسی: طرح‌های اثبات سهام (PoS) اغلب تضمین‌های قطعی قوی را از طریق بلوک‌های ارجاع متقابل، گواهی‌ها یا ابزارهای قطعیت در بر می‌گیرند که خطر انشعاب‌ها را کاهش داده و تأییدهای نهایی سریع‌تر را ممکن می‌سازد.

• مشوق‌ها و جریمه‌ها: اعتبارسنج‌ها برای مشارکت صحیح (گواهی‌ها، پیشنهادهای بلوک) پاداش می‌گیرند و می‌توانند برای سوء رفتار یا زمان از کارافتادگی طولانی جریمه شوند که این امر فعالیت‌های مخرب را کاهش می‌دهد.

• سریع‌تر و کم‌مصرف: در مقایسه با اثبات کار (PoW)، اثبات سهام معمولاً انرژی بسیار کمتری مصرف می‌کند زیرا اعتبارسنجی بلوک نیازی به هشینگ پرانرژی ندارد و قطعیت اغلب می‌تواند سریع‌تر حاصل شود.

• تفاوت‌های رایج با سایر مدل‌های اجماع در مقایسه با PoW: بدون استخراج با محاسبات انرژی‌بر؛ انتخاب بر اساس قوانین سهام و پروتکل است، نه کار زنجیره.

• در مقایسه با PoS خالص (به تنهایی سهام‌گذاری): PoS به عنوان یک اصطلاح می‌تواند به طرح‌های مختلفی اشاره داشته باشد؛ برخی از سیستم‌ها از یک رویکرد ترکیبی یا لایه‌ای با مکانیسم‌های رمزنگاری اقتصادی اضافی برای تضمین قطعیت و حاکمیت استفاده می‌کنند.

• مدل‌های امنیتی: PoSبرای جلوگیری از حملات به مجازات‌های اقتصادی (کاهش) و ملاحظات تمرکز سهام متکی است، در حالی که PoW به هزینه‌های منابع فیزیکی و تصادفی بودن زنجیره در درازمدت متکی است.

• شرایط حذف: بسیاری از پروتکل‌های PoS رفتارهای نادرست خاصی (مانند امضای دوگانه، مدت زمان از کار افتادگی طولانی) را تعریف می‌کنند که باعث جریمه‌های سهام می‌شوند.

• الزامات اعتبارسنج: اپراتورها معمولاً به زیرساخت‌های قابل اعتماد، نظارت و دوره‌های قفل سهام نیاز دارند؛ انگیزه‌هایی برای حفظ زمان کار و رفتار صادقانه وجود دارد.

• تاخیر در قطعیت: بسته به طراحی، تأییدها ممکن است قبل از اینکه یک بلوک غیرقابل برگشت تلقی شود، به چندین گواهی قطعیت یا ایست بازرسی نیاز داشته باشند.

• مدیریت و ارتقاء: سیستم‌های PoS اغلب شامل مدیریت درون زنجیره‌ای برای تصمیم‌گیری در مورد تغییرات پروتکل و به‌روزرسانی پارامترها هستند که منعکس‌کننده مدل مشارکت مبتنی بر سهام است.

تکنیک‌های اثبات کار (PoW) رایج مورد استفاده در اثبات سهام (PoS) چیست؟

تکنیک‌های اثبات کار (PoW) معمولاً مستقیماً در مکانیسم‌های اجماع اثبات سهام (PoS) استفاده نمی‌شوند، زیرا PoS قصد دارد کار محاسباتی پرانرژی PoW را با یک فرآیند انتخاب اعتبارسنج مبتنی بر سهام جایگزین کند. با این حال، برخی از سیستم‌های PoS مفاهیمی الهام گرفته از PoW یا رویکردهای ترکیبی را در بر می‌گیرند که عناصر هر دو را ترکیب می‌کنند. روش‌های رایجی که تکنیک‌های PoW ممکن است با PoS مرتبط یا با آن ادغام شوند عبارتند از اجماع ترکیبی، برخی از بلاکچین‌ها از PoW برای ایمن‌سازی اولیه شبکه (مثلاً برای استخراج سکه‌های جدید) استفاده می‌کنند و سپس PoS را برای نهایی کردن بلوک‌ها و رأی‌گیری مدیریتی روی آن قرار می‌دهند.

این رویکرد دوگانه، امنیت PoW را با کارایی PoS تقویت می‌کند. اثبات تاریخچه (PoH)، که توسط شبکه‌هایی مانند Solana استفاده می‌شود، یک مکانیزم رمزنگاری مهر زمانی است که تا حدودی مانند یک معمای PoW عمل می‌کند تا گذر زمان و ترتیب رویدادها را اثبات کند، اما استخراج PoW کامل نیست. این مکانیزم، اعتبارسنج‌های PoS را با ترتیب کارآمد تکمیل می‌کند.

• تولید تصادفی: محاسبات هش به سبک PoW یا حل معما می‌تواند به عنوان منابع تصادفی بی‌طرفانه در برخی از پروتکل‌های PoS برای انتخاب اعتبارسنج یا انتخاب کمیته استفاده شود.

• اصول امنیتی: ایده‌های امنیت اقتصادی پشت PoW، مانند پرهزینه کردن حمله از طریق هزینه منابع، در PoS از طریق کاهش جریمه‌های سهام برای جلوگیری از رفتارهای مخرب به جای معماهای محاسباتی واقعی تطبیق داده می‌شوند.

• کاربرد تاریخی: سکه‌های PoS اولیه مانند Peercoin از بلوک‌های PoW همراه با ضرب PoS به عنوان یک مرحله گذار استفاده می‌کردند و کار هشینگ را با اعتبارسنجی مبتنی بر سهام ترکیب می‌کردند.

در اصل، PoS به طور کلی حل کامل معما و مصرف انرژی PoW را حذف می‌کند، اما ممکن است تکنیک‌های پازل‌مانند یا رمزنگاری را به عنوان ابزاری در یک چارچوب اقتصادی متفاوت که بر سهام به جای کار انجام شده تمرکز دارد، به کار گیرد. ایده اصلی این است که اعتبارسنج‌ها بر اساس سهام اقتصادی و انگیزه‌های صداقت خود به جای کار محاسباتی انتخاب می‌شوند و در عین حال مصرف انرژی را تا حد زیادی کاهش می‌دهند و در عین حال امنیت شبکه را از طریق جریمه‌های اقتصادی و انتخاب تصادفی اعتبارسنج حفظ می‌کنند.

از این رو، تکنیک‌های PoW مورد استفاده در PoS عمدتاً توابع رمزنگاری یا عناصر پازل‌مانند هستند که نقش‌هایی غیر از استخراج خالص را ایفا می‌کنند. امنیت اجماع و انتخاب اعتبارسنج به جای قدرت محاسباتی خام، به سهام‌گذاری و برش متکی هستند.

چگونه پیچیدگی اثبات کار (PoW) با کارایی الگوریتمی اثبات سهام (PoS) مرتبط است؟

پیچیدگی اثبات کار (PoW) و کارایی الگوریتمی اثبات سهام (PoS) اساساً به هم مرتبط هستند، اما از نظر نیازهای محاسباتی و مقیاس‌پذیری تفاوت‌های چشمگیری دارند. پیچیدگی اثبات کار شامل حل معماهای رمزنگاری است که به قدرت محاسباتی و مصرف انرژی قابل توجهی نیاز دارند.

سختی معمای اثبات کار به صورت پویا تنظیم می‌شود تا زمان بلوک پایدار را حفظ کند، به این معنی که ماینرها به طور مداوم منابع را صرف یافتن یک نانس معتبر می‌کنند که با هدف سختی شبکه مطابقت داشته باشد. این فرآیند با گران کردن محاسبات برای حمله به شبکه، امنیت را تضمین می‌کند، اما منجر به مصرف بالای برق و کندتر شدن قطعیت تراکنش می‌شود.

در مقابل، اثبات سهام با انتخاب اعتبارسنج‌ها بر اساس سهم اقتصادی آنها به جای تلاش محاسباتی، بر کارایی الگوریتمی تمرکز دارد. الگوریتم‌های اثبات سهام از روش‌های رمزنگاری و احتمالاتی برای انتخاب اعتبارسنج‌ها و نهایی کردن بلوک‌ها استفاده می‌کنند که به قدرت محاسباتی بسیار کمتری نیاز دارد. اعتبارسنج‌ها بدون نیاز به حل معماهای پرمنبع، بلوک‌ها را تولید و تراکنش‌ها را به طور کارآمد تأیید می‌کنند. این کارایی منجر به کاهش مصرف انرژی، قطعیت اجماع سریع‌تر و مقیاس‌پذیری بهتر می‌شود.

نکات کلیدی در مورد رابطه:

• پیچیدگی اثبات کار (PoW) ریشه در هزینه بالای منابع برای امنیت دارد، که آن را از نظر الگوریتمی “سنگین” و پرانرژی می‌کند.

• اثبات کار (PoS) با تکیه بر الگوریتم‌های کارآمد برای انتخاب تصادفی اعتبارسنج و اجماع، امنیت را از طریق مشوق‌ها و جریمه‌های اقتصادی به دست می‌آورد، بنابراین از نظر الگوریتمی “سبک” است.

• پروتکل‌های اثبات کار (PoS) از تکنیک‌های رمزنگاری برای انتخاب اعتبارسنج و قطعیت استفاده می‌کنند که از نظر محاسباتی ساده‌تر از استخراج اثبات کار هستند.

• تغییر از سختی محاسباتی اثبات کار (PoW) به مدل امنیت اقتصادی اثبات کار (PoS) باعث بهبود توان عملیاتی و کاهش تأثیر بر محیط زیست می‌شود.

• کارایی الگوریتمی اثبات کار (PoS) در مقایسه با شبکه‌های اثبات کار، امکان بهبود مقیاس‌پذیری، مانند زمان بلوک کوتاه‌تر و تأیید سریع‌تر تراکنش‌ها را فراهم می‌کند.

به طور کلی، پیچیدگی اثبات کار (PoW) امنیت را از طریق محاسبات پرهزینه تضمین می‌کند، در حالی که اثبات کار (PoS) با مکانیسم‌های الگوریتمی کارآمدتر و مبتنی بر سهام که پیچیدگی محاسباتی را کاهش داده و کارایی عملی شبکه را افزایش می‌دهند، به اهداف امنیتی مشابهی دست می‌یابد.

سخن پایانی

در نتیجه، الگوریتم‌های اثبات مانند الگوریتم اثبات اهمیت (Proof of Importance) با تأکید بر سهم معنادار، سهم یا اعتبار یک شرکت‌کننده در شبکه، به جای تکیه صرف بر قدرت محاسباتی یا دارایی‌های توکن، نشان‌دهنده یک تکامل مهم در مکانیسم‌های اجماع بلاکچین هستند. این رویکرد، کارایی، انصاف و امنیت سیستم‌های غیرمتمرکز را افزایش می‌دهد و انگیزه‌های اعتبارسنج‌ها را با سلامت کلی شبکه همسو می‌کند.

این الگوریتم‌های اثبات با گنجاندن معیارهای گسترده‌تر معناداری، مسیرهای جدیدی را برای اکوسیستم‌های بلاکچین مقاوم‌تر و فراگیرتر باز می‌کنند. با پیشرفت و ادغام فناوری بلاکچین در صنایع مختلف، اثبات معناداری و الگوریتم‌های نوآورانه مشابه، نقش حیاتی در شکل‌دهی به آینده اعتماد و اجماع غیرمتمرکز ایفا خواهند کرد.

🔗منبع:

• coincub.com