اثبات کار و اثبات سهام چه تفاوتی دارند؟ ۴ تفاوت در امنیت، انرژی و تمرکز

مقدمه: بلاکچین چگونه به توافق می‌رسد؟

بلاکچین یک دفتر ثبت مشترک است و هیچ مدیر مرکزی ندارد که تعیین کند کدام تراکنش‌ها معتبرند. پس شرکت‌کنندگان باید با یک سازوکار اجماع روی یک نسخه واحد از دفتر توافق کنند. دو سازوکار شناخته‌شده اثبات کار و اثبات سهام هستند. هر دو می‌خواهند تقلب را گران یا ناممکن کنند، اما از دو راه متفاوت: یکی با هزینه کردن انرژی و دیگری با قفل کردن دارایی.

تصویر ۱: چهار تفاوت اثبات کار و اثبات سهام

در این مقاله چهار تفاوت این دو را بررسی می‌کنیم. همه عددها فرضی و آموزشی‌اند، هیچ شبکه یا پروژه‌ای را معرفی یا رد نمی‌کنیم و این مقاله توصیه سرمایه‌گذاری یا فنی نیست. اگر با مفاهیم پایه آشنا نیستید، ابتدا مقاله ارز دیجیتال و بلاکچین چیست؟ را بخوانید. برای دیدن جایگاه این سازوکارها در انواع شبکه‌ها مقاله انواع بلاکچین؛ عمومی، خصوصی و کنسرسیومی چه تفاوتی دارند؟ ۳ نوع و کاربرد هر کدام را ببینید.

اثبات کار چیست؟

در اثبات کار، شرکت‌کنندگانی به نام ماینر برای اضافه کردن بلوک جدید یک مسئله محاسباتی سخت را حل می‌کنند. حل مسئله دشوار است ولی بررسی پاسخ ساده. هرکس زودتر پاسخ را پیدا کند، حق افزودن بلوک و دریافت پاداش را دارد. چون هر تلاش انرژی و سخت‌افزار مصرف می‌کند، هزینه واقعی پشت امنیت شبکه است: برای تغییر تاریخچه، مهاجم باید دوباره همه آن کار محاسباتی را انجام دهد و از بقیه سریع‌تر باشد. بیت‌کوین از جمله شبکه‌های شناخته‌شده‌ای است که از این روش استفاده می‌کند.

اثبات سهام چیست؟

در اثبات سهام، شرکت‌کنندگانی به نام تأییدکننده مقداری از دارایی شبکه را به‌عنوان وثیقه قفل می‌کنند. شبکه با روشی تصادفی و وابسته به سهم قفل‌شده، تأییدکننده بلوک بعدی را انتخاب می‌کند. اگر تأییدکننده درست عمل کند، پاداش می‌گیرد و اگر رفتار نادرست داشته باشد، بخشی از وثیقه‌اش کاهش می‌یابد. اتریوم از شبکه‌های شناخته‌شده‌ای است که پس از یک ارتقای مهم به این روش مهاجرت کرد؛ برای مقایسه این دو شبکه، مقاله بیت‌کوین و اتریوم چه تفاوتی دارند؟ ۴ تفاوت کلیدی برای مبتدی‌ها را بخوانید. ذکر این نمونه‌ها فقط برای روشن شدن مفهوم است.

تفاوت اول: منبع امنیت

در اثبات کار، امنیت از هزینه جاری می‌آید: توان محاسباتی و انرژی که باید مدام صرف شود. در اثبات سهام، امنیت از سرمایه در معرض خطر می‌آید: دارایی‌ای که قفل شده و ممکن است کم شود. به بیان ساده، در اولی مهاجم باید هزینه مصرف‌شونده بپردازد و در دومی باید سرمایه‌ای را به خطر بیندازد.

مثال عددی فرضی: چقدر منبع برای تسلط لازم است؟

فرض کنید شرکت‌کنندگان صادق در مجموع ۱۰۰۰ واحد توان محاسباتی دارند. مهاجمی که می‌خواهد سهم هدف مشخصی از کل را به دست آورد، باید منبع خودش را طوری تهیه کند که سهمش از مجموع به آن مقدار برسد. نسبت لازم برابر است با سهم هدف تقسیم بر (یک منهای سهم هدف):

• هدف سهم ۳۳ درصد: نسبت حدود ۰٫۴۹۳؛ یعنی حدود ۴۹۳ واحد.
• هدف سهم ۵۱ درصد: نسبت حدود ۱٫۰۴۱؛ یعنی حدود ۱۰۴۱ واحد.
• هدف سهم ۶۷ درصد: نسبت حدود ۲٫۰۳۰؛ یعنی حدود ۲۰۳۰ واحد.

نمودار دوم همین نسبت‌ها را نشان می‌دهد. حالا مقایسه هزینه: اگر هزینه اجاره یا تأمین هر واحد توان ۱۰ واحد در روز باشد، برای سهم ۵۱ درصد در اثبات کار حدود ۱۰٬۴۰۸ واحد در روز هزینه جاری لازم است (۱۰۴۱ ضرب در ۱۰). در اثبات سهام فرض کنید کل وثیقه صادق‌ها یک میلیون واحد باشد؛ برای همان سهم ۵۱ درصد، مهاجم باید حدود ۱٬۰۴۰٬۸۱۶ واحد وثیقه قفل کند و اگر رفتار نادرست او شناسایی شود و فرضاً ۳۰ درصد وثیقه کاهش یابد، حدود ۳۱۲٬۲۴۵ واحد از دست می‌دهد. این دو نوع هزینه ماهیت متفاوتی دارند (هزینه جاری در مقابل سرمایه در معرض کاهش) و مقایسه مستقیم آن‌ها ساده نیست. عددها کاملاً فرضی‌اند و ساختار واقعی هر شبکه متفاوت است. در فایل اکسل می‌توانید این محاسبه را با عددهای خودتان انجام دهید.

تصویر ۲: منبع لازم مهاجم نسبت به منبع صادق‌ها (فرضی)

نکته مهم

این محاسبه فقط یک مدل ساده است. در عمل، امنیت به طراحی کامل پروتکل، توزیع واقعی منابع، سازوکار مجازات، رفتار شرکت‌کنندگان و بسیاری از عوامل دیگر بستگی دارد. نه اثبات کار و نه اثبات سهام امنیت صددرصد نمی‌دهند.

تفاوت دوم: مصرف انرژی و سخت‌افزار

اثبات کار ذاتاً به مصرف انرژی نیاز دارد و رقابت برای پاداش باعث می‌شود شرکت‌کنندگان به سخت‌افزار تخصصی و کارآمد روی بیاورند. این هم مزیتی دارد (هزینه واقعی پشت امنیت و سختی بازنویسی تاریخچه) و هم انتقادهایی (مصرف زیاد انرژی و پسماند سخت‌افزار). در اثبات سهام، رقابت بر سر محاسبه نیست و مصرف انرژی معمولاً بسیار کمتر است و سخت‌افزار سبک‌تری لازم است. در عوض، سرمایه قفل‌شده بخشی از «هزینه» است و ممکن است ریسک‌های دیگری ایجاد کند. بحث درباره اینکه کدام سازوکار از نظر انرژی و محیط زیست مناسب‌تر است، هنوز ادامه دارد و این مقاله موضع‌گیری نمی‌کند.

تفاوت سوم: مشارکت و تمرکز

هر دو سازوکار تمایل دارند به نوعی تمرکز برسند، اما از مسیرهای متفاوت:

• در اثبات کار: صرفه‌جویی در مقیاس باعث می‌شود شرکت‌کنندگان در استخر استخراج جمع شوند تا درآمد منظم‌تری داشته باشند. اگر چند استخر سهم زیادی داشته باشند، تمرکز ایجاد می‌شود. هزینه سخت‌افزار و برق هم مانع ورود برخی افراد است.
• در اثبات سهام: برای سهام‌گذاری ممکن است حداقل مقدار لازم باشد، و بسیاری از کاربران از استخرها یا واسطه‌های سهام‌گذاری استفاده می‌کنند. اگر چند واسطه سهم بزرگی از وثیقه را در اختیار بگیرند، تمرکز ایجاد می‌شود. همچنین ممکن است دارندگان بزرگ‌تر سهم بیشتری از پاداش را جذب کنند.

مثال عددی فرضی: شاخص تمرکز

برای سنجش تمرکز می‌توان از شاخص هرفیندال استفاده کرد: مجموع مربع سهم هر شرکت‌کننده (بر حسب درصد). فرض کنید پنج شرکت‌کننده (استخر یا واسطه) سهم‌هایی برابر ۳۰، ۲۵، ۲۰، ۱۵ و ۱۰ درصد دارند. شاخص برابر ۹۰۰ به‌علاوه ۶۲۵ به‌علاوه ۴۰۰ به‌علاوه ۲۲۵ به‌علاوه ۱۰۰ یعنی ۲۲۵۰ است. سه شرکت‌کننده بزرگ‌تر روی هم ۷۵ درصد را دارند و فقط دو نفر (۳۰ و ۲۵) روی هم ۵۵ درصد، یعنی بیش از نیمی از کل را. اگر ده شرکت‌کننده هر کدام ۱۰ درصد داشته باشند، شاخص ۱۰۰۰ می‌شود و برای عبور از ۵۰ درصد به شش نفر نیاز است. شاخص کمتر یعنی پراکندگی بیشتر. باز هم تأکید می‌کنیم که این عددها فرضی‌اند و با وضعیت واقعی هیچ شبکه‌ای ارتباط ندارند.

تفاوت چهارم: مجازات رفتار نادرست و حمله

در اثبات کار، شرکت‌کننده‌ای که بلوک نامعتبر بسازد، بلوکش رد می‌شود و هزینه انرژی صرف‌شده را از دست می‌دهد؛ اما سرمایه‌گذاری او در سخت‌افزار از بین نمی‌رود. در اثبات سهام، رفتارهای نادرست مشخص (مثلاً تأیید دو نسخه متناقض) می‌تواند به کاهش بخشی از وثیقه منجر شود. به همین دلیل بسیاری از طراحی‌ها می‌گویند حمله در اثبات سهام می‌تواند برای مهاجم گران‌تر تمام شود، چون سرمایه خودش را از دست می‌دهد. با این حال، طراحی‌های مختلف تفاوت دارند و هر کدام ریسک‌ها و راه‌های حمله خاص خود را دارند، مثل تمرکز سهام، خطاهای نرم‌افزاری یا سازوکارهای دسترسی. برای هیچ‌کدام نمی‌توان امنیت مطلق قائل شد.

ریسک‌های سهام‌گذاری برای کاربر

• ریسک کاهش وثیقه: اگر از واسطه یا تأییدکننده‌ای استفاده کنید که رفتار نادرست دارد، ممکن است بخشی از دارایی شما کم شود.
• ریسک قفل بودن دارایی: دارایی سهام‌گذاری‌شده ممکن است برای مدتی قابل برداشت نباشد.
• ریسک قرارداد هوشمند و واسطه: مقاله دیفای چیست؟ ۴ مفهوم پایه و ریسک‌های آن برای مبتدی‌ها را ببینید.
• ریسک نوسان: دارایی پرنوسان است و پاداش لزوماً ضرر نوسان را پوشش نمی‌دهد.
• ریسک کلاهبرداری: وعده سود تضمینی روی سهام‌گذاری از نشانه‌های هشدار رایج است. مقاله کلاهبرداری در ارز دیجیتال؛ ۵ روش رایج را بخوانید.

سازوکارهای دیگر

دو سازوکار بالا تنها گزینه‌ها نیستند. در شبکه‌های با مجوز و بسته (مثل بلاکچین‌های خصوصی و کنسرسیومی) معمولاً از روش‌هایی بر پایه رأی‌گیری بین اعضای شناخته‌شده استفاده می‌شود. همچنین طراحی‌های ترکیبی و گونه‌های متعددی از هر دو سازوکار وجود دارد. همین تنوع نشان می‌دهد هیچ پاسخ واحد و همیشه بهتری وجود ندارد و باید بده‌بستان‌ها را فهمید.

چگونه یک شبکه را از نظر اجماع بسنجیم؟

این مقاله توصیه‌ای نمی‌کند، ولی پرسش‌های زیر کمک می‌کنند:

• منبع امنیت چیست و چقدر پراکنده است؟
• توزیع واقعی قدرت (توان یا سهام) بین شرکت‌کنندگان چگونه است؟
• سازوکار مجازات و رفتار در بحران چیست؟
• حداقل ورود برای مشارکت چقدر است؟
• مستندات و بررسی‌های مستقل در دسترس است؟

پاسخ‌ها را از مستندات رسمی و منابع مستقل بررسی کنید.

دانلود فایل اکسل کاربردی این مقاله

برای تمرین عملی، یک فایل اکسل شش‌برگه‌ای آماده کرده‌ایم: فایل اکسل این مقاله. برگه‌های آن راهنما، هزینه حمله، شاخص تمرکز، ارزیابی ریسک، چک‌لیست و نمودار هستند.

دانلود فایل اکسل این مقاله (رایگان)

• در برگه «هزینه حمله» منبع صادق‌ها، هزینه هر واحد، کل وثیقه و درصد کاهش را وارد می‌کنید و منبع لازم مهاجم و هزینه جاری یا وثیقه لازم را برای سهم‌های هدف مختلف می‌بینید.
• در برگه «شاخص تمرکز» سهم شرکت‌کنندگان را وارد می‌کنید و شاخص هرفیندال، سهم سه شرکت‌کننده بزرگ و حداقل تعداد برای عبور از ۵۰ درصد را می‌بینید.
• در برگه «ارزیابی ریسک» به پرسش‌های بله و خیر پاسخ می‌دهید.
• چک‌لیست و نمودار هم برای مرور و تصویرسازی‌اند.

سلول‌های زرد ورودی‌اند. عددهای نمونه فرضی‌اند و فایل هیچ شبکه‌ای را ارزیابی یا توصیه نمی‌کند.

اشتباهات رایج مبتدی‌ها

• تصور اینکه یکی از دو سازوکار برتر مطلق است.
• نادیده گرفتن تمرکز استخرها و واسطه‌ها.
• باور به اینکه اثبات سهام امنیت کامل می‌دهد یا اثبات کار هیچ ریسکی ندارد.
• مقایسه هزینه حمله با یک عدد ساده بدون در نظر گرفتن طراحی کامل.
• سهام‌گذاری بدون فهم ریسک کاهش وثیقه و قفل بودن دارایی.
• اعتماد به وعده سود تضمینی روی سهام‌گذاری.
• انتقال مبلغ زیاد بدون آزمایش مبلغ کوچک.
• نادیده گرفتن قوانین کشور.

سؤالات متداول

اثبات کار چیست؟

سازوکاری که در آن ماینرها با حل مسئله محاسباتی سخت و صرف انرژی بلوک جدید اضافه می‌کنند.

اثبات سهام چیست؟

سازوکاری که در آن تأییدکننده‌ها دارایی را به‌عنوان وثیقه قفل می‌کنند و در صورت رفتار نادرست ممکن است بخشی از آن کاهش یابد.

کدام سازوکار امن‌تر است؟

هیچ‌کدام برتر مطلق نیست؛ هر دو بده‌بستان‌ها و ریسک‌های خاص خود را دارند.

آیا اثبات سهام مصرف انرژی کمتری دارد؟

معمولاً بله، چون رقابت بر سر محاسبه نیست؛ اما این به‌تنهایی دلیل برتری مطلق نیست.

حمله پنجاه‌ویک درصد چیست؟

وضعیتی که یک طرف سهم اکثریت از منبع شبکه (توان یا سهام) را به دست آورد و بتواند ثبت تراکنش‌ها را مختل یا دستکاری کند.

شاخص هرفیندال چیست؟

مجموع مربع سهم هر شرکت‌کننده؛ شاخص بیشتر یعنی تمرکز بیشتر.

آیا سهام‌گذاری بدون ریسک است؟

خیر؛ ریسک کاهش وثیقه، قفل بودن دارایی، قرارداد هوشمند، واسطه و نوسان وجود دارد.

فایل اکسل را چگونه استفاده کنم؟

فقط سلول‌های زرد را تغییر دهید. عددهای نمونه فرضی‌اند و ساختار واقعی هر شبکه متفاوت است.

جمع‌بندی

چهار تفاوت اثبات کار و اثبات سهام عبارت‌اند از: منبع امنیت (هزینه جاری انرژی در برابر سرمایه در معرض خطر)، مصرف انرژی و سخت‌افزار، مشارکت و تمرکز، و مجازات رفتار نادرست. هر دو از راه‌های متفاوت تقلب را گران می‌کنند و هر دو می‌توانند به تمرکز برسند. هیچ‌کدام برتر مطلق یا ایمن مطلق نیست و باید طراحی کامل و توزیع واقعی قدرت را بررسی کرد. مستندات رسمی را بخوانید، پیش از سهام‌گذاری ریسک‌ها را بشناسید و قوانین کشور خود را از منابع رسمی بررسی کنید.

برای ادامه یادگیری، مقاله‌های ارز دیجیتال و بلاکچین چیست؟، بلاکچین لایه اول و لایه دوم چیست؟ ۴ تفاوت و دلیل وجود لایه دوم، انواع بلاکچین؛ عمومی، خصوصی و کنسرسیومی چه تفاوتی دارند؟ ۳ نوع و کاربرد هر کدام و بیت‌کوین و اتریوم چه تفاوتی دارند؟ ۴ تفاوت کلیدی برای مبتدی‌ها را بخوانید و فایل اکسل را دانلود کنید.

فراموش نکنید فایل اکسل رایگان این مقاله را دانلود کنید.

سلب مسئولیت: این مقاله صرفاً آموزشی است و توصیه سرمایه‌گذاری، فنی، خرید یا فروش نیست و هیچ بلاکچین، شبکه، استخر یا پروژه‌ای را معرفی یا رد نمی‌کند. بازار ارز دیجیتال بسیار پرنوسان و پرریسک است و ممکن است بخشی یا همه سرمایه از بین برود. قوانین مربوط به بلاکچین و ارز دیجیتال در کشورها متفاوت و در حال تغییر است؛ آن‌ها را از منابع رسمی بررسی کنید. عددها و سناریوها فرضی‌اند و به هیچ شبکه مشخصی مربوط نیستند. پیش از هر تصمیم با متخصص مجاز مشورت کنید.