گواه اثبات انتقال (PoX) چیست و چگونه کار می‌کند؟

اگر به مباحث فنی حوزه رمزارزها علاقه داشته باشید، با موضوع اجماع گواه اثبات کار در بلاک چین‌ها آشنا هستید. گواه اثبات کار و گواه اثبات سهام دو مورد از شناخته‌شده‌ترین الگوریتم‌های اجماع هستند. هرچند که این دو الگوریتم در شبکه‌های مختلف و معروفی مانند بیت کوین، اتریوم و دیگر بلاکچین‌های موجود استفاده می‌شوند، اما بدون نقص و ایراد نیستند. روش‌های متنوعی برای اصلاح مشکلات آن‌ها ابداع شد. الگوریتم گواه اثبات انتقال (POX) یکی از این راه‌حل‌ها است. در این مقاله درباره اینکه گواه اثبات انتقال چیست، توضیح می‌دهیم. علاوه‌بر این به بررسی دلیل نیاز به آن، علت پیاده‌سازی PoX بر بستر مبتنی‌بر گواه اثبات کار بلاک چین بیت کوین و مقایسه آن با مشکلات امنیتی PoS می‌پردازیم. با میهن بلاکچین همراه باشید.

الگوریتم اجماع چیست؟

شاید بد نباشد به دلیل اینکه الگوریتم اجماع PoX به‌منظور بهبود گواه اثبات کار ایجاد شده است، قبل از اینکه توضیح دهیم گواه اثبات انتقال چیست، مروری سریع بر مفهوم الگوریتم اجماع و گواه اثبات کار داشته باشیم. حوزه ارز‌های دیجیتال و فضای بلاک چین‌ها هر دو در دسته شبکه‌های غیرمتمرکز جای دارند و مرجع نظارتی بر آنها حاکم نیست. دستاورد‌های مطلوب و منحصر به فردی از قبیل مقاوم بودن در برابر سانسور‌، مقاوم بودن در برابر تصرف‌، به حداقل رساندن میزان نیاز به فضای اعتماد و غیره که در این دو بستر موجود هستند‌، به واسطه غیرمتمرکز‌سازی حاصل شده‌اند. غیرمتمرکز‌سازی بهایی نیز به همراه دارد و آن اطمینان به کاربران و فعالان دیگر این اکوسیستم است؛ اما چگونه؟ این درست همان نقطه‌ای محسوب می‌شود که الگوریتم اجماع وارد عرصه شده و به ما کمک می‌کند. در غیاب یک مرجع نظارتی متمرکز‌، اعتماد مورد نیاز از جانب «پروتکل‌های اجماع» تامین می‌شود.

به منظور درک بهتر‌، پروتکل‌های اجماع را در قالب مجموعه‌ای از قوانین در نظر بگیرید که فعالان این عرصه را به گردآوری سوابقی مبنی‌بر حقیقت تشویق می‌کنند. به عنوان مثال به این موضوع می‌توان اشاره کرد که کدام یک از منابع مالی به کدام آدرس‌ها تعلق دارند‌ و سایرین نیز می‌توانند صحیح بودن سوابق گردآوری شده مربوط به این موضوع را تایید کنند.

بیت کوین به واسطه الگوریتم اجماع گواه اثبات کار (PoW‌) خود‌ که دارای رویکرد‌های غیرمتمرکز‌سازی و امنیت در سطوح بالا است‌، یکی از ایمن‌ترین بلاک چین‌ها محسوب می‌شود. اما سوال اینجاست که اگر گواه اثبات کار موجب ایمن‌سازی Bitcoin می‌شود، پس چرا باید الگوریتم اجماع جدیدی ابداع شود؟

برای پاسخ‌دهی به این سوال لازم است تا در ابتدا درک درستی از ماهیت گواه اثبات کار‌، مزایا و محدودیت‌های آن داشته باشیم.

الگوریتم اجماع گواه اثبات کار چیست‌؟

گواه اثبات کار الگوریتمی است که تا به امروز مسئولیت تامین امنیت بسیاری از بلاکچین‌ها مانند بیت کوین و اتریوم را بر عهده داشته است. این الگوریتم اجماع در مسیری عمل می‌کند تا نود‌های درون شبکه بتوانند با حل کردن مسائل ریاضی‌، بلاک بعدی درون زنجیره را تولید کنند. در وهله دوم‌، در اختیار داشتن پاسخ این مسئله ریاضی به کسب مجوز اجماع منجر شده و امکان انتخاب بلاک مورد نظر برای افزودن به بلاکچین را فراهم می‌کند. فرایند ساخت بلاک جدید به صورت تقریبی به میزان ۱۰ دقیقه زمان نیاز دارد. کل این فرایند برای اطمینان حاصل کردن از عدم فعالیت اسپمر‌ها در این مسیر صورت می‌گیرد.

روندی که تا به اینجا مورد بررسی قرار دادیم، تحت عنوان ماینینگ یا فرایند استخراج شناخته می‌شود. در طول این روند‌، به میزان زیادی انرژی الکتریکی برای حل مسائل پیچیده ریاضی نیاز داریم. از همین رو‌، برای انجام چنین کاری به یک کامپیوتر مخصوص ماینینگ نیاز خواهیم داشت. افرادی که در این فرایند مشارکت دارند نیز با عنوان ماینر یا استخراج‌کننده شناخته می‌شوند. ماینر‌ها با مصرف کردن برق به تولید بلاک جدید پرداخته و دستمزد خدمات خود را از کوین‌های جدیدی که در طول این فرایند مینت یا تولید می‌شوند دریافت می‌کنند.

الگوریتم اجماع PoW به صورت پیش فرض از حفظ عامل اعتماد در یک سیستم بدون نیاز به فضای اعتماد اطمینان حاصل کرده و امنیت کل شبکه را تامین می‌کند. برای درک بهتر شیوه تامین امنیت شبکه‌، فرض کنید به تعداد کافی نود یا گره وجود دارند تا بتوان پاسخ مربوط به مسئله ریاضی را یافت. در چنین حالتی‌، اگر یک فعال اختلال‌گر یا یک گروه واحد از نود‌های اختلال‌گر قصد داشته باشند تا خلاف جهت مطلوب فعالیت کنند‌، قدرت محاسباتی مورد نیاز آنها برای چیرگی بر کل شبکه وجود نخواهد داشت.

لازم به ذکر است که زنجیره مبتنی بر گواه اثبات کار بیت کوین دارای محدودیت‌های خاصی نیز بود. از طرف دیگر، دلیل ایمن بودن این بستر را به برخوردار بودن آن از میزان حداقل زبان برنامه‌نویسی مورد نیاز و کوچک بودن گستره قرار‌گیری آن در معرض حمله به شبکه و خیلی از خصوصیت‌های دیگر می‌توان نسبت داد. به صورت کلی‌، معرفی ویژگی‌های جدید به پروتکل اصلی بیت کوین کاری دشوار و نامطلوب است، زیرا به افزایش میزان پیچیدگی منجر می‌شود. برای حل این مساله، تغییر در گواه اثبات کار شکل گرفت و گواه اثبات انتقال به‌وجود آمد. از آنجایی که شبکه استکس از گواه اثبات انتقال استفاده می‌کند، برای توضیح هرچه بهتر این مکانیسم اجماع، از این شبکه در توضیحات خود استفاده می‌کنیم.

گواه اثبات انتقال چیست؟

گواه اثبات انتقال اولین الگوریتم اجماع میان دو بلاک چین محسوب می‌شود. برای مشارکت در فرایند ماینینگ بلاکچین استکس، هیچ نیازی به سخت افزار تخصصی نیست و تنها بیت کوین مورد نیاز است. به نوعی می‌توان گفت که الگوریتم اجماع گواه اثبات انتقال به راه‌اندازی یا بوت استرپ کردن بلاکچین‌های جدید کمک می‌کند.

فرایند انتخاب رهبر در مکانیسم PoX در بستر بلاک چین Bitcoin صورت می‌گیرد و به جای مصرف نیروی برق در بستر گواه اثبات کار‌، الگوریتم PoX در قالب «گواه اثبات محاسبات‌»‌، از بیت کوین‌هایی که به تازگی مینت شده‌اند، استفاده می‌کند. ماینر‌ها هزینه ماینینگ خود را بر اساس BTC و به صورت مستقیم به نمایش می‌گذارند.

گواه اثبات انتقال چگونه کار می‌کند؟

در بلاک چین استکس که مبتنی بر PoX است، دو نوع مشارکت‌کننده اصلی وجود دارند.

۱. ماینر‌ها: ماینرها با خرج کردن بیت کوین‌، پاداش خود را از توکن‌های Stacks جدید‌، قرارداد‌های هوشمند و فی پردازش تراکنش‌ها دریافت می‌کنند.

۲. استکر‌ها (Stackers‌): استکرها با استک کردن توکن‌های STX خود در ازای دریافت BTC حمایت خود را نشان می‌دهند.

در این بخش به بررسی دقیق‌تر فرایند ماینینگ و استکینگ (Stacking) یا استک کردن می‌پردازیم.

ماینینگ و استکینگ

ماینر‌های STX به نوعی بر سر تبدیل شدن به رهبر ماینینگ بلاک بعدی رقابت و شرط‌بندی می‌کنند و برای داشتن فعالیت در مسیر این فرایند، BTC خرج می‌کنند. پروتکل مورد نظر نیز با استفاده از یک تابع تصادفی قابل تایید (VRF‌)‌، ماینر برنده یا همان رهبر بلاک بعدی‌ را انتخاب می‌کند. رهبر جدید نیز به محض انتخاب شدن‌، بلاک جدید بلاکچین استک را نوشته و پاداش‌های مربوطه را مینت می‌کند. این پاداش‌ها عبارتند از توکن‌های STX مینت شده حاصل از تولید بلاک‌، فی قرارداد‌های هوشمند و تراکنش‌ها.

بیت کوین‌های صرف‌شده برای شرط‌بندی‌های میانر‌ها نیز به آدرس‌های خاص مرتبط با هولدر‌های توکن STX بلاک چین استک که همواره در فرانید اجماع مشارکت دارند، ارسال می‌شوند. آدرس ارسال این پاداش‌ها نیز به صوررت تصادفی و با کمک VRF انتخاب می‌شوند؛ بنابراین‌، بیت کوین‌های صرف شده در فرایند ماینینگ در قالب پاداشی به هولدر‌های توکن Stacks تعلق می‌گیرد. این پاداش در واقع از جانب دارایی‌های STX این افراد و مشارکت آنها در الگوریتم استکینگ (Stacking‌) به آنها تعلق می‌گیرد. کل این ماجرا تحت عنوان فرایند استکینگ شناخته می‌شود.

این درواقع یک فرایند بی‌نظیر است و می توان گفت که بخش استکینگ از جهات مختلفی به فرایند استیکینگ شباهت دارد. اما آیا این یک تشابه دقیق محسوب می‌شود؟ سوالی که در این حیطه مطرح می‌شود این است که چرا Stacks به جای یک بلاک چین مبتنی‌بر PoS‌، بر روی بلاکچین مبتنی بر PoW بنا شده است؟ برای درک کامل پاسخ این سوال‌، لازم است تا در ابتدا به مفهوم گواه اثبات سهام (PoS‌) بپردازیم.

گواه اثبات سهام

اعضای شبکه‌ای که مبتنی‌بر گواه اثبات سهام است، در طول فرایند ماینینگ به منظور مشارکت در شبکه باید مقداری از توکن‌های شبکه را استیک یا سپرده‌گذاری می‌کنند. این سیستم دارای محدودیت‌هایی از قبیل موارد زیر است:

• کمبود نقدینگی اولیه‌: با توجه به اینکه فرصت استخراج کوین به صورت مستقیم با میزان ارزش کوین‌های ذخیره شده توسط نود‌ها تناسب دارد‌، نود‌های اعتبارسنج اولیه تمایلی به انتقال کوین‌ها به سایر نود‌ها ندارند.
• زنجیره خرج ثانویه‌: این احتمال وجود دارد تا فرایند خرج ثانویه ما به عنوان یک تراکنش معتبر به ثبت برسد. یک نود اختلال‌گر می‌تواند با استفاده از بلاک مربوط به خرج ثانویه‌، به صورت مخفیانه یک زنجیره جایگزین ساخته و گسترش دهد. هنگامی که این زنجیره نامعتبر از زنجیره معتبر اصلی بزرگ‌تر شود‌، شبکه این زنجیره را به عنوان زنجیره اصلی می‌شناسد و از همین رو خرد اجماع جمعی از بین خواهد رفت.
• ریسک ۵۱ درصد‌: اگر یکی از هویت‌های فعال در شبکه موفق به کسب مالکیت ۵۱ درصد یا میزان بیشتری از ارز مورد استفاده در شبکه شود‌، این امکان را دارد تا با کنترل بخش اعظمی از شبکه کل بلاک چین را دچار اختلال کند.
• نقدینگی محدود‌: با رشد روزافزون شبکه ماینر‌ها‌، رمزارز بومی غیرفعال‌تر خواهد شد و با توجه به هولد شدن رو به افزایش رمزارز‌های بومی هر شبکه توسط نود‌های ماینینگ‌، قابلیت معامله کردن این نوع ارز نیز رفته رفته از بین می‌رود.

چرا گواه اثبات انتقال مبتنی بر PoS پیاده‌سازی نشده است؟

الگوریتم اجماع PoX به نوعی یک افزونه برای بلاک چین مبتنی بر گواه اثبات کار محسوب می‌شود که قابلیت برنامه‌ریزی آن افزایش پیدا کند. علاوه بر این‌، دلیل محکمی برای این سوال وجود دارد که چرا Stacks به صورت مبتنی بر بلاک چین PoS محور پیاده‌سازی نشده است.

در بستر مبتنی بر گواه اثبات سهام‌، در صورتی که اتصال یک نود برای مدت زمان کافی از شبکه قطع شده یا حتی به واسطه دو تاریخچه تراکنش متناقض در حال راه‌اندازی یا بوت استرپ کردن باشد‌، شبکه اصلی بدون در اختیار داشتن مقادیر ورودی خارجی قادر نخواهد بود تا زنجیره «صحیح‌» یا معتبر را تشخیص دهد.

دلیل این امر بدین صورت است که نمی‌توان متوجه شد که آیا اکثریت نود‌های «انجمن‌» تایید‌کننده زنجیره عملکرد صادقانه‌ای دارند یا اینکه دچار اختلال شده‌اند (یعنی تحت کنترل فرد یا تیم مهاجم هستند). این فرایند در مورد بلاکچین‌های مبتنی بر گواه اثبات کار صدق نمی‌کند‌؛ زیرا زنجیره معتبر در این بستر‌، آن زنجیره‌ای محسوب می‌شود که بیشترین میزان انباشت گواه اثبات کار را به خود اختصاص داده باشد.

این بدان معنا نیست که الگوریتم اجماع گواه اثبات سهام نا‌امن بوده یا ایده بدی محسوب می‌شود‌، بلکه لازم است بدانیم که PoS در مقایسه با PoW پیش‌فرض‌های امنیتی نامطلوبی را در بردارد. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد این پیش‌فرض‌ها به این لینک مراجعه کنید.

مقایسه استکینگ با استیکینگ

دو واژه استکینگ در بلاکچین Stacks و استیکینگ در بلاکچین‌های با یکدیگر تفاوت‌هایی دارند. حال که کلیت این دو مفهوم را متوجه شدیم، بهتر است به مقایسه استکینگ و استیکینگ بپردازیم.

الگوریتم اجماع محسوب می‌شود. حتی اگر هیچ کس در فرایند استکینگ مشارکت نداشته باشد نیز زنجیره Stacks به پیشرفت خود ادامه می‌دهد. علاوه بر این‌، میزان امنیت شبکه در بستر PoX بهتر است. به عنوان مثال‌، در صورت بروز هرگونه اقدام مختل‌کننده از جانب مهاجمین نسبت به اجماع گواه اثبات انتقال‌، الگوریتم PoX به رویکرد گواه اثبات سوزاندن (PoB‌) تغییر عملکرد می‌دهد.

گواه اثبات سوزاندن چیست؟

این مکانیزم در واقع الگوریتم اجماع پیشنهادشده‌ پیش از گواه اثبات انتقال و مختص بلاک چین Stacks 2 است.

ماینر‌های فعال در بستر PoX‌، توکن‌ها را به استکر‌ها یا استک‌کنندگان انتقال می‌دهند‌، این در حالیست که در بستر PoB و پیش از ارائه Stacks 2، این فرایند بدین صورت شکل می‌گیرد که ماینر‌ها می‌توانند با سوزاندن BTC‌، پاداش خود را بر اساس رمزارز جدیدی دریافت کنند.

گواه اثبات سوزاندن یک فرایند مخرب بوده و نیازمند این است تا ماینر‌ها برای تامین امنیت بلاکچین‌، میزان ارزش موجود را از بین ببرند؛ بنابراین می‌توان اینطور فرض کرد که PoB دچار مشکل بنیادین بوت استرپینگ یا بستر راه‌اندازی اولیه است. دلیل این امر بدین صورت است که پیش از رشد و به بلوغ رسیدن زنجیره PoB و افزایش میزان ارزش و پایداری رمزارز بومی آن‌، ماینر‌ها تمایلی به سوزاندن BTC در ازای دریافت این ارز دیجیتال جدید و مشارکت در الگوریتم اجماع را نداشتند.

چرا PoX بهترین ابزار اینترنت تحت مالکیت کاربر محسوب می‌شود؟

بدون شک‌، بلاک چین استک مبتنی بر PoX ابزار قدرتمندی برای ساخت یک اینترنت تحت مالکیت کاربر به حساب می‌آید. در طول این فرایند‌، مشارکت‌کنندگان شبکه تشویق می‌شوند تا زمان کسب ارزش قابل توجه توسط منبع یا سرویس ارائه شده توسط شبکه‌، از توکن‌های خود نگهداری کنند. در صورت بروز هرگونه مشکل یا متوقف شدن فرایند پیش‌بینی شده‌، این امکان وجود دارد تا فعالان این بستر خلاقیت‌ها و ارتباطات خود را به صورت دست نخورده رها کنند. امنیت این بستر نیز توسط بلاک چین مبتنی بر گواه اثبات کار تامین می‌شود.

این مدل حق مالکیت دیجیتال همان راهکاری است که اینترنت پر از نقص فعلی را ترمیم کرده و آن را به حد استاندارد مورد نظر می‌رساند. لازم به ذکر است که این مدل در وهله اول به تمامی افراد دخیل در طول این مسیر پاداش خواهد داد.

پرسش و پاسخ (FAQ)

• گواه اثبات انتقال یا Proof of Transfer چیست و چه کاربردی دارد؟
  گواه اثبات انتقال اولین الگوریتم اجماع میان دو بلاک چین محسوب می‌شود. در این مکانیسم نیازی به سخت‌افزار خاص و جدید نیست و کسانی که در قالب این مکانیسم کار می‌کنند، تنها به بیت کوین نیاز دارند.
• گوه اثبات انتقال در چه شبکه‌ای استفاده می‌شود؟
  در حال حاضر مکانیسم اجماع شبکه استکس مبتنی بر الگوریتم Pox یا گواه اثبات انتقال است.

سخن پایانی

پروتکل‌های اجماع مجموعه‌ای از دستورالعمل‌هایی هستند که امنیت بلاک چین را تامین حفظ می‌کنند. در حال حاضر‌، الگوریتم‌های اجماع مختلفی در حال حاضر وجود دارند و هر یک از آنها نیز با مزایا و معایب مختص خود همراه هستند. گواه اثبات انتقال یک الگوریتم اجماع جدید ارائه شده توسط شبکه Stacks 2 است که به حل مشکل محتمل موجود در زمینه راه‌اندازی بلاک چین جدید کمک می‌کند. علاوه بر این‌، این الگوریتم اجماع به تمامی مشارکت‌کنندگان شبکه پاداش اختصاص می‌دهد و از همین رو‌، پایداری شبکه تضمین می‌شود. تنها کافیست تا احتمالات حاصل از امکانات ارائه شده توسط گواه اثبات انتقال را مورد بررسی قرار دهید. این رویکرد به شما اجازه می‌دهد تا بتوانید بدون قرار گرفتن در معرض ریسک افشای گسترده داده‌ها‌، از دست رفتن حریم خصوصی و عدم وجود امکان انتقال داده‌ها از برنامه‌های مبتنی بر وب استفاده کنید. بدین واسطه می‌توان دارایی‌های فیزیکی و هر شکل جدیدی از دارایی‌ها را بر روی بستر بلاکچین دیجیتال‌سازی کرد و به صورت آزادانه آنها را انتقال داد. با در نظر داشتن حضور امنیت شبکه Bitcoin‌، امکان ارائه مدل‌های تجاری جدید‌، حاکمیت و مکانیزم‌های تامین بودجه نیز فراهم خواهد شد. نظر شما در مورد الگوریتم اجماع PoX چیست؟ آیا این پروتکل دستاورد‌های بهتری در مقایسه با همتایان خود دارد؟ مکانیزم اجماع پیشنهادی شما برای آینده چیست؟