گواه اثبات فعالیت یا Proof of Activity یک مکانیسم اجماع ترکیبی است که قابلیت‌های گواه اثبات کار (PoW) و گواه اثبات سهام (PoS) را تلفیق می‌کند. این الگوریتم مانند اکثر پروتکل‌های اجماع در راستای اطمینان از واقعی بودن تراکنش‌ها، به اجماع رسیدن ماینرها و جلوگیری از حمله به بلاکچین طراحی شده است. اما الگوریتم Proof of Activity چیست؟ مکانیسم اجماع گواه اثبات فعالیت چطور کار می‌کند و چه مزایا و معایبی دارد؟ برای یافتن پاسخ این سوالات با میهن بلاکچین همراه شوید.
الگوریتم Proof of Activity چیست؟
الگوریتم گواه اثبات فعالیت یا Proof of Activity که مشابه Proof of Authority از علامت اختصاری PoA استفاده می‌کند، برای اولین بار در مقاله‌ای توسط ۴ نویسنده از جمله بنیان‌گذار لایت کوین یعنی چارلی لی (Charlie Lee)، در دسامبر ۲۰۱۴ منتشر شد. جملات زیر برای معرفی PoA در چکیده مقاله آمده است:
ما یک پروتکل جدید برای یک ارز دیجیتال پیشنهاد می‌کنیم که با ترکیب مولفه‌های گواه اثبات کار با سیستم گواه اثبات سهام، براساس پروتکل بیت کوین ساخته شده است. پروتکل گواه اثبات فعالیت ما، امنیت خوبی در برابر حملات احتمالی به بیتکوین ارائه می‌کند و به‌لحاظ ارتباط شبکه و فضای ذخیره‌سازی تبعات نسبتا کمی دارد.
آن طور که از این چکیده بر می‌آید، گواه اثبات فعالیت یک رویکرد هیبریدی یا ترکیبی است. به زبان ساده در PoA از ترکیبی از اجزاء مکانیسم گواه اثبات کار و گواه اثبات سهام استفاده می‌شود.
الگوریتم PoA چطور کار می‌کند؟
گواه اثبات فعالیت دو فاز دارد؛ فاز PoW و فاز PoS که در ادامه به شرح این دو فاز می‌پردازیم.
در PoA، ماینینگ ابتدا به روش PoW آغاز می‌شود. یعنی ماینرها با هم سر این‌که چه کسی برای اولین بار مسئله را حل کند و پاداش بگیرد، به رقابت می‌پردازند؛ با این تفاوت که بلاک‌های ماین شده، حاوی تراکنش نیستند. بلکه بلاک‌ها فقط قالب‌هایی شامل اطلاعات هدر و آدرس پاداش ماینر هستند.
همین که این بلاک‌های خالی ماین شدند، سیستم به پروتکل گواه اثبات سهام تغییر می‌کند. سپس از اطلاعات هدر برای انتخاب یک گروه تصادفی از اعتبارسنج‌ها یا ولیدیتورها برای تایید بلاک استفاده می‌شود. بسته به نوع پیاده‌سازی، آنها ممکن است فقط برای تایید اعتبار بلاک آن را تایید یا امضا کنند.
اعتبارسنج‌ها یا ولیدیتورها، همان هولدرهای کوین شبکه هستند که رمزارزهای خود را استیکینگ یا سپرده‌گذاری می‌کنند؛ هر چه مقدار سپرده اعتبارسنج بزرگ‌تر باشد، شانس بیشتری برای امضای بلاک جدید خواهد داشت. هنگامی که همه ولیدیتورها بلاک را امضا کنند، بلوک به زنجیره افزوده خواهد شد.
اگر بلاک پس از صرف زمان معین توسط برخی از ولیدیتورهای منتخب امضا نشد، به‌عنوان بلاک ناقص کنار گذاشته می‌شود و بلاک برنده بعدی مورد استفاده قرار می‌گیرد. ولیدیتورها بار دیگر انتخاب می‌شوند و آن‌قدر این کار ادامه پیدا می‌کند تا زمانی که بلاک برنده، توسط همه ولیدیتورهای منتخب امضا شود. کارمزد شبکه بین ماینر برنده و اعتباردهندگانی که بلاک را امضا کرده‌اند، تقسیم می‌شود.
کدام شبکه‌های بلاکچینی از Proof of Activity استفاده می‌کنند؟
دکرد (Decred) و اسپرس (Espers) از بلاکچین‌هایی هستند که از گواه اثبات فعالیت استفاده می‌کنند. اسپرس بلاکچینی است که در سال ۲۰۱۶ راه‌اندازی شده و خود را به‌عنوان یک پروژه بلاکچینی با هدف ارائه پیام‌های امن، وبسایت آنچین (روی زنجیره) و ارائه‌دهنده تجربه کاربری لذت‌بخش معرفی می‌کند.
دکرد هم شبکه‌ای بلاکچینی است که با هدف تمرکز روی کامیونیتی، ارائه مدل حاکمیتی و بودجه پایدار برای توسعه در سال ۲۰۱۶ راه‌اندازی شده است. فرآیند اجماع در Decred بدین صورت است:
در دکرد هر ۵ دقیقه یک بار بلاک جدید ساخته می‌شود. نودهای شبکه با اتخاذ الگوریتم PoW شروع به ماین کردن بلاک‌ها می‌کنند. اولین ماینری که موفق به استخراج بلاک می‌شود، به شبکه اعلام می‌کند. سپس پروتکل اجماع PoS کار خود را آغاز می‌کند. هولدرهایی که تمایل به ایفای نقش تاییدکنندگی دارند باید کوین DCR را در ازای بلیط قفل کنند. هر بلیت امکان یک رای را فراهم می‌کند. استیک‌کنندگان باید به‌طور میانگین ۲۸ روز برای خرج کردن بلیط‌های خود صبر کنند. سپس این شانس را دارند تا در رای‌دهی شرکت کنند. ۵ بلیط به‌صورت شبه تصادفی از استخر بلیط انتخاب می‌شود و اگر حداقل ۳ تا از ۵ رای مثبت باشد، بلاک به‌صورت دائمی به بلاکچین افزوده می‌شود.
پاداش ماینرها و رای‌دهندگان با کوین DCR پرداخت می‌شود. ۶۰ درصد پاداش‌های ماینینگ به ماینرهای PoW و ۳۰ درصد آن به سپرده‌گذاران در PoS تعلق می‌گیرد و ۱۰ درصد مابقی به صندوق توسعه پروتکل واریز می‌شود.
مزایای الگوریتم گواه اثبات فعالیت چیست؟
- گمان بر این است که مکانیسم PoA، بلاکچین را از وقتی که فقط از POW یا POS استفاده می‌کند، امن‌تر می‌کند. این الگوریتم احتمال حمله ۵۱ درصد را نزدیک به صفر می‌کند. چون یک حمله موفق به این معنی است که بتوانید کنترل بیش از ۵۱ درصد از شبکه را در دست بگیرید. فقط در صورتی که افراد یا گروهی حداقل ۵۱ درصد قدرت محاسباتی شبکه را داشته باشند و همچنین حداقل ۵۱ درصد از کوین‌های استیک شده در شبکه را در اختیار داشته باشند، احتمال رخ دادن چنین حمله‌ای وجود دارد.
- فقط تعدادی ولیدیتور از پیش تعیین‌شده می‌توانند بلاک را اعتبارسنجی کرده و به بلاکچین اضافه کنند. به‌عبارت دیگر، معرفی یک بلاک دستکاری شده به سیستم چالش برانگیز است.
معایب الگوریتم Proof Of Activity چیست؟
- در فاز اول، این سیستم از مکانیزم گواه اثبات کار استفاده می‌کند. اجرای محاسبات پیچیده به سخت‌افزارهای قوی نیاز دارد. بنابراین یکی از ایرادات این مکانیزم، مصرف انرژی بالا و نیاز به سخت‌افزار قدرتمند است.
- در این الگوریتم اجماع، راه حلی برای جلوگیری از امضای دوگانه (Double Signing) توسط ولیدیتورها وجود ندارد. امضای دوگانه زمانی اتفاق می‌افتد که یک اعتبارسنج از یک کلید خصوصی، دو بار برای امضای یک بلاک استفاده می‌کند. این اتفاق زمانی می‌افتد که یک نود یا ارائه‌دهنده زیرساخت، نود خود را برای جلوگیری از حالت از کارافتادگی یا Downtime (عدم حضور برای امضای تراکنش‌ها) پیکربندی می‌کند.
سخن پایانی
اثبات فعالیت (Proof of Activity) یک الگوریتم اجماع بلاکچینی است که تایید تراکنش‌های واقعی و روند اجماع ماینرها را تسهیل می‌کند. این الگوریتم اجماع، ترکیبی از گواه اثبات کار و گواه اثبات سهام است. هدف از طراحی این الگوریتم جلوگیری از حمله به بلاکچین اصلی است. به‌منظور محافظت از حمله ۵۱ درصدی، پروتکل اثبات فعالیت به نظر انتخاب خوبی می‌رسد. این پروتکل اجماع ترکیبی از هر دو الگوریتم اجماع پرکاربرد را ارائه می‌دهد و این ترکیب از هر یک به‌طور جداگانه امن‌تر است. همچنین معایب هر دو یعنی قدرت محاسباتی زیاد و احتمال تلاش سهام‌داران برای دوبار امضا کردن تراکنش‌ها را به همراه دارد. مورد بعدی این است که تاکنون بلاکچین‌های معدودی از این الگوریتم اجماع استفاده می‌کنند که نشان می‌دهد یا اجرای آن دشوار است یا مزایای کافی برای غلبه بر جنبه‌های منفی را ندارد.
نظر شما درباره Proof of Activity چیست؟ این الگوریتم در مقایسه با سایر پروتکل‌های اجماع، چه میزان امنیت و کارایی را فراهم می‌کند؟
