بلاک چین‌ها به صورت کلی سازوکاری برای نگهداری اطلاعات به شکل غیرمتمرکز هستند. در سیستمی متمرکز دلیلی برای صحت‌سنجی اطلاعات نیست، چرا که موجودیتی مرکزی مسئول پردازش و نگهداری همزمان داده‌هاست اما در بلاک چین‌ها، از آن جا که شرکت‌کنندگان مختلفی وجود دارند و داده‌ها به شکل غیرمتمرکز نگهداری می‌شوند، نیازمند روشی خودکار برای صحت‌سنجی و به توافق رسیدن بر سر صحت اطلاعات هستیم. این فرایند خودکار «اجماع» نامیده می‌شود. خروجی فرایند اجماع عموما بلوکی متشکل از تراکنش‌هاست که اکثریت شبکه بر سر صحت آن توافق دارند. بنابراین اجماع را می‌توان به دو بخش ساخت بلوک و انتشار آن در سطح شبکه تقسیم کرد. احتمالا نام الگوریتم گواه اثبات کار (PoW) را شنیده‌اید. این نوع از اجماع که توسط شبکه بیت کوین به کار گرفته شده است، علی‌رغم مزایای بسیار، نقاط ضعفی همچون مصرف انرژی و ردپای کربن بالا و مشکل بودن مقیاس‌پذیری به همراه دارد. از این رو طی سالیان اخیر، تلاش‌های مختلفی برای طرحی نو در انداختن و ایجاد روشی نوین برای این فرایند پیشنهاد و به مرحله عمل رسیده است.
یکی از این روش‌های اجماع، الگوریتم اجماع گواه اثبات اعتبار سهام (Proof of Staked Authority) است. الگوریتم PoSA را می‌توان ترکیبی از گواه اثبات اعتبار (PoA) و گواه اثبات سهام نیابتی (DPoS) دانست. در ادامه این مطلب اشاره خواهیم کرد که الگوریتم PoSA یا گواه اثبات اعتبار سهام چیست، چگونه کار می‌کند و مزایا و معایب آن را برخواهیم شمرد. با میهن بلاکچین و ادامه این مطلب همراه باشید.
گواه اثبات اعتبار سهام (PoSA) چیست؟
صرافی بایننس پس از راه‌اندازی زنجیره بایننس (Binance Chain) در سال ۲۰۱۹، به فکر راه‌اندازی شبکه‌ای که قادر به پشتیبانی از قراردادهای هوشمند نوشته شده برای شبکه اتریوم باشد، افتاد. این چنین جرقه‌های راه‌اندازی شبکه بایننس اسمارت چین (Binance Smart Chain) ایجاد شد. با توجه به اینکه بایننس چین بر بستر تندرمینت (Tendermint) ایجاد شده بود، افزودن ماشین مجازی (VM) در آن ممکن بود، اما با توجه به کثرت توسعه‌دهندگان شبکه اتریوم، منطقی به نظر می‌رسید که به جای توسعه ماشین مجازی جدید، از معماری منطبق بر EVM استفاده شود. هدف، ایجاد شبکه‌ای با زمان ایجاد بلوک کمتر از اتریوم (۵ ثانیه و حتی کمتر)، زمان قطعیت کمتر (حدود یک دقیقه)، بدون نیاز به ایجاد تورم در عرضه BNB، منطبق با معماری اتریوم و در نهایت با استفاده از شیوه حاکمیت و اجماع گواه اثبات سهام بود.
در نهایت با الهام از اجماع گواه اثبات اعتبار به کار رفته در الگوریتم‌هایی همچون Bor و Clique و گواه اثبات سهام نیابتی (DPoS) که در شبکه‌هایی همچون ایاس (EOS) به کار رفته بود، الگوریتم PoSA زاده شد. خصوصیات این اجماع به شرح زیر بود:
- بلوک‌ها توسط مجموعه محدودی از اعتبارسنج‌ها تولید می‌شود.
- اعتبارسنج‌ها به شکل نوبتی (مشابه PoA) بلوک‌ها را ایجاد می‌کنند.
- مجموعه اعتبارسنج‌های فعال به وسیله رای‌گیری (بر اساس استیک) تعیین می‌شوند.
برای پرداختن به PoSA باید از گواه اثبات اعتبار شروع کنیم:
اولین تست‌نت رسمی شبکه اتریوم موردن (Morden) نام داشت و در جولای ۲۰۱۵ آغاز به کار کرد. کمی بیش از یک سال از آغاز فعالیت آن نگذشته بود که به دلیل حملات مختلف اسپمینگ و مشکلات اجماع، این شبکه دیگر غیرقابل استفاده شده بود. شدت مشکلات به حدی زیاد بود که تصمیم بر این گرفته شد که این شبکه به فعالیت خود خاتمه دهد. شبکه راپستن (Ropsten) از دل این قضیه زاده شد؛ اما مشکلات پابرجا بود. در شبکه‌ای که مشوق مالی وجود ندارد، انگیزه‌ای برای اختصاص توان پردازشی وجود نداشت و با هزینه‌ای اندک، امکان این وجود داشت تا در کار شبکه اختلال ایجاد کرد. راهکاری که با طرح پیشنهادی EIP-225 ارائه شد، استفاده از مجموعه‌ای از اعتبارسنج‌های قابل اعتماد بود. اما سوال اصلی این بود که چگونه در گذر زمان مجموعه‌ای از اعتبارسنج‌های قابل اعتماد داشته باشیم؟ این کار با ایجاد دوره (Epoch)، رای‌گیری در آغاز دوره‌ها و محدود کردن هر اعتبارسنج به ایجاد بلوک و تایید دوره‌ای میسر شد. اجماع زاده شده از این طرح، کلیک (Clique) نام گرفت.
از سویی دیگر شبکه‌های مبتنی بر گواه اثبات سهام نیابتی (DPoS) با روشی مبتنی بر رای‌گیری کار می‌کنند. به نوعی می‌توان آن را نوعی دموکراسی غیرمستقیم دانست. دو گروه در این اجماع نقش دارند: شاهدها (Witnesses) یا همان اعتبارسنج‌ها که وظیفه تولید و صحت‌سنجی بلوک و تراکنش‌ها را بر عهده دارند و شامل نودهایی هستند که طی یک دوره بیشترین رای (به شکل کوین بومی شبکه) را دریافت کرده‌اند. از سوی دیگر نماینده‌ها (Delegates) قرار دارند که نقشی در فرایند ساخت بلوک و اجماع ندارند اما به نمایندگی از استیک‌کننده‌ها در حاکمیت شبکه نقش دارند.
الگوریتم گواه اثبات اعتبار سهام چگونه کار می‌کند؟
هر نود برای بدل شدن به اعتبارسنج باید مقادیری از رمزارز بومی را در قرارداد هوشمند استیکینگ قفل کند (این عدد برای شبکه بایننس اسمارت چین ۱۰۰۰۰ BNB است). سپس در هر دوره، نودهای اعتبارسنج بر اساس میزان رای (مقدار سهام استیک شده) رده‌بندی می‌شوند و N رتبه برتر به عنوان اعتبارسنج فعال انتخاب می‌شوند. تعداد اعضای مجموعه اعتبارسنج‌های فعال شبکه BSC ۲۱ عدد است و موعد شمارش آرا، هر روزه در ساعت ۱۲:۰۰ بامداد به وقت گرینوویچ است. علاوه بر مالک نود، کاربران عادی نیز می‌توانند با استیک کردن BNBهای خود در هر یک از نودها، به آنها کمک کنند که به عنوان اعتبارسنج فعال انتخاب شوند و در ازای آن، سهمی از پاداش نودها ببرند.
در هر دوره ۲۴۰ بلوکی (تقریبا ۲۰ دقیقه در شبکه BSC)، اعتبارسنج‌ها بررسی می‌کنند که لیست اعتبارسنج‌ها بروزرسانی نشده باشد. برای اطمینان از امنیت و صحت تراکنش‌ها، در صورتی که بیش از دو سوم مجموعه نودهای فعال اعتبارسنج، صحت بلوک ساخته شده را تایید نمایند، آن را می‌توان نهایی در نظر گرفت. با توجه به محدودیت تعداد نودها، زمان قطعیت در چنین شبکه‌هایی بسیار پایین‌تر است و امکان فورک و گسستگی در شبکه در آن اندک است. هر چند مشکلاتی همچون متمرکز بودن و عواقبی همچون سانسور می‌تواند به همراه داشته باشد. برای کاستن از احتمال چنین اتفاقی، مجازات‌هایی (Slashing) برای برخی اعمال در نظر گرفته شده است. سه مجازاتی که در شبکه BSC برای نودها در نظر گرفته شده است برای اعمال زیر است:
- دو بار امضا کردن (Double Sign): اگر نودی دو بلوک متفاوت در ارتفاع یکسان را امضا کند، مشمول این مجازات خواهد شد.
- در دسترس نبودن: اگر نودی در طی یک دوره به اندازه مشخص شده در پروتکل، آنلاین نباشد و یا اقدام به امضای بلوک‌ها نکند، مجازات خواهد شد.
- کمتر شدن مقدار وثیقه از حداقل مشخص شده: در این حالت نیز نود قادر نخواهد بود که در اجماع شرکت کند و از جمع اعتبارسنج‌های فعال حذف می‌شود.
برای بدل شدن به نودهای اعتبارسنج، احتیاج به سخت‌افزارهای ویژه و قدرتمند (معمولا با استفاده از ارائه‌دهندگان خدمات ابری و VPS) و ارتباط اینترنتی پرسرعت است. علاوه بر آن، میزان وثیقه و سهام اولیه نیز هنگفت است.
ویژگی‌های الگوریتم PoSA چیست؟
برخی از مزایای این الگوریتم عبارت است از:
- نرخ تراکنش بالا
- مصرف انرژی پایین به واسطه عدم وجود محاسبات سنگین
- قطعیت غیر احتمالی (در مقایسه با PoW)
- هزینه تراکنش پایین
مهم‌ترین عیب این سازوکار، متمرکز بودن آن در مقایسه با دیگر روش‌های اجماع رقیب است. در مقام قیاس، شبکه اتریوم بیش از ۳۰۰ هزار نود فعال دارد.
جمع‌بندی
در این مقاله به طور اجمالی با سازوکار اجماع گواه اثبات اعتبار سهام (PoSA) و نحوه کارکرد آن آشنا شدیم. منتقدان این شیوه، متمرکز بودن آن را زیر سوال برده و اذعان می‌دارند که در صورتی که بخواهیم به شیوه‌های متمرکز متوسل شویم، همان سیستم‌های پرداخت سنتی – همچون ویزا و مسترکارت – عملکرد به مراتب بهتری از شبکه‌های فعلی دارند. از سوی دیگر موافقان اعتقاد دارند که با پیشرفت فناوری، هزینه راه‌اندازی یک نود کاهش پیدا خواهد کرد و شبکه به تدریج بیشتر غیرمتمرکز خواهد شد.
شما در خصوص گواه اثبات اعتبار سهام (PoSA) چه نظری دارید؟ به هزینه تراکنش بیشتر اهمیت می‌دهید یا عدم تمرکز؟ دیدگاه‌های خود را در این خصوص با ما در میان بگذارید.
