مقایسه الگوریتم اثبات کار و اثبات سهام

الگوریتم اثبات کار و اثبات سهام دو مکانیسم اصلی اجماع هستند که در حال حاضر توسط پروژه‌های مالی غیرمتمرکز (DeFi) در شبکه‌های ارزهای دیجیتال مورد استفاده قرار می‌گیرند. زمانی که ساتوشی ناکاموتو در حال ایجاد بیت کوین بود، باید ابزاری برای تأیید تراکنش‌ها بدون دخالت شخص ثالث پیدا می‌کرد. برای دستیابی به این هدف، از یک مکانیسم توافقی به نام اثبات کار استفاده کرد تا به شبکه‌ها اجازه دهد درباره اینکه کدام تراکنش‌ها معتبر هستند، توافق کنند.

اثبات سهام (PoS) یک روش اجماع مدرن است که پروژه‌های جدیدتر DeFi و ارزهای دیجیتال را تقویت می‌کند. برخی از پروژه‌ها بلافاصله با PoS شروع می‌شوند یا در حال انتقال به PoS از PoW هستند.

در حوزه‌ فناوری اطلاعات و رمزارز، الگوریتم‌های اثبات کار (Proof of Work) و اثبات سهام (Proof of Stake) دو روش محبوب برای تأمین امنیت در شبکه‌های بلاک‌چین هستند. در این مقاله از مجله بیدارز، قصد داریم الگوریتم اثبات کار و الگوریتم اثبات سهام را با هم مقایسه کرده و ویژگی‌ها، مزایا و معایب هر یک را بررسی کنیم.

برای درک بهتر مفاهیم پیشنهاد میکنم مقاله الگوریتم اجماع در بلاک چین چیست، را مطالعه کنید.

آشنایی با مفهوم لگوریتم اثبات کار

جالب است بدانید مفهوم اثبات کار برای اولین بار در سال 1993 برای مبارزه با ایمیل‌های اسپم در شبکه و طی هک‌های سرویس‌ها ارائه شد. این در حالی است که مفهوم اثبات سهام یا به‌اختصار PoW توسط ساتوشی ناکاموتو به منظور اعتبار سنجی بلاک‌های جدید در شبکه بیت کوین در سال ۲۰۰۸ رایج شد.

به زبان ساده الگوریتم PoW، روشی برای تأیید، احراز معاملات و فعالیت‌ها در شبکه‌های بلاک‌چین است. در این روش، شبکه از قدرت محاسباتی کاربران استفاده می‌کند تا با حل مسئله‌های ریاضی پیچیده، برنامه‌ای برای اجرای عملیات‌های امنیتی ایجاد کند.

PoW بر اساس ظرفیت کاربران شبکه برای اثبات انجام یک کار محاسباتی انجام می‌شود. برای پاسخ به یک معادله ریاضی، مقداری توان محاسباتی که به‌عنوان گره (ناد) شناخته می‌شود، استفاده و هنگامی که معادله حل شد، یک بلاک جدید در زنجیره اعتبارسنجی می‌شود.

به زبانی دیگر، حل‌کننده‌ای که سریع‌ترین پاسخ به یک معمای ریاضی را می‌دهد، یک پیوند رمزنگاری بین بلاک‌های فعلی و قبلی ایجاد می‌کند و مقداری رمزارز به دست می‌آورد. این فرایند به عنوان ماینینگ و حل‌کننده‌های این معماهای ریاضی به‌عنوان ماینر شناخته می‌شوند.

به عبارتی، از طریق تلاش‌های مشترک آن‌ها است که یک بلاک‌چین برای همه طرف‌های درگیر در تراکنش‌ها امن نگه داشته می‌شود. علاوه بر این، فرایند محاسباتی حل این معما اثبات کار نامیده می‌شود.

کاربردهای الگوریتم اثبات کار

الگوریتم اثبات کار در شبکه بیت کوین و بسیاری از ارزهای دیجیتال دیگر استفاده می‌شود. همچنین، از این الگوریتم برای تأمین امنیت شبکه‌های بلاک‌چین و جلوگیری از هک‌های شبکه، استفاده می‌شود.

مزایا و معایب الگوریتم اثبات کار

مزایا:

  – این الگوریتم ثابت شده و قابل اعتماد است.

  – امکان حل مسئله ریاضی پیچیده توسط انسان‌ها کم است و بیشتر به دستگاه‌های کامپیوتری وابسته است.

  – مقاوم در برابر اتک 51% و سایر هک‌های مرسوم است.

معایب:

  – مصرف انرژی بالا: روش اثبات کار نیاز به قدرت محاسباتی زیادی دارد و باعث مصرف انرژی بالایی می‌شود.

  – زمان اجرا: اجرای الگوریتم اثبات کار زمان‌بر است و ممکن است به طولانی شدن زمان تأیید معاملات منجر شود.

PoW چگونه کار می‌کند؟

الگوریتم اثبات سهام، روشی برای تأیید و احراز معاملات و فعالیت‌ها در شبکه‌های بلاک چین است. در این روش، کاربران با داشتن سهم (واحد ارز) در شبکه، امکان تأیید معاملات را دارند.

الگوریتم‌های PoW انتخاب می‌کنند که چه کسی می‌تواند دفتر کل را با ورودی‌های جدید اصلاح کند. به عبارتی، دفتر کل، همه تراکنش‌ها را پیگیری می‌کند و آن‌ها را در بلاک‌های متوالی سازمان‌دهی می‌کند.

کاربردهای الگوریتم اثبات سهام

الگوریتم اثبات سهام در شبکه ارزهای دیجیتال مختلفی مانند شبکه اتریوم استفاده می‌شود. همچنین، برخی از شبکه‌های بلاک چین جدید از این الگوریتم برای تأمین امنیت خود استفاده می‌کنند.

مزایا و معایب الگوریتم اثبات سهام

مزایا: 

  – کاهش مصرف انرژی: الگوریتم اثبات سهام نیاز به مصرف انرژی کمتری نسبت به اثبات کار دارد.

  – سرعت بالا: به دلیل عدم نیاز به حل مسئله ریاضی پیچیده، تأیید معاملات در الگوریتم اثبات سهام سریع‌تر انجام می‌شود.

– معایب:

  – در الگوریتم اثبات سهام، کسانی که تعداد زیادی سهم در دست دارند، قدرت بیشتری در تأیید معاملات دارند و این ممکن است باعث عدم وجود هماهنگی در شبکه شود.

  – الگوریتم اثبات سهام ممکن است با مشکلاتی روبرو شود که می‌تواند به نقض امنیت شبکه منجر شود.

مقایسه الگوریتم اثبات کار و الگوریتم اثبات سهام

سرعت اجرا

الگوریتم اثبات کار به دلیل نیاز به حل مسئله ریاضی پیچیده، زمان زیادی برای اجرا نیاز دارد. از سوی دیگر، الگوریتم اثبات سهام باعث سرعت بالاتری در تأیید معاملات می‌شود.

امنیت

الگوریتم اثبات کار به دلیل قابل اعتماد بودن، سطح بالایی از امنیت را فراهم می‌کند. از سوی دیگر، الگوریتم اثبات سهام مشکلاتی را دارد که ممکن است به نقض امنیت شبکه منجر شود.

توزیع عادلانه

الگوریتم اثبات سهام به دلیل وابستگی به تعداد سهم‌ها، می‌تواند مشکلاتی در توزیع نامتناسب قدرت در شبکه ایجاد کند؛ در حالی که الگوریتم اثبات کار به صورت توزیع شده و عادلانه‌تر عمل می‌کند.

چه زمانی باید از الگوریتم‌های PoW یا PoS استفاده کرد؟

به‌صورت کلی اثبات کار برای جلوگیری از تقلب، امنیت و ایجاد اعتماد در یک شبکه مورد نیاز است. PoW روشی برای ایمن کردن تاریخچه تراکنش دارایی‌های رمزارزی است و در عین حال دشواری تغییر داده‌ها را در طول زمان افزایش می‌دهد.

اگر نسخه‌های متعددی از بلاک چین در شبکه وجود داشته باشد، PoW به شناسایی قانونی‌ترین نسخه کمک می‌کند. علاوه بر این، اعتبار سنجی ها احتمالاً دارای مقادیر قابل توجهی از توکن شبکه هستند که از نظر مالی آنها را تشویق می کند تا زنجیره را ایمن نگه دارند.

پرسش‌های متداول

1. آیا الگوریتم اثبات کار در همه شبکه‌های بلاک چین استفاده می‌شود؟

خیر. الگوریتم اثبات کار در بسیاری از شبکه‌های بلاک‌چین استفاده می‌شود، اما برخی شبکه‌های بزرگ مانند بیت کوین از این الگوریتم استفاده می‌کنند.

2. آیا الگوریتم اثبات سهام به مصرف انرژی کمتری نسبت به الگوریتم اثبات کار نیاز دارد؟

بله، الگوریتم اثبات سهام باعث مصرف انرژی کمتری می‌شود زیرا نیازی به حل مسئله‌های پیچیده ندارد.

نتیجه‌گیری

در این مقاله از بیدارز، الگوریتم اثبات کار و الگوریتم اثبات سهام را بررسی کردیم. هر یک از این الگوریتم‌ها ویژگی‌ها و مزایا و معایب خاص خود را دارند. الگوریتم اثبات کار با امنیت بالا و الگوریتم اثبات سهام با سرعت و صرفه‌جویی در مصرف انرژی برجسته هستند. انتخاب بین این دو الگوریتم بستگی به نیازها و محدودیت‌های خاص هر پروژه دارد. خوشحال می‌شویم اگر پرسشی درباره این دو الگوریتم در بخش دیدگاه از ما بپرسید تا شما را راهنمایی کنیم.