مکانیزم های توافق – جلسه دوازدهم (+ویدئو)
روش توافق اثبات انجام کار (Proof-of-work) و معضلات آن
در دروس گذشته دیدید که بلاک‌ها چگونه ساخته شده و چگونه به بلاکچین اضافه می‌شوند و همچنین نگاهی اجمالی به نحوه ارتباط گره‌ها با یکدیگر داشتیم. درباره نحوه توافق گره‌ها نیز مطالبی آموختیم، همچنین آموختیم که برای ایجاد یک بلاک معتبر، انجام مقدار زیادی تلاش توسط ماینر، لازم است. و اینکه هش چیزی است که توسط گره‌ها برای توافق بر آنچه که یک بلاک را معتبر می‌سازد مورد استفاده قرار می‌گیرد. این همان اثبات انجام کار (Proof-of-work) است. یک بلاک معتبر، خودش دلیلی بر اثبات انجام مقدار زیادی کار است که تعهد شما را به سیستم نشان می‌دهد. بنابراین وقتی از چارچوب اعتماد یا مکانیزم توافق سخن می‌گوییم، در واقع در مورد چیزی مثل اثبات انجام کار صحبت می‌کنیم که به گره‌ها اجازه موافقت می‌دهد. به طور کلی هدف از یک مکانیزم توافق در بلاکچین، اجازه دادن به گروهی از گره‌های جداگانه برای توزیع حق به روزرسانی سیستم بر اساس قوانین خاص در بین کاربران، به روش امن است.
زمانی که به اثبات انجام کار فکر می‌کنید، آن را به عنوان پاداشی (fee) بر مبنای سهم شما از قدرت محاسباتی کل شبکه در نظر بگیرید. اگر شما بگویید ۱۰% از قدرت محاسباتی شبکه به خاطر ماهیت تصادفی هش کردن است، باید انتظار داشته باشید ۱۰% از پاداش استخراج، به شما برسد. این سیستم دارای اشکالاتی است. برای مثال، این سیستم مقدار زیادی انرژی را در یک شبکه بزرگ استفاده می‌کند و به همین دلیل نمی‌تواند حجم زیادی از تراکنش‌ها را پشتیبانی کند. و به دلیل استفاده از توان، هزینه تراکنش‌ها بیشتر شده و با رشد شبکه افزایش فزاینده‌ای نیز می‌یابد زیرا باید به طور موثر هزینه توان مصرفی و سود ماینرها را بپردازد.
سایر مکانیزم‌های توافق چه هستند؟
اثبات انجام کار فقط یکی از مکانیزم‌های توافق است و مکانیزم‌های دیگری نیز وجود دارند. یکی از مهمترین آنها، اثبات سهام (proof of stake) است که یک جایگزین احتمالی برای اثبات انجام کار می‌باشد و در نقشه راه توسعه بلاکچین اتریوم قرار دارد. ما نگاهی به چیستی اثبات سهام خواهیم داشت و حداقل دو نسخه دیگر را بررسی خواهیم کرد، یکی اثبات سهام و دیگری اثبات سهام با حق اعطای وکالت (delegated proof of stake). در نهایت به اثبات اهمیت (proof of importance) خواهیم پرداخت.
مکانیزم توافق اثبات سهام (proof of stake)
اثبات سهام کمی متفاوت عمل می‌کند. در اینجا بلاک‌ها استخراج نمی‌شوند، آنها جعلی(forge) هستند. در روش اثبات سهام، به ماینرها بر اساس قدرت محاسباتی پاداش داده نمی‌‌شود بلکه به شرکت‌کنندگان که فورجر (Forger) نامیده می‌شوند، به نسبت پولی که گذاشته‌اند پاداش تعلق می‌گیرد. بنابراین در صورتی که شما ۱۰% از تمام رمزارزها را داشته باشید می‌توانید انتظار داشته باشید که ۱۰% از بلاک‌های شبکه را شما جعل خواهید کرد و در نتیجه ۱۰% از هزینه‌ها را دریافت خواهید نمود.
گره فورجر، هنگام ایجاد یک بلاک، ارز خود را در سپرده (escrow) سرمایه‌گذاری می‌کند. اگر بلاک شامل تراکنش‌های تقلبی باشد، آنگاه فورجرها، آن سهم را از دست خواهند داد. این مشوق‌ها ناشی از قوانین و اعتبارسنجی صحیح تراکنش‌ها در شبکه هستند. این سیستم مزایای زیادی دارد. یکی از آنها کاهش هزینه‌های تراکنش‌ها است چرا که برخلاف روش اثبات انجام کار که در آن شما باید بابت برق مصرفی همه ماینرها پول پرداخت می‌کردید در روش اثبات سهام، به جای این‌کار، شما باید نرخ بهره وام سهام اعطا شده را بپردازید. از آنجا که این سیستم به ماینرها تکیه ندارد، سریع‌تر و کارآمدتر است. همچنین در برابر حملات، محافظت شده است، چون کسی که بخواهد به شبکه حمله کند باید سرمایه زیادی در آن داشته باشد و این مساله، خود به منزله این است که آن شخص کمر همت برای شکست دادن خودش بسته باشد!
یکی از مشکلات اثبات سهام این است که افرادی که سهم کمی دارند، احتمالا هرگز فرصت ایجاد یک بلاک را نخواهند داشت. حداقل، روش اثبات سهام این مشکل را با اجازه دادن به کسانی که از موجودی سهام اندکی برای سهیم شدن در یک گره برخوردار هستند، مورد بررسی قرار می‌دهد. این گره به تمام سرمایه‌ای که برای تعیین احتمال جعل یک بلاک در خودش گذاشته شده است، دسترسی دارد. اما کنترل وجوه، کاملا در اختیار خود فرد سهام‌دار باقی می‌ماند. در صورتی که حداقل یک بلاک، فورج شده باشد، آنگاه به هر فرد سهام‌دار، یک پاداش تناسبی داده می‌شود.
مکانیزم توافق «اثبات سهام با حق اعطای وکالت»
روش «اثبات سهام با حق اعطای وکالت» به صورتی متفاوت عمل می‌کند. در این مورد تعداد توکن‌های ارزی که شما دارید بیانگر تعداد آرای شما برای نامزد کردن یک شاهد (witness) است. این شاهد در بین سایر شاهدان، برای انجام فرایند، قابل اعتمادتر بوده است و به میزان آرائی که در اختیار دارد تراکنش‌ها را اعتبارسنجی می‌کند. اگر معلوم شود که یک شاهد متقلبانه عمل می‌کند، افراد می‌توانند سریعاً آرای خود را پس گرفته و شاهد دیگری را از بین سایر شاهدان به جای او جایگزین نمایند. به شاهدان برتر، پرداخت بیشتری صورت می‌گیرد زیرا بین آنها رقابتی وجود دارد تا بهترین شاهد صادق را مشخص کنند.
در مدل اثبات سهام با حق اعطای وکالت، یک گروه تحت عنوان نمایندگان (delegates) وجود دارد که طرف‌های قابل اعتماد بوده و مدیریت اعمال شبکه را بر عهده دارند ولی در اعتبارسنجی تراکنش‌ها و تولید بلاک مشارکتی ندارند.
بسیار خوب! کم‌کم داریم به آخر بحث می‌رسیم!
مکانیزم توافق اثبات اهمیت (proof of importance)
آخرین روش توفق، اثبات اهمیت (proof of importance) است. این روش، بسیار شبیه روش اثبات سهام است چون کسانی که سهم بیشتری از پول را به اشتراک گذاشته‌اند، شانس بیشتری برای ایجاد بلاک‌ها دارند. با این حال، تعدادی متغیر دیگر نیز وجود دارد که به هر گره یک نمره (امتیاز) ترکیبی داده می‌شود و از این نمره در تعیین سهم آنها در احتمال جعل کردن استفاده می‌شود. متغیرهای مورد استفاده می‌توانند هرآنچه که برای سلامت شبکه، مفید تشخیص داده شود باشند. شما می‌توانید گره‌هایی که تراکنش‌های اخیر را انجام داده‌اند، ترجیح دهید. همچنین، می‌توانید گره‌هایی را که با دارا بودن دو سهم از ثروت شبکه اقدام به کاهش دادن پاداش یک فورجر نموده و به احتکار ارز پرداخته‌اند را مجازات کنید. اینها همگی از گزینه‌های روش توافق «اثبات اهمیت» هستند.
در درس بعدی به بررسی زیرساخت‌های مختلف بلاکچین خواهیم پرداخت.