تفاوت PoW و PoS در ارزهای دیجیتال

وقتی وارد دنیای ارزهای دیجیتال می‌شویم، با مفاهیم متعددی روبه‌رو می‌شویم که هر کدام نقش مهمی در امنیت، مقیاس‌پذیری و پایداری شبکه‌ها دارند. یکی از بحث‌برانگیزترین و بنیادی‌ترین مفاهیم، «الگوریتم اجماع» است، همان سازوکاری که تعیین می‌کند چه کسی حق دارد بلاکی را به بلاک‌چین اضافه کند. در این میان، دو الگوریتم پرکاربرد به نام‌های PoW  (اثبات کار) و  PoS (اثبات سهام) شناخته‌شده‌تر از سایرین هستند. اما تفاوت PoW و PoS در ارزهای دیجیتال چیست؟ چرا برخی شبکه‌ها از PoW استفاده می‌کنند و برخی دیگر ترجیح می‌دهند PoS را جایگزین کنند؟ در ادامه، به زبان ساده و کاربردی، به بررسی تفاوت‌های این دو الگوریتم مهم می‌پردازیم.

الگوریتم POW یا اثبات کار چیست؟

پیش از آنکه به تفاوت PoW و PoS بپردازیم، ابتدا باید با مفهوم الگوریتم‌های اجماع آشنا شویم. گواه اثبات کار  (Proof of Work) یکی از الگوریتم‌های اجماع است که برای مقابله با حملات کامپیوتری توسعه یافته است. ایده ابتدایی این الگوریتم در سال ۱۹۹۳ مطرح شد و نهایتاً در سال ۱۹۹۹ به‌طور رسمی معرفی شد.

در سال ۲۰۰۸، بیت کوین با به‌کارگیری این الگوریتم توانست آن را به شکلی کاربردی وارد فضای بلاکچین کند و همین موضوع باعث محبوبیت گسترده PoW شد. برخلاف سیستم‌های سنتی که در آن‌ها برای انجام تراکنش نیاز به یک نهاد واسطه و مورد اعتماد (مانند بانک) وجود دارد، در بیت کوین هیچ نهاد مرکزی وجود ندارد. در عوض، هر کاربر به نسخه‌ای از دفتر‌کل توزیع‌شده یا همان بلاکچین دسترسی دارد و می‌تواند اطلاعات مورد نیاز را مستقیماً روی این دفتر ثبت کند. مهم‌ترین ویژگی این ساختار، غیرقابل نابودی بودن آن و استقلال کامل از سرورهای متمرکز است.

در اینجا، مفهوم ماینینگ اهمیت پیدا می‌کند. ماینینگ فرآیندی است که در آن اعتبار تراکنش‌ها تأیید می‌شود، از خرج مجدد کوین‌ها جلوگیری می‌شود و ماینرها به‌خاطر مشارکت در این فرآیند، پاداش دریافت می‌کنند. در ابتدا، تراکنش‌های مختلف در یک بلاک جمع‌آوری می‌شوند و سپس ماینرها سعی می‌کنند با حل یک معادله پیچیده ریاضی، این بلاک را تأیید کنند. اولین ماینری که موفق به حل این معادله شود، پاداش بلاک را دریافت خواهد کرد. با افزایش تعداد ماینرها، سختی شبکه نیز بیشتر می‌شود تا تعادل در سیستم حفظ گردد.

مزایا و معایب الگوریتم اثبات کار (PoW)

پس ازپاسخ به پرسش (PoW) در ارز دیجتال چیست؟ در ادامه، به مزایا و معایب الگوریتم اثبات کار (PoW) می‌پردازیم.

از مزایای آن می‌توان به این نکته اشاره کرد که چون ماینرها برای به‌دست‌آوردن پاداش، هزینه و زمان زیادی صرف می‌کنند، پس از دریافت کوین، آن را به فروش می‌رسانند. این امر به جلوگیری از کمبود ارز در بازار کمک می‌کند. همچنین، حضور نودهای متعدد در شبکه باعث افزایش هزینه حمله به سیستم می‌شود و همین موضوع امنیت شبکه را به‌طرز چشمگیری افزایش می‌دهد.

در مقابل، این الگوریتم معایبی نیز دارد. اجرای PoW مستلزم صرف هزینه‌ بالاست، چراکه تجهیزات مورد نیاز برای ماینینگ بسیار گران‌قیمت هستند و عمر مفید کمی دارند. این تجهیزات حرارت زیادی تولید می‌کنند و مصرف برق بالایی دارند. افزون بر این، PoW الگوریتمی نسبتاً کند است و با افزایش سختی شبکه، این مشکل بیشتر نیز خواهد شد.

اثبات سهام یا POS چیست؟

الگوریتم PoS در ارز دیجیتال یکی دیگر از الگوریتم‌های اجماع در شبکه‌های بلاکچینی است. در PoS، نودها برای تأیید تراکنش‌ها ملزم به سپرده‌گذاری هستند. این فرآیند در این الگوریتم، «استیکینگ» نام دارد. هرچه میزان سپرده‌گذاری و مدت‌زمان نگهداری آن بیشتر باشد، شانس نود برای تأیید تراکنش‌ها و کسب پاداش نیز افزایش می‌یابد.

ایده اصلی این الگوریتم در سال ۲۰۱۱ در یک انجمن اینترنتی مطرح شد و از آن زمان برخی از ارزهای دیجیتال به استفاده از آن روی آوردند. در ارزهایی که از PoS استفاده می‌کنند، کوین‌ها از پیش استخراج شده‌اند. به همین دلیل، دیگر خبری از فرآیند ماینینگ در این سیستم نیست.

در این الگوریتم، کل شبکه درگیر تأیید تراکنش‌ها نمی‌شود، بنابراین، PoS از مقیاس‌پذیری بیشتری برخوردار است. همچنین، پلتفرم‌هایی که بر پایه این الگوریتم ساخته شده‌اند، امکان بهره‌گیری از فناوری شاردینگ را دارند.

شاردینگ مفهومی برگرفته از مدیریت داده‌هاست که به دنیای ارزهای دیجیتال نیز وارد شده است. در این روش، شبکه به بخش‌هایی مجزا تقسیم می‌شود و هر نود تنها بر قسمت خاصی از شبکه نظارت دارد. ازآنجایی‌که نودها نمی‌توانند به کل اطلاعات شبکه دسترسی داشته باشند، پیاده‌سازی شاردینگ در الگوریتم PoW امکان‌پذیر نیست.

مزایا و معایب PoS

اما مانند هر الگوریتم دیگری، PoS نیز مزایا و معایب خاص خود را دارد. از جمله مزایای آن می‌توان به کاهش مصرف انرژی و منابع اشاره کرد. پلتفرم‌هایی که از این الگوریتم استفاده می‌کنند، از مقیاس‌پذیری بالاتری برخوردار بوده و تراکنش‌ها در آن‌ها با سرعت بیشتری پردازش می‌شوند.

در مقابل، از معایب PoS این است که نهنگ‌ها یا دارندگان مقادیر بالای کوین می‌توانند کنترل زیادی بر شبکه داشته باشند، بنابراین، مشکل تمرکز زدایی همچنان به‌طور کامل حل نشده است. همچنین، چون نگهداری کوین‌ها برای استیکینگ سود بیشتری به همراه دارد، این موضوع می‌تواند منجر به کاهش گردش کوین در بازار و در نهایت رکود آن شود.

مقایسه PoS و PoW، تفاوت در چیست؟

به نظر می‌رسد الگوریتم اثبات کار امتحان خود را پس داده و در حال حاضر در بسیاری از رمزارزها بدون مشکل در حال اجراست. با این حال، نباید از این نکته غافل شد که مصرف بالای انرژی و دشوار شدن فرآیند ماینینگ در طول زمان می‌تواند تأثیرات منفی بر کل شبکه بگذارد و آن را از اهداف اصلی‌اش دور سازد.

امروزه بیت‌کوین و بسیاری از رمزارزهای دیگر همچنان از اثبات کار استفاده می‌کنند و با وجود معایب آن، به عملکرد این الگوریتم پایبند مانده‌اند. در مقابل، الگوریتم اثبات سهام  مزایای قابل توجهی دارد و از اتلاف انرژی جلوگیری می‌کند. اثبات کار  به‌دلیل ساختار کاملاً غیرمتمرکز خود، امنیت بالایی را فراهم می‌آورد، در حالی که PoS چنین سطحی از تمرکززدایی را ارائه نمی‌دهد و از این نظر امنیت کمتری دارد.

البته، برای افزایش امنیت الگوریتم اثبات سهام مکانیزم‌های دفاعی ویژه‌ای طراحی شده است. به‌عنوان مثال، اگر نودی قصد داشته باشد با خرید تعداد زیادی از کوین‌های شبکه، کنترل آن را به‌دست گیرد، قیمت این کوین‌ها برای او به‌شدت افزایش می‌یابد و انجام این کار برایش دشوار خواهد شد.

همچنین، اگر نودی به شبکه حمله کند، تمامی دارایی استیک‌شده‌اش توقیف می‌شود و در صورت تکرار، نه تنها موجودی‌اش به صفر می‌رسد بلکه از شبکه نیز حذف خواهد شد. این در حالی است که در الگوریتم اثبات کار چنین سازوکارهای تنبیهی‌ای وجود ندارد.

جمع بندی

در پاسخ به این پرسش که اثبات سهام  و اثبات کار چه تفاوت هایی دارند؟ باید گفت هر دو الگوریتم‌هایی برای تأیید تراکنش‌ها در بلاکچین هستند، اما عملکردی متفاوت دارند. اثبات کار بر پایه ماینینگ و مصرف انرژی بالا عمل می‌کند، در حالی‌ که اثبات سهام با استیکینگ کوین و مصرف انرژی کمتر کار می‌کند. تفاوت اصلی این دو در میزان تمرکززدایی، امنیت و مقیاس‌پذیری شبکه‌هاست.