اثبات فعالیت

الگوریتم اثبات فعالیت (Proof-of-Activity) چیست؟

مقدمه

الگوریتم اثبات فعالیت (Proof-of-Activity) یک مکانیزم اجماع است که در شبکه‌های مبتنی بر بلاک چین کاربرد دارد. این الگوریتم، فرایند پردازش تراکنش‌ها میان ماینرها را تسریع می‌کند. گفتنی است که اثبات فعالیت از ترکیب دو الگوریتم اثبات کار و اثبات سهام به وجود آمده است. از دیگر ویژگی‌های اثبات فعالیت این است که طراحی آن به شکلی می‌باشد که در مقایسه با دیگر الگوریتم‌ها محافظت بیشتری برای بلاک چین ارائه می‌دهد. از مواردی که باعث خاص بودن اثبات فعالیت شده، این است  که این الگوریتم تلاش می‌کند بهترین جنبه‌های اثبات کار و اثبات سهام را در کنار هم آورد. این امر باعث می‌شود شبکه معمولا به شکلی بسیار کارآمد تر فعاليت کند. در این مقاله از زرد نیوز به بررسی دقیق تر این الگوریتم جالب توجه خواهیم پرداخت و تلاش می‌کنیم به سوالات شما پاسخ دهیم، پس تا انتها با ما همراه باشید.

اثبات فعالیت چیست؟

اثبات فعالیت (PoA) یک الگوریتم اجماع بلاک چین است که در ارزهای دیجیتال و سیستم‌های مشابه استفاده می‌شود. برای اطمینان از واقعی بودن تمام تراکنش‌های انجام شده در بلاک چین و همچنین برای اطمینان از اینکه همه ماینرها به یک اجماع برسند استفاده می‌شود. اثبات فعالیت ترکیبی از دو الگوریتم اجماع بلاک چین است. این دو الگوریتم عبارتند از: اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS).

نکات مهم

  • اثبات فعالیت (PoA) یک الگوریتم اجماع بلاک چین است که ترکیبی از دو الگوریتم اجماع بلاک چین دیگر، یعنی اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS) می‌باشد.
  • سیستم اثبات فعالیت تلاشی برای ترکیب بهترین جنبه‌های هر دو سیستم اثبات کار و اثبات سهام است. فرآیند استخراج مانند یک سیستم اثبات کار آغاز می شود، اما پس از استخراج موفقیت آمیز یک بلاک جدید، سیستم تغییر می‌کند تا شبیه یک سیستم اثبات سهام شود.
  • دیکرد (Decred)، معروف ترین ارز دیجیتال است که از مکانیزم اجماع اثبات فعالیت استفاده می‌کند.

آشنایی با اثبات فعالیت

بیت کوین، محبوب ترین ارز دیجیتال، از الگوریتم اجماع اثبات کار استفاده می‌کند. ویژگی خاص این الگوریتم این است که با گذشت زمان، سطح دشواری استخراج را افزایش می‌دهد. علاوه بر این، این روش از هک شدن شبکه بیت کوین جلوگیری می‌کند. با این حال، به دلیل افزایش سختی استخراج، باید از قدرت محاسباتی بیشتری استفاده کرد. در نتیجه مصرف انرژی بیشتر، هزینه‌های بیشتری را نیز در بر می‌گیرد (از جمله هزینه‌های استهلاک سخت‌افزار).

به طور کلی، در سیستمی که از اثبات کار استفاده می‌کند، یک ماینر می‌تواند تراکنش‌ها را بر اساس میزان کار مؤثری که قبلاً در بلاک چین انجام‌داده است، استخراج یا اعتبار سنجی کند. دَر نتیجه افزایش دشواری استخراج در شبکه‌های اثبات کار، هزینه‌های برق و سخت افزار به طور فزاینده‌ای افزایش می‌یابد‌. در این زمان، سیستم اثبات سهام به عنوان یک جایگزین ظاهر می‌شود.

در یک سیستم اثبات سهام، توانایی ماینر برای استخراج یا تایید تراکنش‌ها به تعداد سکه‌های ارز دیجیتالی که دارد بستگی دارد. اگرچه سیستم اثبات سهام به کاهش هزینه‌های برق دست می‌یابد، اما یک عارضه جانبی ناخواسته آن این است که می‌تواند احتکار سکه (به جای خرج کردن) را ترویج کند.

محافظت در برابر حمله ۵۱ درصدی

هر دو سیستم اثبات سهام و اثبات کار برای جلوگیری از احتمال وقوع حمله ۵۱ درصدی در استفاده می‌شوند. حمله ۵۱ درصدی وضعیتی است که در آن گروهی از شرکت‌کنندگان شبکه (ماینر‌ها) کنترل بیش از نیمی از قدرت محاسباتی استخراج شبکه را به دست می‌آورند. خطر حمله ۵۱ درصدی این است که آن گروه می‌تواند کنترل کامل شبکه را در اختیار داشته باشد، از جمله قدرت توقف تایید تراکنش‌های جدید، توقف پرداخت‌ها بین کاربران مختلف بلاک چین و حتی معکوس کردن تراکنش‌های انجام‌شده در گذشته در حین کنترل خود. این عوامل باعث می‌شود به آن‌ گروه بتواند سکه‌های ارزهای دیجیتال را دو بار خرج کنند. 

اثبات فعالیت نیز از احتمال حمله ۵۱ درصدی مانند اثبات کار و اثبات سهم جلوگیری می‌کند. زیرا پیش بینی اینکه کدام ماینر در آینده با ماینر دیگر همزمان یک بلاک را پردازش می‌کند، غیر ممکن است. علاوه بر این، رقابتی که برای جمع کردن سکه بین ماینر‌ها وجود دارد (بخشی از الگوریتم اثبات سهام) اجازه نمی‌دهد که قدرت محاسباتی در یک گروه انباشته شود.

ملاحظات خاص

فرآیند استخراج در یک سیستم اثبات فعالیت (PoA)

سیستم اثبات فعالیت، تلاشی برای ترکیب بهترین جنبه‌های هر دو سیستم اثبات کار و اثبات سهام است. در اثبات فعالیت، فرآیند استخراج به همان روشی است که در اثبات کار انجام می‌شود. یعنی فرآیند استخراج با ماینرهای مختلف شروع می‌شود که سعی می‌کنند با قدرت محاسباتی بالاتر از یکدیگر پیشی بگیرند تا یک بلاک جدید پیدا کنند. هنگامی که یک بلوک جدید پیدا می‌شود (یا استخراج می‌شود)، سیستم با بلاک تازه یافت‌شده که تنها حاوی یک هدر (header) و آدرس پاداش ماینر است، به اثبات سهام سوئیچ می‌کند.

بر اساس جزئیات هدر، یک گروه جدید و تصادفی از ماینر‌ها از شبکه بلاک چین انتخاب می‌شود. آن‌ها باید بلاک جدید را تأیید یا امضا (sign) کنند. هر چه یک ماینر سکه‌های بیشتری داشته باشد، شانس بیشتری برای انتخاب‌شدن به عنوان امضا کننده دارد.

نگاهی نزدیک به نحوه استخراج بلاک

هنگامی که همه ماینرها بلاک تازه یافت‌شده را امضا کردند، آن بلاک، وضعیت یک بلاک کامل را به دست می‌آورد، شناسایی می‌شود و به شبکه بلاک چین اضافه خواهد شد. سپس تراکنش‌ها شروع به ثبت‌شدن روی آن می‌کنند. در صورتی که برخی از ماینر‌ها انتخاب‌شده برای تکمیل بلاک به هر دلیلی در دسترس نباشند، فرآیند به بلاک برنده بعدی منتقل می‌شود و مجموعه جدیدی از ماینر‌ها به صورت تصادفی انتخاب می‌شوند (بر اساس ذخیره سکه آن‌ها). این روند تا زمانی ادامه می‌یابد که یک بلاک برنده، تعداد مورد نیاز امضا را دریافت کند و به یک بلاک کامل تبدیل شود. کارمزدها‌ / پاداش‌های ماینینگ بین ماینر و اعتباردهندگان مختلفی که در نقش‌های مربوطه خود برای امضای بلاک مشارکت داشته‌اند، تقسیم می‌شود.

از آنجایی که سیستم اثبات فعالیت ترکیبی از اثبات کار و اثبات سهام است، به دلیل استفاده جزئی از هر دو، مورد انتقاد قرار می‌گیرد. هنوز در مرحله اثبات کار، برای استخراج بلاک‌ها به قدرت محاسباتی زیادی نیاز است، و ماینر‌هایی که سکه بیشتری ذخیره کرده‌اند، همچنان شانس بیشتری برای قرارگرفتن در لیست امضاکنندگان بلاک دارند. که در واقع این بدان معناست که ماینر‌ها بیشتر به احتکار تشویق می‌شوند تا خرج‌کردن سکه‌ها.

مثالی از کاربرد سیستم اثبات فعالیت

دیکرد (Decred) معروف ترین ارز دیجیتالی است که از مکانیزم اجماع اثبات فعالیت استفاده می‌کند. در دیکرد، تقریبا هر پنج دقیقه یک بلاک ایجاد می‌شود. فرآیند استخراج برای دیکرد با گره‌ها (رایانه‌هایی که در شبکه شرکت می‌کنند) شروع می‌شود. گره‌ها به دنبال یافتن راه‌حلی برای یک معمای رمزنگاری با سطح دشواری مشخص هستند تا یک بلاک جدید ایجاد کنند. تا کنون، این فرآیند شبیه یک سیستم اثبات کار است.

پس از اینکه راه حل معما پیدا شد، برای کل شبکه پخش می‌شود. سپس شبکه راه حل را تأیید می‌کند. در این مرحله، سیستم به اثبات سهام تبدیل می‌شود. هر چه یک گره دیکرد بیشتری استخراج کرده باشد، احتمال بیشتری وجود دارد که برای رأی دادن به بلاک انتخاب شود. (در بلاک چین دیکرد، ماینر‌های دارای سکه، بلیت‌هایی به دست می آورند که در ازای استخراج دیکرد، به آن‌ها قدرت رای می‌دهد.) پنج بلیط به صورت شبه تصادفی از مجموعه بلیط‌ها انتخاب می‌شوند. اگر حداقل سه نفر از پنج نفر، رای “بله” برای اعتبارسنجی بلاک بدهند، آن بلاک به طور دائم به بلاک چین اضافه می‌شود. هم ماینرها و هم رای دهندگان با دیکرد پاداش می‌گیرند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.