آنچه در این مقاله خواهید خواند
اتریوم به عنوان بزرگترین بلاک چین ساخت قراردادهای هوشمند، اواخر تابستان 1401 الگوریتم اجماع خود را به اثبات سهام (PoS) تغییر داد. اما دلیل این کار چه بود و اثبات سهام اتریوم چه دستاوردهایی داشته است؟ آیا مهاجرت اتریوم به PoS واقعا ضروری بود؟
مقدمه‌ای بر الگوریتم‌های اجماع
به زبان ساده، در شبکه‌های غیر متمرکز به خاطر نبود یک مرجع مرکزی در راس کار و مدیریت شدن نتورک به دست گروهی از گره‌ها (نودها)، به مکانیزمی برای دست پیدا کردن به اجماع نیاز داریم. به لطف آن درباره وضعیت پایگاه داده (بلاک چین) از نظر هر عضو، اختلافی بروز نمی‌کند و سیستم یکپارچه می‌ماند. به عبارت دیگر چون تعداد زیادی کامپیوتر پراکنده در سراسر دنیا به طور همزمان روی یک پایگاه داده مشترک کار می‌کنند، مکانیزم اجماع از بروز تناقض جلوگیری کرده و یکپارچگی بلاک چین را حفظ میکند.
الگوریتم‌های اجماع متعددی وجود دارند. مهمترین آن‌ها (نخستین مورد که در بیت کوین به‌کار رفت) اثبات کار (PoW) است. اتریوم از زمان شروع در سال 2015 تا نیمه‌های 2022 از آن استفاده می‌کرد، اما در ادامه به اثبات سهام مهاجرت کرد. استفاده اتریوم از اثبات سهام تغییرات زیادی به همراه داشت که در ادامه به مهمترین موارد اشاره می‌کنیم.
بیت کوین، اتریوم و دیگر بلاک چین‌های نسل اول و دوم به داشتن امنیت بالا معروف هستند. بخشی از این امنیت مدیون همین الگوریتم اجماع PoW است. اما با وجود زیبایی این تکنولوژی‌های غیر متمرکز و دستاوردهای آن، نمی‌توان از مشکلاتشان چشم‌پوشی کرد؛ فعالیت در دو نتورک بیت کوین و اتریوم (تا قبل راهاندازی ورژن اثبات سهام) نیازمند خرید سخت افزارهای قدرتمند دارای توان پردازشی بالا است و دیگر نمی‌توان با کامپیوترهای خانگی حتی قوی آن‌ها را ماین کرد. استخراج ارز دیجیتال با گوشی این روزها یک شوخی بی‌مزه است! اما از زمان شروع سیستم اثبات سهام اتریوم این کار (فعالیت در شبکه، پردازش تراکنشها و کسب جایزه) مجددا امکان‌پذیر شد.
موافقان PoW که چندان با مهاجرت اتریوم به اثبات سهام موافق نبودند، عقیده دارند امنیت بالای شبکه نیازمند فداکاری است و در این راه باید منابع زیادی مصرف کرد. مخالفان از طرفی دیگر، یک سوال منطقی مطرح می‌کنند: آیا نمی‌توان با روشی کم‌مصرف‌تر، بهینه‌تر و دوست‌دار طبیعت، به همین میزان امنیت دست پیدا کرد؟ به عقیده آن‌ها روند امن نگه داشتن بلاک چین اتریوم بیهوده سخت طراحی شده بود و باید با استفاده از اثبات سهام این مشکل را برطرف کرد. این اتفاق در نهایت رخ داد و اکنون الگوریتم اجماع اتریوم PoS است.
آیا مهاجرت اتریوم به الگوریتم اثبات سهام ضروری است؟
مقیاس پذیری ضعیف سبب شده بسیاری شرکت‌ها با وجود علاقه، از اتریوم روی گردان شوند. اکنون در اینجا سرعت پردازش تراکنشها بسیار پایین و کارمزدها بسیار بالا است. برای مثال کافی است بدانید کارمزد انتقال تتر در شبکه ترون 2 دلار و در شبکه اتریوم حداقل دو برابر این است، و گهگاه تا 20 دلار هم بالا می‌رود! با وجود کارمزد 10 برابری، تراکنش نیز دیرتر ثبت می‌شود! این یک ظلم در حق فناوری خارق‌العاده‌ای نظیر اتریوم است که به لطف استفاده از اثبات سهام برطرف خواهد شد.
در نظر داشته باشید استفاده از اثبات سهام در اتریوم، به تنهایی تاثیری در مقیاس پذیری این شبکه نخواهد داشت، چنان‌که پس از تغییر مکانیزم اجماع دیدیم که سیستم تعیین کارمزدها و همچنین زمان تایید تراکنشها تغییری نکرد. اما با استفاده از PoS به جای PoW زمینه برای بهبود آن فراهم شد. اکنون در دوران اتریوم ۲ قرار داریم. در این ورژن، پس از اجرای تکنیک شاردینگ بلاک چین، مشکل سرعت و کارمزد برطرف خواهد شد.
ارز ETH در حال حاضر پشت سر BTC و با اختلاف از بقیه رقبا، دومین ارز دیجیتال برتر بازار از نظر ارزش کل (مارکت کپ) محسوب می‌شود. ایجاد بی‌شمار اپلیکیشن غیر متمرکز مخصوصا در حوزه مالی (دیفای) از جمله دلایل این پیشرفت بوده است. اما ضعف در مقیاس پذیری شبیه لنگری شده که از رشد سریع‌تر اتریوم جلوگیری میکند. از طرفی این ایراد توسعه‌دهندگان را ترغیب کرده تا از اکوسیستم‌های بهینه‌ای نظیر سولانا و اولانچ استفاده کنند.
در نظر داشته باشید اتریوم با وجود مقیاس پذیری ضعیف توانسته به این موفقیت دست پیدا کند. حال اگر سد کنونی از بین برود، تصور کنید چه حجم سرمایه‌ای وارد آن خواهد شد! برای درک مشکل کافی است بدانید اکنون به طور متوسط در هر ثانیه 25 تراکنش در بلاک چین نام برده پردازش می‌شود. این عدد در سیستم‌های بانکی سنتی (متمرکز) بالای 10 هزار عدد است. حال بنیاد اتریوم وعده داده با استفاده از تکنیک شاردینگ پس از اجرای الگوریتم اثبات سهام، این تعداد به 100,000 تراکنش در ثانیه خواهد رسید.
اثبات سهام چیست و چه تفاوتی با اثبات کار دارد؟
در PoS اعتبارسنج‌ها از نوع استیک‌کننده بوده و جایگزین استخراج‌کننده شده‌اند. البته این فقط یک تغییر اسم است و در عمل آن‌ها نیز وظیفه ساخت بلاک‌های حاوی تراکنشها و افزودنشان به بلاک چین را بر عهده دارند. اما تفاوت اصلی اینجاست: در PoW برای تبدیل شدن به یک اعتبارسنج باید سخت افزاری گران قیمت خریداری کنید و بهای زیادی بابت هزینه مصرف برق آن بپردازید. از دردسرهای فراوان راهاندازی و نگهداری این تجهیزات چشم‌پوشی می‌کنیم. اما در اثبات سهام اتریوم به سادگی خرید اتریوم و نگهداری آن تبدیل به یک نود اعتبارسنج خواهید شد. به این منظور داشتن یک کامپیوتر ساده و ارزان هم کفایت میکند.
در واقع مشکلات اساسی مکانیزم اجماع اولیه اتریوم تا قبل اثبات سهام مهندسان را به خلق راهکاری جایگزین وادار کرد. در ادامه به گوشه‌ای از این مشکلات اشاره می‌کنیم:
- مقیاس پذیری ضعیف: بیت کوین و اتریوم به ترتیب در هر ثانیه (به طور متوسط) قادر به پردازش 7 و 25 پردازش هستند. این یک ضعف بزرگ محسوب می‌شود و از گسترش آن‌ها و افزایش کاربردشان، مثلا برای پرداخت‌های روزمره، جلوگیری میکند. اما همانطور که گفتیم با اجرای الگوریتم PoS در اتریوم و افزایش ظرفیت به پردازش 100,000 تراکنش در هر ثانیه، این امکان نیز فراهم خواهد شد.
- دشوار بودن ورود به شبکه و تمرکزگرایی: برای تبدیل شدن به عضوی از شبکه BTC یا ETH باید یک اسیک ماینر یا ریگ کارت گرافیک راهاندازی کنید. این کار از دست همه ساخته نیست و دردسرهای خاص خود را دارد. از طرفی اکنون شرکت‌هایی با ساخت مزارع استخراج بزرگ بخش زیادی از هش ریت شبکه را در اختیار گرفته‌اند که به معنی متمرکز شدن نتورک است. با آمدن اثبات سهام به اتریوم زمینه برای ورود افراد بیشتری فراهم شده است.
- مصرف برق بالا: از جمله دلایل منتقدان ارزهای دیجیتال رمزنگاری شده برای مخالفت با این نوع دارایی‌ها مصرف برق بالای (شبکه) آن‌ها است. جالب است بدانید کل شبکه بیت کوین (فقط بیت کوین) به اندازه کشوری مثل سوئیس برق مصرف میکند! این میزان سرسام‌آور است و آلودگی محیطی زیادی ایجاد میکند. استفاده از سوخت‌های فسیلی نظیر ذغال سنگ برای تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز مزارع استخراج وضعیت را بدتر کرده است. اما بعد از تبدیل سیستم اتریوم به اثبات سهام مصرف انرژی شبکه تا 99.95 درصد کاهش یافت که تغییری بی‌نظیر است.
در اثبات سهام اتریوم و در کل تمام بلاک چین‌های مبتنی بر PoS، ایده اصلی، نگه داشتن ارز دیجیتال همان بلاک چین با هدف به دست آوردن فرصت ساخت بلاک (پردازش تراکنشها) است. به عبارتی در اینجا برای پردازش تراکنشها به جای خرید قطعات سخت افزاری پرمصرف، صرفا رمز ارزی را خریداری و اصطلاحا استیک می‌کنید. استیک کردن ارز دیجیتال به زبان ساده مساوی سپرده کردن (قفل کردن) کوین یا توکن در یک کیف پول است.
در ادامه پروتکل به شکل رندوم (اتفاقی) یک سپرده‌گذار را انتخاب و اجازه ساخت بلاک بعدی تراکنشها را به آن می‌دهد. حال هر چه مقدار دارایی استیک شده بیشتر باشد، شانس انتخاب شدن نیز بالاتر خواهد رفت، هر چند در نهایت فاکتورهای بیشتری مد نظر قرار می‌گیرند. وضعیت در سیستم اتریوم متکی بر اثبات سهام نیز همین است.
بر اساس گفته‌های بنیاد Ethereum حداقل موجودی برای تبدیل به یک گره داخل ورژن دوم این بلاک چین 32 واحد ETH است. بر اساس قیمت اتریوم حداقل سرمایه برای ورود به اثبات سهام اتریوم بسیار بالا است، اما به لطف وجود استخرها و در کل راهکارهای استیکینگ نظیر لیدو دائو، با هر میزان سرمایه قادر به استیک کردن و دریافت پاداش خواهید بود. در یک استخر استیکینگ، اعضا موجودی‌شان را تجمیع می‌کنند تا به کف مورد نظر پروتکل (32 واحد در اثبات سهام اتریوم) برسند. سپس در قالب یک نود در شبکه حضور پیدا خواهند کرد. بعد از ارائه پاداش به این مجموعه، استخر بسته به سهم هر عضو بخشی از هدیه را به او می‌دهد.
چطور در اثبات سهام اتریوم شرکت کنیم؟
دو راه پیش پای شما است؛ اولین مورد ایجاد یک نود اعتبارسنج مستقل و دیگری عضویت در یک استخر استیک است. در اولین گزینه به حداقل 32 واحد ارز ETH و یک کامپیوتر دارای سخت افزار کافی نیاز دارید. این کامپیوتر را باید بعد از پیکربندی همیشه روشن نگه دارید. اما در روش دوم مقداری ETH (هر میزان) را در اختیار یک استیکینگ پول قرار می‌دهید تا بعد از تجمیع سرمایه شما با دیگران یک گره اعتبارسنج ایجاد و در نهایت پاداش‌ها را بین اعضا تقسیم کند.
در مقاله «آموزش استیک ارز دیجیتال اتریوم» درباره هر دو روش توضیح دادهایم. به منظور یادگیری نحوه انجام این کار می‌توانید به این مقاله مراجعه کنید.
تهیه شده در بیت 24
