الگوریتم اجماع اثبات اعتبار (PoA) چیست و چطور کار می‌کند؟

الگوریتم یا مکانیزم اثبات اعتبار (Proof of Authority) جایگزینی برای الگوریتم اثبات کار و سهام، و راه حلی مناسب برای بلاک چین‌های خصوصی است.

از زمان اولین تراکنش بلاک چینی بر بستر شبکه بیت کوین تا امروز، فضای ارزهای دیجیتال تغییرات بسیاری کرده است. در کنار الگوریتم‌های اثبات کار و اثبات سهام که شناخته شده‌تر هستند، الگوریتم‌های اجماع دیگری هم پیشنهاد شده‌اند که روش‌هایی جایگزین برای رسیدن به اجماع در یک سیستم بلاک چین ارائه می‌کنند. به عنوان یکی از بهترین موارد می‌توان به مکانیزم اجماع اثبات اعتبار اشاره کرد.

الگوریتم اثبات کار (PoW) که توسط بیت کوین استفاده می‌شود امروزه معتبرترین و ایمن‌ترین الگوریتم اجماع موجود است، اما چندان مقیاس پذیر نیست. رمز ارز BTC و بلاک چین‌های دیگری که از الگوریتم اجماع PoW استفاده می‌کنند، از نظر تعداد تراکنش در ثانیه (TPS) محدودیت اجرایی دارند. این محدودیت از آنجا سرچشمه می‌گیرد که بیت کوین وابسته به شبکه‌ای توزیع شده‌ از نود یا گره است و این نودها باید درباره وضعیت کنونی بلاک چین به اجماع برسند. به بیان دیگر، قبل از آنکه یک بلاک جدید تراکنش تایید بشود، باید اکثریت نودها آن را اعتبارسنجی و تایید کنند. در نتیجه، غیر متمرکز بودن شبکه Bitcoin اگرچه سبب ارائه یک سیستم اقتصادی ایمن و تراست‌لس (Trustless) شده است، اما موجب سرکوب پتانسیل استفاده از این بلاک چین در مقیاس‌های بالاتر می‌شود.

از نظر تعداد تراکنش‌ها در ثانیه، بلاک چین‌های مبتنی بر الگوریتم اثبات سهام (PoS) از بیت کوین نتایج بهتری ارائه می‌دهند. اما باز هم تفاوت چندانی با بلاک چین BTC ندارند و نمی‌شود گفت شبکه‌های مبتنی بر الگوریتم اثبات سهام مشکل مقیاس پذیری را حل کرده‌اند.

از همین منظر، در حال حاضر الگوریتم اثبات اعتبار (PoA) به عنوان جایگزینی کارآمدتر برای الگوریتم اثبات کار و سهام مورد استفاده قرار می‌گیرد، چون در هر ثانیه تعداد تراکنش بیشتری انجام می‌دهد.

مکانیزم اجماع اثبات اعتبار چگونه کار می‌کند؟

الگوریتم اثبات اعتبار (PoA) یک الگوریتم اجماع «شهرت‌محور» است که راه حلی کارآمد و عملی برای شبکه‌های بلاک چین (مخصوصا شبکه‌های خصوصی) ارائه می‌کند. این الگوریتم در سال ۲۰۱۷ توسط گاوین وود (Gavin Wood) نام‌گذاری شد که یکی از بنیان‌گذاران و مدیر ارشد فناوری سابق بنیاد اتریوم است.

مکانیزم اجماع اثبات اعتبار از ارزش هویت نودها استفاده می‌کند؛ اعتبارسنج‌ها دیگر ارز دیجیتال بومی یک بلاک چین را استیک نمی‌کنند و آنچه که وثیقه در گروی شبکه قرار می‌دهند، اعتبار و شهرت‌شان است. بنابراین با اعتبارسنجی گره‌هایی که کاملا خودسرانه به عنوان نودهای قابل اعتماد انتخاب شده‌اند، امنیت بلاک چین‌های مبتنی بر مکانیزم اثبات اعتبار تامین می‌شود.

الگوی الگوریتم اثبات اعتبار به تعداد محدودی اعتبارسنج بلاک وابسته است و همین باعث می‌شود سیستمی به شدت مقیاس پذیر باشد. بلاک‌ها و تراکنش‌ها به دست شرکت‌کنندگانی که از قبل تایید شده‌اند اعتبارسنجی می‌شوند. در واقع این شرکت‌کنندگان تایید شده، نقش مدیران سیستم را ایفا می‌کنند.

می‌توان از الگوریتم اجماع اثبات اعتبار در سناریوهای مختلف استفاده کرد و گزینه‌ای بسیار ارزشمند برای کاربردهای لجستیکی محسوب می‌شود. به عنوان مثال الگوریتم اجماع PoA در بحث زنجیره تامین راه حلی موثر و منطقی برای حل مشکلات است.

الگوی مکانیزم اثبات اعتبار به شرکت‌ها اجازه می‌دهد در عین حفظ حریم خصوصی‌شان، از مزایای تکنولوژی بلاک چین بهره‌مند شوند. یکی از نمونه‌های استفاده از الگوریتم اثبات اعتبار، پلتفرم پردازش ابری مایکروسافت آژور (Microsoft Azure) است. به بیان ساده، مایکروسافت آژور با سیستمی که نیازی به یک ارز دیجیتال بومی مثل گس در شبکه اتریوم ندارد، برای شبکه‌های خصوصی راه حل‌های مناسب ارائه می‌کند. علت بی‌نیازی این راهکار کلاد به واحد پرداختی مشابه Gas اتریوم این است که نیازی به استخراج وجود ندارد.

مقایسه الگوریتم PoA و PoS

برخی بر این عقیده‌اند که مکانیزم اثبات اعتبار نسخه‌ای تغییریافته‌ از الگوریتم اثبات سهام است که به جای سکه و توکن، از هویت استفاده می‌کند و در اصل «شهرت‌محور» است. با توجه به ساختار غیر متمرکز بیشتر شبکه‌های بلاک چینی، الگوریتم PoS گاهی برای بعضی از مشاغل و سازمان‌ها مناسب نیست. ممکن است الگوریتم اثبات اعتبار در مقایسه با الگوریتم اثبات سهام برای بلاک چین‌های خصوصی راه حل بهتری محسوب بشود، چرا که عملکری به مراتب بهتر دارد.

ویژگی‌‌های نودها در الگوریتم اجماع اثبات اعتبار

با اینکه ممکن است شرایط از سیستمی به سیستم دیگر متفاوت باشد، الگوریتم اجماع اثبات اعتبار معمولا به شرایط زیر وابسته است:

• هویت‌های معتبر و قابل اعتماد: اعتبارسنج‌ها باید هویت واقعی‌شان را احراز کنند.
• دشواری اعتبارسنج شدن: هر کاندید برای اعتبارسنج شدن باید هم علاوه بر سرمایه گذاری با پول، شهرتش را هم وثیقه کند. سخت بودن مراحل تبدیل به یک ولیدیتور، ریسک انتخاب اعتبارسنج‌های بد را پایین می‌آورد و انگیزه‌ای برای تعهد طولانی‌مدت ایجاد می‌کند.
• استانداردی مشخص برای تایید اعتبارسنج‌ها: روش انتخاب اعتبارسنج‌ها باید برای همه کاندیدها یکسان باشد.

اصل اساسی پشت مفهوم مکانیزم‌های شهرت‌محور این است که از هویت اعتبارسنج مطمئن باشیم. این فرآیند نباید آسان باشد یا اینکه پس از مدتی رها بشود. فرآیند باید توانایی حذف بازیکنان بد را داشته باشد. در آخر اینکه اگر مطمئن شویم تمام اعتبارسنج‌ها فرآیند یکسانی را برای انتخاب شدن طی می‌کنند، اعتبار و یکپارچگی سیستم تضمین می‌شود.

محدودیت‌های مکانیزم اجماع PoA

مفهوم ذاتی مکانیزم اثبات اعتبار این است که از تمرکززدایی چشم‌پوشی می‌کند. بنابراین می‌شود گفت این مدل الگوریتم اجماع فقط تلاشی برای کارآمدتر کردن سیستم‌های متمرکز است. اگرچه مکانیزم اثبات اعتبار برای نیازهای لجستیکی سازمان‌های بزرگ راه حلی جذاب است، اما، مخصوصا در حوزه کریپتو، شک و تردیدهایی برای استفاده از آن وجود دارد. سیستم‌های مبتنی بر مکانیزم اثبات اعتبار سرعت عملیات بالایی دارند، اما وقتی کارهایی مثل سانسور و ایجاد محدودیت به این آسانی در آن‌ها قابل اجرا باشند، در بحث تغییرناپذیری شبکه اخلال ایجاد می‌شود.

یک انتقاد متداول به الگوریتم PoA این است که هویت اعتبارسنج‌های مکانیزم اثبات اعتبار برای همه قابل مشاهده است. جواب نقد بالا معمولا این است که فقط بازیکنان معتبر و تثبیت‌شده که می‌توانند جایگاه اعتبارسنجی را نگه دارند، برای به دست آوردنش تلاش خواهند کرد (چون همه آن‌ها را خواهند شناخت). با این حال دانستن هویت اعتبارسنج‌ها می‌تواند به ایجاد اخلال توسط اشخاص ثالث منجر بشود. به عنوان مثال اگر یکی از رقبا بخواهد در شبکه‌ای مبتنی بر مکانیزم اثبات اعتبار اختلال ایجاد کند، ممکن است اعتبارسنج‌های شناخته‌شده را برای فعالیت کردن خلاف قوانین شبکه تحت تاثیر قرار بدهد تا سیستم از درون بپاشد.

الگوریتم های اثبات کار، سهام و اعتبار هر کدام مزایا و معایب خودشان را دارند. بحث تمرکززدایی در جامعه کریپتوکارنسی بسیار ارزشمند و مهم تلقی می‌شود، اما مکانیزم اثبات اعتبار (PoA) به عنوان یک الگوریتم اجماع، تمرکززدایی را فدای توان عملیاتی بالاتر و مقیاس پذیری بهتر می‌کند. مشخصه‌های ذاتی سیستم‌های مبتنی بر الگوریتم اثبات اعتبار با شیوه کار بلاک چین‌ها تا امروز تفاوت بسیار زیادی دارند. با این حال مکانیزم اثبات اعتبار رویکردی شایسته توجه است و نباید اهمیت آن را به عنوان راه حلی نو برای بلاک چین‌ها نادیده گرفت، چرا که ممکن است برای استفاده بلاک چین‌های خصوصی بسیار مناسب باشد.

منبع: Binance Academy