در دنیای پرتحول و نوآور ارزهای دیجیتال، الگوریتمهای اجماع به عنوان ابزارهای کلیدی در تأمین امنیت و کارایی شبکههای بلاکچینی شناخته میشوند. از زمان ظهور بیتکوین و الگوریتم اثبات کار آن، شاهد ظهور تکنیکهای جدیدی بودهایم که هر یک به نحوی به بهبود عملکرد و کاهش هزینهها در شبکههای بلاکچین کمک کردهاند. یکی از این تکنیکهای نوین، الگوریتم اثبات اعتبار (POA) یا Proof of Authority است که با تمرکز بر اعتبارسنجی بر اساس هویت، تغییرات قابل توجهی در روند تراکنشها و مدیریت منابع به وجود آورده است.
الگوریتم اثبات اعتبار، با ارائه رویکردی متفاوت نسبت به مدلهای سنتی، به دنبال ایجاد توازن بین سرعت، امنیت و هزینههای عملیاتی در شبکههای بلاکچینی است. این الگوریتم به جای تکیه بر قدرت محاسباتی و مصرف انرژی، بر اساس هویت و اعتبار نودهای شبکه کار میکند. در این مقاله، به بررسی جزئیات این الگوریتم، مزایا و چالشهای آن، و نمونههای عملی از بلاکچینهایی که از PoA بهره میبرند خواهیم پرداخت. با ما همراه باشید تا به عمق این فناوری نوین و کاربردهای آن در دنیای بلاکچین پی ببریم.
الگوریتم اجماع چیست؟
بلاکچین، فناوری نوینی است که با ایجاد یک دفتر کل توزیعشده و غیرمتمرکز، امکان ثبت و تأیید تراکنشها به صورت امن و شفاف را فراهم میکند. اما برای عملکرد صحیح یک بلاکچین، ضروری است که تمامی نودهای شبکه بر روی یک نسخه واحد از بلاکچین توافق داشته باشند. این توافق جمعی به کمک الگوریتمهای اجماع محقق میشود.
الگوریتمهای اجماع، مکانیزمهایی هستند که به شبکه بلاکچین اجازه میدهند تا به صورت خودکار و بدون نیاز به یک مرجع مرکزی، بر روی وضعیت فعلی بلاکچین به توافق برسند. این توافق، تضمینکننده امنیت و یکپارچگی دادههای ذخیره شده در بلاکچین است و از دستکاری یا تغییر اطلاعات جلوگیری میکند.
یکی از شناختهشدهترین الگوریتمهای اجماع، اثبات کار (Proof of Work) است که در بیتکوین به کار میرود. در این الگوم، ماینرها با حل مسائل پیچیده ریاضی، به رقابت میپردازند تا بلاک جدیدی را به بلاکچین اضافه کنند. هرچند این روش امنیتی بالایی دارد، اما مصرف انرژی بسیار بالایی نیز به همراه دارد.
الگوریتم اثبات سهام (Proof of Stake) به عنوان جایگزینی برای اثبات کار مطرح شده است. در این الگوریتم، به جای مصرف انرژی، اعتبارسنجان با قفل کردن بخشی از ارز دیجیتال خود، حق شرکت در فرآیند تأیید تراکنشها را به دست میآورند. این روش، مصرف انرژی را کاهش میدهد اما همچنان با برخی چالشها مانند تمرکززدایی کامل روبرو است.
الگوریتم اثبات اعتبار (POA) رویکردی متفاوت نسبت به دو الگوریتم قبلی دارد. در این الگوریتم، اعتبارسنجان بر اساس هویت و اعتبارشان انتخاب میشوند. این امر باعث افزایش سرعت و کاهش مصرف انرژی میشود، اما ممکن است به تمرکز قدرت در دست تعداد محدودی از اعتبارسنجان منجر شود.
هر یک از این الگوریتمها مزایا و معایب خاص خود را دارند و انتخاب مناسبترین الگوریتم برای یک بلاکچین به عوامل مختلفی مانند نیازهای خاص پروژه، سطح امنیت مورد نظر و مقیاسپذیری مورد نیاز بستگی دارد. در ادامه، به بررسی دقیقتر الگوریتم اثبات اعتبار و مزایا و معایب آن خواهیم پرداخت.
الگوریتم اثبات اعتبار (POA)
“اثبات اعتبار” (Proof of Authority) یک الگوریتم نوآورانه برای اجماع در بلاک چین است که تأیید تراکنش ها را به افراد یا سازمان هایی با اعتبار و هویت شناخته شده واگذار می کند. این الگوریتم در سال 2017 توسط گاوین وود، همبنیانگذار اتریوم، به عنوان یک راهکار جدید برای بلاک چین های خصوصی و نوظهور ارائه شد.
بر خلاف الگوریتم های اثبات کار (که قدرت پردازشی سختافزار را معیار قدرت می دانند) و اثبات سهام (که دارایی رمزارز را معیار قدرت می داند)، در “اثبات اعتبار” هویت واقعی افراد است که مجوز تأیید تراکنش ها را به آنها می دهد.
به طور کلی، الگوریتم های اجماع در بلاک چین به دو دسته “بیاجازه” (Permissionless) و “بااجازه” (Permissioned) تقسیم می شوند. در سیستم های بیاجازه، هر کاربر می تواند بدون نیاز به مجوز، تراکنش ها را تأیید کند. اما در الگوریتم های بااجازه، تنها افرادی که از قبل مشخص شدهاند، حق تأیید تراکنش ها را دارند. “اثبات اعتبار” نیز در دسته الگوریتم های بااجازه قرار می گیرد.
در نتیجه، در بلاک چین هایی که از “اثبات اعتبار” استفاده میکنند، تنها کاربرانی با هویت تأیید شده، قادر به تأیید تراکنش ها خواهند بود. این محدودیت در تعداد تأییدکنندگان، مشکلاتی مانند مقیاسپذیری پایین که در بیت کوین مشاهده میشود را کاهش میدهد. با این حال، ممکن است “اثبات اعتبار” معایب دیگری نیز داشته باشد که در ادامه به آنها خواهیم پرداخت.
الگوریتم اثبات اعتبار (POA) چگونه کار میکند؟
الگوریتم اثبات اعتبار (POA) یک سیستم امنیتی نوین برای بلاک چین است که از گروهی از اعتبارسنجها تشکیل شده که هویت آنها به طور عمومی و شفاف قابل بررسی است.
در این سیستم، انتخاب اعتبارسنجها به جای استفاده از الگوریتمهای استخراج، با رأیگیری بین اعتبارسنجهای فعلی انجام میشود. این روش انتخاب، احتمال ورود افراد با اهداف مخرب به شبکه را به شدت کاهش میدهد.
هر اعتبارسنج در هر دور نوبت خود، تنها میتواند یک بلاک را تأیید کند. این روش تضمین میکند که هیچ اعتبارسنجی توانایی کنترل و manipulate کردن شبکه را ندارد.
یکی از مزایای بارز “اثبات اعتبار”، مصرف انرژی به شدت کمتر آن در مقایسه با “اثبات کار” است. این سیستم بدون نیاز به عملیات استخراج سنگین و مصرف برق بالا، به محیط زیست کمترین آسیب را میرساند.
“اثبات اعتبار” با اتکا به هویت و مسئولیت افراد و شفافیت عملکرد آنها، یک شبکه امن و پایدار را به وجود میآورد. هرگونه خرابکاری در شبکه به طور مستقیم به اعتبار و هویت کاربر یا سازمان مخرب آسیب میرساند. به این ترتیب، افراد یا سازمانهای مخرب تمایل کمتری به ایجاد مشکل در شبکه دارند.
محدودیتهای الگوریتم اثبات اعتبار
همانطور که پیشتر اشاره شد، الگوریتم “اثبات اعتبار” به طور کلی برای بلاکچینهای عمومی مانند بیت کوین مناسب نیست و عمدتاً در بلاکچینهای خصوصی به کار گرفته میشود.
وی چین (VeChain): یکی از نمونههای شناختهشده بلاکچینهای خصوصی که از “اثبات اعتبار” استفاده میکند، “وی چین” است. این بلاکچین به عنوان یک بلاکچین سازمانی طراحی شده است که هدف آن مدیریت شفاف اطلاعات سازمانها است. تمرکز اصلی “وی چین” بر روی مدیریت زنجیرههای تأمین و لجستیک قرار دارد.
مایکروسافت آژور (Microsoft Azure): “مایکروسافت آژور” نیز از مزایای “اثبات اعتبار” بهرهمند میشود. این پلتفرم راهکارهایی برای راهاندازی شبکههای خصوصی ارائه میدهد که نیازی به ارز محلی برای تأمین کارمزدهای تراکنشها ندارند. دلیل این موضوع عدم نیاز به عملیات استخراج در این شبکههای خصوصی است.
با توجه به این موارد، “اثبات اعتبار” به عنوان یک الگوریتم برای افزایش امنیت و شفافیت در بلاکچینهای خصوصی مطرح میشود و در پروژههای خاص و سازمانهایی که به دنبال راهکارهای مدیریت اطلاعات امن و شفاف هستند، کاربرد دارد.
سخن پایانی
الگوریتمهای «اثبات کار»، «اثبات سهام» و «اثبات اعتبار» هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. در حالی که غیرمتمرکزسازی برای بسیاری از بلاک چینها اهمیت دارد، الگوریتم «اثبات اعتبار» برای دستیابی به مقیاسپذیری بالا و سرعت تراکنش بیشتر، این ویژگی را فدای کارایی کرده است.
این الگوریتم به دلیل ویژگیهای خاصش، به نوعی با نحوه سنتی بلاک چینها در تضاد است، اما برای بلاک چینهای خصوصی و سازمانهایی که قصد استفاده از فناوری بلاک چین را دارند، گزینهای مفید و نوآورانه به حساب میآید. در این مقاله، به بررسی و مقایسه این الگوریتمها با «اثبات اعتبار» پرداختیم تا درک بهتری از کاربرد و ویژگیهای آنها بهدست آوریم.