الگوریتم اثبات اعتبار چیست و چگونه کار می‌کند؟

امروزه الگوریتم اثبات اعتبار (Proof of Authority) به عنوان یک جایگزین برای بسیاری از هم ترازان خود به حساب می‌آید. الگوریتم‌ گواه اجماع اثبات کار (Pow) و گواه اثبات سهام (PoS) و ساختارهای اجماع دیگر در حال حاضر ایجاد شده‌اند تا با روش‌های کاری متنوع خود، به فعالیت ادامه دهند. 

هدف و ماموریت اصلی الگوریتم‌های اجماع، بهبود دادن مقیاس‌پذیری در شبکه‌های بلاکچینی است. البته باید گفت وجود این الگوریتم‌ها نتوانسته است بسیاری از مشکلات مقیاس‌پذیری را به خوبی حل کند.

پروتکل اجماع اثبات اعتبار با بهبود الگوریتم‌های گذشته، تراکنش‌های بیشتری را بدون نیاز به وجود ماینرها، قادر است انجام دهد. در شبکه‌ای بر پایه الگوریتم‌ PoA تمامی تراکنش‌ها در حساب‌های تایید شده (validators) انجام می‌شود. 

بی‌نیازی به ماینرها، خود به خود حذف هزینه‌های زیادی را شامل می‌شود و حفظ این پلتفرم را بسیار ارزان خواهد کرد. در ادامه  این مقاله از صرافکس با ما همراه باشید تا در مورد الگوریتم اثبات اعتبار و نحوه فعالیتش اطلاعات خوبی در اختیار شما قرار دهیم.

الگوریتم اثبات اعتبار یا PoA چیست؟

همانگونه که گفته شد PoA نسبت به PoW برتری‌هایی را دارد. الگوریتم گواه اثبات کار توسط بیت کوین و دیگر شبکه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد و به نام امن‌ترین الگوریتم اجماع در نظر بسیاری از کارشناسان معرفی می‌شود. 

اما نقطه ضعفی دارد که باعث شده بلاکچینی که از این الگوریتم استفاده می‌کند، دارای تعداد کمتری تراکنش در ثانیه باشد. به اصطلاح در این حالت می‌گویند که TPS کمتری دارد. دلیلش هم این است که شبکه‌ بیت کوین و سایر شبکه‌ها از نودها و گره‌های توزیع شده به هم تشکیل شده‌اند که به یکدیگر مرتبط هستند. 

وقتی یک بلاک جدید در شبکه ایجاد شود، باید اکثر نودها آن را تایید نماید. این شیوه امنیت زیادی را به همراه دارد اما در مقیاس‌های بزرگ مالی شبکه را محدود می‌کند. در عوض الگوریتم گواه اثبات سهام در مقدار تراکنش عملکرد خوبی را برای شبکه دارد اما آن مقداری نیست که بتوان آن را متمایز کرد. 

این الگوریتم نیز مشکل مقیاس‌پذیری را حل نخواهد کرد. در این زمان الگوریتم گواه اثبات اختیار یا الگوریتم اثبات اعتبار (PoA) جایگزین خوبی برای دو الگوریتم گفته شده، خواهد بود. Proof of Authority توانست تعداد تراکنش‌های بیشتری را در زمان انجام دهد و بیشتر در بلاکچین‌های خصوصی مورد استفاده قرار می‌گیرد. 

الگوریتم PoA با استفاده از ارزش گذاشتن روی هویت فعالیت می‌کند، بدین شکل که روی سپرده‌گذاری یا استکینگ متمرکز نیست و در عوض روی اعتبار سرمایه‌گذاری تمرکز دارد.

امنیت این شبکه توسط نودهای ولیدیتوری برقرار می‌شود و که انتخابشان از موجودیت‌های مطمئن صورت می‌پذیرد. مقیاس‌پذیری این مکانیزم با توجه به تعداد اعتبارسنج‌ها بالا است. ناظران (Moderators) بر روی تراکنش‌ها و بلاک‌ها نظارت دارند. 

علت جایگزین کردن PoW

ایجاد و شکل گیری بیت کوین از آنجا بود که سازنده آن یعنی ساتوشی ناکامو دو عامل رمزنگاری و عدم تمرکز را با هم ادغام کرد و مرکزش را اجماع اثبات کار گذاشت. این ساختار موجب شد که بیت کوین در مقابل حملات تخریب کننده‌اش محافظت شود.

Proof of Work در حقیقت با توجه به اینکه یکی از مطمئن‌ترین الگوریتم‌ها به حساب می‌آید و به غیر از بیت کوین، از سایر کوین‌ها نیز پشتیبانی می‌کند. این کوین‌ها از آن به عنوان پروتکل اصلی خود استفاده می‌کنند. با توجه به اینکه هر روز بلاکچین بیشتر گسترش می‌یابد ضعف‌های Proof of Work بیشتر نمایان می‌شود. 

مطلب پیشنهادی: الگوریتم سایفر

از جمله ضعف‌های آن می‌توان به آسیب زیاد آن به طبیعت و محیط زیست، استفاده از تجهیزات و سخت افزارهای قدرتمند و نیز محدودیت در مقیاس‌پذیری یاد کرد. همچنین مقدار تراکنش در ثانیه و کند بودن آن از دلایل دیگر جایگزینی اثبات کار است. 

چرا از الگوریتم PoA استفاده کنیم؟

در الگوریتم‌ها، مکانیسم‌های توافق بین عناصر مختلف برای یافتن یک اجماع در شبکه بلاکچین خاص است. شیوه و عملکرد الگوریتم PoA نیز با دیگر الگوریتم‌ها تفاوت‌هایی دارد. این تفاوت در این است که کاربران به جای توکن‌های خود، هویتشان را درگیر می‌کنند. 

همان‌طور که می‌دانید اکثر پروتکل‌های بلاکچینی بدون اینکه هویت فردی مشخص شود، در حال فعالیت هستند. اما در سیستم اثبات اعتبار، اعتبار سنج‌ها برای تایید هر بلاک بر روی اعتبار خود ریسک می‌کنند. 

در Proof of Authority انگیزه خوبی در شرکت‌کنندگان و کاربران شاهد هستید تا اعتبار کسب شده خود را حفظ و ارتقا دهند. Validators با حفظ روند فعالیت یکنواخت خود، از تخریب اعتبار خود جلوگیری می‌کنند. همین عمل باعث شده که هر کاربری برای جایگاهی که کسب کرده است، ارزش خاصی قائل باشد. 

چگونه اثبات اعتبار کار می‌ کند؟

سیستم اجماع و اثبات به نحوی عمل می‌کند که ضمانت کند همه تراکنش‌های انجام شده در فضایی کاملا امن و معتبر انجام شده و با توافق کاربران صورت گرفته است. در اصل شبکه بلاکچین در دو گروه دارای مجوز و بدون مجوز در حال فعالیت است. 

این دو گروه از لحاظ دسترسی و مشارکت دارای تفاوت‌هایی با هم هستند. بلاکچین‌هایی با عدم داشتن مجوز، دسترسی آزادی را برای کاربران خود ایجاد می‌کند و با تجهیزات خاص خود قادر به فعالیت در آن هستید. در عوض بلاکچین‌های دارای مجوز به صورت خصوصی اداره می‌شوند و گره‌ها قبل از هر گونه اتصالی باید احراز هویت خود را انجام داده باشند. 

مطلب پیشنهادی: الگوریتم اثبات مغز POB

به طور کلی و عمومی می‌توان گفت که سیستم‌های فاقد مجوز به صورت مکانیسم‌های اجماع مثل Pow و PoS در حال فعالیت هستند. نوع دارای مجوز آن به سیستم اجماع مختص به خود و جایگزین شده فعالیت خواهد کرد. در این میان PoA با حل ضعف‌های سایر الگوریتم‌ها، توانست خود را در شبکه مطرح کند. 

این مکانیسم با اشتراک‌گذاری خود کاربر و هویتش به جای توکن رشدش را تضمین می‌کند. اصول توافق شده در اثبات اعتبار به شکلی است که اعتبارسنج‌های موجود ارزی را استیک نخواهند کرد و به جایش هویت خود را در این شبکه به اشتراک خواهند گذاشت. 

به طور کلی می‌توان اعتبار سنجی یک بلوک را در پروتکل PoA به شکل ساده‌ای بیان کرد. PoA برای تایید کردن یک بلوک اعتبار سنجی را به صورت کاملا رندوم انتخاب می‌کند. در این مرحله رتبه اعتبار سنج بسیار مهم است به صورتی که با بالا بودن اعتبار هر فرد درصد شانس فرد هم برای تایید بلوک بالا خواهد رفت. 

در این مرحله پس از انتخاب، اعتبارسنج آنچه که یک بلوک تراکنش داشته است را باید بررسی و تایید کند. پس از طی کامل مرحله قبل، سایر اعتبار سنج‌ها دست به کار شده و آن بلوک را می‌توانند تایید کنند. وقتی به توافق جمعی رسیدند، بلوک وارد زنجیره سیستم شده و کل زنجیره آپدیت خواهد شد. 

نحوه ماینینگ در PoA 

وقتی صحبت از ماینینگ می‌شود، شما باید یک بلاکچین عمومی را که به شکل غیر متمرکز و بدون مجوز کار می‌کند را در ذهن خود در نظر بگیرید. این شبکه بدون مجوز گره‌های خود را برای داشتن اعتبار و مشارکت در نگهداری سابقه خود فعال خواهد کرد. در این میان الگوریتم اثبات اعتبار هیچ احتیاجی به استخراج نخواهد داشت. 

هیچ بلوکی به حل معادلات ریاضی خیلی پیچیده‌ای احتیاج ندارد. بلوک جدید زمانی به شبکه متصل می‌شود که بیشتر گره‌ها تراکنش آن را امضا کنند. بنابراین ماینینگ دیگر بی معنا خواهد شد و همه گره‌های جدید دارای اتصال، تایید می‌شوند. به همین صورت هزینه نگهداری و حفظ شبکه بسیار پایین می‌آید و همه موارد به اعتبار سنج بر می‌گردد. 

مطلب پیشنهادی: الگوریتم اثبات کار PoW

ماموریت و هدف مکانیزم اثبات اعتبار

شاید برای بیان ماموریت اثبات اعتبار، تایید هویت برای پیشگیری از حملات مثل DOS باشد. پتانسیل و قدرت این الگوریتم موجب شد که در بلاکچین‌های خصوصی بسیاری مورد استفاده قرار گیرد. فرآیند انتخاب اعتبارسنج‌ها کار بسیار راحتی نیست و باید این انتخاب انجام شود. 

این اعتبار دادن‌ها به صورتی است که هر کاربری که وارد شبکه شد، هویت و نوع فعالیتش مشخص شود و افراد با نیت‌‌هایی به غیر از اهداف شبکه کنار گذاشته شوند. در این میان با انتخاب کاربران دارای اعتبار، امنیت شبکه تضمین خواهد شد.

شرایط اصلی الگوریتم اثبات اعتبار

شرایط اصلی الگوریتم اثبات اعتبار باید به صورتی باشد که معمولا از اصولی پیروی کند. اولین شرطی که باید به آن اشاره کرد هویت‌های دارای اعتبار و قابل اعتماد شبکه است. با توجه به مطالبی که در مورد این الگوریتم گفته شد، ولیدیتور باید اثبات هویت اصلی خود را در ابتدای ورود انجام دهد. 

سپس مراحل دشواری را برای تبدیل به اعتبار سنج طی کند. این امر باعث درست شدن انگیزه برای ایجاد فردی با تعهد بالا به شبکه و جدایی کاربر با نیت خوب و بد خواهد شد. روش‌های اصلی برای انتخاب کردن یک ولیدیتور به شکل کاملا یکسانی است.

ویژگی‌های الگوریتم اثبات اعتبار

همه الگوریتم‌های فعال در شبکه بلاک چین دارای نواقص و مزایایی هستند. شاید بسیاری بیت کوین را در شبکه قابل اعتماد و ایمن ببینند اما توان مقیاس‌پذیری محدود آن را نبینند. در حقیقت تمرکز زدایی در دنیای امروز بسیار ارزشمند شده است اما الگوریتم اثبات اعتبار با این فعالیت منطبق نیست. 

این الگوریتم داشتن توان مقیاس‌پذیری بالا را در اولویت همه کارهای خود گذاشته است. به طور کلی می‌توان گفت از ویژگی‌های اصلی این الگوریتم به توان بسیار بالا در اجرای عملیات، کم بودن نیاز به محاسبات و عدم نیاز به تجهیزات تخصصی اشاره کرد. 

کاربرد های الگوریتم اثبات اعتبار چیست؟

با توجه به مطالبی که گفته شد، شما باید فهمیده باشید تعداد ولیدیتورهای این الگوریتم بسیار پایین است. بسیاری از کارشناسان استفاده از آن را در شبکه‌های خصوصی توصیه می‌کنند. استفاده از این شبکه در مقابل استفاده از هزاران نود تایید کننده تراکنش بالاکچین‌های عمومی مثل بیت کوین، مزیت‌هایی را دارد.

از جمله مثال‌های موفق می‌توان به Hyperledger Besu نیز اشاره کرد که از اثبات اعتبار بر روی بلاکچین شبکه اتریوم استفاده می‌کند. استفاده در شبکه‌های آزمایشی نیز از این الگوریتم بسیار پیشنهاد شده است. تست نت‌هایی که الگوریتم اثبات اعتبار آن را استفاده می‌کنند با داشتن محیط کاملا ایمن و مطمئن خواهند توانست به خوبی عمل کنند. 

از جمله شبکه‌های تستی که بر روی اتریوم فعال هستند، می‌توان به Kovan، راپستن و Goerly اشاره کرد. از این الگوریتم نیز در زنجیره‌های جانبی یا ساید چین (Sidechain) نیز مورد استفاده قرار گرفته است. امروزه در توسعه بازی‌های رایانه‌ای نیز از الگوریتم اثبات اعتبار با توجه به مقیاس‌پذیری خوب آن، مورد استفاده قرار گرفته است. 

پیش بینی آینده الگوریتم اثبات اعتبار

در حال حاضر با توجه به روند رشد Proof of Authority، جایگاه خوبی را در میان سایر الگوریتم‌ها برای خود کسب کرده است. با توجه به ویژگی‌هایش به خصوص سرعت آن، از مزیت رقابتی بهتری برخوردار است. 

اصلی‌ترین ویژگی‌ که الگوریتم اثبات اعتبار روی آن متمرکز شده، ایجاد سیستمی بسیار انگیزشی برای رشد و ارتقا خود است که توسعه خود را در گرو آن می‎بیند. امروزه این الگوریتم در بسیاری از فرآیندهای سازمانی نیز به کار گرفته شده است. این الگوریتم در آینده‌ای نه چندان دور با رفع ضعف‌ها و نواقصش خواهد توانست سهم خوبی در شبکه برای خود ایجاد کند.

سخن پایانی

با توجه به مطالبی که در مورد الگوریتم اثبات اعتبار به شما گفته شد، فهمیدید که این الگوریتم در شبکه‌های خصوصی کاربرد دارد. این الگوریتم به دنبال آن است که با اعتبارسنج‌های منتخب یک استاندارد برای توسعه شبکه خود ایجاد کند. همه پیش بینی‌ها از رشد جایگاه این الگوریتم در آینده نزدیک با توجه به ویژگی‌های آن حکایت دارد. 

سوالات متداول الگوریتم اثبات اعتبار