شرح توضيحي: ما هو إثبات الحصة (PoS) في تقنية البلوكتشين؟

أصبح مصطلح البلوكشين منتشرًا على نطاق واسع خلال السنوات القليلة الماضية. عدد متزايد من المؤسسات والحكومات يتبنى تقنية البلوكشين (وتقنية دفاتر الأستاذ الموزعة). على الرغم من نموه السريع، لا يزال هناك بعض اللبس حول المفاهيم الأساسية مثل 'ما هو إثبات الحصة' أو 'ما هو خوارزمية التوافق في شبكة البلوكشين'. في النهاية، يجعل ذلك من الضروري معالجة هذه الفجوات المعرفية.

إثبات الحصة (PoS) هو خوارزمية توافق يتم من خلالها اختيار عقد التحقق بشكل عشوائي (المحققون) لرهن الرموز الأصلية (الرهان) لشبكة البلوكشين لاقتراح أو تأكيد كتل جديدة إلى البلوكشين الحالي. سيحصل المحقق على مكافآت من خلال إضافة الكتل بنجاح إلى البلوكشين. 

يهدف هذا المنشور إلى تسليط المزيد من الضوء على مفاهيم البلوكشين الأساسية، بما في ذلك:

لماذا آلية التوافق مهمة في البلوكشين؟

آلية التوافق هي مجموعة من القواعد التي من خلالها يوافق المشاركون المختلفون داخل شبكة البلوكشين على المعاملات. نظرًا لعدم وجود سلطة مركزية في شبكات البلوكشين للموافقة على المعاملات، تضمن بروتوكولات التوافق أن يتفق جميع المشاركين في الشبكة على نسخة واحدة فقط من البلوكشين.

تسمح آلية التوافق لشبكة البلوكشين بأن:

• تعمل بدون سلطة مركزية
• تساعد في إنشاء نسخة واحدة من البلوكشين
• تُحافظ على الأمن والشفافية داخل شبكة البلوكشين.

هناك أنواع مختلفة من خوارزميات التوافق الموجودة، بما في ذلك إثبات العمل (PoW)، إثبات الحصة (PoS)، تحمل الخطأ البيزنطي العملي (PBFT)، إثبات الحرق (PoB)، وتنوعات أخرى من خوارزميات التوافق.

من بين هذه الخوارزميات التوافقية، تبقى إثبات العمل (PoW) وإثبات الحصة (PoS) الأكثر شهرة. كمتحمس للبلوكشين أو متبني مبكر، من المهم فهم الفرق بين PoW و PoS.

يعتمد PoW على قدرة العقد على حل المشكلات الرياضية المعقدة التي تتطلب قوة حسابية كبيرة بشكل استثنائي، وتستهلك الكهرباء، ولها تكلفة إعداد أولية عالية.

من ناحية أخرى، يتطلب PoS من المدققين رهن رموزهم بدلاً من حل الألغاز الرياضية، مما يقلل من استهلاك الكهرباء، فضلاً عن فترة توليد الكتل، وتجنب مركزية الموارد. تستخدم أيضاً بروتوكولات PoS تسلسلات شبه عشوائية لاختيار المدققين.

كيف يعمل إثبات الحصة (PoS)

يتضمن آلية PoS جزئين منفصلين لكي تعمل. أولاً، يجب على عقدة المدقق إيداع رموز منصة سلسلة الكتل كرهن. يتم حظر هذه الرموز لفترة محددة. يزيد الرهن الأعلى من فرص اختيار عقدة لتزوير الكتلة.

من المهم فهم أن منح الأولوية للعقد ذات الرهانات الأعلى هو كيفية تصميم PoS. تضمن هذه الممارسة أن المدقق يكون له حصة أكبر في اللعبة، مما يجعل من غير المجدي اقتصادياً التصرف بخلاف ذلك.

الجزء الثاني من PoS يتضمن اختيار مدقق لتزوير (توليد) الكتلة عشوائياً. هناك طرق متعددة لاختيار المدققين، وتشمل هذه:

• طريقة اختيار عمر العملة تأخذ في الاعتبار المدة التي قامت بها عقدة المدقق برهن عملاتها، بالإضافة إلى العدد الإجمالي للعملات المرهونة. في كل مرة يتم اختيار عقدة كمدقق، يتم إعادة تعيين عمر عملتها إلى الصفر. أيضاً، يجب أن تنتظر عقدة المدقق وقتاً محدداً قبل تزوير كتلة أخرى.

• يركز اختيار الكتل العشوائي على المدققين الذين يجمعون بين أعلى حصة وأقل قيمة تجزئة. من المهم ملاحظة أن كل مشارك في الشبكة يمكنه مشاهدة الحصة المقدمة من عقدة المدقق.

بمجرد اختيار عقدة، يقوم المدقق بالتحقق من المعاملات داخل الكتلة، ثم بتوقيع الكتلة. تقوم عقد المدققين الأخرى بتأكيد ما إذا كانت الكتلة صالحة. عندما يُرجح معظم المدققين لصالح الكتلة، تصبح الكتلة جزءًا من سلسلة الكتل. بعد ذلك، ستتلقى عقدة المدقق المختارة رسوم المعاملات كمكافأة.

ومع ذلك، إذا صُنفت الكتلة على أنها احتيالية (خطأ) من قبل مدققين آخرين يقومون بتأكيد الكتلة. في هذه الحالة، يفقد المدقق المختار جزءًا من الحصة، وسيُعاد العملية من جديد. وبالتالي، سيتم تقييد المُزور من أي أنشطة تزوير (توليد) كتل في المستقبل.

إيجابيات وسلبيات توافق PoS

واحدة من الطرق الشائعة للإجابة على سؤال إثبات الحصة مقابل إثبات العمل هي مقارنة الفوائد والقيود لهذين البروتوكولين التوافقيين.

إيجابيات إجماع PoS

• فعال في استهلاك الطاقة: آلية إجماع PoS تختار عقدة تحقّق لتزوير الكتلة بدلاً من PoW، حيث يتنافس العديد من المعدنين لحل تحديات الكتلة. وبالتالي، فإن PoS أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة.
• لا تكاليف مبدئية لأجهزة المستحوذين (المعدنين): لا يتطلب بروتوكول PoS من المحققين أن يكون لديهم موارد حسابية عالية، على عكس PoW. عدم وجود متطلبات حسابية عالية يجعل المشاركة في PoS أكثر سهولة.
• منظور أفضل للتوسع: سلاسل الكتل التي تستخدم بروتوكول PoS تطبق هياكل مختلفة لتوسيع قدراتها، مثل التجزئة. يسمح ذلك لشبكة البلوكشين بتحسين قدرتها الإنتاجية وأن تصبح فعالة. تسمح التجزئة لسلاسل الكتل بتقليل وقت توليد الكتل.

سلبيات إجماع PoS

• مشكلة لا شيء على المحك: المصدقون (عمال التعدين) لا يحتاجون إلى أي تركيب للأجهزة للتزوير ويمكنهم تزوير كتلة فقط من خلال رهن رموزهم. في حالة انقسام السلسلة، قد يزيد المصدقون من مكافآتهم عبر تزوير الكتل حول فروع مختلفة من سلسلة الكتل، وهذا ما يعرف بمشكلة "لا شيء في الرهن". لذلك، سلاسل الكتل التي تستخدم بروتوكول التوافق PoS تحتاج إلى قواعد خاصة أو تدابير أمنية لمنع حدوث ذلك.
• محاباة الرهانات العالية: يُعطي PoS أهمية لحجم الرهن الذي يمتلكه المصدّق. امتلاك رهانات أعلى يضع المصدق في وضع أفضل ليتم اختياره أكثر من العقد الأقل ثراءً، مما يخلق مشكلة تدور حول المحاباة.

أي عملة مشفرة تستخدم التوافق PoS؟

أثبت PoS أنه آلية توافق أكثر كفاءة وسرعة وأقل استهلاكًا للموارد. هذه الصفات أدت إلى نمو في عملات إثبات الرهن. إليك بعض العملات الأكثر شهرة التي تستخدم PoS كآلية توافق.

• إيثيريوم (ETH): إيثيريوم 2.0 هو تحسين لسلسلة إيثيريوم، بالانتقال من بروتوكول التوافق PoW إلى PoS. أطلقت مؤسسة إيثيريوم السلسلة الرئيسية لتقديم PoS إلى مؤسسة إيثيريوم.
• تيزوس (XTZ): تيزوس هو سلسلة كتلة أخرى رائدة تستخدم PoS كآلية توافق لها. يمكن لمستخدمي Tezos تفويض حقوقهم إلى مشاركين آخرين يشاركون في عملية توليد الكتل والشهادة عليها.
• ترون (TRX): تُعد ترون واحدة من أكثر منصات البلوك تشين شهرة في منطقة آسيا والمحيط الهادئ. تستخدم ترون بروتوكول توافق إثبات التفويض (DPoS)، حيث يتم انتخاب عدد محدود من الممثلين الفائقين (27) لصيانة الشبكة والحفاظ على شبكة البلوك تشين.

تشمل بعض العملات المشفرة الشهيرة الأخرى التي تستخدم PoS أو متغيراتها نكست (NXT)، ألجوراند (ALGO)، كوزموس (ATOM)، بيركوين (PPC)، ستيم (STEEM)، والمزيد.

لماذا يستخدم إيثيريوم 2.0 إثبات الحصة؟

هذا يقودنا إلى سؤال لماذا يستخدم إيثريوم 2.0 إثبات الحصة. حسنًا، السبب الرئيسي هو تسريع وقت إنشاء (أو صياغة الآن) الكتل. نظرًا لأن البلوكشينات التي تستخدم إثبات الحصة تتطلب فترة زمنية أقصر نسبيًا للوصول إلى توافق، فإنها تعزز الإنتاجية العامة للشبكة.

يهدف تحديث إيثريوم 2.0 إلى تعزيز سرعة صياغة الكتل بشكل أكبر من خلال التجزئة، حيث ستتمتع كل سلسلة مجزأة بقدرة معالجة مماثلة لشبكة إيثريوم 1.0 السابقة.

باختصار، التحول إلى بروتوكول إثبات الحصة سيسمح لإيثريوم 2.0 بأن يصبح أكثر قابلية للتوسع والكفاءة، وجاهزًا للتطبيقات الصناعية الثقيلة في المعاملات.

ما هو مستقبل إثبات الحصة؟

تم الترويج لتكنولوجيا البلوكشين كتكنولوجيا المستقبل مع اللامركزية في مركزها. ومع ذلك، أدى اعتمادها الكبير على موارد الحوسبة إلى مركزية تجمعات التعدين، مما عرض الهدف الأساسي لتكنولوجيا البلوكشين للخطر.

يعالج بروتوكول توافق إثبات الحصة بعض التحديات الحاسمة التي تواجهها تكنولوجيا البلوكشين في الوقت الحالي. مع تزايد الطلب العالمي على التقنيات الخضراء، يصبح بروتوكول الإجماع PoS هو القاعدة في صناعة البلوكشين.

ومع ذلك، دائمًا ما سيكون هناك نقاش حول جدوى PoS مقابل PoW، ولكن مع اعتماد المزيد من البلوكشينات لـ PoS، من المرجح أن تظهر المزيد من الفرص. سيأخذ بروتوكول PoS وقته المستحق أثناء مروره بمراحل تطوير مختلفة، لكنه بلا شك واحد من أقوى المنافسين لبروتوكولات الإجماع بينما نتقدم.