الگوریتم Proof of Activity چیست؟

در دنیای امروز، با رشد فزاینده فناوری‌های مالی دیجیتال و استقبال گسترده از ارزهای دیجیتال، نیاز به سیستم‌های اجماع قوی و کارآمد بیش از پیش احساس می‌شود. سیستم‌های اجماع، هسته اصلی عملکرد شبکه‌های بلاکچین هستند و وظیفه دارند تا صحت و انسجام تراکنش‌ها را تضمین کنند. در حالی که الگوریتم‌های Proof of Work (PoW) و Proof of Stake (PoS) به عنوان دو مدل اصلی اجماع به طور گسترده‌ای به کار گرفته شده‌اند، هر یک از این روش‌ها با چالش‌ها و محدودیت‌های خاص خود مواجه هستند. به همین دلیل، الگوریتم Proof of Activity (PoA) به عنوان یک راه حل نوآورانه مطرح شده است که تلاش می‌کند تا با ترکیب نقاط قوت PoW و PoS، یک سیستم اجماع امن‌تر، کارآمدتر و کم‌هزینه‌تر را ارائه دهد. این مقاله از بلاگ کیف پول من به بررسی اصول عملکرد، مزایا و معایب الگوریتم PoA می‌پردازد و نقش آن در بهبود امنیت و کارایی شبکه‌های بلاکچین را تحلیل می‌کند. با درک بهتر از این الگوریتم، می‌توان به ارزیابی دقیق‌تری از آینده فناوری‌های بلاکچین و نقش آن‌ها در تحولات مالی دیجیتال دست یافت.

الگوریتم Proof of Activity چیست؟

الگوریتم Proof of Activity (PoA) یک مدل اجماع ترکیبی است که ایده‌های دو الگوریتم اصلی بلاکچین، یعنی Proof of Work (PoW) و Proof of Stake (PoS)، را با هم ترکیب می‌کند. هدف اصلی PoA بهبود امنیت و کارایی شبکه‌های بلاکچین است. این الگوریتم ابتدا با استفاده از PoW، ماینرها را تشویق می‌کند تا بلوک‌های جدید را تولید کنند. پس از تولید بلوک توسط ماینر، این بلوک به عنوان یک "قالب" به شبکه ارسال می‌شود. در این مرحله، بلوک حاوی اطلاعات تراکنش‌ها نیست و تنها شامل یک هدر است که نشان‌دهنده موفقیت ماینر در حل مسئله محاسباتی است. سپس، فرآیند PoA وارد مرحله دوم یعنی PoS می‌شود، جایی که مجموعه‌ای از سهامداران (یا استیک‌داران) به طور تصادفی انتخاب می‌شوند تا بلوک را امضا کنند و تراکنش‌ها را به آن اضافه کنند.
در الگوریتم PoA، امنیت شبکه از دو جنبه تامین می‌شود: اولاً، نیاز به انجام محاسبات پیچیده در مرحله PoW مانع از حملات Sybil و دیگر حملات مبتنی بر ایجاد بی‌شمار هویت جعلی می‌شود؛ ثانیاً، فرآیند انتخاب سهامداران تصادفی در مرحله PoS باعث می‌شود که تنها ماینرها نتوانند به تنهایی کنترل شبکه را به دست گیرند. این ترکیب دوگانه از PoW و PoS باعث می‌شود که PoA از مقاومت بالاتری در برابر حملات برخوردار باشد و در عین حال کارایی و مصرف انرژی بهتری نسبت به مدل‌های صرفاً PoW داشته باشد. به این ترتیب، PoA تلاش می‌کند تا با بهره‌گیری از نقاط قوت هر دو الگوریتم PoW و PoS، یک سیستم اجماع قابل اعتماد و کارآمد را فراهم کند.

الگوریتم PoA چطور کار می‌کند؟

الگوریتم Proof of Activity (PoA) با ترکیب دو الگوریتم Proof of Work (PoW) و Proof of Stake (PoS)، سعی می‌کند مزایای هر دو را در ایجاد یک سیستم اجماع امن و کارآمد به کار گیرد. فرآیند کار PoA به صورت زیر است:

1. مرحله PoW: ماینرها با استفاده از توان محاسباتی خود برای حل یک مسئله رمزنگاری پیچیده تلاش می‌کنند. این مسئله مشابه مسئله‌ای است که در الگوریتم PoW استفاده می‌شود. اولین ماینری که موفق به حل این مسئله شود، یک بلوک جدید ایجاد می‌کند. این بلوک اولیه تنها شامل یک هدر است که نشان‌دهنده موفقیت ماینر در حل مسئله است و اطلاعات تراکنش‌ها را شامل نمی‌شود.
2. مرحله PoS: پس از ایجاد بلوک اولیه توسط ماینر، مرحله PoS آغاز می‌شود. در این مرحله، مجموعه‌ای از سهامداران (استیک‌داران) به طور تصادفی از میان کسانی که مقدار مشخصی ارز دیجیتال در شبکه دارند، انتخاب می‌شوند. این سهامداران باید بلوک را امضا کرده و اطلاعات تراکنش‌ها را به آن اضافه کنند. اعتبار بلوک نهایی به امضای این سهامداران وابسته است.
3. تکمیل بلوک: پس از امضای بلوک توسط سهامداران منتخب، بلوک نهایی که شامل اطلاعات تراکنش‌ها است، به شبکه ارسال می‌شود و به زنجیره بلوک‌ها اضافه می‌گردد. اگر تعداد کافی از سهامداران بلوک را امضا نکنند، بلوک معتبر نخواهد بود و فرآیند باید از نو آغاز شود.

این ترکیب دو مرحله‌ای باعث می‌شود که PoA از مزایای هر دو الگوریتم PoW و PoS بهره‌مند شود. مرحله PoW امنیت شبکه را تامین می‌کند و مانع از حملات Sybil می‌شود، در حالی که مرحله PoS باعث کاهش مصرف انرژی و افزایش کارایی شبکه می‌شود. به این ترتیب، PoA تلاش می‌کند تا با بهره‌گیری از نقاط قوت هر دو روش، یک سیستم اجماع قابل اعتماد و کارآمد را فراهم کند.

کدام شبکه‌های بلاکچینی از Proof of Activity استفاده می‌کنند؟

دو نمونه از شبکه‌های بلاکچینی که از الگوریتم Proof of Activity (PoA) استفاده می‌کنند، دکرد (Decred)و اسپرس (Espers)هستند. در ادامه به توضیح مختصری درباره هر یک از این شبکه‌ها می‌پردازیم:

دکرد (Decred)

دکرد یک ارز دیجیتال و پلتفرم بلاکچین است که هدف اصلی آن ایجاد یک سیستم مالی غیرمتمرکز و عادلانه است. Decred از یک سیستم هیبریدی PoW/PoS استفاده می‌کند که به نوعی مشابه با PoA است. در این سیستم، ماینرها بلوک‌های جدید را از طریق فرآیند PoW تولید می‌کنند، و سپس این بلوک‌ها توسط استیک‌داران (سهامداران) از طریق PoS تایید می‌شوند. این ترکیب باعث افزایش امنیت و پایداری شبکه می‌شود و به همه کاربران امکان مشارکت در فرآیند اجماع را می‌دهد.

اسپرس (Espers)

اسپرس نیز یکی دیگر از ارزهای دیجیتال است که از الگوریتم PoA استفاده می‌کند. Espers با هدف ایجاد یک شبکه بلاکچین امن و کارآمد طراحی شده است که از ترکیب PoW و PoS بهره می‌برد. در این شبکه، ماینرها بلوک‌های جدید را از طریق PoW تولید می‌کنند و سپس این بلوک‌ها توسط سهامداران از طریق PoS تایید می‌شوند. این سیستم هیبریدی به بهبود امنیت و کاهش مصرف انرژی در شبکه کمک می‌کند.

هر دو شبکه دکرد و اسپرس تلاش می‌کنند تا با استفاده از الگوریتم PoA، نقاط ضعف سیستم‌های صرفاً PoW یا PoS را کاهش دهند و یک سیستم اجماع کارآمدتر و امن‌تر ایجاد کنند.

مزایای و معایب  الگوریتم گواه اثبات فعالیت چیست؟

الگوریتم Proof of Activity (PoA) با ترکیب دو الگوریتم Proof of Work (PoW) و Proof of Stake (PoS)، مزایا و معایب خاص خود را به همراه دارد. در ادامه به بررسی این مزایا و معایب می‌پردازیم:

مزایا:

1. افزایش امنیت: ترکیب PoW و PoS باعث می‌شود که شبکه از امنیت بالاتری برخوردار باشد. مرحله PoW مانع از حملات Sybil و دیگر حملات مبتنی بر ایجاد بی‌شمار هویت جعلی می‌شود، در حالی که مرحله PoS به جلوگیری از تمرکز قدرت در دست یک گروه کوچک کمک می‌کند.
2. کاهش تمرکز: انتخاب تصادفی سهامداران برای تایید بلوک‌ها باعث می‌شود که قدرت در شبکه به طور گسترده‌تری توزیع شود و از تمرکز قدرت در دستان تعداد کمی از ماینرها جلوگیری شود.
3. کاهش مصرف انرژی: با وجود اینکه مرحله PoW هنوز نیازمند انرژی است، مرحله PoS که به دنبال آن می‌آید، مصرف انرژی را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد. این باعث می‌شود که PoA نسبت به سیستم‌های صرفاً PoW کارآمدتر باشد.
4. مقاومت در برابر حملات دوگانه: ترکیب دو الگوریتم اجماع مختلف (PoW و PoS) باعث می‌شود که مهاجم برای اجرای حملات دوگانه (مانند حمله 51%) به منابع و توان محاسباتی بیشتری نیاز داشته باشد، که این امر امنیت شبکه را افزایش می‌دهد.

معایب:

1. پیچیدگی بیشتر: ترکیب دو الگوریتم مختلف باعث افزایش پیچیدگی شبکه می‌شود. این پیچیدگی می‌تواند منجر به مشکلات فنی و نیاز به نگهداری و مدیریت بیشتر شود.
2. نیاز به هماهنگی دقیق: برای اطمینان از عملکرد صحیح PoA، باید هماهنگی دقیقی بین مراحل PoW و PoS وجود داشته باشد. هر گونه نقص در این هماهنگی می‌تواند به مشکلات جدی منجر شود.
3. هنوز نیازمند توان محاسباتی بالا: اگرچه PoA نسبت به PoW صرفاً انرژی کمتری مصرف می‌کند، اما مرحله PoW همچنان نیازمند توان محاسباتی بالاست، که این امر می‌تواند از نظر محیط‌زیستی و هزینه‌های ماینرها مشکل‌ساز باشد.
4. پیچیدگی در پیاده‌سازی و نگهداری: اجرای موثر PoA به دلیل نیاز به ترکیب دو الگوریتم و هماهنگی بین آن‌ها پیچیده‌تر است. این موضوع می‌تواند نیاز به تخصص فنی بیشتری داشته باشد و هزینه‌های توسعه و نگهداری را افزایش دهد.

در مجموع، الگوریتم PoA تلاش می‌کند تا با ترکیب مزایای PoW و PoS، یک سیستم اجماع امن‌تر و کارآمدتر را فراهم کند، اما در عین حال با چالش‌های خاص خود نیز روبروست.

چرا PoA می‌تواند در آینده بلاکچین‌ها نقش مهمی داشته باشد؟

الگوریتم Proof of Activity (PoA) می‌تواند نقش مهمی در آینده بلاکچین‌ها ایفا کند به دلایل زیر:

1. افزایش امنیت شبکه: الگوریتم PoA با ترکیب دو الگوریتم PoW و PoS، امنیت شبکه را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد. مرحله PoW مانع از حملات Sybil و دیگر حملات مبتنی بر ایجاد هویت‌های جعلی می‌شود، در حالی که مرحله PoS با انتخاب تصادفی سهامداران برای تایید بلوک‌ها، از تمرکز قدرت جلوگیری می‌کند. این ترکیب باعث می‌شود که مهاجم برای اجرای حملات دوگانه (مانند حمله 51%) به منابع و توان محاسباتی بیشتری نیاز داشته باشد، که این امر امنیت شبکه را افزایش می‌دهد.
2. کاهش مصرف انرژی: مصرف انرژی بالا یکی از مشکلات اصلی الگوریتم PoW است. در PoA، مرحله PoS که به دنبال مرحله PoW می‌آید، مصرف انرژی را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد. این باعث می‌شود که PoA نسبت به سیستم‌های صرفاً PoW کارآمدتر باشد و از نظر محیط‌زیستی پایدارتر عمل کند.
3. توزیع عادلانه‌تر قدرت: در PoA، انتخاب تصادفی سهامداران برای تایید بلوک‌ها باعث می‌شود که قدرت در شبکه به طور گسترده‌تری توزیع شود. این امر مانع از تمرکز قدرت در دست تعداد کمی از ماینرها یا استیک‌داران می‌شود و به افزایش غیرمتمرکز بودن شبکه کمک می‌کند.
4. انعطاف‌پذیری و مقیاس‌پذیری: با ترکیب دو الگوریتم مختلف، PoA می‌تواند به طور موثرتری با تغییرات و نیازهای مختلف شبکه‌های بلاکچینی سازگار شود. این انعطاف‌پذیری می‌تواند به مقیاس‌پذیری بهتر شبکه‌ها کمک کند و آن‌ها را برای پذیرش گسترده‌تر آماده کند.
5. پایداری اقتصادی: الگوریتم PoA با ترکیب پاداش‌های PoW و PoS، انگیزه‌های اقتصادی را برای مشارکت‌کنندگان در شبکه متنوع‌تر می‌کند. این امر می‌تواند به پایداری اقتصادی شبکه کمک کند و از نوسانات شدید در ارزش ارز دیجیتال جلوگیری کند.
6. افزایش کارایی: ترکیب PoW و PoS در PoA می‌تواند به بهبود کارایی شبکه‌های بلاکچینی کمک کند. مرحله PoS که به دنبال PoW می‌آید، فرآیند تایید تراکنش‌ها را سرعت می‌بخشد و از ازدحام شبکه جلوگیری می‌کند.

با توجه به این مزایا، PoA به عنوان یک راهکار نوین و ترکیبی می‌تواند نقش مهمی در پیشرفت و اعتبار بلاکچین‌ها ایفا کند. این الگوریتم به ویژه در شبکه‌هایی که به دنبال افزایش امنیت، کاهش مصرف انرژی و توزیع عادلانه‌تر قدرت هستند، می‌تواند بسیار موثر باشد.

نتیجه‌گیری:

الگوریتم Proof of Activity (PoA) با ترکیب دو روش اجماع محبوب یعنی Proof of Work (PoW) و Proof of Stake (PoS)، تلاش می‌کند تا به نقاط ضعف هر یک از این الگوریتم‌ها پاسخ دهد و یک سیستم اجماع کارآمدتر و امن‌تر را ایجاد کند. PoA با بهره‌گیری از مزایای هر دو روش، از یک سو امنیت شبکه را افزایش داده و از سوی دیگر مصرف انرژی را کاهش می‌دهد. با این حال، پیچیدگی‌های فنی و نیاز به هماهنگی دقیق بین مراحل مختلف این الگوریتم، چالش‌هایی را نیز به همراه دارد. به طور کلی، PoA به عنوان یک راهکار نوین و ترکیبی می‌تواند نقش مهمی در پیشرفت و اعتبار بلاکچین‌ها ایفا کند، به شرط آنکه به درستی پیاده‌سازی و مدیریت شود.