الگوریتم اثبات اهمیت Proof of Importance چیست؟

در دنیای بلاکچین، الگوریتم‌های اجماع به‌عنوان قلب تپنده سیستم‌های غیرمتمرکز شناخته می‌شوند. این الگوریتم‌ها وظیفه دارند تا اطمینان حاصل کنند که تمامی اعضای شبکه به‌طور هماهنگ و بر اساس توافق مشترک به اعتبارسنجی تراکنش‌ها و افزودن بلوک‌های جدید پرداخته و از تقلب جلوگیری کنند. در میان انواع مختلف این الگوریتم‌ها مانند اثبات کار (Proof of Work) و اثبات سهام (Proof of Stake)، الگوریتم اثبات اهمیت (Proof of Importance یا PoI) به‌عنوان یک نوآوری در این عرصه ظهور کرده است.
PoI رویکردی نوین را در انتخاب نودها برای اعتبارسنجی تراکنش‌ها و ساخت بلوک‌ها معرفی می‌کند که بر خلاف دیگر سیستم‌ها، صرفاً به میزان دارایی نودها توجه ندارد. در عوض، عواملی چون میزان فعالیت، شهرت و تعداد تراکنش‌های انجام‌شده از طریق نودها نیز در نظر گرفته می‌شود. این ویژگی باعث می‌شود تا سیستم PoI به‌طور قابل توجهی بهبودهایی نسبت به سیستم‌های قبلی ارائه دهد و به‌ویژه در راستای جلوگیری از تمرکز قدرت در دستان تعداد معدودی از کاربران کار کند. در این مقاله از بلاگ کیف پول من به بررسی دقیق الگوریتم اثبات اهمیت، نحوه عملکرد آن، مزایا و چالش‌های آن، و تفاوت‌های آن با سایر الگوریتم‌های اجماع خواهیم پرداخت.

الگوریتم اثبات اهمیت (PoI) چیست؟

الگوریتم‌های اجماع در بلاکچین به‌عنوان مکانیزم‌های کلیدی برای تصمیم‌گیری و رسیدن به توافق در شبکه‌های غیرمتمرکز عمل می‌کنند. هدف اصلی این الگوریتم‌ها، ایجاد اطمینان از اینکه تمامی شرکت‌کنندگان در شبکه به یک توافق مشترک درباره وضعیت و اطلاعات بلاکچین دست یابند. این فرآیند به جلوگیری از تقلب و اطمینان از درستی داده‌های ذخیره‌شده کمک می‌کند. در میان الگوریتم‌های مختلف اجماع مانند الگوریتم اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS)، الگوریتم اثبات اهمیت (PoI) یکی از نوآوری‌های مهم در این زمینه است که به‌ویژه در تلاش برای بهبود مشکلات مربوط به اثبات سهام توسعه یافته است.
در سیستم PoI، برخلاف سیستم‌های مشابه، نودها تنها بر اساس میزان دارایی خود امتیاز نمی‌گیرند؛ بلکه عوامل متنوع‌تری همچون میزان فعالیت، شهرت، و تعداد تراکنش‌هایی که یک نود از طریق آن‌ها انجام داده است، نیز در نظر گرفته می‌شود. این رویکرد به‌طور مؤثری از متمرکز شدن قدرت در دستان تعداد معدودی از نودها جلوگیری می‌کند و با ایجاد یک سیستم منصفانه‌تر، میزان مشارکت در شبکه را افزایش می‌دهد. نودهایی که امتیاز بالاتری دارند، در اولویت قرار می‌گیرند و شانس بیشتری برای اعتبارسنجی تراکنش‌ها و ایجاد بلوک‌های جدید خواهند داشت. این ویژگی باعث می‌شود که شبکه پویا و باز باشد و همه کاربران، فارغ از میزان دارایی‌شان، فرصت‌های برابر برای مشارکت داشته باشند.
یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها در سیستم‌های اثبات سهام (PoS)، خطر احتکار دارایی‌ها توسط نودهای بزرگ است که می‌تواند منجر به تغییر شرایط شبکه به نفع آن‌ها شود. الگوریتم اثبات اهمیت با توجه به مجموعه‌ای از پارامترها، به‌ویژه فعالیت و شهرت نودها، این نگرانی‌ها را برطرف می‌کند و به‌نوعی تضمین می‌کند که هیچ نود یا شرکت‌کننده‌ای نتواند به‌طور غیرمنصفانه شبکه را به نفع خود تغییر دهد. در مجموع، الگوریتم اثبات اهمیت با ایجاد یک سازوکار منصفانه و متوازن‌تر، تلاش می‌کند که شبکه‌های بلاکچینی از مشکلات موجود در الگوریتم‌های سنتی مانند PoS عبور کرده و به یک سیستم اجماع کارآمدتر و عادلانه‌تر دست یابند.

چالش‌های الگوریتم اثبات سهام و نقش Proof of Importance در حل مشکلات آن

الگوریتم اثبات سهام (PoS) به‌عنوان یک مکانیزم اجماع در بلاکچین‌ها معرفی شد تا مصرف انرژی را کاهش دهد و فرآیندهای تراکنش را به‌طور اقتصادی‌تری انجام دهد. هدف این الگوریتم بهبود کارایی و سرعت تراکنش‌ها نسبت به الگوریتم اثبات کار (PoW) بود، اما با وجود این مزایا، در عمل با چالش‌هایی مواجه است که اثبات اهمیت (PoI) به‌عنوان یک راهکار برای حل این مشکلات طراحی شده است.
در سیستم‌های مبتنی بر PoS، نودها برای اعتبارسنجی تراکنش‌ها و ایجاد بلاک‌ها پاداش دریافت می‌کنند. میزان پاداش بستگی به مقدار دارایی‌هایی است که هر نود در اختیار دارد؛ به عبارت ساده‌تر، نودهایی که دارای کوین‌ها یا دارایی‌های بیشتری هستند، قدرت بیشتری برای اعتبارسنجی و ساخت بلاک‌ها خواهند داشت. این ویژگی باعث می‌شود که افرادی که دارایی‌های زیادی دارند، به‌طور مداوم در موقعیت‌های برتر قرار گیرند و در نتیجه، فرصت‌های بیشتری برای دریافت پاداش و اعتبارسنجی تراکنش‌ها داشته باشند.
اما یکی از معایب اصلی این سیستم این است که موجب می‌شود افراد ثروتمندتر از منابع بیشتری بهره‌مند شوند و قدرت و ثروت بیشتری کسب کنند، که این موضوع به‌طور بالقوه به عدم تمرکز در شبکه آسیب می‌زند. در واقع، الگوریتم PoS این مشکل را ایجاد می‌کند که نودهای دارای دارایی زیاد، شانس بیشتری برای دسترسی به پاداش‌ها و تأثیرگذاری در شبکه دارند، و در نتیجه، موجب تقویت تمرکز در شبکه بلاکچین می‌شود.
اثبات اهمیت (PoI) با هدف رفع همین مشکلات طراحی شده است. برخلاف PoS که تنها به میزان دارایی‌ها توجه می‌کند، PoI از معیارهای مختلفی برای سنجش نودها استفاده می‌کند. این الگوریتم علاوه بر دارایی‌های نود، به عوامل دیگری همچون میزان فعالیت نودها، تاریخچه تراکنش‌های آن‌ها و شهرت شبکه نیز توجه دارد. این رویکرد به‌طور قابل‌توجهی جلوی تمرکز قدرت در دست گروهی خاص از نودها را می‌گیرد و فرصتی برای مشارکت گسترده‌تر در شبکه فراهم می‌کند. در نهایت، الگوریتم Proof of Importance می‌تواند به‌عنوان یک راهکار نوآورانه برای حل مشکلات اثبات سهام عمل کند و بلاکچین‌هایی با سطح امنیت و تمرکززدایی بالاتر ارائه دهد.

بلاکچین NEM چه ارتباطی با الگوریتم اثبات اهمیت (Proof of Importance) دارد؟

بلاکچین NEM یکی از پروژه‌های برجسته در دنیای ارزهای دیجیتال است که به‌ویژه به‌خاطر الگوریتم اجماع منحصر به‌فرد خود، یعنی اثبات اهمیت (Proof of Importance یا PoI) شناخته می‌شود. این پروژه ابتدا در سال ۲۰۱۴ توسط توسعه‌دهنده‌ای به نام UtopianFuture در انجمن محبوب BitcoinTalk مطرح شد و هدف اصلی آن برطرف کردن محدودیت‌های موجود در سایر ارزهای دیجیتال و فراهم آوردن بستری امن و شفاف برای انجام تراکنش‌ها بود. NEM که مخفف New Economy Movement به معنای جنبش اقتصادی جدید است، به‌طور رسمی در مارس ۲۰۱۵ راه‌اندازی شد. این پلتفرم بلاکچینی غیرمتمرکز امکانات ویژه‌ای را برای مدیریت دارایی‌های دیجیتال و ایجاد برنامه‌های مالی برای کاربران فراهم کرده است. یکی از ویژگی‌های بارز NEM، قابلیت ایجاد دارایی‌های هوشمند است که کاربران می‌توانند هر چیزی از ارزهای دیجیتال گرفته تا دارایی‌های فیزیکی مانند اقلام مرتبط با زنجیره تأمین را در بلاکچین NEM ایجاد و مدیریت کنند.
الگوریتم اثبات اهمیت یا PoI که به‌طور اختصاصی برای این شبکه طراحی شده، تفاوت‌های زیادی با الگوریتم‌های دیگر مانند اثبات سهام (PoS) دارد. در حالی که اثبات سهام به میزان دارایی کاربران در شبکه توجه دارد، اثبات اهمیت تلاش می‌کند تا اهمیت و تأثیر واقعی کاربران در شبکه را بر اساس فعالیت‌ها و تعاملاتشان ارزیابی کند. این الگوریتم به‌گونه‌ای طراحی شده که کاربران با فعالیت‌های مفید در شبکه می‌توانند اهمیت بیشتری پیدا کنند، به‌طوری‌که میزان سهام یا دارایی‌های آن‌ها تنها بخشی از معیارهای تأثیرگذاری در شبکه است. ارز بومی این شبکه، XEM، نقش حیاتی در اکوسیستم بلاکچین NEM ایفا می‌کند و برای تأیید تراکنش‌ها و ایجاد بلاک‌ها ضروری است. به‌عنوان یک دارایی دیجیتال، XEM نه تنها در سیستم PoI نقش پررنگی دارد، بلکه به‌عنوان وسیله‌ای برای انجام تراکنش‌ها و تعاملات در شبکه نیز به‌کار می‌رود. با توجه به ویژگی‌های منحصر به‌فرد بلاکچین NEM و الگوریتم PoI، این پلتفرم توانسته است در میان توسعه‌دهندگان و جامعه رمزنگاری به‌سرعت شناخته شود و به‌عنوان یکی از گزینه‌های معتبر برای ایجاد و مدیریت دارایی‌های دیجیتال مورد پذیرش قرار گیرد.

چگونگی عملکرد اثبات اهمیت (PoI) و اهمیت آن در بلاکچین NEM

اثبات اهمیت (PoI) یک الگوریتم اجماع نوآورانه است که برای تعیین اینکه کدام نود یا گره فعال در شبکه بلاکچین NEM مجاز به افزودن بلاک‌های جدید به شبکه خواهد بود، به کار می‌رود. این الگوریتم بر خلاف الگوریتم‌های معمول مانند اثبات سهام (PoS) یا اثبات کار (PoW)، به جای اینکه تنها بر اساس میزان دارایی‌های نودها تصمیم بگیرد، اهمیت و تأثیر واقعی هر نود را در شبکه ارزیابی می‌کند. این فرآیند به‌طور کلی باعث می‌شود تا انتخاب گره‌ها برای افزودن بلاک‌ها به‌صورت عادلانه‌تر و مبتنی بر فعالیت‌های واقعی در شبکه انجام شود. در ساختار اثبات اهمیت، فرایند تأیید بلاک یا همان افزودن بلاک‌های جدید به شبکه، با واژه‌هایی چون "واگذاری" (Vesting) یا "برداشت" (Harvesting) شناخته می‌شود. در این فرآیند، هر گره‌ای که قادر به ساخت بلاک باشد، می‌تواند پاداشی به شکل هزینه‌های تراکنش درون بلاک دریافت کند. برای این‌که یک نود واجد شرایط برای انجام هاروستینگ باشد، پروتکل NEM از آن می‌خواهد که حداقل ۱۰ هزار واحد XEM در حساب خود داشته باشد. اما در این میان، شانس نودها برای انتخاب شدن در فرآیند هاروستینگ یا واگذاری، بستگی زیادی به امتیاز اهمیت یا Importance Score آن‌ها دارد. این امتیاز از طریق ارزیابی ترکیبی از چندین عامل، از جمله فعالیت‌ها، تعاملات و اعتبار نود در شبکه، محاسبه می‌شود. حساب‌هایی که امتیاز بالاتری داشته باشند، شانس بیشتری برای انتخاب شدن و ساخت بلاک خواهند داشت. این سیستم مبتنی بر PoI، نسبت به مدل‌های قدیمی‌تر، مزایای چشمگیری دارد. یکی از بزرگ‌ترین مزیت‌ها، جلوگیری از تمرکز قدرت در دستان نودهای با دارایی‌های بزرگ است. به‌عبارت دیگر، اثبات اهمیت علاوه بر در نظر گرفتن دارایی‌ها، بر فعالیت‌ها و مشارکت واقعی در شبکه تأکید دارد که باعث می‌شود عملکرد بلاکچین منصفانه‌تر و کارآمدتر باشد.

امتیازدهی در الگوریتم اثبات اهمیت چگونه انجام می‌شود؟

الگوریتم اثبات اهمیت (Proof of Importance یا PoI) در شبکه بلاکچین NEM، با هدف ایجاد یک سیستم منصفانه برای انتخاب نودهای واجد شرایط جهت تأیید بلاک‌ها طراحی شده است. این مدل بر اساس سه معیار کلیدی، امتیاز اهمیت یا Importance Score را محاسبه می‌کند که در ادامه به تفکیک به آن‌ها می‌پردازیم.

1. واگذاری یا Vesting: در قدم اول، نود باید حداقل ۱۰ هزار واحد از توکن XEM در حساب خود داشته باشد. این مقدار پایه‌ای برای شروع فرایند امتیازدهی است. اما نکته مهم‌تر، مدت زمانی است که این توکن‌ها در کیف پول نود باقی مانده‌اند. سیستم شبکه با بررسی تاریخچه دارایی‌ها، محاسبه می‌کند چه میزان از XEM‌ها به صورت مداوم در اختیار نود بوده‌اند. هرچه این میزان بیشتر و طولانی‌تر باشد، امتیاز بیشتری به نود تعلق می‌گیرد.
2. تعامل واقعی در شبکه: یکی دیگر از معیارهای مهم برای امتیازدهی، میزان مشارکت فعال نود در انجام تراکنش‌هاست. نودهایی که به‌طور مکرر و واقعی با سایر کاربران شبکه تعامل دارند و تراکنش‌های معنادار انجام می‌دهند، امتیاز بیشتری کسب می‌کنند. PoI تنها تراکنش‌های معتبر و غیرساختگی را در نظر می‌گیرد و با الگوریتم‌های تشخیص تقلب، از دستکاری و شبیه‌سازی تراکنش‌ها جلوگیری می‌کند.
3. تعداد و اندازه تراکنش‌ها: حجم و فرکانس تراکنش‌های انجام‌شده توسط نود، عامل سوم در امتیازدهی محسوب می‌شود. نودهایی که تراکنش‌های بیشتر و با مبالغ بالاتر انجام می‌دهند، شانس بالاتری برای کسب امتیاز اهمیت دارند. این عامل، نودها را به مشارکت بیشتر در گردش توکن و افزایش فعالیت در شبکه ترغیب می‌کند. البته این محاسبات طی بازه‌ای مشخص، معمولاً یک‌ماهه، انجام می‌شود تا رفتار پایدار و واقعی نودها مشخص شود.

این سه معیار به شبکه کمک می‌کنند تا نودهای فعال، با انگیزه و دارای مشارکت واقعی را برای فرایند هاروستینگ انتخاب کند. در نتیجه، NEM به‌جای تشویق صرف به نگهداری دارایی، کاربران را به تعامل سازنده در شبکه ترغیب می‌کند.

مزایای الگوریتم اثبات اهمیت در بلاکچین‌های مدرن

الگوریتم اثبات اهمیت (PoI)، به‌عنوان یکی از نوآورانه‌ترین مکانیسم‌های اجماع در دنیای بلاکچین، مزایایی دارد که آن را از سایر روش‌ها مانند اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS) متمایز می‌کند. در ادامه به مهم‌ترین مزایای آن اشاره می‌کنیم.

• کاهش مصرف انرژی و هزینه‌ها: در مدل‌هایی مانند اثبات کار، برای استخراج بلاک‌ها نیاز به تجهیزات قدرتمند و پردازش‌های سنگین است؛ امری که مصرف برق بسیار بالایی دارد و اثرات زیست‌محیطی منفی به‌همراه می‌آورد. در مقابل، الگوریتم اثبات اهمیت وابسته به قدرت پردازشی بالا نیست و در نتیجه انرژی بسیار کمتری مصرف می‌شود. این موضوع نه‌تنها هزینه‌های کاربران را کاهش می‌دهد، بلکه به حفظ محیط زیست نیز کمک می‌کند.
  
  
• جلوگیری از تمرکز ثروت و افزایش مشارکت واقعی: در شبکه‌های مبتنی بر اثبات سهام، گره‌هایی که دارایی بیشتری دارند، پاداش بیشتری دریافت می‌کنند؛ این موضوع موجب احتکار ارز دیجیتال و کاهش فعالیت واقعی در شبکه می‌شود. اما در PoI تنها نگهداری دارایی کافی نیست. تعامل فعال با سایر کاربران و انجام تراکنش‌های واقعی نقش کلیدی در افزایش امتیاز دارد. همین رویکرد باعث می‌شود کاربران به‌جای احتکار، به مشارکت در گردش شبکه تشویق شوند.
  
  
• توازن منطقی میان پاداش و مشارکت: در سیستم‌هایی مثل اثبات کار، کاربران برای دریافت پاداش باید هزینه‌های بالایی را بابت تجهیزات و برق پرداخت کنند. اما در PoI پاداش‌ها به شکلی متوازن‌تر توزیع می‌شوند. چون معیار انتخاب نودها برای تأیید بلاک، امتیاز اهمیت آن‌هاست که با تعامل و حضور فعال در شبکه به دست می‌آید. این مدل باعث می‌شود پاداش‌ها تنها به چند نود قدرتمند اختصاص نیابد و افراد بیشتری بتوانند با هزینه‌ای کمتر در فرآیند شبکه سهیم شوند.
  
  
• مقابله مؤثر با فورک‌های ناخواسته: یکی دیگر از مزایای مهم اثبات اهمیت، کاهش احتمال ایجاد فورک (انشعاب) در بلاکچین است. از آنجایی که انتخاب نودها برای ساخت بلاک بر اساس امتیاز اهمیت آن‌ها انجام می‌شود، ایجاد یک زنجیره جدید بدون مشارکت واقعی و امتیاز بالا بسیار دشوار خواهد بود. این سازوکار مانع از آن می‌شود که افراد تنها با هدف تقسیم زنجیره و منافع شخصی، دست به ایجاد فورک بزنند. در نتیجه، انسجام شبکه حفظ شده و خطر چندپارگی بلاکچین به حداقل می‌رسد.

الگوریتم PoI با رویکردی متعادل، فعال‌سازی نودها را از حالت صرفاً سرمایه‌محور خارج کرده و آن‌ها را به سمت مشارکت هوشمندانه و مؤثر در بستر بلاکچین سوق می‌دهد. این نوع طراحی، زمینه‌ساز پایداری، امنیت و تعامل بیشتر در اکوسیستم ارزهای دیجیتال است.

سخن پایانی

الگوریتم اثبات اهمیت (PoI) به‌عنوان یک مکانیسم اجماع نوآورانه در دنیای بلاکچین، راه‌حل‌هایی عملی و کارآمد برای چالش‌های موجود در سیستم‌های سنتی مانند اثبات کار و اثبات سهام ارائه می‌دهد. این الگوریتم با تمرکز بر مشارکت فعال، کاهش مصرف انرژی و هزینه‌ها، و جلوگیری از تمرکز ثروت، بستری عادلانه‌تر و کارآمدتر برای عملکرد شبکه‌های بلاکچینی فراهم می‌آورد. همچنین، PoI به‌عنوان یک سیستم پاداش‌دهی منصفانه، تأکید بر تعامل واقعی و پویای کاربران دارد که منجر به بهبود کیفیت و امنیت شبکه می‌شود.
با توجه به مزایای متعدد و رویکرد متفاوت آن نسبت به دیگر مکانیسم‌های اجماع، الگوریتم اثبات اهمیت می‌تواند در آینده بلاکچین‌های مختلف نقشی حیاتی ایفا کند و به شکوفایی اکوسیستم‌های غیرمتمرکز کمک کند. در نهایت، با استفاده از این الگوریتم، شبکه‌های بلاکچینی به سمت محیط‌های پایدارتر، کارآمدتر و شفاف‌تر حرکت خواهند کرد.