آشنایی با اثبات سهام نیابتی (DPoS)

الگوریتم‌های اجماع در بلاکچین‌ها به عنوان سازو کارهایی هستند که نود‌های شبکه یا کامپیوتر‌هایی که تراکنش‌ها را در شبکه تایید می‌کنند با این مکانیزم به اجماع یا توافق می‌رسند. با هر تراکنشی که در بستر بلاکچین انجام می‌شود وضعیت (state) شبکه بلاکچینی تغییر می‌کند و نود‌های شبکه باید بر سر این تغییر بوجود آمده به توافق برسند. در واقع تایید تراکنش‌های داخل بلاکچین که توسط نود‌های شبکه انجام می‌شود باید به اجماع همگی نود‌های شبکه بلاکچین برسد. اولین مکانیزم اجماع که در شبکه بلاکچین بکار گرفته شد الگوریتم اجماع اثبات کار (PoW)  بود که در بلاکچین بیت کوین بکار گرفته شد. با توجه به اینکه ذات تکنولوژی همواره در حال تغییر و به‌روز شدن است بنابراین مکانیزم‌های اجماع نیز از این به‌روز شدن مجزا نیستند و با توجه به اینکه مکانیزم اجماع کار دارای معایبی همانند مصرف بالای انرژی است مکانیزم دیگری به نام گواه اثبات سهام (PoS) معرفی شد که در بسیاری از موارد از گواه اثبات کار قابلیت‌های بهتری داشت. اما همانطور که می‌دانیم گواه اثبات سهام نیز به نوبه خود کاستی‌هایی دارد بنابراین برای رفع این کاستی‌ها الگوریتم اجماع دیگری بسیار شبیه به الگوریتم اثبات سهام به نام الگوریتم اثبات سهام نیابتی(DPoS) معرفی شد که در این مقاله با آن آشنا خواهیم شد.

الگوریتم اثبات سهام نیابتی (DPoS) چیست؟

الگوریتم اثبات سهام نیابتی (DPoS) با ایجاد تغییراتی در الگوریتم گواه اثبات سهام سعی در بهینه کردن این الگوریتم نموده است. در DPoS تمامی نود‌هایی که قابلیت تایید تراکنش‌ها را دارند نمی‌توانند در ساخت بلاک جدید مشارکت کنند بلکه این نودهای تایید کننده تراکنش‌ها توسط رای گیری انتخاب می‌شوند. افراد می‌توانند با خرید توکن شبکه آن را استیک (Stake) کرده و با رای گیری نود‌های منتخب خود را برای ساخت بلاک جدید انتخاب نمایند ، برای همین به آن الگوریتم اثبات سهام نیابتی یا وکالتی می‌گویند.  این نود‌های انتخاب شده که می‌توانند بلاک جدید ایجاد نمایند Block Producer یا Witness نام دارند. در واقع این نود‌های منتخب، نماینده بقیه سپرده گذاران هستند و به نیابت از آنها بلاک جدید را تولید می‌کنند. لازم به ذکر است که روش DPoS توسط دنیل لریمر (Daniel Larimer) بنیان‌گذار بلاکچین ایاس (EOS)  در سال 2014 مطرح شد.

گواه اثبات سهام و گواه اثبات سهام نیابتی

در الگوریتم گواه اثبات سهام افرادی که بیشترین تعدادکوین را دارا هستند برای ایجاد بلاک جدید و تایید تراکنش‌ها از شانس بیشتری برخوردار هستند بنابراین به اعتقاد بسیاری از منتقدان فرصت برابری برای ایجاد بلاک جدید در بین نود‌ها وجود ندارد. از طرفی دیگر هر چه ماندگاری توکن‌های استیک شده بیشتر باشد صاحبان این استیک‌ها از شانس بیشتری برای ایجاد بلاک جدید و گرفتن پاداش برخوردار می‌شوند که این خود به عنوان مانعی بر سر راه پذیرش اعتبار سنج‌های (Validator) جدید است. در الگوریتم گواه اثبات سهام نیابتی (DPoS) افرادی که توکن شبکه ( توکن‌های حق رای) بیشتری را به اعتبار دهنده مورد نظر خود اختصاص دهند میزان بیشتری از پاداش بلاک را از اعتبار سنج(Validator) دریافت می‌کنند. لازم به ذکر است که در الگوریتم اجماع DPoS همانند گواه اثبات سهام میزان دارایی اعتبار سنج‌ها ، مرجع انتخاب شدن آنها خواهد بود. با توجه به اینکه واگذار کنندگانی که توکن حق رای خود را به اعتبار سنج‌ها (Validator)داده‌اند قسمت عمده‌ای از دارایی اعتبار سنج را تشکیل می‌دهند بنابراین DPoS نسبت به گواه اثبات سهام دموکراتیک تر است. اگر اعتبار سنجی به دلیل آفلاین بودن و یا عملکرد نادرست بخشی از سرمایه خود را به عنوان جریمه از دست بدهد، کاربران دیگر که به آن اعتبار سنج رای داده‌اند نیز در این جریمه شریک خواهند بود.

نحوه کارکرد اثبات سهام نیابتی (DPoS)

فرآیند رای گیری از اصلی ترین کارکرد‌های الگوریتم اجماع اثبات سهام نیابتی (DPoS) است و به این گونه عمل می‌کند که کاربرانی که توکن شبکه بلاکچینی مربوطه را در کیف پول خود داشته باشند برای شرکت در رای گیری می‌توانند توکن خود را در قرار داد رای گیری شرکت داده و نسبت به میزان توکن خود از حق رای و انتخاب نماینده خود استفاده نمایند. هر چه تعداد توکن شبکه بیشتری در قرار داد مربوط به رای گیری قرار داده شود کاربر از حق رای بیشتری برخوردار خواهد بود. از طرفی دیگر نماینده‌ای که به عنوان اعتبار سنج انتخاب می‌شود باید مقداری از توکن شبکه را استیک نماید تا در صورتی که بنا به دلایلی عملکرد درستی نداشته باشد بتوان آن را جریمه کرد. به این طریق انگیزه برای ایجاد اخلال در شبکه وجود نخواهد داشت و امنیت شبکه بالا خواهد رفت. در  الگوریتم اجماع (DPoS) لیست اعتبارسنج‌های فعال که می‌توانند بلاک جدید تولید کرده و تراکنش‌ها را تایید نمایند همواره در حال تغییر است و رقابتی سخت میان اعتبار سنج‌های واجد شرایط برای ورود به لیست نمایندگان فعال وجود دارد. به دوره زمانی که در آن تعداد مشخصی نماینده فعال به عنوان اعتبار سنج به تولید بلاک جدید در شبکه می‌پردازند Epoch گفته می‌شود. لازم به ذکر است که این دوره زمانی در شبکه‌های مختلف متفاوت است و تعداد معینی از بلاک در هر دوره قابل تولید است.

مزایا و معایب DPoS

همانطور که پیشتر به آن اشاره شد الگوریتم‌های اجماع با گذشت زمان سعی دارند کاستی‌های موجود در الگوریتم‌های موجود قبلی را کاهش دهند ولی با این وجود الگوریتم های اجماع جدید نیز خالی از عیب و ایراد نیستند. در ادامه به برخی از مزایا و معایب الگوریتم اجماع DPoS اشاره می‌کنیم.

مزایای DPoS

اولین مزیت شبکه‌هایی که از الگوریتم اثبات سهام نیابتی (DPoS) استفاده می‌کنند این است که کارمزد تراکنش‌ها در آنها پایین تر است. نکته مثبت دیگر این الگوریتم اجماع مربوط به مصرف پایین انرژی در این الگوریتم اجماع است که از این نظر دوست دار محیط زیست به شمار می‌رود. مزیت بعدی الگوریتم DPoS مربوط به مقیاس پذیری بهتری است که شبکه‌هایی که از این الگوریتم اجماع استفاده می‌کنند نسبت به شبکه‌هایی که از الگوریتم اجماع PoW و PoS استفاده می‌کنند دارند.

معایب DPoS

اولین موضوعی که به عنوان اصلی ترین مساله‌ای که منتقدان به آن اشاره دارند مطرح می‌شود این است که با توجه به اینکه تعداد نود‌هایی که به عنوان تایید کننده و تولید کننده بلاک جدید انتخاب می‌شود محدود است بنابراین این موضوع از امنیت شبکه کاسته و موجبات حمله به آن را آسان‌تر می‌کند. بنابراین بسیاری از منتقدان اعتقاد دارند که شبکه بطور کامل غیر متمرکز نبوده و برای اجرای صحیح و درست سیستم نیاز به مشارکت افراد زیادی است.

بلاکچین‌هایی که از DPoS استفاده می‌کنند

 یکی از مواردی که از اهمیت بالایی در شبکه‌های بلاکچینی برخوردار است مقیاس پذیری و سرعت انجام تراکنش‌های بالا است. با توجه به اینکه تعداد اعتبار سنج‌ها در الگوریتم اجماع DPoS از اعتبار سنج‌های الگوریتم اثبات سهام کمتر است بنابراین اجماع بین نود‌های اعتبار سنج در DPoS به زمان کمتری نیاز داشته و سریعتر انجام می‌شود. با توجه به اینکه در بیشتر پروتکل‌های DPoS تنها 20 تا 100 اعتبار سنج به عنوان نماینده فعالیت می‌کنند بنابراین تراکنش‌ها با سرعت بیشتری تایید می‌شود. با توجه به بالا بودن تعداد تراکنش بر ثانیه (TPS) و کارمزد‌های اندک این نوع الگوریتم اجماع، دور از انتظار نیست که الگوریتم اجماع DPoS مورد توجه بسیاری از پروژه‌های بلاکچینی قرار بگیرد. از معروف ترین پروژه‌های بلاکچینی که از DPoS استفاده نموده‌اند می‌توان به شبکه‌های ترون (TRON)، ترا (Terra)، تزوس (Tezos) و شبکه ایاس (EOS) به عنوان مهمترین شبکه‌ای که از DPoS به نحو مطلوبی استفاده نموده است اشاره نمود.

جمع بندی

وجود امنیت در شبکه از اصلی ترین و مهمترین مسائلی است که از همان ابتدا مورد توجه طراحان شبکه‌های بلاکچینی قرار گرفته است. الگوریتم اجماع در بستر بلاکچینی به عنوان مکانیزمی که توسط آن نود‌های شبکه در مورد وضعیت به‌روز شده شبکه با هم به توافق می‌رسند از اهمیت بسیاری در حوزه بلاکچین برخوردار است. الگوریتم‌های اجماع متداول اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS)به عنوان مهمترین و اصلی ترین الگوریتم‌های اجماع بلاکچینی از معایب فراوانی برخوردار هستند و با توجه به ذات درحال پیشرفت تکنولوژی بلاکچین، توسعه دهندگان بستر‌های بلاکچینی همواره در تلاش برای رفع این مشکلات هستند. الگوریتم اثبات سهام نیابتی (DPoS) به عنوان نمونه‌ای از الگوریتم‌های بهینه شده مورد توجه بسیاری از پروژه‌های بلاکچینی قرار گرفته است. البته این الگوریتم اجماع نیز همانند دیگر الگوریتم‌های اجماع خالی از معایب و کاستی‌ها نبوده و توسعه دهندگان زیادی برای رفع مشکلات و ارتقای آن به روش‌های گوناگون اقدام کرده‌اند.