الگوریتم اجماع اثبات اقتدار (PoA) چیست؟

مکانیزم‌های اجماع یک عنصر جدایی ناپذیر در عملکرد فناوری بلاکچین هستند. محبوب‌ترین الگوریتم‌های اجماع، مانند اثبات کار و اثبات سهام، به اصطلاحات برجسته‌ای برای متخصصان بلاکچین تبدیل شده‌اند. جالب توجه است، طرح کلی الگوریتم‌های اجماع جدید، مانند اثبات قدرت یا اقتدار (Proof of Authority) که برای مبتدیان توضیح داده شد، نشان می‌دهد که اثبات سهام و اثبات کار تنها آغاز راه هستند. بسیاری از الگوریتم‌های اجماع جدید به عنوان موارد قابل‌توجهی در چشم‌انداز بلاکچین با پیشرفت‌های امیدوارکننده ظاهر شده‌اند. الگوریتم اثبات اقتدار یکی از جدیدترین موارد اضافه شده در میان مکانیزم‌های اجماع رایج است که به دلیل ارائه بازده انرژی بهتر در مقایسه با اثبات سهام شناخته شده است. در پی آن، الگوریتم اجماع اثبات اقتدار یا PoA مصرف محدود منابع محاسباتی را تضمین می‌کند که عملکرد بهتری را نسبت به سایر مکانیزم‌های اجماع تضمین می‌کند. مقاله زیر مقدمه‌ای بر اجماع اثبات اقتدار و نحوه کارکرد آن را به شما ارائه می‌دهد.

تعریف اثبات اقتدار

اولین چیزی که باید کوین‌های اثبات اقتدار (البته که به این اجماع الگوریتم اثبات صلاحیت نیز می‌گویند) را درک کنید به تعریف الگوریتم اشاره دارد. اثبات اقتدار یا PoA یک الگوریتم اجماع است که راه حلی کم مصرف برای ایجاد بلاکچین‌های خصوصی ارائه می‌دهد. این اصطلاح توسط یکی از بنیانگذاران بلاکچین اتریوم، گاوین وود، در سال 2017 معرفی شد. ویژگی برجسته اثبات اقتدار چیست که آن را از سایر الگوریتم‌های اجماع جدا می کند؟ در این خصوص ماشین‌ها باید از طریق یک فرآیند ارزیابی دقیق امتیاز ایجاد بلوک‌های جدید را کسب کنند.
بنابراین، اثبات قدرت می‌تواند تضمین کند که ماشین‌های اعتبارسنجی یا ولید کردن قابل اعتماد می‌توانند از شبکه‌های بلاکچین PoA محافظت کنند. گردانندگان سیستم به عنوان شرکت کنندگان از پیش تأیید شده مسئول بررسی بلوک‌ها و تراکنش‌ها در شبکه بلاکچین هستند. یکی دیگر از ویژگی‌های برجسته بلاکچین اثبات اقتدار، اطمینان از مقیاس پذیری بهتر است. مدل اثبات اعتبار می‌تواند مقیاس پذیری را فراهم کند زیرا از تعداد محدودی اعتبارسنجی بلوک استفاده می‌کند. یکی از نمونه‌های محبوب بلاکچین‌هایی که از مکانیزم اجماع اثبات اقتدار استفاده می‌کنند، بلاکچین ویچین (VeChain) یا VET است.

نحوه کار اثبات اقتدار

PoA یک مکانیزم اجماع است که به نهادهای مجاز اجازه می‌دهد تا تراکنش‌ها در شبکه‌های بلاکچین را تأیید کنند. مقایسه اجماع اثبات سهام در مقابل اثبات اقتدار نشان می‌دهد که هدف PoA ارائه یک جایگزین مقیاس پذیر و کارآمد برای ایجاد شبکه‌های بلاکچین خصوصی است.
الگوریتم‌های اجماع اثبات کار و اثبات سهام بر قدرت محاسباتی و میزان سهم ارز دیجیتال به عنوان الزامات مهم برای اعتبارسنجی تراکنش‌ها متکی هستند. برعکس، اجماع اثبات اقتدار به هویت به عنوان یک شرط مهم برای اعتبار سنجی متکی است.
کار اجماع اثبات اقتدار نشان می‌دهد که الگوریتم اجماع مقیاس پذیرتر و کارآمدتری را ارائه می دهد. همچنین تاکید بر لزوم اعتماد و شناخت برای تعیین هویت نو یا گره‌ها حائز اهمیت است.

اجماع اثبات اقتدار برای شبکه‌های بلاکچین مجاز قابل اعمال است و الگوریتم PoA مزایای ارزش منحصر به فردی را ارائه می‌دهد.
برجسته‌ترین نقطه PoA انتخاب مجموعه‌ای از اعتباردهندگان یا همان ولیدیتورهایی است که مسئولیت مکانیزم اجماع را بر عهده می‌گیرند. اعتباردهنده‌ها یا «مقامات (authorities)» نیز هویت خود را تأیید می‌کنند و کل شبکه هویت آنها را می‌داند.
پس از پیشنهاد یک تراکنش جدید در یک شبکه بلاکچین، تراکنش جدید به همه اعتبارسنجی‌ها ابلاغ می‌شود. مقامات به طور مستقل تراکنش را تأیید می‌کنند و اطمینان حاصل می‌کنند که از قوانین مهم شبکه پیروی می‌کند و با شرایط اعتبار مطابقت دارد. هنگامی که اکثر اعتبارسنجی‌ها یا مقامات در مورد اعتبار تراکنش توافق کنند، تراکنش به بلوک جدید اضافه می‌شود.
مهمترین نکته برجسته یک مثال اثبات اعتبار یا همان اقتدار به انتخاب اعتبارسنجی انتخاب شده برای ایجاد بلوک اشاره می‌کند. پس از ایجاد بلوک جدید، می‌توان آن را در هر گره شبکه پخش کرد.
هر نود یا گره شبکه به طور مستقل یکپارچگی بلوک را تأیید می‌کند و اطمینان حاصل می‌کند که دارای تراکنش‌های معتبر است و دارای پیوندهای مناسب به بلوک قبلی است. هنگامی که اکثر گره‌ها در مورد اعتبار یک بلوک به توافق برسند، می توان آن را در بلاکچین گنجاند.

شرایط و ضوابط برای اثبات اقتدار

مقدمه‌ای برای اثبات صلاحیت یا اقتدار توضیح داده شد. اعتبارسنجی‌های از پیش تأیید شده از نرم افزار برای سازماندهی تراکنش‌ها در بلوک‌های مختلف استفاده می‌کنند. توجه به این نکته مهم است که فرآیند انتخاب مقامات یا اعتبارسنجی‌های از پیش تأیید شده خودکار است. با این حال، اعتبارسنجی‌ها باید شرایط خاصی را رعایت کنند تا از واجد شرایط بودن برای شرکت در یک الگوریتم اجماع اطمینان حاصل کنند. شرایط ممکن است از یک سیستم به سیستم دیگر متفاوت باشد. در عین حال، برای اعتبارسنجی‌های از پیش تأیید شده مهم است که از سه الزام اساسی پیروی کنند.

• اعتبار دهندگان باید معیارهای اخلاقی خوبی برای تأیید اعتبار خود داشته باشند و نباید هیچ گونه سابقه کیفری داشته باشند.
• هویت یک اعتبارسنجی باید از طریق اعتبارسنجی رسمی در شبکه، با قابلیت بررسی متقاطع اطلاعات در حوزه عمومی انجام شود. بنابراین هویت واقعی مقامات در شبکه تایید می‌شود.
• نامزدهای اعتبارسنجی باید متعهد به سرمایه گذاری پول و قرار دادن هویت خود در شبکه بلاکچین اثبات اقتدار باشند. فرآیند دقیق انتخاب یک اعتبارسنجی از پیش تأیید شده، احتمال کاهش انتخاب اعتبارسنجی‌های بحث برانگیز را تضمین می‌کند. علاوه بر آن، فرآیند انتخاب اعتبارسنجی، تعهد بلندمدت اعتبارسنجی را تضمین می‌کند.
  همانطور که می‌توانید متوجه شوید، عنصر اصلی در مکانیزم اعتبار برای اعتبارسنجی‌ها حول اعتماد به هویت اعتبار دهنده می‌چرخد. فرآیند بررسی دقیق برای اعتبارسنجی‌ها، نامزدهای ضعیف را حذف می‌کند و همچنین تضمین می‌کند که تمام اعتبار‌سنجی‌ها از رویه‌های مشابه پیروی می‌کنند، در نتیجه قابلیت اطمینان و یکپارچگی سیستم را تضمین می‌کند.

مثالی از اثبات اقتدار

اصول اولیه PoA نشان می‌دهد که جایگزینی کارآمد و مقیاس‌پذیر برای الگوریتم‌های اثبات سهام و اثبات کار است. Palm Network، Xodex و Bitgert نمونه‌هایی از الگوریتم اثبات اقتدار هستند. با این حال، توضیح بهتر برای PoA به شکل یک مثال ساده از رتبه‌بندی در یک وب‌سایت تجارت الکترونیک به شرح زیر است:
همه فروشندگان در یک وب سایت تجارت الکترونیک باید قوانین تعیین شده توسط پلتفرم و همچنین بازخورد خریداران را رعایت کنند. شهرت فروشندگان به دریافت بازخورد مثبت بستگی دارد که بر امتیاز آنها از نظر اعتماد خریدار منعکس می‌شود. در بلندمدت، اعتماد خریداران بر شهرت پلتفرم تجارت الکترونیک نیز منعکس خواهد شد.
از سوی دیگر، فروشندگانی که رتبه بازخورد پایین‌تری دارند، باید با جریمه‌های خاصی مانند هشدار مواجه شوند. علاوه بر این، پلتفرم تجارت الکترونیکی می‌تواند برخی از امتیازات فروشنده را نیز محدود کند. وب سایت تجارت الکترونیک به عنوان یک مثال عالی برای اثبات اقتدار با توضیح نحوه عملکرد مکانیزم شهرت عمل می‌کند. این وب سایت به فروشندگان معتبر اجازه می‌دهد تا به فروش خود ادامه دهند و در عین حال فروشندگان مشکوک را از بین ببرند. به طور مشابه، شهرت اعتبارسنجی‌ها یک عنصر حیاتی در کار اجماع اثبات اقتدار است.
این مثال نشان می‌دهد که کاربرانی که می‌توانند در الگوریتم اثبات اقتدار اعتبارسنجی شوند، می‌توانند انگیزه‌های بهتری برای حفظ رتبه بالاتر دریافت کنند. اعتبارسنجی‌ها انگیزه حفظ ثبات در فرآیند معامله را دارند تا از آسیب به رتبه خود جلوگیری کنند. از آنجایی که هویت واقعی اعتبارسنجی‌ها در خطر است، اعتبارسنجی‌های از پیش تأیید شده بیشتر به نقش خود در شبکه‌های بلاکچین PoA اهمیت می‌دهند.

الزامات اجماع اثبات اقتدار

الزامات اجماع در شبکه‌های PoA به شرایطی اشاره دارد که یک بلاکچین باید برای تأیید یک مدرک معتبر رعایت کند. الزامات اجماع در درجه اول شامل سطح خاصی از توافق بین شرکت کنندگان شبکه است. علاوه بر این، بر یکپارچگی و امنیت اثبات نیز تمرکز دارد. برخی از نمونه‌های الزامات اجماع شامل الگوریتم‌های رمزارزی امن برای اطمینان از یکپارچگی اثبات و استفاده از امضای دیجیتال است.

مزایای اجماع اثبات اقتدار

بررسی پاسخ‌های “مزایای اثبات صلاحیت چیست؟” بر موضوعات خاصی مانند کارایی بالاتر و مقیاس پذیری تأکید می‌شود. اول از همه، اثبات اجماع اقتدار در مقایسه با الگوریتم‌های اجماع اثبات کار و اثبات سهام از نظر انرژی کارآمدتر است. چگونه؟ PoA شامل مصرف محدود منابع محاسباتی است زیرا برای حل مسائل پیچیده ریاضی نیازی به ماینر ندارد. بنابراین، شبکه‌های PoA می‌توانند با برق کمتری کار کنند و در نتیجه هزینه‌های عملیاتی را کاهش داده و به محیط زیست کمک کنند.
همچنین الگوریتم اثبات اقتدار امنیت بهتری را در کنار ثبات در مقایسه با مکانیزم‌های اجماع اثبات سهام و اثبات کار تضمین می‌کند. با اعتماد به مجموعه‌ای از اعتبارسنجی‌های از پیش تأیید شده که از طریق فرآیند بررسی جامع در شبکه انتخاب می‌شوند، کار می‌کند.
بنابراین، اجماع اثبات اقتدار می‌تواند قابلیت اطمینان بهتری نسبت به سهامداران یا همان استیک‌کنندگان و ماینرهای ناشناس داشته باشد. علاوه بر آن، اجماع اثبات اقتدار نیز سفارشی‌سازی را تضمین می‌کند، زیرا اعتبار‌دهنده‌ها را می‌توان بر اساس نیازهای شبکه تغییر داد. علاوه بر این، این اجماع انعطاف پذیری برای اصلاح قوانین اعتبارسنجی تراکنش‌ها را نیز فراهم می‌کند.

آیا اجماع اثبات اقتدار دارای اشکالاتی است؟

بله، اجماع اثبات اقتدار نیز دارای اشکالاتی است. اول از همه، اثبات اقتدار عنصر تمرکز را به ارمغان می‌آورد زیرا بلاکچین اثبات اقتدار برای تأیید تراکنش به اعتبارسنجی‌های از پیش تأیید شده متکی است. تمرکز می‌تواند منجر به مسئولیت‌پذیری و شفافیت کمتر در شبکه شود، زیرا اعتبارسنجی‌ها کنترل بیشتری بر بلاکچین خواهند داشت. علاوه بر این، متمرکزسازی می‌تواند شبکه را به روی آسیب‌پذیری‌های امنیتی آن باز کند.
یکی دیگر از محدودیت‌های قابل توجه اجماع اثبات اقتدار مقاومت محدود در برابر سانسور است. اعتبارسنجی‌ها می‌توانند تراکنش‌هایی را که می‌خواهند مسدود یا رد کنند، انتخاب کنند و در نتیجه از مشارکت برخی از طرف‌های خاص در شبکه بلاکچین جلوگیری کنند. در عین حال، یک مثال اثبات اقتدار نیز نشان می‌دهد که چگونه می‌توان آن را از نظر مقیاس پذیری محدود کرد. اجماع PoA دارای تعداد محدودی اعتبارسنجی است که در نتیجه تعداد تراکنش‌ها را محدود می‌کند. پیش انتخاب اعتبارسنجی‌ها دسترسی را محدود می‌کند و در نتیجه آنها را برای شبکه‌های عمومی نامناسب می‌کند.

اثبات اقتدار(PoA) در مقابل اثبات سهام (PoS)

الگوریتم‌های PoA و PoS مزایا و معایبی مشابه هر مکانیزم توافقی ارائه می‌دهند. علاوه بر این، در تاریخ بلاکچین، هیچ توسعه‌دهنده یا پلتفرمی هنوز نتوانسته است مکانیزم توافقی را ارائه دهد که در برابر مسائل غیرقابل نفوذ باشد.
الگوریتم PoA توان مورد نیاز برای اجرای شبکه را کاهش می‌دهد و اعتبارسنجی را آسان‌تر می‌کند. از سوی دیگر، مشارکت در مکانیزم اجماع PoS با اجازه دادن به مشارکت فردی در امنیت شبکه، تمرکززدایی را تسهیل می‌کند.
الگوریتم PoA برای تضمین ارتباط مداوم بین گره‌ها به حل پازل نیاز ندارد. بنابراین، اعتبارسنجی‌ها برای نگهداری شبکه به سخت افزار تخصصی نیاز ندارند. با این حال، سه نرم افزار مختلف، از جمله یک کلاینت اجرا، یک کلاینت توافقی و یک اعتبارسنجی، برای شرکت در فرآیند سهام اتریوم مورد نیاز است.

سرعت اعتبارسنجی تراکنش‌ها توسط مقامات توسط الگوریتم اثبات اعتبار تسریع می‌شود. در نتیجه، بلاکچین نرخ تراکنش بالاتری را نسبت به PoS یا PoW ثبت می‌کند، زیرا تولید بلوک‌های قابل پیش‌بینی وابسته به تعداد اعتبارسنجی‌ها است.
علاوه بر این، شبکه PoA در برابر حملات مقاوم‌تر از توافق PoS یا PoW است، زیرا کاربری که موفق به ایجاد 51 درصد از قدرت پردازشی می‌شود، نمی‌تواند شبکه را به خطر بیاندازد. با این حال، یک فرد یا گروهی از هکرها ممکن است در صورت به دست آوردن کوین‌های کافی (51٪ از کل مقدار استیک) به شبکه PoS حمله کنند یا آن را تعطیل کنند. بنابراین، آیا اثبات سهام کمتر امن است؟ پاسخ این است که برای محافظت از امنیت شبکه، تقریباً هر بلاکچین از تکنیک‌هایی استفاده می‌کند که از اقدامات مخرب هکرها جلوگیری می‌کند.
به عنوان مثال، برای جلوگیری از حملات 51 درصدی، بسیاری از شبکه‌های PoS از تکنیک‌های slashing نیز استفاده می‌کنند که یکی از مشکلات اثبات سهام است. Slashing بخشی از مقدار استیک اعتبارسنجی را برای جلوگیری از اقداماتی که می‌تواند امنیت شبکه را به خطر بیندازد می‌گیرد. با این وجود، Slashing مشکلی را ایجاد می‌کند، زیرا می‌تواند حتی اگر اعتبارسنجی ناخواسته هر کاری را انجام دهد که تفسیر منفی می‌شود، رخ دهد. بنابراین، آیا PoA بهتر از PoS است؟

در حالی که PoS دارای نقص‌های امنیتی است و PoW انرژی زیادی مصرف می‌کند، PoA از نظر امنیت و مصرف انرژی گزینه ایده آلی است. اما، از آنجایی که PoA یک استراتژی متمرکزتر برای حفظ اجماع در یک شبکه بلاکچین است، کسب‌وکارها یا گروه‌های خصوصی را هدف قرار می‌دهد که هدفشان استفاده از شبکه‌های مجاز است.

آینده اثبات اقتدار و اثبات سهام

یک نسخه اصلاح شده اثبات سهام، اثبات صلاحیت است، که در آن، شناسایی اعتبارسنجی یا همان ولیدیتور به‌عنوان استیک به‌جای یک هویت پولی عمل می‌کند. علاوه بر این، به دلیل سادگی اجماع PoA، تضمین استقلال اعتبارسنجی‌ها و ارائه ابزارهای لازم برای محافظت از نو یا گره‌های آنها ضروری است، اگرچه این مشکلات قابل حل است.
به عنوان مثال، طراحی PoA هویت در خطر، یک مدل انگیزشی ایجاد می‌کند که در آن مسیر بهینه اقدام یک اعتبارسنجی این است که در جهت بهترین منافع شبکه عمل کند. چنین ساختاری به دلیل مقرون به صرفه بودن، یک پارادایم جذاب برای اجماع بلاکچین است.
به طور مشابه، این واقعیت که اثبات سهام ممکن است برای خیلی بیشتر از صرف پول استفاده شود، چیزی است که آن را بسیار جذاب می‌کند. به عنوان مثال، الگوریتم‌های PoS را می‌توان در سیستم‌های غیرمتمرکز ضد هرزنامه، توسعه برنامه‌های غیرمتمرکز (DApps)، امنیت و مقیاس‌پذیری ارزهای دیجیتال و موارد استفاده مختلف دیگری استفاده شود.

نتیجه‌گیری

مکانیزم اجماع PoA یک جایگزین امیدوارکننده برای الگوریتم‌های اثبات سهام و اثبات کار است. اجماع اثبات سهام به عنوان جایگزینی با صرفه جویی در مصرف انرژی برای اجماع اثبات کار ظاهر شد. با این حال، اثبات اقتدار نشان داد که تغییر در مکانیزم شهرت اعتبارسنجی‌ها می‌تواند کارایی انرژی را معرفی کند.
مبانی اثبات اقتدار توضیح داده شده برای مبتدیان نشان داد که دارای مکانیزم ساده‌ای برای انتخاب اعتبارسنجی‌های از پیش تأیید شده است. همچنین مهم است که یاد بگیرید که PoA دارای مشکلاتی مانند عدم مقیاس پذیری است. در پی آن، اثبات اقتدار نیز عنصر تمرکز را دارد.
با این حال، بدون در نظر گرفتن تمرکز، امنیت بهتری را در برابر حملات رایج مانند حملات 51 درصدی تضمین می‌کند. علاوه بر این، اعتبار اعتبارسنجی‌ها به هویت واقعی آنها بستگی دارد و در نتیجه نتایج بهتری را نسبت به سایر الگوریتم های اجماع تضمین می‌کند.