اثبات سهام (Proof of Stake) چیست؟ راهنمای جامع و ساده برای درک مکانیسم PoS

در این مقاله‌ی ۱۰–۱۵ دقیقه‌ای با مکانیسم اثبات سهام (Proof of Stake) آشنا شوید: از تاریخچه و نحوه کار گرفته تا مزایا، معایب، اجزای مختلف و چشم‌انداز آینده همراه با پاسخ به پرسش‌های متداول

اثبات سهام چیست؟

اثبات سهام (Proof of Stake یا PoS) یک مکانیسم اجماع در بلاک‌چین است که به جای صرف منابع محاسباتی، از میزان دارایی کاربران برای اعتبارسنجی تراکنش‌ها و تولید بلاک‌های جدید استفاده می‌کند. این روش درصدد رفع چالش‌های مصرف انرژی و تمرکززدایی در مقابل اثبات کار (PoW) شکل گرفت.

برای توضیح جامع‌تر این ویدیو در کانال یوتیوب ما را ببینید!

تاریخچه و تکامل اثبات سهام

ایده‌ی PoS نخستین بار در سال ۲۰۱۱ در انجمن Bitcointalk مطرح شد تا جایگزینی برای مشکلات PoW باشد. نخستین پیاده‌سازی‌های عملی در ارزهایی مانند Peercoin (۲۰۱۲) و Nxt (۲۰۱３) صورت گرفتند. اما استقبال واقعی از PoS با معرفی و اجرای مرج اتریوم در سپتامبر ۲۰۲۲ آغاز شد که شبکه‌ی بزرگ اتریوم را از PoW به PoS منتقل کرد و مصرف انرژی را تا ۹۹.۹۵٪ کاهش داد.

سازوکار اصلی اثبات سهام

در PoS، شرکت‌کنندگان (Validatorها) باید مقداری از کوین‌های شبکه را به‌عنوان «سهام» (Stake) قفل کنند. سپس با فرایندی شبه‌تصادفی و براساس ترکیبی از اندازه‌ی استیک و معیارهای دیگری مانند طول مدت استیک (Coin Age)، نود بعدی برای ایجاد بلاک جدید انتخاب می‌شود. این فرایند «فورج» (Forging) یا «بنچ‌مارک» نامیده می‌شود.

مکانیزم استیکینگ و پاداش‌ها

استیک کردن (Staking): کاربر دارایی خود را قفل می‌کند تا شانس انتخاب شدن برای اعتبارسنجی افزایش یابد.
پاداش تراکنش‌ها: Validator منتخب علاوه بر کارمزد تراکنش‌ها، در برخی شبکه‌ها پاداش کوین جدید نیز دریافت می‌کند.
رهایی از استیک: پس از پایان دوره‌ی وثیقه‌گذاری، دارایی‌ها و پاداش‌ها پس از یک دوره انتظار (Unbonding Period) آزاد می‌شوند تا فرصت بررسی بلوک‌های مخرب فراهم شود

سازوکار «اسلشینگ» (Slashing) برای امنیت

برای جلوگیری از تقلب و حملاتی مانند «هیچ هزینه‌ای برای هیچ ارزشی» (Nothing at Stake)، بسیاری از شبکه‌های PoS مکانیزم اسلشینگ را به‌کار می‌گیرند. در این روش، اگر Validator رفتار مخرب (مثلاً امضای هم‌زمان دو شاخه‌ی مختلف) انجام دهد، بخشی از استیک او به‌صورت خودکار ضبط می‌شود.

مزایا و معایب اثبات سهام

مزایا:

مصرف انرژی بسیار کمتر نسبت به PoW
دسترسی ساده‌تر و بدون نیاز به سخت‌افزار تخصصی
امکان مشارکت کاربران با سرمایه‌ی کمتر

معایب:

خطر تمرکز ثروت و قدرت در دست صاحبان بزرگ‌تر استیک
امکان حمله ۵۱٪ با خرید توکن‌های کافی در شبکه‌های با مارکت‌کپ پایین

مقایسه اثبات سهام با اثبات کار

ویژگی	Proof of Work (PoW)	Proof of Stake (PoS)
معیار اجماع	قدرت محاسباتی (هش)	حجم دارایی قفل‌شده (استیک)
مصرف انرژی	بسیار زیاد	بسیار کم
نیاز به سخت‌افزار	ASIC/GPU	هر گره استاندارد
تمرکززدایی	تحت تأثیر استخرها	وابسته به توزیع توکن
مقاومت در برابر حمله	بر اساس هزینه‌ی برق و سخت‌افزار	بر اساس هزینه‌ی خرید توکن‌های کافی

انواع اثبات سهام و مکانیسم‌های مشتق

Delegated Proof of Stake (DPoS)

کاربران می‌توانند توکن‌های خود را به اعتبارسنج‌ها (Delegates) واگذار کنند و به‌ازای آن سهمی از پاداش‌ها دریافت کنند. شهرت Delegate و میزان استیک جذب‌شده، شانس انتخاب او را تعیین می‌کند.

Nominated Proof of Stake (NPoS)

مکانیسمی مشابه DPoS که در شبکه Polkadot استفاده می‌شود. اگر نود انتخاب‌شده بلاک مخرب اضافه کند، nominators می‌توانند بخشی از دارایی خود را از دست دهند

نمونه‌های برجسته شبکه‌های مبتنی بر اثبات سهام

Ethereum 2.0: پس از مرج، از PoS برای کاهش مصرف انرژی و افزایش امنیت بهره می‌برد
Cardano (Ouroboros): اولین پروتکل PoS مبتنی بر تحقیق همتا‌-بازبینی‌شده با مکانیزم epochs و slot leaders
Polkadot (NPoS): با تمرکز بر حاکمیت درون‌زنجیره‌ای و حفظ امنیت از طریق مجازات nominators.
Avalanche (Snowman): مکانیسم PoS با تأکید بر مقیاس‌پذیری و تابه‌فتادگی سریع.

چشم‌انداز آینده و نوآوری‌ها

فورک‌های سازگار با انرژی‌های تجدیدپذیر: حرکت به سمت استفاده از بلاک‌چین‌های کاملاً سبز.
مکانیسم‌های ترکیبی PoW/PoS: جهت ترکیب امنیت PoW و کارایی PoS.
لایه دوم و شاردینگ: برای افزایش مقیاس‌پذیری بدون افزایش بار اجماع پایه.

منابع

سوالات متداول

۱. اثبات سهام چگونه از حمله‌ی Nothing at Stake جلوگیری می‌کند؟

با مکانیسم اسلشینگ که در صورت رفتار مخرب، بخشی از استیک Validator ضبط می‌شود

۲. برای شرکت در PoS به چه میزان کوین نیاز دارم؟

بسته به شبکه می‌تواند از چند واحد تا صدها واحد متفاوت باشد؛ اما در برخی شبکه‌ها از طریق استیک کردن گروهی (Pool) با سرمایه‌ی کمتر هم می‌توان مشارکت کرد.

۳. آیا PoS همیشه امن‌تر از PoW است؟

امنیت هر مکانیسم به طراحی دقیق پروتکل و توزیع دارایی در شبکه بستگی دارد؛ PoS در شبکه‌های بزرگ مانند اتریوم و کاردانو اثبات شده است.

۴. تفاوت DPoS و NPoS چیست؟

در DPoS کاربران مستقیماً به نمایندگانی رای می‌دهند، اما در NPoS امکان تنبیه nominators در صورت بدرفتاری اعتبارسنج وجود دارد.

۵. اسلشینگ (Slashing) چیست؟

سیاست مجازات خودکار برای ضبط بخشی از دارایی Validator در صورت تخلف یا امضای دو شاخه‌ی مختلف.