الگوریتم اثبات اعتبار چیست؟ هرآنچه باید درباره PoA بدانید

مکانیسم‌های اجماع (Consensus Mechanisms) بخشی اساسی از فناوری بلاکچین هستند. الگوریتم‌های اجماع پرطرفدار، مانند اثبات کار (Proof of Work) و اثبات سهام (Proof of Stake)، به عباراتی رایج در میان متخصصان بلاکچین تبدیل شده‌اند. الگوریتم اثبات اعتبار (Proof of Authority) یکی از جدیدترین مکانیسم‌های اجماع است که به دلیل بازدهی انرژی بهتر نسبت به اثبات سهام، شناخته می‌شود. علاوه بر این، اثبات اعتبار یا PoA مصرف منابع محاسباتی را کاهش می‌دهد و عملکرد بهتری در مقایسه با سایر مکانیسم‌های اجماع دارد. این مطلب به بررسی این الگوریتم و شیوه کار آن می‌پردازد.

الگوریتم اثبات اعتبار چیست؟

اثبات اعتبار (Proof of Authority یا PoA) یک الگوریتم اجماع مبتنی بر اعتبار است که راه‌حلی عملی و کارآمد برای شبکه‌های خصوصی، ارائه می‌دهد. این اصطلاح در سال ۲۰۱۷ توسط گوین وود (Gavin Wood)، هم‌بنیان‌گذار اتریوم و مدیر فنی سابق آن، مطرح شد. در این روش، تاییدکنندگان بلاک، به‌جای سپرده‌گذاری رمزارز، اعتبار خود را به خطر می‌اندازند. امنیت این بلاکچین‌ها توسط نودهای تاییدکننده‌ای تامین می‌شود که به‌عنوان نهادهای مورد اعتماد انتخاب شده‌اند.

مدل اثبات اعتبار به تعداد محدودی از تاییدکنندگان بلاک وابسته است و همین موضوع باعث مقیاس‌پذیری بالای آن می‌شود. در این سیستم، بلاک‌ها و تراکنش‌ها را مشارکت‌کنندگان شبکه که از قبل امتیازدهی شده‌اند، بررسی می‌کنند و در حقیقت نقش ناظران شبکه را بر عهده دارند.

الگوریتم اثبات اعتبار (Proof of Authority) چگونه به وجود آمد؟

الگوریتم اثبات اعتبار، اولین بار به‌طور رسمی در اتریوم کلاینت پاریتی (Parity Ethereum Client) توسعه یافت. این کلاینت توسط شرکت پاریتی تکنولوژیز (Parity Technologies)، تحت هدایت گوین وود ساخته شد و الگوریتم PoA نیز برای حل مشکلات مقیاس‌پذیری و کارایی در بلاکچین‌های خصوصی توسعه یافت.

اولین پیاده‌سازی اثبات اعتبار در شبکه آزمایشی کووان (Kovan) اتریوم انجام شد. این شبکه برای مقابله با حملات داس (Dos) طراحی شده‌بود. در این مدل، اعتبارسنج‌ها هویت‌های تاییدشده‌ای دارند و با استفاده از اعتبار خود، تراکنش‌ها را تایید می‌کنند. پس از موفقیت در کووان، PoA در پروژه‌های دیگری مانند مایکروسافت آژور (Microsoft Azure) و POA Network به کار گرفته شد. این الگوریتم به دلیل کارایی بالا و کاهش نیاز به منابع محاسباتی، در بلاکچین‌های خصوصی و سازمانی مورد توجه قرار گرفت.

عملکرد الگوریتم POA چگونه است؟

در اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS)، توان محاسباتی و میزان رمزارز سپرده‌گذاری‌شده، نقشی اساسی در تایید تراکنش‌ها دارد. در مقابل، اثبات اعتبار (PoA) به هویت اعتبارسنج‌ها متکی است. این الگوریتم، راهکاری سریع، کارآمد و امن برای دستیابی به اجماع فراهم می‌کند. در این مدل، اعتماد و اعتبار اعتبارسنج‌ها اهمیت ویژه‌ای دارد.

PoA در بلاکچین‌های دارای مجوز (Permissioned Blockchains) کاربرد دارد و مزایای منحصربه‌فردی را ارائه می‌دهد. انتخاب اعتبارسنج‌ها، که مسئولیت اجماع شبکه را بر عهده دارند، مهم‌ترین ویژگی این مدل است. هویت این اعتبارسنج‌ها تأییدشده و برای تمام شبکه شفاف است. وقتی شبکه تراکنش جدیدی دریافت کند، این تراکنش به تمام اعتبارسنج‌ها ارسال می‌شود. مقامات شبکه، مستقل از یکدیگر تراکنش را بررسی کرده و در صورت تطابق با قوانین، آن را معتبر اعلام می‌کنند. با تایید اکثریت اعتبارسنج‌ها، تراکنش در بلاک جدید ثبت می‌شود.

یکی از جنبه‌های کلیدی PoA، انتخاب اعتبارسنج برای تولید بلاک جدید است. الگوریتم اجماعی مانند انتخاب تصادفی وزنی یا انتخاب گردشی، این فرآیند را تعیین می‌کند. پس از ایجاد بلاک جدید، آن بلاک در سراسر شبکه منتشرشده و هر گره، صحت آن را بررسی می‌کند. با تایید اکثریت گره‌ها، بلاک به زنجیره اضافه می‌شود.

کاربردهای الگوریتم اجماع PoA

الگوریتم اثبات اعتبار به دلیل سرعت بالا و کارایی موثر، در شبکه‌های خصوصی و سازمانی کاربرد دارد. این الگوریتم در پلتفرم‌های قرارداد هوشمند برای تایید سریع تراکنش‌ها استفاده می‌شود. همچنین، در زنجیره‌های تامین برای ردیابی محصولات و تایید اصالت کالاها به کار می‌رود. در مدیریت هویت دیجیتال، PoA به تایید هویت کاربران کمک می‌کند. در سیستم‌های رای‌گیری الکترونیکی نیز، برای تضمین صحت آراء و جلوگیری از تقلب مورد استفاده قرار می‌گیرد.

به‌عنوان مثال فعالان بخش بانکی، مانند جی‌پی مورگان (JP Morgan) با جی‌پی‌ام‌کوین (JPMCoin)، از این فناوری برای حسابرسی نقل‌وانتقالات مالی استفاده می‌کنند. این کار هزینه‌ها را کاهش داده و در امور حسابداری کاربرد دارد. با توجه به وضعیت فعلی بازار و نگرش محافظه‌کارانه بانک‌ها، یک بلاکچین کنسرسیومی مبتنی بر اثبات اعتبار، معتبرترین راهکار محسوب می‌شود.

محدودیت ها و شرایط الگوریتم اثبات اعتبار

الگوریتم اثبات اعتبار (PoA) اغلب به دلیل چشم‌پوشی از تمرکززدایی مورد انتقاد قرار می‌گیرد. برخی معتقدند که این مدل، تلاشی برای افزایش کارایی سیستم‌های متمرکز است. این ویژگی PoA را به راهکاری جذاب برای شرکت‌های بزرگ با نیازهای لجستیکی تبدیل می‌کند، اما در حوزه رمزارزها تردیدهایی ایجاد می‌شود. اگرچه این سیستم‌ها توان عملیاتی بالایی دارند، اما موضوعاتی مانند تغییرناپذیری، سانسور و لیست‌های سیاه می‌توانند چالش‌برانگیز باشند.

یکی دیگر از انتقادات رایج، شفافیت هویت اعتبارسنج‌ها است. طرفداران PoA استدلال می‌کنند که تنها نهادهای معتبر و واجد شرایط به دنبال کسب این موقعیت خواهند بود. بااین‌حال، شناخته‌شدن اعتبارسنج‌ها می‌تواند امکان دستکاری توسط طرف‌های ثالث را فراهم کند. برای مثال، یک رقیب می‌تواند با اعمال نفوذ بر اعتبارسنج‌های شناخته‌شده، شبکه PoA را از درون مختل کند.

شرایط الزامی معمول در الگوریتم اجماع PoA شامل موارد زیر است:

• هویت‌های معتبر و قابل‌اعتماد: اعتبارسنج‌ها باید هویت واقعی خود را تأیید کنند.
• تعهد مالی و اعتباری: نامزدها باید برای کسب این موقعیت، سرمایه‌گذاری کرده و اعتبار خود را به خطر بیندازند. فرآیند انتخاب سخت‌گیرانه، احتمال ورود افراد نامعتبر را کاهش داده و تعهد بلندمدت را تقویت می‌کند.
• رویه یکسان برای انتخاب اعتبارسنج‌ها: همه نامزدها باید از فرآیندی یکپارچه و مشخص عبور کنند.

مزایای استفاده از الگوریتم اثبات اعتبار چیست؟

از جمله مهم‌ترین مزایایی که الگوریتم اثبات اعتبار به همراه دارد می‌توان به این موارد اشاره کرد:

• کارایی بهینه: PoA بسیار بهینه و کم‌مصرف است، زیرا نیاز به استخراج پرهزینه PoW یا سپرده‌گذاری گسترده PoS ندارد. این ویژگی آن را به گزینه‌ای سازگار با محیط‌زیست تبدیل می‌کند.
• سرعت: تراکنش‌ها در شبکه‌های PoA با سرعت بالا و تاخیر کم پردازش می‌شوند، زیرا مجموعه اعتبارسنج‌ها از پیش تعیین شده‌اند و فرآیند تایید سریع انجام می‌پذیرد.
• امنیت: هویت و اعتبار اعتبارسنج‌ها، شبکه PoA را در برابر حملات سیبیل (Sybil) و اقدامات مخرب مقاوم می‌کند. اعتبارسنج‌ها منافع شخصی در حفظ یکپارچگی شبکه دارند.
• حاکمیت متمرکز: PoA در بلاکچین‌های خصوصی و کنسرسیومی که حاکمیت اهمیت دارد، مورد استفاده قرار می‌گیرد. اعتبارسنج‌ها می‌توانند بر اساس نیازهای شبکه، تصمیم‌گیری‌های جمعی داشته باشند.
• مقیاس‌پذیری: شبکه‌های PoA بدون محدودیت‌های منابعی که در PoW و PoS دیده می‌شود، به‌راحتی مقیاس‌پذیرند.

آیا الگوریتم اثبات کار و اثبات اعتبار متفاوت‌اند؟

الگوریتم اثبات کار (PoW) نخستین بار در سال ۲۰۰۸ توسط ساتوشی ناکاموتو در وایت‌پیپر بیت‌کوین معرفی شد. بیت‌کوین و اتریوم از معروف‌ترین ارزهای دیجیتال مبتنی بر این الگوریتم هستند. در PoW، ماینرها با حل مسائل پیچیده ریاضی، بلاک‌های جدید را به شبکه اضافه می‌کنند که این فرآیند نیازمند مصرف بالای انرژی و توان محاسباتی است.

در مقابل، الگوریتم اثبات اعتبار (PoA) به جای تکیه بر توان محاسباتی، به هویت و اعتبار اعتبارسنج‌ها متکی است. در PoA، اعتبارسنج‌ها بلاک‌های جدید را ایجاد می‌کنند که این روش منجر به کاهش مصرف انرژی و افزایش سرعت تراکنش‌ها می‌شود.

الگوریتم اثبات اعتبار بهتر است یا الگوریتم اثبات کار؟

برتری اصلی اثبات اعتبار (PoA) نسبت به الگوریتم اثبات کار (PoW)، نیاز کمتر به توان محاسباتی است. مشابه سازوکار اثبات سهام (PoS)، یک بلاکچین PoA با سخت‌افزار محدود، مصرف برق پایین و تأثیرات زیست‌محیطی کمتر نسبت به شبکه‌های اثبات کار فعالیت می‌کند.

نکته مهم این است که کوین‌های مبتنی بر اثبات اعتبار، یک مرجع مرکزی دارند و توسط اشخاص احراز هویت‌شده مدیریت می‌شوند. اگر از مخالفین سرسخت پلتفرم‌های متمرکز هستید، PoA گزینه مناسبی برای شما نخواهد بود. این روش انتخابی مناسب برای بلاکچین‌های درون‌سازمانی و مواردی است که نیاز به غیرمتمرکزسازی ندارند.

چرا الگوریتم اثبات اعتبار مهم است؟ خلاصه‌ای از آنچه آموختیم

الگوریتم اثبات اعتبار (PoA) برای شبکه‌های خصوصی و سازمانی مناسب بوده و به جای رقابت محاسباتی، به اعتبارسنج‌های خود متکی است. بنابراین، در سامانه‌های مالی داخلی، مدیریت زنجیره تامین و ثبت اسناد کاربرد دارد. اما برای پروژه‌هایی که به غیرمتمرکزسازی کامل نیاز دارند مناسب نیست، زیرا گروه محدودی کنترل شبکه را در دست دارند. PoA در برابر حملات هماهنگ‌شده مانند تبانی اعتبارسنج‌ها آسیب‌پذیر است. همچنین، در صورت فاش‌شدن کلیدهای اعتبارسنج‌ها، امنیت شبکه تهدید می‌شود. در این الگوریتم، اعتبارسنج‌های مشخص‌شده تراکنش‌ها را تأیید و بلاک‌های جدید را ایجاد می‌کنند، که این روند سرعت پردازش را افزایش می‌دهد.

سوالات متداول درباره الگوریتم اثبات اعتبار