الگوریتم اثبات اعتبار (POA) یکی از روشهای اجماع در بلاکچین است. در این سیستم افراد یا سازمانها با گرو گذاشتن اعتبار خود مسئولیت تأیید تراکنشها را به عهده میگیرند؛ به عبارت دیگر اعتبار هر تأییدکننده نشاندهنده تعهد و مسئولیت او است. این الگوریتم به دلیل کاهش نیاز به منابع محاسباتی و زمان تأیید سریعتر برای پروژههای خصوصی و سازمانی مناسب است.
الگوریتم اثبات اعتبار (POA)
شبکه آزمایشی Ropsten اتریوم در تاریخ ۲۴ فوریه ۲۰۱۷ تحت حمله خودداری از خدمات (Denial of Service یا DOS) قرار گرفت. این حمله باعث شد که توسعهدهندگان به دنبال یک شبکه تستی جدید باشند که امنیت بیشتری را ارائه دهد. به همین دلیل شبکه Kovan با استفاده از الگوریتم اثبات اعتبار (Proof of Authority یا PoA) ایجاد شد. این الگوریتم در سال ۲۰۱۷ توسط گوین وود یکی از بنیانگذاران اتریوم معرفی شد. هدف اصلی این شبکه فراهم کردن یک زیرساخت قابل اعتماد برای توسعهی برنامههای غیرمتمرکز اتریوم به روشی ایمن و کارآمد بود.
مکانیزم PoA در ابتدا برای جلوگیری از حملات DOS طراحی شده بود اما به دلیل قابلیتهای آن در زنجیرههای تأمین کاربرد گوناگونی پیدا کرد. بلاک چینهایی مانند POA Network و VeChain از این الگوریتم برای رسیدن به اجماع در شبکه خود استفاده میکنند. این شبکهها دارای فرآیندهای ولیدیتوری خاصی برای نودها هستند و با معیارهای سختگیرانهای ولیدیتورها را انتخاب میکنند تا یکپارچگی سیستم را تضمین کنند.
Proof of Authority چیست؟
الگوریتم اثبات اعتبار (Proof of Authority یا PoA) یکی از الگوریتمهای اجماع در بلاکچین است که در سالهای اخیر محبوبیت زیادی پیدا کرده است. این الگوریتم بر خلاف اثبات کار (Proof of Work یا PoW) و اثبات سهام (Proof of Stake یا PoS) بر مبنای اصول و شهرت کار میکند. در PoA، تأییدکنندگان تراکنشها افرادی هستند که از قبل تأیید شدهاند. این سیستم برای شبکههای خصوصی بسیار مناسب است و از مزایای مقیاسپذیری بالایی برخوردار است.
در الگوریتم PoA، ولیدیتوریها با استفاده از هویتهای قابل اعتماد، بلوکها و تراکنشها انجام میشود. این فرآیند نه تنها امنیت شبکه را افزایش میدهد بلکه همچنین باعث کاهش زمان تأیید تراکنشها نیز میشود. الگوریتم PoA به کاربرانی که به دنبال تفاوت پول و ارز هستند یک دیدگاه تازه میدهد. در اینجا ارزها به عنوان ابزاری برای معاملات دیده میشوند در حالی که شهرت و اعتبار در PoA به عنوان عوامل اصلی تأیید تراکنشها عمل میکنند.
تفاوت Proof of Authority و Proof of Stake
تفاوت اصلی بین الگوریتمهای Proof of Authority (PoA) و Proof of Stake (PoS) در نحوه تأیید تراکنشها و انتخاب ولیدیتورها است. در الگوریتم PoA، ولیدیتورها از قبل تعیین شده و با اعتبار و شهرت خود به تأیید تراکنشها میپردازند. این روش به شبکه اجازه میدهد تا با سرعت بیشتری تراکنشها را پردازش کند و مقیاسپذیری بالاتری داشته باشد. در عوض PoS به این صورت عمل میکند که هر کسی که بخواهد به عنوان ولیدیتور عمل کند باید مقدار مشخصی از ارز دیجیتال را به عنوان وثیقه (stake) قفل کند. این به ولیدیتورها انگیزه میدهد تا در تأیید تراکنشها با صداقت عمل کنند، زیرا در صورت رفتار نادرست ممکن است بخشی از وثیقه خود را از دست بدهند.
علاوه بر این، PoA بیشتر در شبکههای خصوصی و سازمانی کاربرد دارد که نیاز به سرعت و امنیت بالایی دارند. به عنوان مثال شبکههای بلاک چینی مانند Kovan و POA Network از این الگوریتم استفاده میکنند تا به طور مؤثری تراکنشهای خود را پردازش کنند. در حالی که PoS بیشتر در بلاک چینهای عمومی مانند اتریوم ۲.۰ به کار میرود.
PoA به دلیل استفاده از هویتهای مشخص و معتبر بیشتر مورد اعتماد است. در حالی که PoS به سیستم اقتصادی و انگیزههای مالی وابسته است. این تفاوتها تأثیر زیادی بر نوع کاربردها و شبکههای قابل استفاده دارد. در نتیجه، PoA برای پروژههایی که به سرعت و امنیت نیاز دارند مناسبتر است. در حالی که PoS گزینهای بهتر برای شبکههای عمومی و توزیعشده است که در آن عدم تمرکز و مشارکت کاربران اهمیت دارد.
مزایای الگوریتم اثبات اعتبار
در دنیای ارزهای دیجیتال تفاوت بین استیبل کوینهای غیرمتمرکز و متمرکز اهمیت زیادی دارد. استیبل کوینهای متمرکز معمولاً تحت کنترل یک نهاد خاص قرار دارند. استیبل کوینهای غیرمتمرکز نیز به عملکرد سیستمهای بلاک چینی وابسته هستند. الگوریتم اثبات اعتبار (PoA) به عنوان یک روش اجماع نوین، مزایای متعددی را برای شبکههای بلاک چینی فراهم میکند. الگوریتم PoA به دلیل ویژگیهای خاص خود به بهینهسازی و کارآمدتر کردن این نوع ارزها کمک میکند. در ادامه به بررسی چهار مزیت اصلی این الگوریتم میپردازیم.
عدم نیاز به قدرت محاسباتی و الکتریکی
یکی از مزایای اصلی الگوریتم اثبات اعتبار (PoA) این است که برای عملکرد خود به قدرت محاسباتی و الکتریکی نیازی ندارد. در مقایسه با الگوریتمهایی مانند اثبات کار (PoW) که نیازمند تجهیزات سختافزاری پیچیده و مصرف انرژی بالا هستند PoA به طور قابل توجهی مصرف انرژی را کاهش میدهد. این موضوع نهتنها به حفظ محیط زیست کمک میکند بلکه هزینههای عملیاتی شبکه را نیز به شکل چشمگیری کاهش میدهد.
استقلال از داراییهای دیجیتالی
یکی دیگر از مزایای الگوریتم PoA این است که برای انجام وظایف خود نیازی به داراییهای دیجیتالی مانند بیت کوین یا اتر ندارد. در این سیستم ولیدیتورها بر اساس هویت و شهرت خود وظیفه تأیید تراکنشها را بر عهده میگیرند. این ویژگی به زنجیرههای بلوکی که از PoA استفاده میکنند اجازه میدهد تا بدون وابستگی به ارزهای دیجیتال رایج به عملکرد خود ادامه دهند.
نیاز به تعداد محدودی از نودها
الگوریتم PoA برای عملکرد خود به تعداد محدودی از نودها نیاز دارد. این ویژگی باعث شده که شبکه قادر به پردازش تراکنشهای بیشتری باشد و زمان تأیید هر بلوک کاهش یابد. در نتیجه شبکه باید بهطور مؤثری با حجم بالای از تراکنشها کنار بیاید و به سرعت به درخواستهای کاربران پاسخ دهد. علاوه بر این، با کاهش زمان پردازش و هزینههای نزدیک به صفر این الگوریتم به ایجاد یک سیستم مقرونبهصرفه و سریع کمک میکند.
توان عملیاتی بالا
الگوریتم اثبات اعتبار توان عملیاتی بالاتری نسبت به دیگر الگوریتمها دارد. به دلیل این که PoA به تعداد کمتری ولیدیتور برای سازوکار اجماع نیاز دارد. درنتیجه فرآیند تأیید تراکنشها سریعتر و کارآمدتر انجام میشود. این ویژگی به شبکه اجازه میدهد تا در مقایسه با الگوریتمهای دیگر تعداد بیشتری از تراکنشها را در هر ثانیه پردازش کند.
معایب Proof of Authority
الگوریتم اثبات اعتبار (PoA) مزایا و معایب خاصی دارد که باعث میشود این الگوریتم بیشتر در بلاک چینهای خصوصی و پروژههای خاص استفاده شود. با وجود اینکه PoA مزایای قابل توجهی در زمینه مقیاسپذیری و کاهش هزینههای تراکنش دارد اما محدودیتهایی نیز در آن وجود دارد. این موضوع به ویژه برای سرمایهگذارانی که به دنبال ثبات و ایمنی در داراییهای دیجیتال خود هستند حائز اهمیت است. به عنوان مثال افرادی که به دنبال تتر برای سرمایه گذاری هستند ممکن است نگران معایب احتمالی الگوریتم PoA باشند و تصمیم بگیرند که از بلاک چینهای دیگر استفاده کنند.
متمرکزسازی تأیید تراکنشها
الگوریتم اثبات اعتبار (PoA) به دلیل متمرکز کردن مسئولیت تأیید تراکنشها در دست گروه خاصی از ولیدیتورها، با انتقاداتی مواجه است. در این سیستم تنها افراد یا سازمانهای مشخصی مجاز به تأیید بلاکها هستند. این امر مفهوم غیرمتمرکز بودن رمزارزها را نقض میکند. در واقع، هدف اصلی فناوری بلاک چین ایجاد یک شبکه توزیعشده است که در آن همه شرکتکنندگان در تأیید تراکنشها نقش داشته باشند.
شفافیت هویت ولیدیتورها
در الگوریتم PoA، هویت ولیدیتورها باید برای عموم قابل شناسایی باشد. این ویژگی ممکن است برای برخی افراد نگرانکننده باشد. فاش شدن هویت ولیدیتورها ممکن است به سوءاستفادههای احتمالی منجر شود. افرادی هستند که با نیت بد از نقاط ضعف ولیدیتورها سوءاستفاده میکنند.
آسیبپذیری در برابر خرابکاری
الگوریتم اثبات اعتبار در برابر خطرات ناشی از خرابکاری آسیبپذیر است. اگر یکی از ولیدیتورها به عمد اقدام به خرابکاری کند یا سیستم رایانهای آن به دست خرابکاران بیفتد این موضوع به یکپارچگی شبکه آسیب میرساند. هرچند که محدودیتهایی در تأیید بلاکها وجود دارد اما در شرایط بحرانی ممکن است این محدودیتها نتوانند بهطور کامل جلوی خسارات احتمالی را بگیرند و منجر به آسیب کل شبکه شوند.
شبکههای مبتنی بر POA
شبکههای مبتنی بر الگوریتم اثبات اعتبار (Proof of Authority – PoA) بهعنوان یک راهحل مقیاسپذیر و کارآمد درزمینه بلاک چین شناخته میشوند. یکی از مشهورترین شبکهها POA Network است. این شبکه بهعنوان یک سایدچین اتریوم عمل میکند و به توسعهدهندگان این امکان را میدهد که قراردادهای هوشمند خود را در یک محیط عمومی و مقیاسپذیر اجرا کنند.
در این پروژه، ولیدیتورها از دیتابیسهای عمومی برای تأیید تراکنشهای خود استفاده میکنند. به همین دلیل محیطی امن و سریع را برای انجام فعالیتهای تجاری فراهم میکنند. علاوه بر POA Network دیگر پروژهها مانند Hyperledger Fabric و VeChain نیز از الگوریتم PoA بهره میبرند.
Hyperledger Fabric بهعنوان یک فریمورک متن باز برای بلاک چینهای خصوصی طراحی شده و از PoA برای تأمین امنیت و عملکرد خود استفاده میکند. در عین حال VeChain نیز یک بلاک چین عمومی در زمینه مدیریت زنجیره تأمین و لجستیک است که از PoA برای تأیید تراکنشهای خود بهرهبرداری میکند.
کاربردهای الگوریتم اثبات اعتبار
الگوریتم اثبات اعتبار (PoA) یکی از روشهای کارآمد برای شبکههای بلاک چین خصوصی است که به دلیل تعداد کم ولیدیتورها مورد استفاده قرار میگیرد. در این نوع شبکهها برخلاف بلاک چینهای عمومی مانند بیتکوین که هزاران نود تراکنشها را تأیید میکنند تعداد ولیدیتورها محدود است و معمولاً تا ۲۵ نفر را شامل میشود. به همین دلیل PoA برای شبکههایی مانند Hyperledger Besu که بر روی بلاک چین اتریوم اجرا میشود بسیار مناسب است.
PoA علاوه بر شبکههای خصوصی در تستنتها یا شبکههای آزمایشی نیز مورد استفاده قرار میگیرد. تستنتها برای کاربران محیطی امن و کارآمد را برای آزمایش پروژهها و تراکنشها فراهم میکنند. شبکههای Kovan، راپستن و Goerly که تستنتهای اتریوم هستند از PoA بهره میبرند. همچنین، شبکه پولکادات در نسخه بتای خود قبل از انتقال به الگوریتم اثبات سهام از PoA استفاده میکرد. این الگوریتم به دلیل ساختار ساده و سرعت بیشتر برای محیطهای آزمایشی ایدهآل است.
یکی دیگر از کاربردهای مهم PoA در زنجیرههای جانبی (Sidechain) است. زنجیرههای جانبی به بلاک چینهای اصلی از طریق یک پل دوطرفه متصل هستند. درنتیجه امکان پردازش موازی تراکنشها را فراهم میکنند. برای مثال شبکه POA یک زنجیره جانبی بر روی اتریوم است که ولیدیتورهای آن از پیش تعیین شده و قابل اعتماد هستند. این روش کمک میکند تا کارایی شبکه اصلی افزایش یابد و تراکنشها با سرعت بیشتری پردازش شوند. بررسیهای مربوط به عملکرد و کارایی این شبکهها دانستن شاخص توتال چیست برای تحلیل دقیق وضعیت شبکهها مفید است.
نحوه عملکرد Proof of Authority
نحوه عملکرد الگوریتم اثبات اعتبار (Proof of Authority) بهگونهای طراحی شده است که برای تأیید تراکنشها و اضافه کردن بلاک جدید یکی از ولیدیتورها بهصورت تصادفی انتخاب میشود. در این الگوریتم، ولیدیتورها کاربرانی هستند که وظیفه تأیید تراکنشها را بر عهده دارند. انتخاب ولیدیتورهای جدید از طریق رأیگیری در بین ولیدیتورهای فعلی انجام میشود. این روش احتمال حضور ولیدیتورهای خرابکار را به حداقل میرساند و بهاینترتیب امنیت و ثبات شبکه حفظ میشود.
یکی دیگر از ویژگیهای مهم الگوریتم اثبات اعتبار این است که هر ولیدیتور در هر نوبت فقط مجاز است یک بلاک را تأیید کند؛ به عبارت دیگر، هیچ ولیدیتوری نمیتواند دو بلاک متوالی را تأیید کند. این قاعده به توزیع متعادل وظایف بین ولیدیتورها کمک میکند و از احتمال سوءاستفاده یا اختلال در عملکرد شبکه جلوگیری میکند.
همچنین، الگوریتم اثبات اعتبار نیازی به فرآیند استخراج مانند آنچه در بیت کوین مشاهده میشود ندارد. به همین دلیل ارزهای دیجیتالی که از این الگوریتم استفاده میکنند بهطور کلی از نظر زیستمحیطی در وضعیت بهتری قرار دارند. فراموش نکنید الگوریتم اثبات اعتبار بر اساس هویت و اعتبار کاربران بنا شده است.
در این روش هر ولیدیتور باید هویت خود را بهصورت داوطلبانه اعلام کند. این فرایند مسئولیتپذیری بیشتری به ولیدیتورها میدهد. این ویژگی باعث شده که PoA برای شبکههای خصوصی و سازمانی که به امنیت بالا نیاز دارند گزینهای مناسب باشد.
الگوریتمهای اجماع در بلاک چین
الگوریتمهای اجماع در بلاک چینها نقش مهمی در تضمین امنیت و صحت تراکنشها دارند. این الگوریتمها به شبکهها کمک میکنند تا بدون نیاز به یک نهاد مرکزی به توافق برسند و از هر گونه تقلب یا تغییر در اطلاعات جلوگیری کنند. هر الگوریتم دارای مزایا و معایب خاص خود است و انتخاب مناسب آن بستگی به نوع کاربرد و نیازهای خاص شبکه دارد. در ادامه به برخی از مشهورترین الگوریتمهای اجماع و نحوه عملکرد آنها میپردازیم.
اثبات کار (Proof of Work – PoW)
این الگوریتم که توسط بیت کوین و برخی دیگر از ارزهای دیجیتال استفاده میشود بر اساس قدرت محاسباتی شبکه عمل میکند. در این روش ماینرها برای حل مسائل پیچیده ریاضی رقابت میکنند و اولین ماینری که مشکل را حل کند، حق اضافه کردن بلاک جدید به زنجیره را بهدست میآورد. این الگوریتم به دلیل مصرف بالای انرژی و نیاز به سختافزارهای قدرتمند چندان مورد توجه نیست.
اثبات سهام (Proof of Stake – PoS)
در این الگوریتم، ولیدیتورها بر اساس مقدار رمزارزی که در اختیار دارند مشخص میشوند. این روش بهطور کلی مصرف انرژی کمتری دارد و به شبکه اجازه میدهد تا سریعتر و با هزینههای کمتری عمل کند. همچنین، PoS امنیت بالاتری دارد زیرا برای به خطر انداختن شبکه یک کاربر باید مقدار زیادی از رمزارز را داشته باشد.
اثبات اعتبار (Proof of Authority – PoA)
در این روش تنها افراد یا نهادهای معتمد و شناختهشده به تأیید تراکنشها میپردازند. ولیدیتورها مسئول تأیید بلاکها هستند و هویت آنها به عنوان یک عامل کلیدی در عملکرد این الگوریتم در نظر گرفته میشود. PoA به دلیل سرعت بالای پردازش بیشتر در بلاک چینهای خصوصی و سازمانی استفاده میشود.
الگوریتمهای ترکیبی
برخی از بلاک چینها از ترکیب دو یا چند الگوریتم اجماع برای بهبود امنیت و عملکرد استفاده میکنند. به عنوان مثال، الگوریتمهای ترکیبی میتوانند از PoW و PoS بهطور همزمان بهره ببرند تا امنیت و مقیاسپذیری را افزایش دهند.
کاربردهای الگوریتم POA در شبکههای بلاکچین
الگوریتم اثبات اعتبار (PoA) یک راهحل مؤثر در بلاک چینهای خصوصی بهویژه در کاربردهای سازمانی و صنعتی است. این الگوریتم به توسعهدهندگان و شرکتها این امکان را میدهد که شبکههای بلاک چینی کارآمد و امنی را راهاندازی کنند. این ویژگی باعث کاهش هزینهها و زمان تأیید تراکنشها میشود و برای پروژههایی که نیاز به مقیاسپذیری و کارایی دارند، بسیار مناسب است.
به عنوان مثال در حوزه مدیریت زنجیره تأمین و لجستیک استفاده از PoA به بهبود شفافیت و صحت دادهها کمک میکند. یکی از مهمترین کاربردهای PoA در پروژه وی چین (VeChain) است که بهعنوان یک بلاک چین سازمانی طراحی شده و تمرکز ویژهای بر روی مدیریت زنجیرههای تأمین دارد.
وی چین با هدف تسهیل و شفافسازی فرآیندهای تجاری به شرکتها امکان دریافت اطلاعات دقیق و بهروز را میدهد. در این راستا، این پروژه به شرکتها کمک میکند تا هزینههای مربوط به انبارداری و توزیع را کاهش دهند و تضمین میکند که محصولات بهطور صحیح و به موقع به دست مصرفکنندگان میرسند.
مایکروسافت آژور (Microsoft Azure) نیز یکی دیگر از پلتفرمهایی است که از مزایای الگوریتم PoA بهره میبرد. این پلتفرم راهکارهایی برای راهاندازی شبکههای خصوصی ارائه میدهد که نیازی به ارز رایج برای تأمین کارمزدهای تراکنشها ندارند.
عدم نیاز به عملیات استخراج در این شبکهها به معنای کاهش هزینههای مربوط به برق و تجهیزات سختافزاری است. درنتیجه استفاده از PoA به این پلتفرم اجازه میدهد که یک محیط امن و قابل اعتماد برای توسعهدهندگان و سازمانها فراهم کند تا به راحتی به بررسی و توسعه اپلیکیشنهای بلاک چینی بپردازند.
سخن پایانی
الگوریتم اثبات اعتبار (PoA) یک روش کارآمد برای شبکههای بلاک چین خصوصی، زنجیرههای جانبی و تستنتها است. این الگوریتم با ارائه سرعت بالاتر و کاهش مصرف انرژی به مدیریت بهتر شبکه کمک میکند. هر شبکه باید بر اساس نیازها و اهداف خود الگوریتم اجماع مناسب را انتخاب کند تا تعادل مناسبی بین سرعت، امنیت و تمرکز برقرار کند.
سوالات متداول
الگوریتم اثبات اعتبار (PoA) چیست؟
PoA یک روش اجماع در بلاک چین است که در آن تعداد محدودی ولیدیتور برای تأیید تراکنشها و ایجاد بلاکهای جدید انتخاب میشوند. این ولیدیتورها از پیش تعیینشده و قابل اعتماد هستند. به همین دلیل این الگوریتم سرعت و کارایی بالایی دارد.
مزایای الگوریتم PoA چیست؟
PoA دارای مزایای بسیاری از جمله سرعت بالای تأیید تراکنشها، کاهش مصرف انرژی و مدیریت بهتر برای شبکههای خصوصی و آزمایشی است. این الگوریتم همچنین به دلیل تعداد کم ولیدیتورها به طور موثقتری عمل میکند.
الگوریتم PoA برای چه نوع شبکههایی مناسب است؟
PoA بیشتر برای شبکههای خصوصی، زنجیرههای جانبی (Sidechain) و تستنتها یا شبکههای آزمایشی مناسب است. این شبکهها به مدیریت و سرعت بالاتری نیاز دارند و تعداد کمی از ولیدیتورها در آنها کافی هستند
آیا الگوریتم PoA در بلاک چین های عمومی قابل استفاده است؟
در بلاک چین های عمومی استفاده از PoA خیلی مناسب نیست. بیشتر از این الگوریتم در شبکههای خصوصی یا نیمه عمومی که ولیدیتورها شناختهشده و قابل اعتماد هستند استفاده میشود.
چه تفاوتی بین PoA و دیگر الگوریتمهای اجماع مانند PoW یا PoS وجود دارد؟
در PoA تعداد محدودی از ولیدیتورها انتخاب میشوند. در حالی که در PoW (اثبات کار) قدرت محاسباتی نودها برای استخراج و تأیید تراکنشها تعیینکننده است. در PoS (اثبات سهام) نیز ولیدیتورها بر اساس مقدار ارز دیجیتال قفل شده انتخاب میشوند. PoA در مقایسه با PoW انرژی کمتری مصرف میکند و نسبت به PoS سرعت بیشتری دارد.