پروتکل اثبات سهام کسپر اتریوم (Ethereum Casper) چیست؟

در پروتکل اثبات سهام کسپر اتریوم، سهام به سپرده تضمینی گفته می شود. اعضای شبکه (نودها) باید برای کمک به اجماع، این سپرده را ارائه کنند.

نوشته شده در مفاهیم تخصصی 6 دقیقه مدت مطالعه · >
کسپر اتریوم

با انتشار نسخه اتریوم 2، باز هم صحبت ها در مورد کسپر (Casper) و حرکت اتریوم از پروتکل استخراج اثبات کار (PoW) به اثبات سهام (PoS) قوّت گرفته است. کسپر اتریوم، به عنوان اقتباسی از پروتکل گوست (GHOST)، مهم ترین پیشنهاد توسعه دهندگان این شبکه بود.

این به روزرسانی میخواهد تغییراتی اساسی در هزینه و سرعت را برای کاربران شبکه اتریوم فراهم آورد. شاید حتی در صورت تکرار کشمکش های درونی شبکه بیت کوین، اتریوم قادر باشد با این ویژگی های جدید به محبوبیت بسیار بیشتری برسد.

استخراج از طریق اثبات سهام

اثبات سهام کاملاً متفاوت از اثبات کار می باشد. در اثبات سهام، خالق یک بلاک جدید کاملاً بر حسب اعتبار و سهام خود انتخاب می گردد. این متفاوت از اثبات کار است. در اثبات کار، یک عضو شبکه یا ماینر باید روی یک مسئله پیچیده ریاضی کار کند. این مسئله نیاز به منابع محاسباتی قدرتمند دارد.

در فرآیند استخراج در اثبات کار، زمانیکه ماینر بتواند مسئله بلاک را حل کند، برای این کار و پیشبرد ایجاد بلاک ها پاداش می گیرد. این پاداش ها در قابل کوین اهدا می شوند. مسائل موجود در اثبات کار مرتباً سخت تر و سخت تر می شوند. با اینحال، در اثبات سهام خبری از پاداش های حلّ بلاک نیست. ماینرهای آن تنها کارمزد تراکنش ها را دریافت می کنند.

عجله ای برای حلّ مسائل محاسباتی در الگوریتم اثبات کار نیست. به همین دلیل، تراکنش های اثبات سهام می توانند هزینه بسیار کمتری را شامل شده و کارآمدتر باشند.

فهم اساس کار الگوریتم اثبات سهام نسبتاً آسان است. اما پروتکل اثبات سهام کسپر (Casper PoS protocol) اندکی پیچیده تر می باشد.

پروتکل کسپر در اتریوم
پروتکل کسپر در اتریوم

احراز هویت براساس سپرده تضمینی

در پروتکل اثبات سهام کسپر، سهام به سپرده تضمینی (security deposit) گفته می شود. اعضای شبکه یا نودها باید برای کمک به اجماع، این سپرده تضمینی را ارائه کنند. به این فرآیند پیوند خوردن (bonding) اطلاق می شود. آن نودها نیز که سپرده تضمینی خود را ارائه کرده باشند، اعتبارسنج های پیوندی نامیده می شوند.

هدف اصلی از سپرده های تضمینی، اطمینان از صداقت مداوم ماینرهاست. اگر چیزی در شبکه به نظر ناکارآمد و بی اعتبار به نظر رسید، این افراد سپرده های تضمینی خود را از دست می دهند. بدین ترتیب، جریمه ای برای رفتار نامناسب قرار داده شده است.

بازی های شرط بندی پیرامون مسئله اجماع

دیگر فایده پروتکل کسپر اتریوم آن است که باعث می شود تا اعتبارسنج های پیوندی در مورد نتیجه اجماع موجود در شبکه شرط بندی کنند. همچنین، فرآیند اجماع از همه اعتبارسنج ها انتظار دارد تا نسبت به نحوه شرط بندی دیگر اعضا شرط بندی کنند.

اگر آنها در مسیری درست شرط بندی کنند، آنگاه سپرده هایشان را با همه کارمزدهای تراکنش بازپس می گیرند. اما اگر قادر به توافق در خصوص اجماع پروتکل نباشند، مقداری کمتر از سپرده شان را پس می گیرند. هدف اصلی این است که از طریق مراحل مختلف شرط بندی، شرط ها در نهایت با یکدیگر همسو و همگرا شوند.

علاوه بر این پروتکل اثبات سهام کسپر می تواند نودهایی را جریمه کند که شرط هایشان را مرتباً تغییر می دهند. برای مثال، از افرادی میتوان نام برد که با شانس زیاد در یک بلاک شرط می بندند و سپس شرطی با شانس بیشتر را در بلاک بعدی نیز ثبت می کنند. دلیل این جریمه آن است که نودها تنها با شانس بالا روی بلاک هایی شرط ببندند که از نظرشان به اجماع نزدیک هستند.

مقابله کسپر اتریوم با سانسور نودها

مسلماً وقتی صحبت از پروتکل های اجماع باشد، همیشه خطر وجود دارد که گروهی از نودها بخواهند سود خودشان را در ازای ضرر سایر نودها بالا ببرند. برای جلوگیری از این اتفاق، پروتکل اثبات سهام کسپر اتریوم بر منفعت شخصی نودهای اعتبارسنج تکیه می کند که از طریق چرخه اقتصادی رخ می دهند.

پاداش همه اعضا زمانی بیشتر خواهد بود که 100 درصد نودهای اجماع با آن موافق باشند. بدین ترتیب، نودهایی که بلاک ها را براساس ترتیب مقرر شده ایجاد نکنند، مجازات خواهند شد. کسپر  اتریوم قادر است تا بلاک های این چنینی را بشناسد. در ادامه به عنوان جریمه، کارمزدهای تراکنش و سپرده هایشان  کسر می گردد.

همچنین مهم تر از اینها، پاداش یا سودی که اعتبارسنج های پیوندی دریافت می کنند، تابعی خطی از تعداد اعتبارسنج هایی است که در چرخه اجماع آن شرکت داشته اند.

تأثیر احتمالی کسپر اتریوم بر تعداد تراکنش ها بر ثانیه (tps)

همانطور که بسیاری گفته اند، انتقال به پروتکل اثبات سهام کسپر می تواند کاملاً بر سرعت تراکنش ها تأثیر مثبت داشته باشد. ذات بلاکچین کسپر باعث میشود که زمان ایجاد بلاک ها بسیار کمتر از الگوریتم های اثبات کار معمول باشد.

در این حالت، اعتبارسنج ها تنها از طریق کارمزدهای تراکنش پاداش می گیرند و برای حلّ یک بلاک پاداشی به آنان تعلق نمی گیرد. بدین ترتیب، آنان انگیزه می گیرند تا محدوده کارمزد گس (Gas) را برای بلاک ها افزایش دهند. با اینحال، این اعتبارسنج ها باید حواسشان به دیگر تأییدکنندگان نیز باشد که ممکن است نتوانند با افزایش حجم سرور کنار بیایند.

با کنار گذاشته شدنِ اعتبارسنج های کُندتر، همانطور که در بالا ذکر شد، پاداش انفرادی به ماینرها برای سازماندهی بلاک ها کاهش می یابد. از همین رو، اعتبارسنج ها تنها به میزانی کنترل شده اقدام به افزایش محدوده اندازه بلاک می کنند.

دراستخراج اثبات کار، ماینرها عموماً اقدام به خرید سخت افزارهای پیشرفته ای می کنند تا در عرصه رقابت باقی بمانند. اما در اثبات سهام هایی همچون پروتکل کسپر اتریوم، سرورها تنها باید تراکنش های بیشتری را کنترل و مدیریت کنند. آنان شاید در ادامه انگیزه می گیرند تا قدرت پردازش های بیشتری را در اختیار بگیرند.

سرعت تراکنش ها نیز اندکی بیشتر است. زیرا مکانیزم های اثبات سهام اجازه استفاده از نرم افزارهای نودهای لایت (light-client) را فراهم می سازند.  برخلاف اثبات کار، دیگر نیازی به دانلود سرتیتر بلاک ها برای سنجش اعتبار و تأمین امنیت تراکنش ها نیست. اعتبارسنج ها در شبکه دارای اجماع کلی می باشند.

تأثیر نقایص و انشعابات سیستم

حتی اگر کلّ سیستم دچار نقص و فروپاشی شود و اکثر نودها آفلاین شوند، باز هم پروتکل کسپر قادر به ادامه کار خود می باشد. تنها چیزی که نیاز است، یک اعتبارسنج پیوندی است که همچنان آنلاین باشد و شرط بندی کرده و بلاک هایی را به تنهایی بسازد. مطمئناً اعضای بیشتر منجر به افزایش پاداش ها میشوند. اما یک اعتبارسنج فعال نیز قطعاً ترجیح می دهد پاداش کم خود را برای ایجاد بلاک به دست آورد.

همچنین شبکه به کمک پروتکل کسپر اتریوم می تواند پس از انشعابات و تقسیم بندی های سیستمی نیز باز هم خود را بازیابی کند. اگر بخش بندی یا انشعابی در شبکه رخ دهد، پروتکل کسپر آن تراکنش هایی را اجرایی می سازد که شرط هایی را از سوی بخشی با بیشترین اعضا دریافت کرده باشند. زمانیکه اتصال مجدد شبکه برقرار شد، اعتبارسنج ها برمی گردند. اعتبارسنج ها بلاک های موجود در قسمتی را تأیید نهایی می کنند که مشارکت اعتبارسنج بیشتری داشته باشد.

کسپر اتریوم؛ از نظریه تا عمل

تا به اینجا، پروتکل اثبات سهام همچنان در حدّ گسترده در قرار نگرفته است و اخیراً توسط بنیاد اتریوم پیاده سازی شده است.  در ادامه و با انتقال کامل ساز و کار اتریوم به الگوریتم اثبات سهام، شاهد اجرای این پروتکل در عمل خواهیم بود.

اگرچه شکی نیست که استخراج از طریق اثبات سهام کارآمدتر و سریعتر خواهد بود، بسیاری معتقدند که این روش به اندازه اثبات سهام امن نیست. برای آنکه یک کاربر متخاصم بخواهد به پروتکل اثبات کار حمله کند، باید مقدار زیادی پول را سرمایه گذاری کند. از لحاظ نظری، مقدار پولی که باید سرمایه گذاری کنند بیشتر از پولی خواهد بود که می توانند سرقت کنند.

اما اثبات سهام صرفاً یک الگوریتم است. برای آنکه این الگوریتم موفق عمل کند باید 100 درصد ضدّ آسیب باشد. زیرا اگر مجازات های سخت گیرانه برای حمله به شبکه وجود نداشته باشد، حمله به اثبات سهام می تواند بسیار به صرفه تر و با سود بیشتر باشد.

پروتکل کسپر اتریوم تلاش دارد این مسئله را حل کند. اینگونه هزینه های هنگفتی برای حمله کنندگان به شبکه ایجاد میشود. علاوه بر این، یک پروتکل اثبات سهام همچون کسپر باعث خواهد شد که حملات 51 درصدی نتوانند هیچگاه اتفاق بیفتند. اگر کاربری خاطی تلاش کند تا 51 درصد کوین ها را خریداری کند، آنگاه قیمت را افزایش خواهد داد. به گفته ویتالیک بوترین:

«نهایی شدنِ تراکنش ها در کسپر مستلزم سپرده گذاریِ اعتبارسنج ها برای شرکت در فرآیند است. اگر پروتکل تشخیص دهد که آنها برخلاف برخی قوانین عمل می کنند، این سپرده ها از آنان کسر می گردد (فرآیند اسلشینگ: slashing).

مطالب مرتبط

شبکه ی لایتنینگ چیست

شبکه لایتنینگ چیست و چگونه کار می کند

نوشته شده در مفاهیم تخصصی
  ·   4 دقیقه مدت مطالعه
سازمان خودگردان غیرمتمرکز DAO

سازمان خودگردان غیرمتمرکز (DAO) چیست؟

نوشته شده در مفاهیم تخصصی
  ·   7 دقیقه مدت مطالعه
انجام تراکنش‌های بیت کوین

تراکنش های بیت کوین چگونه انجام می شوند؟

نوشته شده در مفاهیم تخصصی
  ·   6 دقیقه مدت مطالعه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

×