اثبات سهام (POS)

اثبات سهام (POS) زیربنای مکانیسم اجماع اتریوم است. اتریوم در سال 2022 مکانیسم اثبات سهام خود را روشن کرد زیرا امنیت بیشتری ، انرژی کمتری دارد و برای اجرای راه حل های مقیاس بندی جدید در مقایسه با معماری اثبات کار قبلی بهتر است.

برای درک بهتر این صفحه ، توصیه می کنیم ابتدا در مورد مکانیسم های اجماع بخوانید.

اثبات سهام (POS) چیست؟

اثبات سهام زیربنای برخی از مکانیسم های اجماع مورد استفاده توسط blockchains برای دستیابی به اجماع توزیع شده است. در اثبات کار ، کارگران معدن ثابت می کنند که با صرف انرژی در معرض خطر هستند. Ethereum از اثبات سهام استفاده می کند ، جایی که اعتبار سنج ها به صراحت سرمایه را در قالب ETH به یک قرارداد هوشمند در اتریوم سهام می دهند. این ETH STAKED سپس به عنوان وثیقه عمل می کند که اگر اعتبار سنجی رفتار نامشخص یا تنبلی داشته باشد ، می تواند از بین برود. سپس اعتبار سنجی وظیفه دارد بررسی کند که بلوک های جدید منتشر شده از طریق شبکه معتبر هستند و گاهی اوقات خود بلوک های جدید را ایجاد و تبلیغ می کنند.

اثبات سهام با تعدادی از پیشرفت های سیستم اثبات کار در حال حاضر به دست آمده است:

• بهره وری بهتر انرژی-نیازی به استفاده از انرژی زیادی در محاسبات اثبات کار نیست
• موانع پایین برای ورود ، کاهش نیازهای سخت افزاری - نیازی به سخت افزار نخبگان برای ایجاد شانس ایجاد بلوک های جدید نیست
• کاهش ریسک تمرکز-اثبات سهام باید منجر به تأمین گره های بیشتر شبکه شود
• به دلیل نیاز کم انرژی ، صدور ETH کمتر برای ایجاد انگیزه در مشارکت لازم است
• مجازاتهای اقتصادی برای رفتار نادرست 51 ٪ حملات سبک را برای یک مهاجم در مقایسه با اثبات کار بسیار پر هزینه تر می کند
• اگر یک حمله 51 ٪ برای غلبه بر دفاع های رمزنگاری و اقتصادی باشد ، جامعه می تواند به بهبود اجتماعی یک زنجیره صادقانه متوسل شود.

برای شرکت به عنوان یک اعتبار سنج ، کاربر باید 32 ETH را در قرارداد سپرده واریز کند و سه قطعه جداگانه از نرم افزار را اجرا کند: یک مشتری اجرا ، یک مشتری اجماع و یک اعتبار سنج. در هنگام واریز ETH خود ، کاربر به یک صف فعال سازی می پیوندد که میزان اعتبار سنجی جدید به شبکه را محدود می کند. پس از فعال شدن ، اعتبار سنج ها بلوک های جدیدی را از همسالان در شبکه اتریوم دریافت می کنند. معاملات ارائه شده در بلوک مجدداً اجرا می شود و امضای بلوک برای اطمینان از اعتبار بلوک بررسی می شود. اعتبار سنج سپس رای (به نام تأییدیه) را به نفع آن بلوک در سراسر شبکه ارسال می کند.

در حالی که تحت اثبات کار ، زمان بلوک ها با مشکل معدن تعیین می شود ، در اثبات سهام ، سرعت ثابت است. زمان در Ethereum اثبات سهام به شکاف (12 ثانیه) و دوره ها (32 شکاف) تقسیم می شود. یک اعتبار سنج به طور تصادفی انتخاب می شود تا در هر شکاف یک پیشنهاد دهنده بلوک باشد. این اعتبار سنجی وظیفه ایجاد یک بلوک جدید و ارسال آن به گره های دیگر در شبکه را بر عهده دارد. همچنین در هر شکاف ، کمیته ای از اعتبار سنج ها به طور تصادفی انتخاب می شود که آراء آن برای تعیین اعتبار بلوک ارائه شده استفاده می شود.

هنگامی که بخشی از بلوکی است که بدون اینکه مقدار قابل توجهی از ETH سوزانده شود ، یک معامله "نهایی" در شبکه های توزیع شده است. در مورد Ethereum اثبات سهام ، این با استفاده از بلوک های "پاسگاه" مدیریت می شود. اولین بلوک در هر دوره یک پاسگاه است. اعتبار سنج ها به جفت پاسگاه ها رای می دهند که معتبر است. اگر یک جفت بازرسی آراء را به نمایندگی از حداقل دو سوم از کل ETH STAKED جذب کند ، پاسگاه ها به روز می شوند. جدیدترین این دو (هدف) "توجیه" می شوند. اوایل این دو در حال حاضر توجیه شده است زیرا "هدف" در دوره قبلی بود. اکنون به "نهایی" ارتقا یافته است. برای بازگشت یک بلوک نهایی ، یک مهاجم متعهد می شود حداقل یک سوم از کل عرضه ETH را از دست بدهد. دلیل دقیق این موضوع در این پست وبلاگ بنیاد اتریوم توضیح داده شده است. از آنجا که نهایی به اکثریت دو سوم نیاز دارد ، یک مهاجم می تواند با رأی دادن به یک سوم از کل سهام ، از رسیدن به شبکه نهایی جلوگیری کند. مکانیسمی برای دفاع در برابر این وجود دارد: نشت عدم تحرک. این امر هر زمان که زنجیره ای نتواند بیش از چهار دوره نهایی شود ، فعال شود. نشت عدم تحرک ، ETH را از اعتبار سنجی که در برابر اکثریت رای می دهد ، خونریزی می کند و به اکثریت اجازه می دهد اکثریت دو سوم را به دست آورد و زنجیره را نهایی کند.

اجرای اعتبارسنجی یک تعهد است. از اعتبارسنجی انتظار می رود که سخت افزار و اتصال کافی برای مشارکت در اعتبارسنجی بلوک و پیشنهاد را حفظ کند. در ازای آن، اعتباردهنده به صورت اتریوم پرداخت می‌شود (موجودی سهام آنها افزایش می‌یابد). از سوی دیگر، مشارکت به عنوان اعتباردهنده، راه‌های جدیدی را برای کاربران برای حمله به شبکه برای منافع شخصی یا خرابکاری باز می‌کند. برای جلوگیری از این امر، اعتباردهندگان در صورت عدم موفقیت در شرکت در هنگام فراخوانی، جوایز ETH را از دست می‌دهند و در صورت رفتار غیرصادقانه، سهام موجود آنها از بین می‌رود. دو رفتار اصلی وجود دارد که می‌توان آنها را غیرصادقانه در نظر گرفت: پیشنهاد چند بلوک در یک شکاف (ابهام کردن) و ارائه گواهی‌های متناقض. مقدار اتریوم کاهش یافته بستگی به این دارد که چه تعداد اعتبار سنجی نیز در همان زمان کاهش می یابد. این به عنوان "جریمه همبستگی" شناخته می شود، و می تواند جزئی باشد (~1٪ سهام برای یک اعتبار سنج که به تنهایی کاهش می یابد) یا می تواند منجر به نابودی 100٪ از سهام اعتبار دهنده شود (رویداد کاهش انبوه). در نیمه راه یک دوره خروج اجباری اعمال می شود که با جریمه فوری (تا 0. 5 ETH) در روز 1 شروع می شود، جریمه همبستگی در روز 18، و در نهایت، بیرون راندن از شبکه در روز 36. هر روز جریمه های تأیید جزئی دریافت می کنند. زیرا آنها در شبکه حضور دارند اما رای ارسال نمی کنند. همه اینها به این معنی است که یک حمله هماهنگ برای مهاجم بسیار پرهزینه خواهد بود.

هنگامی که شبکه به طور بهینه و صادقانه عمل می کند، تنها یک بلوک جدید در رأس زنجیره وجود دارد و همه اعتبارسنجی ها آن را تأیید می کنند. با این حال، این امکان وجود دارد که اعتبار سنجی ها به دلیل تأخیر شبکه یا به دلیل مبهم بودن پیشنهاد دهنده بلوک، دیدگاه های متفاوتی از سر زنجیره داشته باشند. بنابراین، مشتریان اجماع به یک الگوریتم نیاز دارند تا تصمیم بگیرند که کدام یک را ترجیح دهند. الگوریتم مورد استفاده در اثبات سهام اتریوم LMD-GHOST نام دارد و با شناسایی فورکی که بیشترین وزن گواهی را در تاریخ خود دارد کار می کند.

اثبات سهام و امنیت

تهدید حمله 51 درصدی هنوز هم بر اساس اثبات در مورد اثبات کار وجود دارد ، اما حتی برای مهاجمان خطرناک تر است. یک مهاجم به 51 ٪ از ETH STAKED نیاز دارد. آنها سپس می توانند از تأییدیه های خود استفاده کنند تا اطمینان حاصل کنند که چنگال مورد نظر آنها یکی از انباشت شده ترین تأییدیه ها است."وزن" گواهی های انباشته شده همان چیزی است که مشتریان اجماع برای تعیین زنجیره صحیح از آن استفاده می کنند ، بنابراین این مهاجم می تواند چنگال خود را به صورت متعارف بسازد. با این حال ، قدرت اثبات سهام نسبت به اثبات کار این است که جامعه در نصب ضد حمله انعطاف پذیری دارد. به عنوان مثال ، اعتبار سنج های صادقانه می توانند تصمیم بگیرند که در زنجیره اقلیت بسازند و چنگال مهاجم را نادیده بگیرند در حالی که برنامه ها ، مبادلات و استخرها را تشویق می کنند تا همین کار را انجام دهند. آنها همچنین می توانند تصمیم بگیرند که به زور مهاجم را از شبکه خارج کرده و ETH STAKED خود را از بین ببرند. اینها دفاع اقتصادی قوی در برابر حمله 51 ٪ است.

51 ٪ حملات فقط یک عطر و طعم فعالیت مخرب است. بازیگران بد می توانند حملات دوربرد را انجام دهند (گرچه ابزار نهایی این بردار حمله را خنثی می کند) ، "Reorgs" با برد کوتاه (اگرچه مهلت های تقویت کننده و تأیید کننده این امر را کاهش می دهد) ، حملات تندرست و متعادل کننده (همچنین توسط افزایش پیشنهادات کاهش می یابد ، و این حملات دارای کاهش یافته است. به هر حال فقط در شرایط شبکه ایده آل نشان داده شده است) یا حملات بهمن (خنثی شده توسط قانون الگوریتم انتخاب چنگال فقط با در نظر گرفتن آخرین پیام).

به طور کلی ، اثبات سهام ، همانطور که در Ethereum اجرا شده است ، از نظر اقتصادی امن تر از اثبات کار است.