سيرة ذاتية

يعد إثبات الحصة آلية إجماع شائعة وبديلاً لإثبات العمل. بدلاً من استخدام قوة الحوسبة للتحقق من صحة المعاملات، يجب على المدققين حصة الأموال. وهذا يقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة اللازمة. يعمل إثبات الحصة أيضًا على تحسين اللامركزية والأمن وقابلية التوسع.

ومع ذلك، قد يكون الوصول إلى إثبات الحصة أقل صعوبة بالنسبة للمستخدمين الجدد الذين لا يستطيعون الوصول إلى العملات المشفرة. يمكن أيضًا أن يكون من السهل تحقيق هجوم بنسبة 51% باستخدام سلاسل الكتل ذات الحد الأقصى المنخفض. نظرًا لأن إثبات الحصة متعدد الاستخدامات، فهو يحتوي على مجموعة واسعة من الاختلافات لمختلف سلاسل الكتل وحالات الاستخدام المختلفة.

مقدمة

يُعد إثبات الحصة الخيار الأكثر شيوعًا لشبكات سلسلة الكتل اليوم بفارق كبير. لكن كثرة أشكاله المختلفة قد تجعل فهم مفاهيمه الأساسية أمرًا صعبًا. ومن غير المرجح أن تصادفه اليوم بصورته الأصلية. ومع ذلك، تشترك جميع أشكال إثبات الحصة في المفاهيم الأساسية نفسها. وسيساعدك فهم أوجه التشابه هذه على اتخاذ خيارات أفضل بشأن سلاسل الكتل التي تستخدمها وكيفية عملها.

ما المقصود بإثبات الحصة؟

طُرحت خوارزمية الإجماع القائمة على إثبات الحصة عام 2011 في منتدى Bitcointalk، واقتُرحت حلًا لمشكلات إثبات العمل. وعلى الرغم من أن كليهما يهدف إلى تحقيق الإجماع على سلسلة الكتل، فإن طريقة العمل مختلفة تمامًا. فبدلًا من الحاجة إلى تقديم إثبات يتطلب قدرًا كبيرًا من الحسابات، يثبت المشاركون فقط أنهم رهنوا أموالًا.

كيف يعمل إثبات الحصة؟

تستخدم خوارزمية إثبات الحصة عملية اختيار شبه عشوائية لتحديد المدقّقين من مجموعة من العقد. ويعتمد النظام على مجموعة من العوامل، منها مدة الرهن، وعنصر عشوائي، وثروة العقدة.

في أنظمة إثبات الحصة، تُنشأ الكتل بدلًا من تعدينها. ومع ذلك، قد تسمع مصطلح «التعدين» الذي لا يزال مستخدمًا. وتُطلق معظم العملات المشفرة القائمة على إثبات الحصة مع معروض من العملات «المُنشأة مسبقًا» حتى تتمكن العقد من التحقق من المعاملات فورًا.

يجب على المستخدمين الراغبين في إنشاء الكتل قفل كمية معينة من العملات في الشبكة، وهذا ما يُعرف بالرهن. ويحدد حجم الحصة المرهونة احتمال اختيار العقدة مدقّقًا لإنشاء الكتلة التالية: فكلما زادت الحصة، زاد الاحتمال. وتُضاف أساليب خاصة إلى عملية الاختيار لتجنب تفضيل العقد الأكثر ثراءً في الشبكة بدرجة مفرطة. وأكثر الأساليب شيوعًا هما الاختيار العشوائي للكتل وعمر الرهن.

الاختيار العشوائي للكتل

في أسلوب الاختيار العشوائي للكتل، يُختار المدقّقون بالبحث عن العقد ذات أدنى قيمة تجزئة وأكبر حصة مرهونة. وبما أن أحجام الحصص المرهونة معلنة، يمكن للعقد الأخرى عادةً توقع المدقّق التالي.

عمر الأموال

يعتمد أسلوب عمر الأموال على اختيار العقد وفقًا للمدة التي ظلت فيها عملاتها مرهونة. ويُحسب عمر الأموال بضرب عدد أيام رهنها في الكمية المرهونة.

بعد أن تنشئ العقدة كتلة، يُعاد ضبط عمر أموالها إلى الصفر، ويتعين عليها الانتظار فترة معينة قبل أن تتمكن من إنشاء كتلة أخرى. ويمنع هذا الإجراء العقد الأكبر من السيطرة على سلسلة الكتل.

التحقق من المعاملات

لكل عملة مشفرة تستخدم إثبات الحصة مجموعة قواعدها الخاصة، التي تحدد ما تراه مثاليًا للشبكة ومستخدميها.

عندما يتم اختيار عقدة لإنشاء الكتلة التالية، تتحقق من صلاحية المعاملات الموجودة في الكتلة. ثم توقّع الكتلة وتضيفها إلى سلسلة الكتل. وتتلقى العقدة رسوم معاملات الكتلة، وفي بعض سلاسل الكتل تحصل أيضًا على مكافأة من العملات الجديدة.

إذا لم تعد العقدة ترغب في إنشاء الكتل، فلن تُتاح حصتها المرهونة ومكافآتها إلا بعد مرور فترة معينة. ويمنح هذا الإجراء الشبكة وقتًا للتحقق من أن العقدة لم تضف كتلًا احتيالية.

ما سلاسل الكتل التي تستخدم إثبات الحصة؟

تستخدم معظم سلاسل الكتل التي ظهرت بعد إيثيريوم آليات إجماع قائمة على إثبات الحصة. وعادةً ما تُكيَّف الآلية لتلبية احتياجات الشبكة. وسنتناول هذه الاختلافات لاحقًا في المقالة. أما إيثيريوم نفسها، فتنتقل حاليًا إلى إثبات الحصة مع إيثيريوم 2.0.

تشمل شبكات سلسلة الكتل التي تستخدم إثبات الحصة أو أحد أشكاله ما يلي:

1. سلسلة BNB

2. سلسلة BNB الذكية

3. سولانا

4. أفالانش

5. بولكادوت

مزايا إثبات الحصة

يتمتع إثبات الحصة بالعديد من المزايا الواضحة مقارنةً بإثبات العمل. ولهذا السبب، تستخدم سلاسل الكتل الجديدة إثبات الحصة في الغالب. وتشمل مزاياه ما يلي:

القدرة على التكيّف

مع تغيّر احتياجات المستخدمين وسلاسل الكتل، يمكن أن يتغير إثبات الحصة أيضًا. ويؤكد العدد الكبير من التعديلات المتاحة ذلك. فالآلية متعددة الاستخدامات، ويمكنها التكيّف بسهولة مع معظم حالات استخدام سلسلة الكتل.

اللامركزية

يُشجَّع مزيد من المستخدمين على تشغيل العقد، لأن ذلك أقل تكلفة. كما يسهم هذا الحافز وعملية الاختيار العشوائي في جعل الشبكة أكثر لامركزية. وعلى الرغم من وجود مجمّعات للرهن، فإن فرص الفرد في إنشاء كتلة بنجاح باستخدام إثبات الحصة أكبر بكثير. وبشكل عام، يقلل ذلك الحاجة إلى مجمّعات الرهن.

كفاءة الطاقة

يتميز إثبات الحصة بكفاءة عالية جدًا في استخدام الطاقة مقارنةً بإثبات العمل. وتعتمد تكلفة المشاركة على الكلفة الاقتصادية لرهن العملات، لا على كلفة إجراء العمليات الحسابية اللازمة لحل المسائل الحاسوبية. وتؤدي هذه الآلية إلى خفض كبير في الطاقة اللازمة لتشغيل آلية الإجماع.

قابلية التوسع

بما أن إثبات الحصة لا يعتمد على أجهزة مادية لتحقيق الإجماع، فهو أكثر قابلية للتوسع. فلا حاجة إلى مزارع تعدين ضخمة أو استهلاك كميات كبيرة من الطاقة. كما أن إضافة مزيد من المدقّقين إلى الشبكة أقل تكلفة وأسهل وأكثر إتاحة.

الأمان

يشكّل الرهن حافزًا ماليًا للمدقّق كي لا يعالج معاملات احتيالية. فإذا اكتشفت الشبكة معاملة احتيالية، ستخسر العقدة كامل حصتها المرهونة، فضلًا عن إمكانية المشاركة في الإجماع مستقبلًا. وما دامت الحصة المرهونة تفوق المكافأة، فسيكون ما يخسره المدقّق الذي يمارس الاحتيال أكبر مما قد يكسبه.

للسيطرة على الشبكة والموافقة بالتالي على معاملات احتيالية، يجب أن تمتلك العقدة حصة أغلبية في الشبكة، وهذا ما يُعرف بهجوم 51%. وبحسب قيمة العملة المشفرة، قد يكون ذلك مكلفًا للغاية، إذ يتطلب السيطرة على 51% من معروض العملة المشفرة للاستحواذ على الشبكة.

لكن ذلك قد يكون أيضًا من العيوب، وهو ما سنوضحه أدناه.

عيوب إثبات الحصة

على الرغم من أن إثبات الحصة يتمتع بمزايا عديدة مقارنةً بإثبات العمل، فلا تزال له بعض العيوب:

التفرعات

في آلية إثبات الحصة التقليدية، لا يوجد ما يردع عن تعدين كلا جانبي التفرع. أما في إثبات العمل، فيؤدي التعدين على كلا الجانبين إلى هدر الطاقة. وفي إثبات الحصة، تكون التكلفة أقل بكثير، ما يعني أن بإمكان الناس «المراهنة» على كلا الإصدارين الناتجين عن التفرع.

إمكانية الوصول

لبدء الرهن، ستحتاج إلى عملات من العملة الأصلية لسلسلة الكتل. وللحصول عليها، عليك شراء الرمز المميز من خلال منصة تداول أو بطريقة أخرى. وبحسب المبلغ المطلوب، قد تحتاج إلى استثمار كبير لبدء الرهن.

أما في إثبات العمل، فيمكنك شراء معدات تعدين رخيصة أو حتى استئجارها. وباستخدامها، يمكنك الانضمام إلى مجمّع والبدء بسرعة في التحقق من المعاملات وتحقيق الدخل.

هجوم 51%

على الرغم من أن إثبات العمل معرّض أيضًا لهجمات 51%، فإن تنفيذ هذه الهجمات قد يكون أسهل بكثير باستخدام إثبات الحصة. فإذا انهار سعر الرمز المميز أو كانت القيمة السوقية لسلسلة الكتل منخفضة، فقد يكون شراء أكثر من 50% من الرموز المميزة والسيطرة على الشبكة رخيصًا من الناحية النظرية.

مقارنة بين إثبات العمل وإثبات الحصة

عند مقارنة آليتي الإجماع، تظهر بعض الاختلافات الأساسية.

لكن توجد مجموعة واسعة من آليات إثبات الحصة في سلاسل الكتل. وتعتمد الاختلافات الكثيرة على الآلية المحددة المستخدمة.

آليات إجماع أخرى تعتمد على إثبات الحصة

إثبات الحصة قابل للتكيّف بدرجة كبيرة. ويمكن للمطوّرين تعديل الآلية لتناسب حالات الاستخدام الخاصة بسلسلة الكتل. إليك بعض الأشكال الأكثر شيوعًا.

ما إثبات الحصة المفوَّض (DPoS)؟

يتيح إثبات الحصة المفوَّض للمستخدمين رهن العملات من دون أن يصبحوا مدقّقين. ففي هذه الحالة، يعهدون بها إلى مدقّق لكي يتقاسموا معه مكافآت الكتل. وكلما زادت الأموال المرهونة لصالح مدقّق، زادت فرص اختياره. ويمكن للمدقّقين عادةً تعديل المبلغ الذي يتقاسمونه مع المفوِّضين بوصفه حافزًا. كما تُعد سمعة المدقّق عاملًا مهمًا للمفوِّضين.

إثبات الحصة المُرشَّح (NPoS)

إثبات الحصة المُرشَّح هو نموذج إجماع طوّرته بولكادوت. وله أوجه تشابه عديدة مع إثبات الحصة المفوَّض، مع اختلاف أساسي واحد: إذا رهن المفوِّض حصته لدى مدقّق خبيث، فقد يخسر حصته المرهونة أيضًا.

يمكن للمفوِّضين اختيار ما يصل إلى 16 مدقّقًا لرهن حصصهم لديهم. ثم توزّع الشبكة حصصهم بالتساوي على المدقّقين الذين اختاروهم. وتستخدم بولكادوت أيضًا عدة أساليب من نظرية الألعاب ونظرية التصويت لتحديد الجهة التي ستنشئ كتلة جديدة.

إثبات السلطة والحصة (PoSA)

تستخدم سلسلة BNB الذكية إثبات السلطة والحصة لتحقيق إجماع الشبكة. تجمع آلية الإجماع هذه بين إثبات السلطة وإثبات الحصة، ما يسمح للمدقّقين بإنشاء الكتل بالتناوب. وتكون مجموعة من 21 مدقّقًا نشطًا مؤهلة للمشاركة، ويُختار أعضاؤها بناءً على كمية BNB التي يرهنونها أو التي تُفوَّض إليهم. ويُحدَّد هذا العدد يوميًا، وتسجّل سلسلة BNB هذا الاختيار.

الخلاصة

لقد تغيّرت طريقة إضافة كتل المعاملات إلى الشبكة كثيرًا منذ بيتكوين. فلم نعد بحاجة إلى الاعتماد على القدرة الحاسوبية لتحقيق إجماع تشفيري. ويقدم نظام إثبات الحصة مزايا عديدة، وقد أظهرت التجربة أنه فعّال. ومع مرور الوقت، يبدو أن بيتكوين لن يلبث أن يصبح إحدى شبكات إثبات العمل القليلة المتبقية. وفي الوقت الراهن، يبدو أن إثبات الحصة باقٍ معنا.