ليرة تركية؛ د

يعد إثبات العمل (PoW) وإثبات الحصة (PoS) من أكثر آليات الإجماع شيوعًا. يتم اعتمادها من قبل العملات المشفرة الرئيسية لحماية وضمان عمل شبكتها.

تستخدم Bitcoin إثبات العمل للتحقق من صحة المعاملات وتأمين الشبكة. بالإضافة إلى الوظائف الأخرى، يمنع إثبات العمل (PoW) الإنفاق المزدوج. يتم تأمين blockchain من قبل المشاركين الذين يطلق عليهم عمال المناجم، الذين يستخدمون قوة الحوسبة للتنافس على الحق في تأكيد الكتل الجديدة وتحديث blockchain. عندما يؤكد عامل التعدين كتلة جديدة بنجاح، فإنه يتلقى مكافآت BTC من الشبكة. اعتبارًا من ديسمبر 2021، من خلال تعدين كتلة بيتكوين بنجاح، يمكن للقائم بالتعدين الحصول على مكافأة كتلة قدرها 6.25 بيتكوين بالإضافة إلى رسوم المعاملات.

الاختلاف الرئيسي بين PoW وPoS هو الطريقة التي يحددان بها من يمكنه التحقق من صحة كتلة معاملات. يُعدّ Proof of Stake هو البديل الأكثر شيوعًا لـ Proof of Work. وهو آلية توافق تهدف إلى تحسين بعض القيود في PoW، مثل مشكلات قابلية التوسع والاستهلاك المرتفع للطاقة. في PoS، يُطلق على المشاركين اسم المدققين. لا يحتاجون لاستخدام أجهزة عالية القدرة الحاسوبية للتنافس على فرصة التحقق من صحة كتلة. بدلًا من ذلك، يتوجب عليهم إجراء staking (حجز/تثبيت) للـ cryptocurrency الأصلية للبلوكشين. ثم تختار الشبكة الفائز بناءً على كمية العملات المحجوزة (في الحصة). سيتلقى المستخدم المُختار كمدقق نسبةً من رسوم المعاملات للكتلة التي تحقق من صحتها. كلما زادت عدد العملات المحجوزة، زادت فرصة اختياره كمدقق.

مقدمة

لضمان أن المعاملات المسجلة على بلوكشين تكون صحيحة، تعتمد الشبكات آليات توافق مختلفة. يُعد Proof of Work (PoW) أقدم آلية. وقد أنشأه ساتوشي ناكاموتو، ويعتبره كثيرون أحد أكثر الخيارات أمانًا. تم إنشاء Proof of Stake (PoS) في وقت لاحق، لكنه يُستخدم اليوم في معظم مشاريع العملات البديلة (altcoins).

بالإضافة إلى بيتكوين، تستخدم عملات مشفرة مهمة أخرى أيضًا PoW، مثل إيثيريوم (ETH) لايتكوين (LTC). يُستخدم PoS في Binance Coin (BNB) وسولانا (SOL) وكاردانو (ADA) وغيرها من العملات البديلة. من المهم تذكر أن الإيثيريوم تنوي تغيير آلية PoW الخاصة بها إلى PoS في 2022.

ما هو Proof of Work (PoW) وكيف يعمل؟

Proof of Work (PoW) هو خوارزمية التوافق التي تعتمدها شبكة بيتكوين والعديد من العملات المشفرة الأخرى لمنع الإنفاق المزدوج (double-spending). وقد قدمه ساتوشي ناكاموتو في ورقة بيتكوين البيضاء المنشورة عام 2008.

بشكل أساسي، يحدد PoW كيف تحصل بلوكشين بيتكوين على توافق موزع. وهو يُستخدم للتحقق من المعاملات من نظير إلى نظير (peer-to-peer) دون الحاجة إلى وسطاء تابعين لطرف ثالث.

في شبكة PoW مثل شبكة بيتكوين، يتم التحقق من المعاملات بواسطة القائمين بالتعدين. وهم مشاركون يستخدمون كمية كبيرة من الموارد لضمان استمرار الشبكة في العمل بشكل صحيح وبأمان. من بين مهام أخرى، يقوم القائمون بالتعدين بإنشاء الكتل والتحقق من صحة كتل المعاملات. لكن للتنافس على الحق في التحقق من الكتلة التالية، يستخدمون أجهزة تعدين متخصصة للغاية لحل مشكلات رياضية معقدة.

يكون الفوز من نصيب أول مُعدّن يتمكن من العثور على حل صالح لهذه المشكلات الرياضية، فيحصل على الحق في إضافة كتلته إلى بلوكشين واستلام ما نطلق عليه مكافأة الكتلة. تتكون مكافآت الكتلة من عملات مشفرة جديدة يتم توليدها حديثًا بالإضافة إلى رسوم المعاملات. تختلف كمية العملات المشفرة ضمن مكافأة الكتلة من شبكة إلى أخرى. على سبيل المثال، في بلوكشين بيتكوين، يتلقى المُعدّن الناجح كمكافأة كتلة 6,25 BTC بالإضافة إلى رسوم المعاملات (في ديسمبر 2021). ومع ذلك، يتم تقليل عدد الـ BTC الجديدة التي يتم توليدها لكل كتلة بنسبة 50% كل 210,000 كتلة (تقريبًا كل أربع سنوات) بسبب آلية تُعرف باسم halving (التنصيف).

إذا كنت تريد معرفة المزيد عن نموذج Proof of Work، فاطّلع على المقال ما هو Proof of Work (PoW)?.

ما هو Proof of Stake (PoS) وكيف يعمل؟

Proof of Stake (PoS) هو خوارزمية توافق تم إدخالها في عام 2011 كبديل عن Proof of Work. يهدف إلى حل مشكلات قابلية التوسع في شبكات PoW. ويُعد PoS ثاني أكثر خوارزمية شيوعًا، وقد تم اعتماده بواسطة عملات مشفرة مثل Binance Coin (BNB) وSolana (SOL) وCardano (ADA).

يملك كل من PoW وPoS نفس الهدف المتمثل في تحقيق توافق على البلوكشين، لكن PoS يستخدم طريقة مختلفة لتحديد من الذي يتحقق من صحة كتلة المعاملات. لا يوجد مُعدّنون في بلوكشين PoS. بدلًا من الاعتماد على أجهزة قوية للتنافس على حقوق التحقق من الكتلة، يعتمد المدققون في PoS على ممتلكاتهم (holdings) من العملات المشفرة.

لكي يكون المشاركون مؤهلين للتحقق من صحة كتلة، يجب عليهم حجز كمية محددة من العملات في عقد ذكي (smart contract) محدد على البلوكشين. وتُعرف هذه العملية باسم staking. ثم يقوم بروتوكول PoS بتعيين مشارك للتحقق من صحة الكتلة التالية. ووفقًا للشبكة، قد يتم هذا الاختيار بشكل عشوائي أو وفقًا لقيمة المشاركات (holdings في stake). يمكن للمدقق المختار أن يحصل على رسوم المعاملات للكتلة التي تحقق من صحتها كحافز/مكافأة. عادةً، كلما زادت العملات المحجوزة في staking، زادت فرصة اختيار المدقق.

راجع المقال الخاص بـ Proof of Stake (PoS) لمزيد من التفاصيل.

الاختلافات بين إثبات العمل وإثبات الحصة

كلاهما آليتان للتوافق تضمنان أمان وتشغيل شبكة البلوكشين، لكن توجد بينهما اختلافات. يتمثل الاختلاف الرئيسي، بالطبع، في الطريقة التي يحدد بها كلٌّ من PoW وPoS أي مشارك سيتحقق من صحة المعاملات الجديدة. لفهم ذلك بشكل أفضل، دعونا نلقي نظرة على الجدول أدناه:

هل إثبات الحصة أفضل من إثبات العمل؟

يؤكد مؤيدو Proof of Stake أن PoS يمنح بعض المزايا مقارنة بـ PoW، خصوصًا من حيث قابلية التوسع وسرعة المعاملات. كما يزعمون أن آلية PoS أقل ضررًا على البيئة من PoW. من ناحية أخرى، يرى كثير من المدافعين عن PoW أن PoS، كونه تقنية أحدث، لم يثبت بعد قدرته من حيث أمان الشبكة. حقيقة أن شبكات PoW تتطلب كمية كبيرة من الموارد (معدات التعدين، الكهرباء، إلخ) تجعل تنفيذ الهجمات أغلى وأكثر صعوبة. وينطبق ذلك بشكل خاص على بيتكوين، أكبر بلوكشين من نوع PoW.

كما ذُكر، تهدف الإيثيريوم (ETH) إلى تغيير نظامها من PoW إلى PoS عبر تحديث Ethereum 2.0. يُعدّ Ethereum 2.0 تحديثًا منتظرًا بشدة لشبكة الإيثيريوم من شأنه تحسين أدائها وحل مشكلات قابلية التوسع. بعد تطبيق PoS على الإيثيريوم، يمكن لأي شخص لديه ما لا يقل عن 32 ETH المشاركة في staking ليصبح مدققًا ويحصل على مكافآت.

هل PoS أفضل من PoW؟ وما الذي جعل ثاني أكبر عملة مشفرة من حيث القيمة السوقية يقرر اعتماد آلية توافق جديدة؟

خطر المركزية

في بلوكشين Proof of Work، يتضمن التعدين استخدام القدرة الحاسوبية لهشّ بيانات الكتلة حتى يتم العثور على حل صالح. بالنسبة لأهم العملات المشفرة اليوم، أصبحت حلول التعدين أكثر صعوبة باستمرار، وقد يكون الوصول إلى كميات كبيرة من الهاش مكلفًا جدًا من حيث الأجهزة والكهرباء.

لذلك، يفضّل بعض القائمين بالتعدين تجميع مواردهم في أحواض (pools) تعدين لزيادة فرص الحصول على مكافآت الكتلة. تستثمر بعض أحواض التعدين الكبيرة ملايين الدولارات وتتحكم في آلاف أجهزة تعدين ASIC لتوليد أكبر قدر ممكن من قوة الهاش.

حاليًا، في ديسمبر 2021، تتحكم أكبر 4 أحواض تعدين بحوالي 50% من إجمالي قوة الهاش في بيتكوين. تجعل هيمنة أحواض التعدين من الصعب جدًا على التعدين الفردي للمتحمسين للـ crypto أن يتم بشكل فعّال.

لكن إلى أي مدى يكون التعدين لا مركزيًا؟ من ناحية، لا تزال هناك جهة واحدة غير موجودة حاليًا قادرة على التحكم في عمليات التحقق/التأكيد داخل الشبكة. لو حدث ذلك، لكان من الممكن تنفيذ هجوم 51% وتفقد الشبكة قيمتها. يجادل البعض بأنه رغم أن التعدين لا يزال لا مركزيًا، إلا أنه لم يعد يمتلك درجة عالية من اللامركزية. ما تزال بعض المجالات مثل مصنّعي معدات التعدين ومصنّعي الطاقة تهيمن على التعدين وتقلل من اللامركزية العامة في بلوكشين Proof of Work.

تقدم آلية التوافق Proof of Stake نهجًا مختلفًا وتستبدل قوة التعدين بعملية staking. يقلل هذا النهج من عوائق الدخول ويسمح لأي فرد بتأكيد المعاملات، مما يقلل التركيز على الموقع والمعدات وعوامل أخرى. يتم تحديد حصتك ببساطة وفقًا لعدد الرموز التي تمتلكها.

ومع ذلك، تتطلب معظم شبكات PoS منك تشغيل عقدة مدقق للبدء في تأكيد المعاملات. قد تكون عملية مكلفة، لكنها ليست بقدر تكلفة الحفاظ على منصات تعدين متعددة. بعد ذلك، يقدّم المستخدمون رموزهم في staking إلى مدققين محددين، في نموذج مشابه لأحواض التعدين. لذلك، حتى إذا سهل Proof of Stake مشاركة المستخدمين الأفراد، فإنه يظل عرضة لنفس مشكلة مركزية أحواض التعدين.

مخاطر الأمان

بالإضافة إلى خطر المركزية، فإن حقيقة أن أكبر أربعة أحواض تعدين تمتلك الجزء الأكبر من قوة الهاش في شبكة بيتكوين قد تزيد، بشكل محتمل، من خطر وقوع هجوم 51%. يشير هجوم 51% إلى هجوم محتمل على أمان نظام بلوكشين يقوم به فاعل أو منظمة خبيثة يصبح لديها القدرة على التحكم بأكثر من 50% من إجمالي قوة الهاش في الشبكة. في هذه الحالة، يمكن للمهاجم تغيير خوارزمية التوافق للبلوكشين والاستفادة من إنفاق مزدوج أو رفض أو تعديل سجلات المعاملات، أو حتى حظر عملية تعدين القائمين الآخرين بالتعدين. ومع ذلك، من غير المحتمل حدوث ذلك مع بيتكوين بسبب حجم شبكتها.

من ناحية أخرى، في هجوم على بلوكشين PoS، سيتطلب الأمر امتلاك أكثر من 50% من العملات في الشبكة. وهذا سيؤدي إلى ارتفاع الطلب على السوق وسعر العملة، ما قد يكلف مليارات الدولارات. وحتى لو وقع هجوم بنسبة 51%، فإن قيمة العملات المحجوزة في staking ستنخفض بشكل حاد مع تعرض الشبكة للخطر. لذلك، من غير المحتمل أن يحدث هجوم 51% على عملة مشفرة تستخدم توافق PoS، خاصة إذا كانت عملة ذات قيمة سوقية كبيرة.

السلبيات في Proof of Stake

يرى كثيرون أن Proof of Stake هو أفضل بديل لـ Proof of Work، لكن من المهم ملاحظة أن هناك أيضًا عيوبًا في خوارزمية PoS. وبسبب آلية توزيع المكافآت، فإن المدققين الذين لديهم أصول أكثر في staking لديهم فرص أكبر لتأكيد الكتلة التالية. كلما تجمع مدقق مزيدًا من العملات، زادت العملات التي يمكنه استخدامها في staking والحصول على المكافآت. وينتقد كثيرون هذا النظام قائلين إنه “يجعل الأغنياء أكثر غنى”. وقد يستطيع هؤلاء المدققون “الأغنى” أيضًا التأثير على التصويت في الشبكة، لأن بلوكشين PoS عادةً يمنح حقوق الحوكمة للمدققين.

هناك قلق آخر يتمثل في مخاطر الأمان على العملات المشفرة ذات القيمة السوقية الأقل التي تعتمد آلية PoS. كما ذُكر، من غير المحتمل أن يحدث هجوم بنسبة 51% على العملات الأكثر شعبية مثل ETH أو BNB. ومع ذلك، تكون الأصول الرقمية ذات القيمة الأقل أكثر عرضة للهجمات. يمكن للهاكرز شراء ما يكفي من العملات للحصول على ميزة على المدققين الآخرين. وبذلك، يمكنهم إساءة استخدام نظام PoS، وغالبًا ما يتم اختيارهم كمدققين. ويمكن استخدام المكافآت التي يحصلون عليها في عملية staking، مما يزيد من احتمال اختيارهم مرة أخرى في الجولة التالية.

اعتبارات ختامية

يُعد Proof of Work وProof of Stake آليتين راسختين في منظومة العملات المشفرة. من الصعب تحديد أي بروتوكول توافق يعمل بشكل أفضل. قد يُنتقد PoW لأنه يولد انبعاثات كربونية مرتفعة أثناء التعدين، لكنه أثبت أنه خوارزمية فعّالة لضمان أمان شبكات بلوكشين. ومع ذلك، ومع تحديث الإيثيريوم من PoW إلى PoS، قد يصبح Proof of Stake هو الآلية الأكثر استخدامًا من قِبل المشاريع الجديدة في المستقبل.