ما وراء الحوسبة: كيف أصبح إثبات التخزين النموذج السائد للإجماع في البلوكتشين

التطور من قوة الحوسبة إلى المصلحة الاقتصادية

لسنوات، هيمنت آلية إثبات العمل على شبكات blockchain من خلال الحاجة إلى موارد حوسبة للتحقق من المعاملات. لا يزال Bitcoin هو النظام الرائد في إثبات العمل، حيث يستهلك كميات هائلة من الطاقة لتأمين شبكته. ومع ذلك، شهدت الصناعة تحولًا كبيرًا. اليوم، تعد آلية إثبات الحصة (PoS) هي آلية الإجماع المفضلة لمعظم blockchains الحديثة - من Ethereum 2.0 إلى Solana و Avalanche و Polkadot. بدلًا من حل الألغاز الرياضية المعقدة، يثبت المدققون الآن التزامهم من خلال المشاركة الاقتصادية: حيث يقومون بقفل العملات في الشبكة كضمان.

تتناول هذه الانتقالة الأساسية ضعفًا حرجًا في إثبات العمل: استهلاك الطاقة. من خلال استبدال الإثبات الحسابي بالرهانات المالية، تقلل شبكات إثبات الحصة بشكل كبير من بصمتها البيئية مع الحفاظ على الأمان من خلال الحوافز الاقتصادية. عندما يخاطر المدققون برأس المال الخاص بهم، فإنهم مدفوعون ماليًا للتصرف بأمانة. تؤدي المخالفات إلى الخصم—فقدان جزئي أو كلي لعملاتهم المرهونة.

كيف تعمل آلية الاختيار بالفعل

تكمن الأناقة الأساسية لنظام إثبات الحصة في عملية الاختيار الخاصة به. بدلاً من أن يتسابق المعدنون لحل الألغاز، تختار خوارزمية عشوائية شبه عشوائية المدققين من مجموعة المشاركين في الشبكة. يزن النظام عوامل متعددة: حجم حصة كل مشارك، عمر العملات المودعة، وعناصر عشوائية متعمدة تمنع التنبؤ.

تستخدم الشبكات استراتيجيتين رئيسيتين للاختيار:

اختيار الكتل العشوائي يحدد المدققين من خلال دمج أدنى قيمة هاش مع أعلى حصة. نظرًا لأن مبالغ الحصص مرئية للجمهور، يمكن عادةً التنبؤ بالمدققين المحتملين من قبل المشاركين الآخرين في الشبكة مسبقًا.

اختيار عمر العملة يأخذ في الاعتبار مدة بقاء العملات مقفلة في الشبكة. هذا العمر يضاعف كمية العملات المرهونة - مما يخلق قيمة مركبة. بمجرد أن يقوم المدقق بصياغة كتلة، يتم إعادة تعيين عمر عملته إلى الصفر، مما يمنع المدققين الأثرياء من احتكار إنتاج الكتل من خلال ميزة رأس المال البحت.

عند الاختيار، يقوم المدققون بالتحقق من شرعية المعاملات، وتوقيع الكتلة، وإضافتها إلى السلسلة. يكسبون رسوم المعاملات، وعلى العديد من الشبكات، رموز جديدة تم صكها كمكافآت. إذا غادر مدقق الشبكة، يتم فتح رهنه ومكافآته المتراكمة بعد فترة انتظار، مما يسمح بوقت لاكتشاف الاحتيال.

مشهد اعتماد العالم الحقيقي

بعد إيثريوم، تنفذ كل بلوكشين جديدة تقريبًا شكلًا من أشكال إثبات الحصة. إن انتقال إيثريوم من إثبات العمل إلى إثبات الحصة من خلال إيثريوم 2.0 كان لحظة فارقة. تشمل شبكات إثبات الحصة اليوم سلسلة BNB وسلسلة BNB الذكية وسولانا وأفالانش وبولكادوت - كل منها يخصص الآلية وفقًا لمتطلباته المحددة.

تتيح مرونة PoS تنوعًا لا نهائيًا. تقوم كل سلسلة بلوك بتعديل اختيار المدققين، وتوزيع المكافآت، وعقوبات الإلغاء. تفسر هذه القدرة على التكيف سبب تحول PoS إلى معيار الإجماع بدلاً من أن يظل خيارًا متخصصًا.

لماذا تتفوق PoS على PoW في معظم الجوانب

كفاءة الطاقة: الميزة الأكثر وضوحًا. لا تتطلب مدققي PoS أجهزة تعدين على نطاق صناعي أو استهلاك كهرباء يعادل دولًا صغيرة. تحل التكلفة الاقتصادية للتخزين محل التكلفة المادية للحوسبة. هذا التخفيض هو تحول من أجل استدامة البلوكشين.

الوصولية واللامركزية: معدات التعدين تحتاج إلى رأس مال كبير وتتطلب خبرة متخصصة. من ناحية أخرى، فإن الستاكينغ ديمقراطي. يمكن لأي شخص يمتلك رموز الشبكة المشاركة. توجد حمامات الستاكينغ، لكن المدققين الأفراد لديهم فرصة مشروعة في مكافآت الكتل تحت نظام إثبات الحصة - على عكس التعدين، حيث تصبح المشاركة في حمامات التعدين ضرورية غالبًا بسبب متطلبات الأجهزة.

القابلية للتوسع: دون الاعتماد على مزارع حوسبة ضخمة، يمكن للشبكات أن تستقطب المدققين بشكل أكثر سهولة وبتكلفة أقل. يتطلب إضافة السعة الحد الأدنى من استثمار البنية التحتية.

الأمان من خلال الحوافز: يخسر المدققون المال بسبب عدم الأمانة. يخلق آلية العقوبة المالية بنية عقوبات مالية حيث يبقى الفاعلون العقلانيون صادقين. يحتاج الفاعل السيء إلى الاستحواذ والتحكم في أكثر من 50% من العرض المتداول - الهجوم الشهير بنسبة 51% - للتلاعب بالشبكة. على سلاسل الكتل ذات القيمة السوقية العالية، يصبح هذا غير مجدٍ اقتصاديًا.

أين لا يزال إثبات الحصة لديه نقاط عمياء

ثغرة الانقسام: على عكس PoW، حيث إن التعدين المزدوج يهدر الطاقة والموارد، يمكن لمشاركي PoS نظريًا “المراهنة” على عدة نسخ متنافسة من السلسلة بتكلفة منخفضة. هذا يقلل من الحافز السلبي ضد الانقسام.

حواجز الدخول: يتطلب الستاكينغ أن تمتلك بالفعل الرمز الأصلي للشبكة. قد يتطلب جمع ما يكفي للتحقق المعنوي استثمار رأس مال كبير. يمكن شراء معدات التعدين مستعملة أو استئجارها بتكلفة معقولة.

قابلية التعرض لهجوم 51%: بشكل متناقض، يمكن أن يجعل نظام إثبات الحصة (PoS) هجمات 51% أسهل من نظام إثبات العمل (PoW) في سيناريوهات معينة. إذا انهار سعر الرمز المميز أو بقيت سلسلة الكتل ذات قيمة سوقية منخفضة، فإن شراء ملكية الأغلبية يصبح ممكنًا نظريًا وأرخص من الحصول على وتشغيل معدات تعدين ضخمة.

عائلة إثبات الحصة: DPoS، NPoS، وما بعدها

مرونة إثبات الحصة تتيح العديد من التعديلات المصممة لتناسب فلسفات البلوكشين المحددة.

إثبات الحصص المفوضة (DPoS) يتيح لحاملي الرموز العاديين المشاركة دون الحاجة لتشغيل المدققين. بدلاً من ذلك، يقومون “بتفويض” العملات خلف مرشحي المدققين. يكسب المفوضون حصة من مكافآت الكتل تتناسب مع حجم تفويضهم. يقوم المدققون بتعديل مشاركة المكافآت كحوافز تنافسية. تصبح السمعة أمرًا حاسمًا—فالمفوضون يميلون بشكل طبيعي إلى تفضيل المدققين الموثوقين.

نظام إثبات الحصة المعين (NPoS)، الذي ابتكرته بولكادوت، يعكس DPoS مع تمييز حاسم: يواجه المعينون (المفوضون) خطر الخصم إذا تصرف مدققهم المختار بشكل غير صحيح. وهذا يخلق مشاركة مشتركة ويشجع على اختيار المدققين بعناية. يمكن للمعينين دعم ما يصل إلى 16 مدققًا في نفس الوقت، مع توزيع البروتوكول حصتهم بالتساوي عبر المرشحين المختارين. تضيف بولكادوت نظرية الألعاب ونظرية الانتخابات إلى هذا الإطار لاختيار المدققين بشكل متقدم.

إثبات السلطة المراهنة (PoSA) يدمج إثبات السلطة مع إثبات الحصة. تستخدم سلسلة BNB الذكية هذا الهجين: مجموعة دوارة من 21 مُصدقًا مُعتمدًا تتناوب على تشكيل الكتل، يتم اختيارها يوميًا وفقًا لإجمالي حصة BNB أو التفويض الداعم. يوازن هذا النهج المركزي-ولكن المدعوم بالحصص بين مشاركة المُصدقين واستقرار الشبكة.

التحول الدائم في بنية البلوكتشين

تحدد آلية الإجماع طابع سلسلة الكتل. كانت بيتكوين رائدة في إثبات العمل ومن المرجح أنها آخر ممثل رئيسي لها. تعكس الإجماع الصناعي حول إثبات الحصة اعترافًا ناضجًا: لم تعد كفاءة الطاقة واللامركزية والأمان الاقتصادي تتطلب هدرًا حسابيًا.

مع نضوج التكنولوجيا وزيادة القلق البيئي، تمثل variantes PoS - بما في ذلك إثبات الحصة المعينة وأقاربها - المستقبل. سواء من خلال المشاركة المباشرة أو التفويض أو النماذج الهجينة، فإن عصر التوافق القائم على الحصة قد تم تأسيسه بشكل راسخ. السؤال لم يعد ما إذا كانت سلاسل الكتل ستتبنى PoS، بل أي نوع منها يخدم احتياجاتها الفريدة بشكل أفضل.