بلاکچینها باید راهی پیدا کنند تا درباره این که چه چیزی درست است به توافق برسند. چون رایانههای زیادی از یک دفترکل یکسان پشتیبانی میکنند، باید مجموعهای از قوانین مشترک داشته باشند که مشخص کند کدام تراکنشها معتبر هستند، کدام نسخه از زنجیره همان نسخهای است که همه دنبال میکنند، و کدام تراکنشها باید کنار گذاشته شوند.
اولین آشنایی بیشتر افراد با سازوکار اجماع معمولاً از طریق اثبات کار (Proof of Work) است که از ماینرها میخواهد برای افزودن بلوکهای جدید معماهای پیچیده را حل کنند، یا از طریق اثبات سهام (Proof of Stake) که گرهای را برای افزودن بلوکهای جدید انتخاب میکند. در میان همه سازوکارهای اجماع، اثبات اختیار (Proof of Authority) متفاوت است: به شرکت کنندگان ناشناس و مشوقهای اقتصادی متکی نیست، بلکه از اعتبارسنجهایی استفاده میکند که اعتبار و شهرتشان در معرض ریسک است.
اثبات اختیار چیست؟
در مدل اثبات اختیار (PoA) تعداد کمی «مرجعِ قابل راستی آزمایی» بلوکها را ایجاد میکنند و تراکنشها را تأیید میکنند. این مراجع شناخته شده هستند. هیچ آدرس پنهانی وجود ندارد. پیام ساده است: با پیوند دادن هویت واقعی و مسئولیت پذیری به تولید بلوک، میتوان شبکهای سریع و قابل اتکا را بدون نیاز به رقابت آزاد برای هر بلوک اداره کرد.
گرچه PoA بیشتر در سناریوهایی استفاده میشود که شرکت کنندگان عملکرد، حکمرانی و انطباق با مقررات را مهم تر از تمرکززدایی حداکثری میدانند، در شبکههای خصوصی، کنسرسیومی، آزمایشی و شبکههای عمومی کنترل شده نیز رایج است؛ جایی که قوانین متفاوت، عضویت اعتبارسنجهای تعیین شده را تعریف میکند.
زنجیره PoA چیست؟
زنجیره PoA هر بلاکچینی است که برای رسیدن به اجماع از اثبات اختیار استفاده میکند. در عمل معمولاً به این معناست:
-
مجموعهای ثابت یا گزینش شده از اعتبارسنجها
-
قوانین روشن برای افزودن و حذف اعتبارسنجها
-
تولید بلوک سریع تر از شبکههای بدون مجوز، چون فقط یک گروه کوچک میتواند بلوکها را امضا کند
-
اتکای بیشتر به مسئولیت اجتماعی و حقوقی، چون اعتبارسنجها قابل شناسایی هستند
میتوانید آن را بلاکچینی تصور کنید که بیشتر شبیه یک شبکه تحت حکمرانی عمل میکند تا یک محیط کاملاً باز. همچنان یک دفترکل توزیع شده است، اما برای حالت کاملاً بدون اعتماد طراحی نشده است.
مقایسه PoA با اثبات کار و اثبات سهام
اثبات کار. اثبات کار بر این اساس است که ماینرها توان محاسباتی مصرف میکنند تا حق افزودن بلوکها را به دست آورند. این روش میتواند در شرایط باز و خصمانه بسیار مقاوم باشد، اما ذاتاً کند و پرهزینه از نظر منابع است.
اثبات سهام. اثبات سهام اعتبارسنجها را بر اساس سرمایهای که استیک کردهاند انتخاب میکند. معمولاً بهره وری انرژی را بهتر میکند و میتواند بهتر از اثبات کار مقیاس بگیرد، اما همچنان هدفش کارکرد با تعداد زیادی اعتبارسنج مستقل و مشارکت گسترده است.
اثبات اختیار. اثبات اختیار مشارکت باز را با مشارکت مجوزدار جایگزین میکند. اعتبارسنجها بلوکها را با مصرف برق یا قفل کردن سرمایه به دست نمیآورند. آنها حق اعتبارسنجی را دریافت میکنند چون شبکه هویت و شهرتشان را به عنوان «وثیقه» میپذیرد.
چون ماشینهای کمتری کار را انجام میدهند و برای هر بلوک رقابت وجود ندارد، یک زنجیره PoA میتواند کارمزدهای پایین و عملکردی پایدار ارائه کند. بهای آن این است که کاربران باید به مجموعه اعتبارسنجها و فرایند حکمرانی پشت آن اعتماد کنند.
اثبات اختیار در عمل چگونه کار میکند
۱) انتخاب و پذیرش اعتبارسنجها
یک شبکه PoA با تصمیم گیری درباره این که چه کسانی اجازه اعتبارسنجی دارند شروع میشود. بسته به زنجیره، اعتبارسنجها ممکن است دعوت شوند، توسط یک شورا انتخاب شوند، با رأی اعتبارسنجهای موجود پذیرفته شوند یا از طریق فرایند درخواست پذیرفته شوند. نکته مهم این است که یک مرحله مشخص برای کنترل ورود وجود دارد.
ابزارهای اتریوم همچنین پیاده سازیهای سبک PoA مانند Clique را رایج کردهاند که در پیشنهاد بهبود اتریوم ۲۲۵ (EIP 225) تعریف شده است. در این مدل، امضاکنندگان مجاز بلوک تولید میکنند و میتوانند در طول زمان برای افزودن یا حذف امضاکنندگان دیگر رأی دهند.
۲) اعتبارسنجی تراکنشها
کاربران تراکنشها را به شبکه ارسال میکنند. اعتبارسنجها آنها را با قوانین بررسی میکنند، مثل معتبر بودن امضا، ترتیب nonce و بررسی موجودی. چون اعتبارسنجها از قبل تأیید شدهاند، این مرحله معمولاً سریع است زیرا رقابت وجود ندارد.
۳) تولید بلوک طبق زمان بندی
در بسیاری از طراحیهای PoA، اعتبارسنجها به نوبت و با الگوی منظم بلوک تولید میکنند. مستندات اتریوم توضیح میدهد که امضاکنندگان به صورت نوبتی در چارچوب پنجرههای زمانی ثابت بلوک تولید میکنند.
این زمان بندی قابل پیش بینی یکی از دلایلی است که شبکههای PoA میتوانند زمان بلوک پایدار داشته باشند.
۴) اجماع و نهایی شدن
پس از این که یک اعتبارسنج بلوکی را پیشنهاد میکند، سایر اعتبارسنجها آن را مطابق قوانین اجماع میپذیرند. بسته به پیاده سازی، پذیرش ممکن است فوری باشد، ممکن است به حد آستانهای از امضاها نیاز داشته باشد یا از سبک رأی گیری تحمل پذیر خطای بیزانسی استفاده کند.
موضوع اصلی تغییر نمیکند: یک مجموعه کوچک از اعتبارسنجهای شناخته شده هماهنگ میشوند تا زنجیره حرکت کند، نه این که هزاران گره ناشناس برای تعیین بلوک بعدی رقابت کنند.
۵) پاسخگویی و جریمهها
PoA از فشار اجتماعی و اعتباری به عنوان بازدارنده استفاده میکند. اگر یک اعتبارسنج تراکنشها را سانسور کند، بلوکهای نامعتبر را امضا کند یا به طور مکرر آفلاین شود، شبکه میتواند او را حذف کند. پیامدها فقط فنی نیستند. میتوانند تجاری، حقوقی و اعتباری هم باشند.
چون اعتبارسنجها قابل شناسایی هستند، حملات میتوانند از سوءاستفادههای صرفاً فنی به سمت تلاش برای اجبار و تبانی تغییر کنند. این یک نکته مهم در طراحی است و بخشی از دلیل مناسب بودن PoA در محیطهایی است که شرکت کنندگان از قبل انگیزههای همسو و ساختارهای حکمرانی دارند.
چه چیزی یک فرد یا سازمان را واجد شرایط اعتبارسنج PoA میکند؟
هر شبکه استانداردهای خودش را تعیین میکند، اما بیشتر سامانههای PoA حول چهار انتظار میچرخند.
راستی آزمایی هویت. اعتبارسنجها باید موجودیتهای قابل راستی آزمایی باشند. این میتواند شبیه بررسیهای KYC یا غربالگری سازمانی باشد.
شهرت و اعتبار. انتظار میرود اعتبارسنج چیزی برای از دست دادن داشته باشد. در برخی سامانهها این میتواند یک برند عمومی، مجوز فعالیت یا رابطه تجاری با سایر شرکت کنندگان باشد.
توان عملیاتی. اعتبارسنجها باید زیرساخت را نگه داری کنند، زمان در دسترس بودن را پایش کنند، نرم افزار را به روز کنند و کلیدها را ایمن نگه دارند. اگر یک اعتبارسنج نتواند یک گره قابل اتکا را اجرا کند، زنجیره آسیب میبیند.
تعهد به حکمرانی. شبکههای PoA با گذشت زمان تغییر میکنند. ارتقاها، چرخش اعتبارسنجها و واکنش به رخدادها نیازمند هماهنگی است. از یک اعتبارسنج PoA اغلب انتظار میرود در حکمرانی مشارکت کند، نه فقط در امضای بلوکها.
مزایای اثبات اختیار
PoA به دلایل خوبی محبوب است، به ویژه خارج از بازارهای کاملاً باز رمزارز.
توان عملیاتی بالاتر و عملکرد قابل پیش بینی. با اعتبارسنجهای کمتر و بدون رقابت برای بلوکها، شبکههای PoA میتوانند تراکنشها را سریع پردازش کنند و زمان بلوک را ثابت نگه دارند.
مصرف انرژی کمتر. مسابقه ماینینگ وجود ندارد. مصرف منابع بیشتر شبیه اجرای زیرساخت سروری معمولی است.
کارمزدهای کمتر و پایدارتر. ازدحام کمتر و ظرفیت کنترل شده تر میتواند هزینه تراکنش را کاهش دهد، که برای فرایندهای تجاری با حجم بالا مفید است.
حکمرانی روشن و ارتقای آسان تر. وقتی یک گروه کوچک زنجیره را اداره میکند، هماهنگ کردن تغییرات، واکنشهای امنیتی و ارتقای پروتکل ساده تر میشود.
مناسب برای کاربردهای متمرکز بر انطباق. بسیاری از سازمانها به پاسخگویی، قابلیت ممیزی و امکان محدود کردن مشارکت نیاز دارند. PoA با این نیازها همخوانی دارد.
همچنین بد نیست بدانید که برخی زنجیرههای PoA میتوانند بدون توکن بومی کار کنند، چون اجماع به پاداش ماینینگ یا سازوکارهای استیکینگ نیاز ندارد.
محدودیتها و نقدهای PoA
همان ویژگیهایی که اثبات اختیار را کارآمد میکنند، انتقادهایی هم ایجاد میکنند.
ریسک تمرکزگرایی. یک مجموعه کوچک از اعتبارسنجها میتواند به نقطه شکست واحد تبدیل شود، حتی اگر میان چند سازمان توزیع شده باشد. اگر اعتبارسنجها تبانی کنند، میتوانند ترتیب تراکنشها و سیاست شبکه را شکل دهند.
فرضهای اعتماد. PoA برای حداکثر بدون اعتماد بودن طراحی نشده است. کاربران باید اعتماد کنند که مجموعه اعتبارسنجها صادق است و حکمرانی قابل تصاحب نیست.
فشار برای سانسور. اعتبارسنجهای قابل شناسایی ممکن است تحت فشار نهادهای نظارتی، رقبا یا مهاجمان قرار بگیرند. حتی بدون اجبار، یک مجموعه هماهنگ میتواند تصمیم بگیرد تراکنشها را سانسور کند.
هدف قرار گرفتن اعتبارسنجها. اعتبارسنجهای شناخته شده عمومی میتوانند هدف تهدیدهای حقوقی، رشوه، مهندسی اجتماعی یا حمله مستقیم به زیرساخت شوند.
برداشت در اکوسیستمهای باز رمزارز. در جوامعی که مشارکت بدون مجوز را در اولویت میگذارند، PoA اغلب بیش از حد شبیه سامانههای سنتی دیده میشود. این میتواند جذابیت آن را برای برخی کاربردهای عمومی محدود کند.
اثبات اختیار کجا استفاده میشود
اثبات اختیار زمانی بهترین تناسب را دارد که به بلاکچین نیاز است، اما باز بودن کامل لازم نیست.
بلاکچینهای خصوصی و کنسرسیومی. گروهی از شرکتها ممکن است زیرساخت مشترک بخواهند بدون این که اعتبارسنجی را برای عموم باز کنند.
زنجیره تأمین و اشتراک داده سازمانی. کسب و کارها اغلب به قابلیت ردیابی نیاز دارند همراه با کنترل قوی بر این که چه کسی میتواند در دفترکل بنویسد.
محیطهای تنظیم شده. حوزههایی مانند مالی، سلامت و خدمات دولتی ممکن است به اپراتورهای قابل شناسایی و حکمرانی سختگیرانه نیاز داشته باشند.
تست نتها و شبکههای توسعه. PoA برای آزمون کنترل شده رایج است چون بلوکهای سریع ارائه میکند بدون این که به اقتصاد ماینینگ نیاز باشد.
نمونههای PoA در دنیای واقعی
در ادامه چند شبکه و پیاده سازی شناخته شده را میبینید که نشان میدهند PoA چگونه به کار گرفته میشود.
VeChain. وی چین از مدل اثبات اختیار استفاده میکند که در آن گرههای اختیار هویت خود را اعلام میکنند و از فرایندهای غربالگری عبور میکنند، که هدف طراحی جلوگیری از تولیدکنندگان بلوک ناشناس را نشان میدهد.
POA Network. شبکه POA در سال ۲۰۱۷ بلاکچین خود را راه اندازی کرد و از اعتبارسنجهایی استفاده کرد که سردفترهای رسمی دارای مجوز در ایالات متحده بودند و هویت حقوقی را مستقیماً وارد فرایند انتخاب اعتبارسنج کرد.
Cronos. کرونوس اجماع خود را اثبات اختیار توصیف میکند که از Tendermint اثبات سهام مشتق شده است، و اشاره میکند شبکه توسط مجموعهای از اعتبارسنجها پشتیبانی میشود و در حال حاضر برای اعتبارسنجهای جدید بر اساس دعوت عمل میکند.
BNB Smart Chain و PoSA. برخی شبکههای عمومی از طراحیهای سبک PoA در کنار استیکینگ استفاده میکنند. مستندات BNB Smart Chain به اندازه مجموعه اعتبارسنج ۲۱ اشاره میکند و زمان بلوک سریع را ذکر میکند که نشان میدهد مجموعه کوچک تر میتواند سرعت و کارمزدهای پایین تر را در اولویت قرار دهد.
xDai و Gnosis Chain. Gnosis Chain به عنوان یک سایدچین اثبات اختیار شروع شد و بعدها از طریق فرایند ادغام خود از PoA فاصله گرفت، که روندی گسترده تر را بازتاب میدهد که شبکهها با افزایش پذیرش مدل امنیتی خود را تکامل میدهند.
آینده اثبات اختیار
بعید است اثبات اختیار جایگزین اجماع بدون مجوز برای پول جهانی و باز شود. هدف آن این نیست. نقش آن این است که سامانههایی را توانمند کند که در آن شرکت کنندگان اپراتورهای قابل شناسایی، حکمرانی کنترل شده و عملکرد قابل پیش بینی را ترجیح میدهند.
با گسترش پذیرش بلاکچین در بخشهای سازمانی و تنظیم شده، PoA احتمالاً یک گزینه عملی باقی میماند. بهبودها احتمالاً بر استانداردهای قوی تر اعتبارسنج، امنیت سخت افزاری بهتر برای کلیدها، مسیرهای ممیزی روشن تر و چارچوبهای حکمرانی متمرکز میشود که ریسک تصاحب را کاهش میدهد.
جمع بندی
اثبات اختیار یک سازوکار اجماع است که برای سرعت و پاسخگویی ساخته شده است. زنجیره PoA کارآمد اجرا میشود چون تولید بلوک را به یک مجموعه اعتبارسنج قابل اعتماد محدود میکند. اگر اولویت شما باز بودن و بیشترین مقاومت در برابر سانسور است، PoA بهترین گزینه نیست. اگر اولویت شما توان عملیاتی قابل اتکا، سربار پایین و حکمرانی روشن است، اثبات اختیار میتواند دقیقاً ابزار مناسبی باشد.
FAQ
آیا اثبات اختیار امن است؟
میتواند در محیطهایی امن باشد که اعتبارسنجها خوش نام هستند و حکمرانی قدرتمند است، اما مدل امنیتی آن با شبکههای بدون مجوز متفاوت است. این مدل به صداقت و پاسخگویی یک مجموعه کوچک تر از اعتبارسنجها تکیه دارد، نه رقابت اقتصادی ناشناس.
آیا PoA غیرمتمرکز است؟
PoA معمولاً کمتر از اثبات کار یا بسیاری از سامانههای اثبات سهام غیرمتمرکز است، چون اعتبارسنجی محدود شده است. برخی شبکههای PoA اعتبارسنجها را میان چند سازمان توزیع میکنند، اما مشارکت همچنان مجوزدار است.
اعتبارسنجها چگونه در یک زنجیره PoA اضافه یا حذف میشوند؟
به پیاده سازی بستگی دارد. برخی سامانهها از رأی گیری توسط اعتبارسنجهای موجود استفاده میکنند، که بخشی از روشی است که پیاده سازیهای سبک Clique میتوانند مجموعه امضاکنندگان را در طول زمان مدیریت کنند.
آیا یک بلاکچین PoA به کوین خودش نیاز دارد؟
نه همیشه. چون اعتبارسنجها برای تأمین اجماع به پاداش ماینینگ یا استیکینگ اجباری نیاز ندارند، برخی شبکههای PoA میتوانند بدون دارایی بومی کار کنند و از مدلهای کارمزدی دیگر استفاده کنند.
چرا شرکتها اثبات اختیار را انتخاب میکنند؟
چون عملکرد قابل پیش بینی، هزینه عملیاتی کمتر و پاسخگویی روشن ارائه میدهد، و این میتواند در محیطهای سازمانی و متمرکز بر انطباق مهم تر از مشارکت بدون مجوز باشد.