تغير تقنية Blockchain العديد من الصناعات، لكنها تواجه تحديات من حيث قابلية التوسع واستهلاك الطاقة.

وتنبع هذه المشكلات من آليات الإجماع المستخدمة لتأمين المعاملات والتحقق منها على سلاسل الكتل. 

هناك آليتان بارزتان هما إثبات العمل (PoW) وإثبات الحصة (PoS)، وكل من هذه المفاهيم ضرورية لـ معاملات العملات المشفرة والأمان.إنها مكونات أساسية لـ بلوكشين التكنولوجيا وكيف يعمل.

الوجبات السريعة الرئيسية 

• يستخدم إثبات العمل (PoW) عمال المناجم لحل الألغاز للتحقق من صحة المعاملات، ولكنه يستخدم قدرًا كبيرًا من الطاقة.
• يستخدم إثبات الحصة (PoS) المحققين الذين لديهم أموال متراكمة للتحقق من صحة المعاملات، وهو أكثر كفاءة في استخدام الطاقة.
• تقدم نقاط البيع (PoS) بشكل عام أوقات معاملات أسرع ورسومًا أقل مقارنةً بنقاط العمل (PoW).
• يمكن أن تكون شبكات PoW أكثر مركزية بسبب معدات التعدين الباهظة الثمن.
• أصبحت أنظمة نقاط البيع (PoS) أكثر شعبية بسبب قابليتها للتوسع واستخدامها المنخفض للطاقة.
• من المرجح أن تهيمن أنظمة PoS والنماذج المستدامة الأخرى على مستقبل تقنية blockchain.

ما هو إثبات العمل (PoW)؟

إثبات العمل هو آلية إجماع يتنافس فيها عمال المناجم على حل الألغاز الرياضية المعقدة للغاية، والمعروفة باسم الألغاز التشفيرية. 

تتضمن هذه العملية، التي تسمى التعدين، استخدام القوة الحسابية للعثور على رقم عشوائي، عندما يتم تجزئته، يلبي هدفًا محددًا تحدده الشبكة. 

يتمكن أول عامل منجم من حل اللغز بنجاح من التحقق من صحة المعاملات داخل كتلة، والتي تتم إضافتها بعد ذلك إلى blockchain. 

كمكافأة على جهودهم والموارد المبذولة، يتلقى المعدن الناجح العملة المشفرة الجديدة وأي رسوم معاملات مرتبطة بالمعاملات داخل الكتلة. 

تضمن هذه الآلية أمان الشبكة وسلامتها من خلال جعل معالجة سلسلة الكتل مكلفة حسابيًا.

ما هو إثبات الحصة (PoS)؟

إثبات الحصة هو آلية إجماع تختار المحققين لإنشاء كتل جديدة والتحقق من صحة المعاملات بناءً على عدد الرموز التي يحملونها والذين هم على استعداد لقفلها كضمان، والمعروفة باسم حصتهم. 

إن عملية الاختيار عادة ما تكون حتمية، حيث يتم اختيار المحققين بما يتناسب مع حصصهم، مما يعني أن أولئك الذين يحملون المزيد من الرموز لديهم فرصة أكبر للاختيار. 

تعمل هذه الآلية على تقليل الحاجة إلى قوة حسابية كبيرة، حيث يتم الحفاظ على أمن الشبكة من خلال الحوافز والعقوبات الاقتصادية. 

يكسب المحققون مكافآت في شكل رسوم المعاملات وأحيانًا العملات المشفرة الجديدة. 

إذا تصرفوا بشكل خبيث أو فشلوا في التحقق من صحة المعاملات بشكل صحيح، فقد يخسرون جزءًا من رموزهم المودعة، مما يجعل مصالحهم متوافقة مع الصحة العامة وأمان الشبكة.

آليات كثافة الطاقة لإثبات العمل (PoW)

سلاسل الكتل التي تعتمد على إثبات العمل، مثل Bitcoin، تستهلك كميات كبيرة من الكهرباء بسبب الجهد الحسابي المطلوب للتعدين. 

في PoW، يتنافس عمال المناجم على حل الألغاز التشفيرية المعقدة، الأمر الذي يتطلب كميات هائلة من القوة الحسابية. 

تتضمن هذه العملية استخدامًا مكثفًا للأجهزة مثل وحدات معالجة الرسومات (GPUs) والدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASICs)، والتي تم تصميمها خصيصًا لأداء وظائف التجزئة اللازمة للتعدين. 

كلما زادت القوة الحسابية الموجهة لحل هذه الألغاز، زادت احتمالية نجاح تعدين كتلة جديدة وكسب المكافآت المرتبطة بها. 

ويؤدي هذا الجانب التنافسي إلى زيادة استهلاك الطاقة حيث يقوم عمال المناجم بتحديث معداتهم بشكل مستمر للحصول على أفضلية.

التأثير البيئي لآليات إثبات العمل 

قد يكون الطلب على الطاقة للعملات المشفرة القائمة على إثبات العمل (PoW) كبيرًا جدًا. على سبيل المثال، استهلاك البيتكوين السنوي للطاقة وقد تمت مقارنتها بمثيلاتها في الدول الصناعية بأكملها مثل الأرجنتين أو هولندا. 

ويرجع هذا الاستهلاك الكبير إلى حد كبير إلى أن جزءاً كبيراً من الكهرباء في العالم لا يزال يتم توليده من الوقود الأحفوري. 

ونتيجة لذلك، فإن البصمة الكربونية لتعدين إثبات العمل كبيرة، مما يساهم في انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري على مستوى العالم. 

ويتفاقم التأثير البيئي بسبب الحاجة إلى أنظمة التبريد لإدارة الحرارة التي تولدها منصات التعدين، مما يزيد من إجمالي استهلاك الطاقة.

حدود آليات إثبات العمل 

لتقنية إثبات العمل (PoW) قيودٌ عديدة تتجاوز تأثيرها البيئي. فالحاجة إلى أجهزة متخصصة، مثل الدوائر المتكاملة المُعَدَّلة (ASICs)، تُصعِّب على المستخدم العادي عملية التعدين، مما يُشكِّل عائقًا أمام دخول السوق. 

إن هذه الأجهزة المتخصصة باهظة الثمن وتستهلك قدرًا كبيرًا من الطاقة، مما يساهم في تركيز طاقة التعدين بين عدد قليل من الكيانات الكبيرة القادرة على تحمل تكاليف هذه الاستثمارات. 

يمكن أن تؤدي هذه المركزية إلى تقويض الطبيعة اللامركزية لشبكات blockchain، مما قد يؤدي إلى نقاط ضعف وتقليل أمان الشبكة. 

علاوة على ذلك، فإن البصمة البيئية المرتبطة بتصنيع واستخدام والتخلص من أجهزة التعدين تؤدي إلى تفاقم قضايا الاستدامة في أنظمة إثبات العمل.

كثافة الطاقة لآليات إثبات الحصة (PoS)

تم تصميم إثبات الحصة ليكون أكثر كفاءة في استخدام الطاقة بشكل ملحوظ من PoWبدلاً من الاعتماد على عمال المناجم لحل الألغاز التي تتطلب حسابات مكثفة، تختار PoS المحققين بناءً على عدد الرموز التي يحملونها والذين هم على استعداد "للمشاركة" أو القفل كضمان. 

تتطلب عملية التخزين هذه موارد أقل لأنها تلغي الحاجة إلى أجهزة حسابية عالية الطاقة لتأمين الشبكة. 

يتم اختيار المحققين من خلال عملية حتمية، غالبًا ما تنطوي على اختيار عشوائي مرجح بمقدار الحصة، مما يقلل من إجمالي استهلاك الطاقة بشكل كبير.

مقارنة الطاقة بين إثبات العمل (PoW) وإثبات الحصة (PoS)

انتقال الاثيريوم من PoW إلى PoS تهدف ترقية Ethereum 2.0 إلى تقليل استهلاكها للطاقة بنسبة تزيد عن 99%. 

يمكن إبراز كفاءة الطاقة في أنظمة نقاط البيع (PoS) من خلال المقارنات المباشرة. يتجاوز استهلاك بيتكوين للطاقة استهلاك جميع أنظمة نقاط البيع (PoS) التي تم تحليلها بما لا يقل عن مرتبتين من حيث الحجم. 

تختلف أنظمة PoS المختلفة في استهلاكها للطاقة؛ ومع ذلك، فإن أنظمة PoS الأكثر استهلاكًا للطاقة أقل استهلاكًا للطاقة بشكل كبير من PoW. 

تميل أنظمة PoS غير المسموح بها، حيث يمكن لأي شخص أن يصبح محققًا، إلى أن يكون لها بصمات طاقة أعلى من الأنظمة المسموح بها، والتي تقيد أدوار المحقق على كيانات محددة. 

يؤثر نوع الأجهزة التي يستخدمها المحققون أيضًا على استهلاك الطاقة في سلاسل الكتل PoS، حيث تعمل الأجهزة الأكثر كفاءة على تقليل تأثير الطاقة بشكل أكبر.

استدامة إثبات العمل (PoW) وإثبات الحصة (PoS)

يقدم PoS بديلاً أكثر خضرة من خلال تقليل البصمة الكربونية المرتبطة بعمليات blockchain بشكل كبير. 

يتماشى نظام نقاط البيع مع أهداف الاستدامة العالمية من خلال خفض استهلاك الطاقة المطلوب للحفاظ على أمان الشبكة والتحقق من صحة المعاملات.

يساعد هذا الانخفاض في الطلب على الطاقة في التخفيف من التأثير البيئي وتعزيز التنمية المستدامة لتكنولوجيا blockchain. 

مع تحرك الصناعة نحو ممارسات أكثر وعياً بالبيئة، يُنظر إلى PoS بشكل متزايد على أنه عنصر أساسي في مستقبل حلول blockchain المستدامة.

نموذج الأمان في إثبات العمل (PoW)

يتمتع Proof of Work بسجل أمني راسخ، حيث تم اختباره في المعارك لأكثر من عقد من الزمان.

يعتمد أمان PoW على الصعوبة الحسابية في حل الألغاز التشفيرية. 

لتغيير معاملة أو إنفاق مزدوج، يحتاج المهاجم إلى التحكم في أكثر من 50% من إجمالي طاقة التعدين في الشبكة، وهو السيناريو المعروف باسم هجوم 51%. 

إن القوة الحسابية الهائلة والطاقة المطلوبة لتحقيق هذه الغاية تجعل مثل هذه الهجمات باهظة التكلفة للغاية وتشكل تحديًا لوجستيًا، وبالتالي ضمان سلامة وأمن سلسلة الكتل.

تكلفة الهجمات في PoW

تكلفة شن هجوم بنسبة 51% على شبكة إثبات عمل (PoW) مثل بيتكوين باهظة للغاية. ووفقًا لتقديرات حديثة، يتطلب الحفاظ على السيطرة على 50% من معدل تجزئة بيتكوين لفترة طويلة مليارات الدولارات من الأجهزة والكهرباء. 

على سبيل المثال، قد يكلف هجوم بنسبة 51% لمدة ساعة واحدة على شبكة Bitcoin ما يزيد عن 700 ألف دولار من الكهرباء وحدها، دون احتساب نفقات الأجهزة والتعقيدات اللوجستية. 

وتعمل هذه التكلفة العالية كرادع ضد المهاجمين المحتملين، مما يحافظ على أمن الشبكة.

نموذج الأمان في إثبات الحصة (PoS)

في إثبات الحصة (PoS)، يتحول نموذج الأمان من القدرة الحاسوبية إلى الرهان الاقتصادي. يتم اختيار المُصدِّقين بناءً على عدد الرموز التي يمتلكونها، والذين يرغبون في الاحتفاظ بها كضمان. 

لتنفيذ هجوم بنسبة 51% في نظام PoS، سيحتاج المهاجم إلى الاستحواذ على غالبية الرموز المميزة المتراكمة. 

ولن يكون هذا مكلفًا للغاية فحسب، بل من شأنه أيضًا أن يقوض قيمة الرموز، مما يقلل الحافز الاقتصادي لمثل هذا الهجوم. 

بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما تتضمن أنظمة PoS آليات مثل التقطيع، حيث يمكن للمحققين الضارين أن يفقدوا جزءًا من رموزهم المودعة إذا حاولوا اختراق الشبكة، مما يعزز الأمان بشكل أكبر.

تكلفة الهجمات في نقاط البيع

في نظام إثبات الحصة، تختلف تكلفة الحصول على الحصة اللازمة لشن هجوم بنسبة 51% اعتمادًا على إجمالي القيمة السوقية وتوزيع الرموز المميزة المرصودة. 

على سبيل المثال، في شبكة بقيمة سوقية تبلغ 100 مليار دولار و60% من الرموز المميزة متراكمة، سيحتاج المهاجم إلى الحصول على رموز مميزة بقيمة 30 مليار دولار على الأقل. 

إن هذا المتطلب المالي الكبير، إلى جانب خطر فقدان الرموز المميزة من خلال التقطيع، يجعل مثل هذه الهجمات غير مجدية اقتصاديًا ويثبط الأنشطة الخبيثة.

أمن الشبكات لإثبات العمل وإثبات الحصة 

لقد أثبت كل من إثبات العمل وإثبات الحصة أمانًا قويًا في مجالاتهما الخاصة، لكنهما يحققان ذلك من خلال آليات مختلفة. 

يعتمد أمان PoW على صعوبة تجميع قوة حسابية كافية، بينما يعتمد PoS على الردع الاقتصادي المتمثل في الحصول على جزء كبير من الرموز والمخاطرة بها. 

كل نظام لديه نقاط ضعفه - يمكن أن تكون شبكات PoW عرضة لمركزية التعدين، في حين يجب على أنظمة PoS معالجة المشكلات المتعلقة بتوزيع الرموز وتواطؤ المحققين. 

ومع ذلك، فإن التقدم في كلا المجالين يواصل تعزيز وضعهما الأمني.

اللامركزية في شبكات إثبات العمل (PoW) وإثبات الحصة (PoS)

من الناحية النظرية يتم تحقيق اللامركزية في شبكات PoW من خلال التوزيع الواسع لقوة التعدين. 

ومع ذلك، في الممارسة العملية، أدت التكاليف المرتفعة المرتبطة بالتعدين - سواء من حيث الأجهزة المتخصصة أو الكهرباء - إلى تركيز طاقة التعدين في مجمعات التعدين الكبيرة والعمليات الصناعية على نطاق واسع. 

يمكن أن تؤدي هذه المركزية إلى تقويض الروح اللامركزية لتكنولوجيا blockchain، حيث يمكن لعدد صغير من الكيانات ممارسة نفوذ كبير على الشبكة. 

إن هيمنة مجمعات التعدين تعني أن سلطة اتخاذ القرار ليست موزعة على نطاق واسع كما كان مقصودًا في الأصل.

تهدف شبكات إثبات الحصة (PoS) إلى تعزيز اللامركزية من خلال تبسيط إجراءات التحقق. وبما أن إثبات الحصة لا يتطلب موارد حاسوبية ضخمة، يُمكن لمجموعة أوسع من المشاركين المشاركة في عملية التحقق. 

مع ذلك، يُعدّ توزيع الرموز المُخزّنة أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق اللامركزية الحقيقية. فإذا امتلك عدد قليل من الكيانات جزءًا كبيرًا من الرموز، يُمكنها ممارسة سيطرة كبيرة على الشبكة. 

ومع ذلك، تطبق العديد من شبكات إثبات الحصة آليات لتشجيع التوزيع والمشاركة على نطاق أوسع، مثل حوافز التفويض والإيداع.

بيانات إحصائية حول توزيع قوة التعدين/المشاركة

في شبكات إثبات العمل (PoW) مثل بيتكوين، تكون طاقة التعدين مركزة بشكل كبير. على سبيل المثال، وفقًا لبيانات حديثة، تسيطر أكبر أربع مجموعات تعدين بيتكوين على أكثر من 50% من إجمالي معدل التجزئة في الشبكة. 

يثير هذا التركيز مخاوف بشأن احتمال التواطؤ وخطر هجمات 51%. وبالمثل، في إيثريوم (قبل انتقالها إلى إثبات الحصة)، سيطرت أكبر ثلاث مجمعات تعدين على ما يقرب من 60% من معدل تجزئة الشبكة، مما يُبرز اتجاه المركزية في أنظمة إثبات العمل.

في شبكات إثبات الحصة (PoS)، يختلف توزيع قوة المشاركة. على سبيل المثال، في شبكات مثل كاردانو وبولكادوت، تتجلى الجهود المبذولة لتعزيز اللامركزية. 

وفقًا للأرقام الأخيرة، يوجد لدى Cardano أكثر من 2,000 مجموعة حصص نشطة، حيث تسيطر أكبر 10 مجموعات على أقل من 20% من إجمالي حصة ADA. 

ويظهر Polkadot اتجاهًا مشابهًا، مع وجود عدد كبير من المحققين والآليات الموضوعة لمنع أي كيان واحد من اكتساب قدر كبير من التحكم. 

ومع ذلك، قد تظهر شبكات PoS الأحدث أو الأصغر اتجاهات نحو المركزية إذا كان عدد قليل من المشاركين يمتلكون كميات كبيرة من الرموز.

المقارنة: عند مقارنة شبكات إثبات العمل وإثبات الحصة، يميل إثبات الحصة إلى إظهار توزيع أكثر ملاءمة للقوة بسبب حواجز الدخول المنخفضة للمحققين وإمكانية توزيع الرموز بشكل أكثر ديمقراطية. 

في PoW، يمكن أن تؤدي التكاليف المرتفعة المرتبطة بالتعدين إلى مركزية كبيرة، في حين يمكن لأنظمة PoS تحقيق لامركزية أفضل إذا تمت إدارة توزيع الرموز بشكل فعال.

قابلية التوسع في بروتوكولات إثبات العمل (PoW) وإثبات الحصة (PoS)

يوفر إثبات الحصة أوقات معاملات أسرع ورسومًا أقل مقارنة بإثبات العمل.

تُعد قابلية التوسع تحديًا موثقًا جيدًا للشبكات المستندة إلى PoW. 

إن التصميم المتأصل لـ PoW، والذي يتطلب الإجماع من خلال التعدين المكثف حسابيًا، يحد من عدد المعاملات التي يمكن معالجتها ضمن إطار زمني معين. 

على سبيل المثال، تُعالج بيتكوين حوالي 7 معاملات في الثانية (TPS)، بينما كانت إيثريوم، قبل انتقالها إلى إثبات الحصة (PoS)، تُعالج ما يقارب 15-30 معاملة في الثانية. وتنشأ هذه القيود عن ضرورة الحفاظ على الأمان واللامركزية، مما يُقيد أحجام الكتل ويزيد من فتراتها الزمنية. 

ونتيجة لذلك، مع زيادة حجم المعاملات، يزداد ازدحام الشبكة، مما يؤدي إلى تباطؤ أوقات المعاملات وارتفاع الرسوم.

من ناحية أخرى، توفر بروتوكولات PoS قابلية توسع محسنة مقارنةً ببروتوكول PoW. 

يمكن لإثبات الحصة دعم معالجة المعاملات بشكل أسرع وزيادة الإنتاجية من خلال القضاء على الحاجة إلى التعدين الذي يستهلك الكثير من الطاقة والاعتماد بدلاً من ذلك على المحققين الذين يتم اختيارهم بناءً على حصتهم الاقتصادية.

تتمتع شبكات PoS عادةً بأوقات كتلة أقصر ويمكنها التعامل مع المزيد من المعاملات لكل كتلة. 

ومع ذلك، لا تزال تحديات التوسع قائمة، وخاصة فيما يتصل بضمان عدم تأثير زيادة الإنتاجية على اللامركزية أو الأمان. 

غالبًا ما يتم تنفيذ الابتكارات مثل التجزئة، التي تقسم blockchain إلى أجزاء أصغر وأكثر قابلية للإدارة، في أنظمة PoS لتعزيز قابلية التوسع بشكل أكبر.

عند مقارنة شبكات إثبات العمل وإثبات الحصة من حيث قابلية التوسع، تقدم أنظمة إثبات الحصة بشكل عام أداءً متفوقًا. 

إن القضاء على التعدين الذي يتطلب موارد كثيفة والقدرة على تنفيذ حلول التوسع المتقدمة، مثل التجزئة والهندسة المعمارية متعددة السلاسل، يسمح لشبكات PoS بتحقيق معدل إنتاجية أعلى للمعاملات وتقليل الازدحام. 

في حين تعاني شبكات PoW من ضعف TPS والازدحام المتكرر خلال أوقات الذروة، فإن شبكات PoS مجهزة بشكل أفضل للتعامل مع أحجام المعاملات المتزايدة دون المساس بالأداء.

إحصائيات حول معدل نقل المعاملات وازدحام الشبكة

شبكات إثبات العمل

• إلى البيتكوين:إن حدود قابلية التوسع في عملة البيتكوين واضحة في معدل إنتاجيتها من المعاملات. 

يبلغ متوسط ​​سرعة الشبكة حوالي 7 طن في الثانية. خلال فترات الطلب المرتفع، مثل تحركات السوق الرئيسية أو الفعاليات البارزة، غالبًا ما تشهد الشبكة ازدحامًا كبيرًا. 

ويؤدي هذا الازدحام إلى زيادة رسوم المعاملات وتأخير التأكيدات، والتي قد تمتد في بعض الأحيان إلى ساعات أو حتى أيام للمعاملات ذات الأولوية المنخفضة.

• الإيثريوم (الانتقال قبل إثبات الحصة):قبل انتقال Ethereum إلى PoS، كان بإمكانه التعامل مع حوالي 15-30 TPS. 

ومع ذلك، كان ازدحام الشبكة مشكلة متكررة، خاصة خلال أوقات الذروة، مثل طفرة ICO في عام 2017 أو زيادة DeFi في الفترة 2020-2021.

وشهدت هذه الفترات ارتفاعًا هائلاً في رسوم المعاملات، مما جعل الشبكة أقل إمكانية للوصول إليها للاستخدام اليومي.

شبكات نقاط البيع

• Ethereum 2.0:مع انتقالها إلى PoS، تهدف Ethereum إلى تحسين قابليتها للتوسع بشكل كبير. 

ومن المتوقع أن يؤدي تقديم التجزئة إلى تمكين الشبكة من معالجة ما يصل إلى 100,000 ألف TPS بمجرد تنفيذها بالكامل، مما يقلل بشكل كبير من الازدحام وتكاليف المعاملات.

• كاردانو:Cardano، وهي شبكة PoS الرائدة، تدعم حاليًا حوالي 250 TPS. 

من خلال التطوير المستمر والترقيات المخطط لها، مثل Hydra، وهو حل التوسع من الطبقة 2، تهدف Cardano إلى زيادة إنتاجها إلى ما يزيد عن 1,000 TPS، مما يضمن معالجة المعاملات بسلاسة وكفاءة حتى خلال فترات الطلب المرتفع.

• بولكادوت: بولكادوت، وهي شبكة إثبات الحصة بارزة أخرى، تستخدم بنية متعددة السلاسل فريدة من نوعها لتعزيز قابلية التوسع. 

يمكن للشبكة التعامل مع ما يقرب من 1,000 TPS عبر سلاسلها الفرعية المختلفة. 

يتيح هذا التصميم إنتاجية عالية ويقلل من الازدحام عن طريق توزيع حمل المعاملة.

معدل اعتماد إثبات العمل (PoW)

لقد سيطرت سلاسل الكتل PoW تاريخيًا على سوق العملات المشفرة، ويرجع ذلك في المقام الأول إلى Bitcoin، أول وأشهر عملة مشفرة، والتي تعمل على آلية إجماع PoW. 

أرسى نجاح البيتكوين الأساس للقبول والتبني الواسع النطاق لتكنولوجيا blockchain. 

وقد عززت العملات المشفرة الرئيسية الأخرى التي تعتمد على إثبات العمل (PoW)، مثل Ethereum (قبل انتقالها إلى PoS) وLitecoin، دور إثبات العمل (PoW) في المراحل المبكرة من ثورة blockchain. 

ومع ذلك، فإن قابلية التوسع لـ PoW والتحديات البيئية دفعت إلى التحول في التركيز نحو بدائل أكثر استدامة وكفاءة.

معدل اعتماد إثبات الحصة (PoS)

لقد تسارع اعتماد سلاسل الكتل PoS بشكل كبير في السنوات الأخيرة، مدفوعًا بالحاجة إلى حلول أكثر قابلية للتطوير وكفاءة في استخدام الطاقة. 

يشكل انتقال Ethereum إلى PoS مع ترقية Ethereum 2.0 إنجازًا مهمًا، مما يعكس الاتجاه الأوسع نحو اعتماد PoS. 

اكتسبت شبكات إثبات الحصة مثل Cardano و Polkadot و Solana قوة جذب كبيرة، حيث جذبت المطورين والمستخدمين الذين يسعون إلى الاستفادة من قدراتها المتقدمة ونماذجها المستدامة. 

إن الاعتراف المتزايد بإمكانات نقاط البيع في تقليل استهلاك الطاقة، وتسريع معالجة المعاملات، وتعزيز إمكانية التوسع هو ما يدفع إلى اعتمادها المتزايد.

حصة السوق من العملات المشفرة القائمة على إثبات العمل (PoW)

على الرغم من الاهتمام المتزايد بتقنيات إثبات الحصة (PoS)، لا تزال العملات المشفرة القائمة على إثبات العمل (PoW) تستحوذ على حصة سوقية كبيرة، ويعود ذلك أساسًا إلى هيمنة البيتكوين. ووفقًا للبيانات الحديثة:

• إلى البيتكوين:تمثل عملة البيتكوين ما يقرب من 45-50% من إجمالي القيمة السوقية للعملات المشفرة، مما يجعلها العملة المشفرة الأكبر والأكثر تأثيرًا القائمة على إثبات العمل.
• الإيثريوم (الانتقال قبل إثبات الحصة)قبل انتقالها إلى PoS، كانت Ethereum تمثل حوالي 15-20% من السوق، مما يؤكد الحصة الكبيرة التي تمتلكها شبكات PoW.

تساهم العملات المشفرة الأخرى البارزة التي تعمل بنظام PoW، مثل Litecoin وBitcoin Cash، في حصة سوق PoW الإجمالية ولكنها تمثل جزءًا أصغر مقارنة بـ Bitcoin وEthereum.

حصة السوق من العملات المشفرة القائمة على نقاط البيع

شهدت حصة سوق العملات المشفرة المعتمدة على نقاط البيع (PoS) تزايدًا ملحوظًا، مما يعكس تزايد اعتمادها وشعبيتها. ومن أهم الإحصائيات:

• إيثريوم 2.0: بعد انتقالها إلى PoS، تواصل Ethereum الاحتفاظ بحصة سوقية كبيرة، وتحافظ على مكانتها باعتبارها ثاني أكبر عملة مشفرة من حيث القيمة السوقية. 

أصبحت القيمة السوقية لعملة الإيثريوم الآن متوافقة بشكل وثيق مع انتقالها إلى إثبات الحصة، مما يسلط الضوء على نجاح وقبول نموذج الإجماع الجديد.

• كاردانو: تتمتع Cardano، وهي سلسلة الكتل الرائدة في مجال إثبات الحصة، بقيمة سوقية تجعلها من بين أكبر خمس عملات مشفرة. 

وبحسب الأرقام الأخيرة، تمثل القيمة السوقية لكاردانو حوالي 2-3% من إجمالي سوق العملات المشفرة.

• بولكادوت وسولانا: تعد كل من Polkadot وSolana شبكات PoS بارزة ذات حصص سوقية كبيرة. 

تبلغ القيمة السوقية لشركة Polkadot حوالي 1-2% من إجمالي السوق، في حين شهدت القيمة السوقية لشركة Solana، المعروفة بإنتاجيتها العالية وقابليتها للتوسع، نموًا إلى حوالي 2-3%.

مقارنة: بينما لا تزال العملات المشفرة المعتمدة على إثبات العمل (PoW)، وعلى رأسها بيتكوين، تهيمن على حصة السوق، تكتسب شبكات إثبات العمل (PoS) زخمًا متزايدًا. يُظهر انتقال منصات رئيسية مثل إيثريوم إلى إثبات العمل (PoS) وظهور شبكات إثبات العمل (PoS) جديدة تحولًا كبيرًا في المشهد. تعكس الحصة السوقية المتزايدة للعملات المشفرة المعتمدة على إثبات العمل (PoS) مزاياها في قابلية التوسع وكفاءة الطاقة والاستدامة، والتي تتزايد أهميتها مع نضج صناعة البلوك تشين.

المكافآت والحوافز في أنظمة إثبات العمل وإثبات الحصة

في أنظمة PoW، يتم مكافأة عمال المناجم على التحقق من صحة المعاملات وتأمين الشبكة من خلال الجهد الحسابي. 

تأتي المكافأة الأساسية من مصدرين: مكافآت الكتلة ورسوم المعاملات. 

مكافآت الكتلة هي عملات معدنية تم سكها حديثًا يتم منحها للعامل الذي ينجح في حل اللغز التشفيري لإضافة كتلة جديدة إلى blockchain. 

يتم تقسيم هذه المكافآت إلى النصف بشكل دوري (على سبيل المثال، أحداث تقسيم البيتكوين إلى النصف) للسيطرة على التضخم ومحاكاة نموذج العرض المحدود. 

رسوم المعاملات هي الحوافز الإضافية التي يكسبها عمال المناجم من المستخدمين الذين يتضمنون رسومًا مع معاملاتهم لإعطاء الأولوية لمعالجتها. 

يضمن هيكل الحوافز المزدوج هذا أن يظل عمال المناجم متحفزين لمواصلة أنشطتهم الحسابية، والحفاظ على أمان الشبكة ووظائفها.

على النقيض من ذلك، تستخدم أنظمة إثبات الحصة (PoS) هيكل مكافآت مختلفًا تمامًا. يتم اختيار المُصدِّقين لاقتراح وإثبات كتل جديدة بناءً على كمية العملات المشفرة التي راهنوا بها (حُجزت) كضمان. 

وتأتي المكافآت في أنظمة نقاط البيع أيضًا من مصدرين رئيسيين: مكافآت المشاركة ورسوم المعاملات. 

تُوزّع مكافآت الرهان بشكل متناسب بناءً على حجم الرهان ومدة تجميده. يدفع المستخدمون رسوم المعاملات، على غرار إثبات العمل (PoW)، لتحديد أولوية معاملاتهم. 

بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما تنفذ شبكات إثبات الحصة عقوبات مخففة، حيث يفقد المحققون جزءًا من أصولهم المتراكمة إذا انخرطوا في أنشطة ضارة، مما يخلق عامل ردع قوي للسلوك السيئ. 

ويضمن هذا المزيج من المكافآت الإيجابية والتدابير العقابية أن يتصرف المحققون بما يخدم مصلحة الشبكة.

بيانات إحصائية عن متوسط ​​العائدات لعمال المناجم والمستثمرين

إرجاعات لعمال المناجم PoW

في إثبات العمل يتنافس عمال المناجم على المكافآتولكن هذا يمكن أن يؤدي إلى المركزية.

إلى البيتكوين:

• المكافأة الحالية لعمال مناجم البيتكوين هي 6.25 BTC لكل كتلة، ومن المقرر أن تنخفض إلى النصف كل أربع سنوات تقريبًا. 

بالإضافة إلى مكافآت الكتلة، يكسب عمال المناجم رسوم المعاملات، والتي بلغ متوسطها حوالي 0.1-0.5 BTC لكل كتلة في عام 2023. 

بالنظر إلى تقلبات أسعار البيتكوين، يمكن أن يختلف متوسط ​​الإيرادات اليومية للعمال المناجم بشكل كبير، ولكن اعتبارًا من أوائل عام 2024، يتراوح بين 30,000 ألف دولار إلى 50,000 ألف دولار لكل كتلة ناجحة، مع الأخذ في الاعتبار المكافآت والرسوم.

الإيثريوم (الانتقال قبل إثبات الحصة):

• قبل الانتقال إلى إثبات الحصة (PoS)، كان مُعدّنو الإيثريوم يحصلون على حوالي 2 إيثريوم لكل كتلة، بالإضافة إلى رسوم المعاملات. خلال فترات ذروة استخدام الشبكة، قد تتجاوز رسوم المعاملات مكافآت الكتلة، مما يُعزز دخل المُعدّنين بشكل كبير. في المتوسط، ربح مُعدّنو الإيثريوم ما بين 5,000 و10,000 دولار أمريكي لكل كتلة في عام 2023.

إرجاعات لأصحاب نقاط البيع

في PoS، يتم مكافأة المحققين بالعملة المشفرة مقابل الحفاظ على الشبكة

Ethereum 2.0:

بعد انتقالها إلى PoS، تقدم Ethereum مكافآت التخزين التي تختلف بناءً على إجمالي مبلغ ETH المخزن. 

بلغت نسبة العائد السنوي (APY) للمشاركين في Ethereum حوالي 4-7٪، اعتمادًا على ظروف الشبكة ومعدلات المشاركة. 

على سبيل المثال، مع وجود أكثر من 16 مليون ETH مراهنة اعتبارًا من أوائل عام 2024، يمكن للمراهن المتوسط ​​أن يتوقع عوائد تبلغ حوالي 5.5% APY.

كاردانو:

• يقدم Cardano مكافآت المشاركة بمعدل يتراوح بين 4-6% APY. 

ويضمن تصميم الشبكة توزيع المكافآت بشكل عادل عبر عدد كبير من مجموعات الحصص، مما يعزز اللامركزية. 

اعتبارًا من عام 2023، اجتذبت مكافآت المشاركة في Cardano باستمرار مشاركة كبيرة، مع رهن أكثر من 70% من إمدادات ADA.

القماش المنقط:

• تُعد مكافآت المشاركة في Polkadot من بين الأكثر تنافسية، حيث تقدم حوالي 10-12% APY. 

تستخدم Polkadot نظام ترشيح حيث يمكن للمشاركين ترشيح المحققين، مما يعزز أمان الشبكة وأدائها بشكل أكبر. 

لقد أدى هذا العائد المرتفع إلى نشاط كبير في المراهنة، مع وجود جزء كبير من رموز DOT مراهنة بشكل نشط.

مقارنة:

تعكس آليات الحوافز في أنظمة إثبات العمل وإثبات البيع نماذجها التشغيلية المتميزة. 

ترتبط مكافآت إثبات العمل (PoW) بقوة الحوسبة واستهلاك الطاقة، مما يؤدي إلى تكاليف كبيرة وعوائد متغيرة تتأثر بأسعار السوق وصعوبة الشبكة. 

على النقيض من ذلك، ترتبط مكافآت إثبات الحصة بكمية ومدة الأصول المحتفظ بها، مما يوفر عوائد متوسطة أكثر قابلية للتنبؤ وغالباً أعلى دون الحاجة إلى استخدام مكثف للطاقة. 

تساهم العوائد الأكثر استقرارًا وجاذبية في أنظمة نقاط البيع في تزايد شعبيتها واعتمادها.

المشاركة في الشبكة في أنظمة PoW و PoS

إن المشاركة في تعدين إثبات العمل يطرح عدة حواجز كبيرة للدخول، ويرجع ذلك في المقام الأول إلى التكاليف المرتفعة المرتبطة بمعدات التعدين والكهرباء. 

إن الأجهزة المتخصصة المطلوبة لتعدين PoW، مثل ASICs (الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات)، باهظة الثمن وغالبًا ما تكون عرضة لنقص الإمدادات. 

بالإضافة إلى ذلك، فإن استهلاك الطاقة في عملية التعدين باستخدام إثبات العمل (PoW) كبير، مما يستلزم الوصول إلى الكهرباء منخفضة التكلفة لضمان الربحية. 

تعمل هذه العوامل مجتمعة على جعل تعدين إثبات العمل أقل سهولة بالنسبة للأفراد والكيانات الصغيرة، مما يؤدي إلى تفضيل العمليات الأكبر حجمًا والمزودة برأس مال جيد والتي يمكنها تحمل الاستثمارات اللازمة وتكاليف التشغيل. 

وتؤدي الحاجة إلى الخبرة الفنية لإدارة وتحسين عمليات التعدين إلى زيادة حواجز الدخول، مما يحد من المشاركة لأولئك الذين يتمتعون بموارد كبيرة ومعرفة فنية.

في المقابل، يوفر إيداع إثبات الحصة (PoS) نموذج مشاركة أكثر شمولاً وسهولة. الشرط الأساسي لتصبح مُصدِّقًا أو مُفوِّضًا في شبكة إثبات الحصة (PoS) هو امتلاك حصة في العملة المشفرة للشبكة. 

لا توجد حاجة إلى أجهزة متخصصة أو استهلاك مكثف للطاقة، مما يقلل حاجز التكلفة بشكل كبير. 

وتسمح العديد من شبكات إثبات الحصة أيضًا بالتفويض، حيث يمكن لأصحاب الأسهم الأصغر تفويض حصتهم إلى المحقق، وكسب حصة من المكافآت دون الحاجة إلى تشغيل عقدة كاملة. 

تعمل آلية التفويض هذه على إضفاء الطابع الديمقراطي على المشاركة، مما يتيح لمجموعة أوسع من المستخدمين التفاعل مع الشبكة. 

ومع ذلك، فإن توزيع الرموز ومتطلبات الحد الأدنى من المشاركة قد تشكل حواجز، خاصة في الشبكات حيث تهيمن مجموعة قليلة من حاملي الأسهم الكبار على مشهد المشاركة.

إحصائيات حول عدد عمال المناجم والمساهمين النشطين

عمال المناجم النشطون في أنظمة إثبات العمل (PoW)

إلى البيتكوين:

• يتقلب عدد عمال مناجم البيتكوين النشطين حسب ظروف السوق وصعوبة التعدين. 

اعتبارًا من أوائل عام 2024، يوجد ما يقرب من مليون عنوان نشط فريد مرتبط بمجموعات تعدين البيتكوين، مع سيطرة مجموعات التعدين الكبرى على غالبية معدل التجزئة. 

من المرجح أن يكون العدد الفعلي للعمال الأفراد أقل، حيث يشارك العديد من العمال من خلال هذه المجمعات الكبيرة.

الإيثريوم (الانتقال قبل إثبات الحصة):

• قبل انتقالها إلى إثبات الحصة (PoS)، كان لدى إيثريوم مجتمع تعدين قوي يضم حوالي 150,000 مُعدّن نشط. ساهم هؤلاء المُعدّنون في معدل التجزئة الإجمالي لإيثريوم، من خلال مشاركتهم في التعدين الفردي وتجمعات التعدين.

أصحاب المصلحة النشطين في أنظمة نقاط البيع

Ethereum 2.0:

• منذ انتقالها إلى PoS، شهدت Ethereum زيادة كبيرة في عدد المشاركين النشطين. 

اعتبارًا من أوائل عام 2024، يوجد أكثر من 400,000 محقق نشط يشاركون في شبكة Ethereum. 

يعكس هذا المستوى المرتفع من المشاركة جاذبية الشبكة والحواجز المنخفضة للدخول إلى المشاركة مقارنة بالتعدين.

• كاردانو:تفتخر Cardano بواحدة من أكثر أنظمة المشاركة اللامركزية، مع أكثر من 3,000 مجموعة مشاركة نشطة وأكثر من 1.2 مليون عنوان مشاركة فريد. 

ويتم تسهيل هذه المشاركة الواسعة من خلال تصميم الشبكة، الذي يشجع أصحاب المصلحة الصغار والكبار على المساهمة في أمن الشبكة وحوكمتها.

• القماش المنقطتشهد بولكادوت أيضًا مشاركةً واسعة، إذ تضم أكثر من 25,000 مُصدِّق نشط، وعددًا كبيرًا من المُرشِّحين الذين يُفوِّضون حصصهم لهؤلاء المُصدِّقين. يدعم هذا الهيكل شبكةً لامركزيةً ومتينةً، مع التركيز على الأمان وقابلية التوسع.

مقارنةتوضح ديناميكيات المشاركة في أنظمة إثبات العمل (PoW) وإثبات الخدمة (PoS) المناهج المتباينة لتأمين شبكات البلوك تشين وصيانتها. تميل أنظمة إثبات العمل (PoW)، المقيدة بتكاليف الدخول المرتفعة ومتطلبات الطاقة، إلى التمركز حول عمليات وتجمعات التعدين الكبيرة، مما يحد من المشاركة الأوسع. أما أنظمة إثبات الخدمة (PoS)، بانخفاض حواجز الدخول وآليات التفويض الخاصة بها، فتتيح مشاركة أكثر شمولاً وانتشاراً. وتُبرز البيانات الإحصائية ارتفاع عدد المشاركين النشطين في شبكات إثبات الخدمة (PoS)، مما يعكس سهولة الوصول إليها وجاذبيتها لجمهور أوسع.

التوقعات المستقبلية واتجاهات إثبات العمل (PoW)

يرتبط مستقبل PoW ارتباطًا وثيقًا بعملة البيتكوين، التي تظل العملة المشفرة الأكبر والأكثر تأثيرًا من حيث القيمة السوقية. 

في حين أن PoW ستستمر في لعب دور مهم في النظام البيئي blockchain، فإن قابلية التوسع والتحديات البيئية الخاصة بها من المرجح أن تحد من اعتمادها على نطاق أوسع. 

وقد تساعد الابتكارات الرامية إلى تحسين كفاءة إثبات العمل، مثل دمج مصادر الطاقة المتجددة في عمليات التعدين وتطوير أجهزة التعدين الأكثر كفاءة في استخدام الطاقة، في التخفيف من بعض هذه المخاوف. 

ومع ذلك، من المتوقع أن يؤدي التركيز المتزايد على الاستدامة والتكاليف التشغيلية المرتفعة المرتبطة بإثبات العمل إلى تحول تدريجي نحو آليات إجماع أكثر استدامة.

التوقعات والاتجاهات المستقبلية لإثبات الحصة (PoS)

من المتوقع أن تشهد أنظمة نقاط البيع (PoS) نموًا واعتمادًا كبيرين في السنوات القادمة. وقد شكل الانتقال الناجح من إيثريوم إلى نقاط البيع (PoS) مع تحديث إيثريوم 2.0 سابقةً تُبرز جدوى وفوائد أنظمة نقاط البيع. 

إن قابلية التوسع وكفاءة الطاقة وحواجز الدخول المنخفضة لـ PoS تجعلها خيارًا جذابًا لمشاريع blockchain الجديدة والشبكات الحالية التي تتطلع إلى الترقية. 

تشير الاتجاهات إلى أن نقاط البيع ستستمر في اكتساب حصة سوقية مع قيام المزيد من الشبكات بتنفيذ نماذج نقاط البيع أو النماذج الهجينة التي تجمع بين نقاط البيع وآليات الإجماع الأخرى لتحسين الأداء والأمان. 

ومن المتوقع أيضًا أن تسفر الأبحاث والتطوير الجارية في بروتوكولات إثبات الحصة عن تحسينات أخرى في الكفاءة والأمان واللامركزية.

خاتمة

يسلط التطور المستمر لتكنولوجيا blockchain الضوء على المزايا والتحديات المتميزة لآليات إجماع إثبات العمل (PoW) وإثبات الحصة (PoS). 

لقد لعبت تقنية إثبات العمل (PoW)، التي يجسدها البيتكوين، دورًا محوريًا في إرساء أسس التمويل اللامركزي ولكنها تواجه مشكلات كبيرة تتعلق بالتوسع والبيئة. 

تكتسب تقنية PoS، مع وعدها بتوسيع نطاقها وكفاءة الطاقة والمشاركة الأوسع، زخمًا كبديل مستدام، كما يتضح من انتقال Ethereum الناجح إلى PoS وظهور شبكات مثل Cardano و Polkadot.

مع استمرار نضوج نظام blockchain البيئي، فإن الاتجاه نحو اعتماد PoS يشير إلى مستقبل حيث تكون الاستدامة وإمكانية الوصول أمرًا بالغ الأهمية. 

من المرجح أن تحافظ أنظمة إثبات العمل (PoW) على أهميتها، خاصة في الشبكات القديمة، ولكن التركيز المتزايد على التقنيات الصديقة للبيئة والشاملة من شأنه أن يدفع إلى اعتماد أنظمة إثبات العمل (PoS) على نطاق أوسع. 

لا يعكس هذا التحول التزام الصناعة بمعالجة تحديات التوسع والتحديات البيئية فحسب، بل يسلط الضوء أيضًا على الطبيعة الديناميكية للابتكار في مجال تقنية البلوك تشين، مما يمهد الطريق أمام أنظمة بيئية لامركزية أكثر مرونة وتنوعًا.