مقیاس پذیری در بلاکچین به چه معناست، چرا اندازه بلاک در بلاکچین مهم است؟

اندازه بلاک در بلاکچین می‌تواند به طور بالقوه تأثیر زیادی در سرعت و ظرفیت شبکه داشته باشد. افزایش سرعت و ظرفیت به عنوان مقیاس پذیری در بلاکچین شناخته می‌شود.

مقیاس پذیری در بلاکچین به چه معناست، چرا اندازه بلاک در بلاکچین مهم است؟

مقیاس پذیری در بلاکچین به چه معناست، چرا اندازه بلاک در بلاکچین مهم است؟

همانطور که احتمالاً آگاه هستید، بلاکچین ها نام خود را از این گرفته‌اند که به معنای واقعی کلمه از بلاک‌های پشت سر هم تشکیل شده‌اند. بلاک‌ها خود دسته‌ای از داده‌های تراکنش هستند. مقدار داده موجود در هر بلاک همراه با سرعت تولید بلاکچین تعداد معاملات در ثانیه یا TPS های شبکه را تعیین می‌کند. بدیهی است که داشتن نرخ بالای TPS جذابیت بیشتری دارد، بنابراین توسعه دهندگان همیشه به دنبال راه‌هایی برای بهبود این معیار هستند.

نرخ واقعی بسته به شرایط شبکه متفاوت است. با این حال TPS بیت کوین در حال حاضر حداکثر در حدود هفت معامله است. اتریوم بلاکچین پیشرو با 15 TPS وضعیت خیلی بهتری ندارد. برای مقایسه، ویزا می‌تواند چیزی در حدود 1700 TPS را پردازش کند. بنابراین اگر این شبکه‌ها بخواهند به عنوان راه حل‌های پرداخت جهانی رقابت کنند ضروری است که بهبودهایی حاصل شود. از آنجا که نرخ TPS یک پلاکچین عمیقاً به اندازه هر بلاک گره خورده است، این عامل اصلی در یافتن راهی برای پذیرش جریان اصلی می‌شود. با این حال، همانطور که خواهیم دید، افزایش اندازه به طور نامحدود تنها یک راه موقتی است و فلسفه‌های مختلفی در مورد چگونگی حرکت به جلو وجود دارد.

روش‌های مقیاس پذیری برای بهبود TPS

راه حل‌های مقیاس پذیری به دو شکل وجود دارد: درون زنجیره‌ای و برون زنجیره‌ای. هر دو با موافقان و مخالفانی همراه هستند، اما از هم اکنون، هیچ توافق نامه‌ای درباره آینده‌ای امیدوار کننده تر وجود ندارد.

• شبکه لایتنینگ lightning روشی برای انجام معاملات بدون نیاز به تأیید صحت آنها در بلاکچین

مقیاس پذیری درون زنجیره‌ای

مقیاس پذیری درون زنجیره‌ای به فلسفه تغییر چیزی در مورد خود بلاکچین برای سریعتر شدن آن اشاره دارد.

کاهش حجم داده های معاملات

اولین رویکرد در مقیاس پذیری شامل کاهش مقدار داده‌های استفاده شده در هر معامله است. با این کار معاملات بیشتری در یک بلاک قرار می‌گیرند. این همان چیزی است که بیت کوین با به روزرسانی سگرگیتد ویتنس (Segregated Witness) یا به صورت مخفف SegWit به آن دست یافت. با تغییر نحوه پردازش داده‌های معامله، این به روزرسانی برای بیت کوین امکان پیشرفت چشمگیری در ظرفیت کلی شبکه فراهم کرد.

افزایش سرعت ایجاد بلاک

روش دیگر برای افزایش بالقوه TPS یک شبکه، افزایش میزان تولید بلاک است. اگرچه این کار تا حدی می‌تواند مفید باشد، اما محدودیت‌هایی در رابطه با زمان لازم برای انتشار بلاک جدید از طریق شبکه وجود دارد. اساساً، نباید قبل از برقراری ارتباط بلاک قبلی با تقریباً همه گره‌های موجود در شبکه، بلاک‌های جدید ایجاد شود. این امر باعث ایجاد اختلافاتی در شبکه می‌شود.

ارتباط بین بلاکچین های مختلف

ایجاد ارتباط یکپارچه بین بلاکچین های گسسته روش بالقوه دیگری است که می‌تواند این سیستم‌ها را مقیاس پذیر کند. اگر زنجیره‌های مختلف بتوانند بین یکدیگر معامله کنند، بنابراین هر شبکه مجبور نیست که داده‌های زیادی را اداره کند و باید عملکرد هر یک از آنها بهتر شود. مطمئناً برای اطمینان از صحت 100 درصدی داده‌های ارسالی بین شبکه‌ها، به سیستمی نیاز است و این همان کاری است که پروژه‌هایی مانند پلکادات (Polkadot) در صدد انجام آن هستند. این پلت فرم با ترکیب چندین زنجیره بومی و همچنین قراردادهای هوشمند، امکان مقیاس پذیری کل اکوسیستم غیرمتمرکز را پس از اجرای کامل فراهم می‌کند.

شاردینگ یا خرد کردن

یک تکنیک به نام خرد کردن وجود دارد، که در آن تراکنش‌ها به قطعات کوچک تقسیم می‌شوند. بدین ترتیب گره‌های مختلف فقط قطعات کوچک خاص را تأیید می‌کنند. با این کار به طور مؤثر پردازش موازی انجام می‌پذیرد. با این عمل سرعت سیستم افزایش می‌یابد. این می‌تواند در سیستم‌های اثبات کار یا اثبات سهام اعمال شود. قرار است این شیوه یک جز اصلی از آپدیت اتریوم 2.0 (Ethereum 2.0) را تشکیل دهد. این امکان بهبود ظرفیت و سرعت شبکه را فراهم می‌کند و توسعه دهندگان امیدوارند که شاهد افزایش 100000 TPS در واقعیت باشیم.

از طرف دیگر، لازم به ذکر است که چند سال طول می‌کشد تا فرآیند خرد کردن به طور کامل در اتریوم اجرایی شود. کارشناسان بدبین اظهار داشته‌اند که این امر همچنین باعث ایجاد پیچیدگی و آسیب رساندن به امنیت شبکه می‌شود. به این دلیل که خرد کردن باعث افزایش احتمال “هزینه دوبرابر” در نتیجه حمله می‌شود. مسئله این است که برای به دست آوردن خرده‌های منفرد منابع کمتری نسبت به انجام یک حمله 51٪ سنتی لازم است. این می‌تواند منجر به تأیید تراکنش‌هایی شود که در غیر این صورت فاقد اعتبار شناخته می‌شوند.

گره های اعتبار سنجی نماینده

برخی از پروژه‌ها سعی کرده‌اند با محدود کردن میزان گره‌های اعتبار سنجی، سرعت شبکه را بهبود بخشند. برای مثال EOS اعتبارسنجهای خود را به 21 مورد محدود کرده است. این 21 اعتبارسنج توسط آرای دارندگان توکن انتخاب می‌شوند. این عمل یک شکل حاکمیت منصفانه و توزیع شده را حفظ می‌کند. این شبکه 4000 TPS را ارائه داده است. توسعه دهندگان آن اطمینان دارند که می‌توانند مقیاس پذیری خود را ادامه دهند. همین امر این پروژه را به عنوان یکی از رقبای اصلی اتریوم قرار داده است. با این حال، به اعتبارسنجان محدود اغلب به عنوان نوعی تمرکز نگاه می‌شود، بنابراین همه کاربران از این مدل استقبال نمی‌کنند.

افزایش اندازه بلاکها

البته، یکی از روشهای متداول در مورد مقیاس پذیری بلاکچین، افزایش اندازه بلاک‌های جداگانه است. این رویکردی بود که بیت کوین کش هنگام کنار گذاشتن بیت کوین در سال 2017 به طرز مشهوری اتخاذ کرد. جامعه بیتکوین کش نمی‌خواست محدودیت 1 مگابایت داشته باشد. بنابراین با یک هاردفورک، قوانین را تغییر داد تا پروژه بتواند از 8 مگابایت و بعداً 32 مگابایت اندازه بلاک بهره مند شود. در حالی که این قطعاً به معنای وجود فضای بیشتر در هر بلاک برای افزودن داده‌های معامله است، اما برخی اشاره می‌کنند که ادامه رشد اندازه بلاک به طور نامحدود غیرممکن است. بسیاری این راه حل را صرفاً مسکنی برای این مشکل می‌دانند. با توجه به اینکه، در عمل، میانگین بلاک شبکه بیت کوین کش هنوز زیر 1 مگابایت است، بحث در این باره هنوز تمام نشده است.

• کامپیوترهای کوآنتومی یا بلاکچین، کدام یک برنده نهایی در آینده تکنولوژی خواهند بود

مقیاس پذیری برون زنجیره‌ای

همچنین روشهایی برای بهبود مقیاس پذیری در بلاکچین وجود دارد که مستقیماً چیزی را در بلاکچین تغییر نمی‌دهد. این‌ها اغلب “راه حلهای لایه دوم” نامیده می‌شوند، زیرا “در بالای” بلاکچین قرار می‌گیرند. یکی از شناخته شده ترین این پروژه‌ها، شبکه لایتنینگ بیت کوین است. گره‌های شبکه لایتنینگ می‌توانند “کانال” هایی را بین یکدیگر باز کرده و مستقیماً به جلو و عقب معامله کنند. تنها در صورت بسته شدن کانال، شبکه لایتنینگ آخرین بروزرسانی را برای ثبت روی زنجیره به بلاکچین انتقال می‌دهد. این گره‌ها همچنین می‌توانند بهم متصل شوند و سیستم پرداخت بسیار سریعتر و ارزانتری را ایجاد کنند. این شبکه توانایی دارد تنها در کسری از زمان فقط با شبکه اصلی ارتباط برقرار می‌کند.

رایدن راه حل لایه دو اتریوم

البته اتریوم نیز راه حل‌هایی در این راستا دارد. شبکه رایدن (Raiden) به عنوان نسخه شبکه لایتنینگ (Lightning) برای اتریوم معرفی شده است. همچنین یک محصول بلاکچین کلی‌تر به نام سار نت ورک (Celer Network) نیز برای این بلاکچین طراحی شده است. این پروژه‌ها نه تنها معاملات خارج از زنجیره را انجام می‌دهند بلکه تغییرات حاکمیتی را نیز انجام می‌دهند. در حال حاضر، بزرگ‌ترین نقص این سیستم‌ها این است که آنها در حال پیشرفت هستند و در صورت عدم ایجاد یا بسته شدن صحیح کانال‌ها، هنوز اشکالات و سایر مشکلات فنی وجود دارد.

زنجیره های جانبی

ایده مشابه چیزی به نام “زنجیره‌های جانبی” است. این‌ها اساساً زنجیره‌های بلاکی هستند که از شاخه اصلی “منشعب شده‌اند” و توانایی جابجایی دارایی بومی را بین آنها دارند. این بدان معنی است که می‌توان زنجیره‌های جانبی را برای اهداف خاصی ایجاد کرد، که فعالیت معامله را از شبکه اصلی دور می‌کند. بدین ترتیب پهنای باند کلی برای مواردی که باید در زنجیره اصلی حل و فصل شوند آزاد می‌ماند. این مورد از طریق زنجیره جانبی لیکویید (Liquid) برای بیت کوین اجرا می‌شود و نسخه اتریوم آن با نام پلاسما شناخته می‌شود. نقطه ضعف زنجیره‌های جانبی این است که هر یک از زنجیره‌های جانبی خود باید توسط گره‌ها ایمن شوند. اگر کاربر از اینکه چه کسی در پشت صحنه اداره آنها را می‌کند، بی اطلاع باشد، می‌تواند منجر به مشکلات امنیتی شود.

مزایای افزایش اندازه بلاک

کسانی که می‌خواهند اندازه بلاک را افزایش دهند، استدلال می‌کنند که بلاک‌های بزرگتر نه تنها ظرفیت و سرعت را بهبود می‌بخشند بلکه هزینه‌ها را نیز کاهش می‌دهند. ناقصین نگرانند که بلاک‌های بزرگ‌تر منجر به تمرکز بیشتر شوند.

بسیاری هستند که احساس می‌کنند افزایش اندازه بلاک بیت کوین (BTC) و سایر دارایی‌های غیرمتمرکز برای پذیرش جریان اصلی مهم است. قطعاً با افزایش اندازه بلاک، نه تنها می‌توان تراکنش‌های بیشتری را در هر بلاک تأیید کرد، بلکه متوسط هزینه معامله نیز کاهش می‌یابد. به نظر می‌رسد این بهترین حالت برای هر دو طرف ماجراست. با این شیوه شبکه هم سریعتر و هم ارزان‌تر می‌شود. این قضیه زمانی قویتر می‌شود که طرفداران می گویند که سایر راه حلهای مقیاس پذیری، مانند زنجیرهای جانبی فوق الذکر و خرد کردن، هنوز در حال آزمایش هستند و آماده پیاده سازی گسترده نیستند.

• الگوریتم اجماع در بلاکچین چه نقشی دارد و انواع مختلف مدل‌های اجماع چیست

پیامدهای افزایش اندازه بلاک

این‌ها نکات مهمی هستند، اما مسلماً افزایش اندازه بلاک پیامدهایی دارد. باز هم، بسیاری آن را خرید وقت و حل نکردن مسئله واقعی می‌دانند. بسیاری از کارشناسان راه حل‌های پیچیده‌تری را لازم می‌دانند. دلیلی که آنها برای رد افزایش اندازه بلاک‌ها می‌آورند این است که بلاک‌های بزرگتر اپراتورهای گره باید هر بلاک جدید را بارگیری کنند، زیرا اگر بلاک‌ها دارای اندازه 1 مگابایت، 4 مگابایت یا حتی 32 مگابایت باشند، با سخت افزار فعلی مسئله خاصی وجود ندارد.

با این حال، اگر قرار است بلاکچینی در سطح جهانی به کار گرفته شود، حتی این هم کافی نیست. طولی نخواهد کشید که بلاک‌ها باید در مقیاس گیگابایت باشند و این می‌تواند مانع بزرگی باشد. اکثر ماینرهای متوسط توانایی خرید سخت افزار یا اینترنتی را ندارند که بتوانند از پس این کار برآیند. این امر احتمالاً منجر به افزایش تمرکز بین شخصیت‌های خاصی می‌شود. همانطور که گریگوری مکسول، توسعه دهنده بیت کوین کور اظهار داشت:

“وقتی در مورد معاملات در شبکه صحبت می‌کنید بین مقیاس و عدم تمرکز یک معامله ذاتی وجود دارد. […] به سفارش اتصال گیگابیتی، به پهنای باند زیادی نیاز دارید. این کار می‌کند مشکل این است که خیلی غیرمتمرکز نخواهد بود، زیرا چه کسی می‌خواهد یک گره را اجرا کند؟ “

در نهایت، کسانی که در مورد این تغییرات در یک شبکه تصمیم می‌گیرند، استخراج کنندگان هستند که می‌توانند از ارتقا پروتکل شبکه پشتیبانی می‌کنند. بسیاری از ماینرها در استخرهای بزرگ گروه بندی شده‌اند، که در نهایت همه با هم همصدا می‌شوند. این می‌تواند به طور بالقوه شکل دیگری از تمرکز باشد. این مجامع بسیار بیشتر از آنچه ماینرهای تنها قدرت خواهند داشت.

کلام پایانی

خوشبختانه بیش از یک راه برای دستیابی به این مسئله وجود دارد. همه پروژه‌ها نمی‌خواهند اندازه بلاک‌های را افزایش دهند. توسعه دهندگان دیگر این مشکل را با روشهای هوشمندانه دیگر حل می‌کنند. به این امید که مقیاس پذیری یک بار برای همیشه حل شود.

با گذشت زمان، روش‌های جدیدی برای مقیاس پذیری در بلاکچین ها پیدا می‌شود. اما ما هنوز با مراحل پایانی فاصله زیادی داریم. با آزمایش و تجسم مجدد راه حل‌ها، توسعه دهندگان باید هر روز به سیستم پردازش داده جهانی نزدیک شوند. در حال حاضر، داشتن ذهنیت باز و تمایل به امتحان چیزهای جدید مهم است. شاید پاسخی که رهبران پروژه به دنبال آن هستند در حال حاضر مراحل آزمایش خود را سپری می‌کند.