مروری کلی بر راه حل‌های مختلف برای مشکلات مقیاس پذیری در بلاک چین

مقوله مقیاس پذیری ثابت کرده که تنها مانع بزرگ بر سر راه تعیین جریان اصلی تکنولوژی بلاک چین (Blockchain) امروزی است. در حالی که بیت کوین در زمینه امنیت و عدم تمرکز بی‌عیب و نقص است، هنگامی که بحث از مقوله مقیاس پذیری به میان می‌آید، داستان به کلی عوض می‌شود؛ اندازه گیری مقیاس پذیری بر اساس مقاطع TPS و یا تبادلات بر ثانیه است. مثلا مقیاس پذیری ویزا کارت ۱۷۰۰ است و مقیاس پذیری بیت کوین، تنها ۴ را مدیریت می‌کند. این بدین معناست که ویزا کارت در هر ثانیه ۱۷۰۰ تراکنش و بیت کوین تنها ۴ تراکنش را مدیریت می‌کند!

اتریوم، که بازار را به دلیل پشتیبانی قرارداد هوشمند و برنامه‌های غیر متمرکز (DApps) به خود اختصاص داده است، به طور متوسط با TPS تقریبا ۱۰ در هر روز، فعالیت خوبی داشته و در بهترین حالت خود، با  TPS حدودا ۲۰  فعالیت می‌کند.

در گزارشی که از Deloitte منتشر شده بیان شده که:

سرعت ناخوشایند مبادلات بلاک چین، نگرانی اصلی شرکت‌هایی است که متکی به سیستم‌های پردازش معاملات قدیمی، با کارایی بالا هستند.

سال ۲۰۱۷، جهان را با بلاک چین و امکانات فراوان آن آشنا کرد؛ اما مدتی نگذشت که کمبود امکانات این تکنولوژی به همگان یادآوری شد؛ مثلا در دسامبر سال ۲۰۱۷ و در طی بازی Cryptokitty، شبکه اتریوم به دلیل ازدحام زیاد مردم برای خریداری گربه‌های کارتونی، مسدود شد. این نوعی ندای ناخوشایند برای بیدار شدن همگان از خواب بود و همین واقعه هشداری برای محدودیت‌های الگوریتم اجماع PoW اتریوم (گواه اثبات کار اتریوم) نیز به حساب می‌آمد. برای این که این آسیب دیدگی کمی توهین‌آمیز نیز به نظر برسد، یاوه گویان در اواسط سال ۲۰۱۸، یک بار دیگر کارکرد اجرایی اتریوم را زیر سؤال بردند.

فاجعه‌هایی از این دست، توسعه دهندگان بلاک چین را وادار کرد تا به پیدا کردن راه حل مشکلات مقیاس پذیری موجود، که موجب آسیب زدن به شبکه‌های بلاک چین می‌شود، توجه خاصی کنند و همچنین در پروژه‌های آتی بلاک چین نیز، برای رویارویی با چنین مشکلاتی آمادگی بیشتری داشته باشند.

اتریوم ۲.۰ – منجی موعود

با وجود این که بیت کوین خود را به عنوان فرزند اصلی تکنولوژی بلاک چین بنیان‌گذاری کرده، اما اتریوم پیشینه خود را به عنوان سرشناس‌ترین ابر رایانه غیرمتمرکز جهان پایه ریزی کرده است. توسعه دهندگان DApp در سراسر دنیا، برنامه‌های جدیدی را به صورت منظم و طبق قواعد، بر پایه اتریوم توسعه می‌دهند.

می‌توان گفت که اتریوم فعالیت در زمینه امور مالی غیرمتمرکز (DeFi) را تسهیل کرده است و این موضوع به این صورت اتفاق می‌افتد که بلاک چین ، دارایی‌های دیجیتال و قراردادهای هوشمند، همگی در راستای فراهم کردن خدمات پولی، به جای ابزارهای معمول مالی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

اخیرا ارزش کل ثابت بازارهای کریپتوی DeFi به حدود یک میلیارد دلار رسیده است!

لازم به گفتن نیست که کل جهان کریپتو در حال دنبال کردن روند به روز رسانی‌های تیم توسعه اتریوم، همانند پیروان یک آیین هستند. این روند در راستای به انجام رساندن پروسه اجرای نماد و یا در اصطلاح آواتار بعدی اتریوم بسیار دشوار بوده است. اتریوم ۲.۰ را Christened نام گذاری کرده‌اند. این به روزرسانی و در واقع آپگریدی است که نویدبخش کارایی مبادلات با سطوح بالاتر، از طریق یک مدل امنیتی جدید و همچنین تغییر مکانیزم اجماع PoS و یا همان گواه اثبات سهام است.

یک جایگزین کم مصرف برای گواه اثبات کار (POW)، گواه اثبات سهام (POS) است که هم مقیاس ‌پذیری بیشتری دارد و هم قادر به پشتیبانی از ظرفیت بالاتر است.

شاردینگ در بلاک چین

جدا از ایجاد یک تغییر و رو آوردن به PoS، توسعه دهندگان اتریوم ۲.۰ در حال ادغام شاردینگ با آن نیز هستند. شاردینگ تکنیک رایجی است که در پایگاه داده‌های متمرکز استفاده می‌شود و در آن، مجموعه کلی داده‌ها به بخش‌های کوچک‌تر خرد می‌شوند.

در شبکه‌های بلاک چین، از عمل شاردینگ در راستای خرد کردن تراکنش‌ها در بخش‌های مختلف و توزیع آنها در کل شبکه استفاده می‌شود. با این کار، نیازی نیست تا هر یک از نودهای شبکه وضعیت کل بلاک چین را بارگیری و یا دانلود و ذخیره کند. از طریق روش موازی سازی، عمل شاردینگ سرعت قابل توجهی به مبادلات می‌دهد.

اتریوم اولین پروژه بلاک چینی نیست که در حال اجرای روش شاردینگ است؛ افتخار استفاده از این عمل متعلق به Zilliqa است. پروژه‌های دیگری نیز مانند Cardano، Harmony و Algorand نیز در تلاش برای ادغام روش شاردینگ با تکنولوژی بلاک چین بوده‌اند.

متاسفانه تیم توسعه دهنده اتریوم ۲.۰، هم اکنون مدتی است که در حال تغییر نقاط عطف این پروژه هستند. در ابتدا، از ژانویه سال ۲۰۲۰ تا تاریخ نامشخص در ربع دوم سال ۲۰۲۰، و نهایتا تاریخ توسعه نهایی و رونمایی از فاز اول اتریوم ۲.۰ در ژوئیه سال ۲۰۲۰ تعیین شده است.

این بلاتکلیفی‌ها ما را در مورد زمان دقیقی که می‌توانیم اتریوم ۲.۰ را در حالت تمام و کمال خود ببینیم، به شک و تردید می‌اندازند.

سایر راه حل‌های مقیاس پذیری بلاک چین

پیش از رواج یافتن شاردینگ، توسعه دهندگان در حال راه اندازی ایده کانال‌های وضعیت خارج از زنجیره بودند.

یک کانال وضعیت، در واقع یک کانال ارتباطی دو طرفه بین مشارکت کنندگان در شبکه است، که امکان انجام مبادلات خارج از زنجیره را در اختیار آنان قرار می‌دهد. سپس وضعیت نهایی معاملات را به بلاک چین منتقل می‌کند.

از آنجایی که کلیه مبادلات میانی، به صورت خارج از زنجیره اتفاق می‌افتند و تنها وضعیت نهایی در بلاک چین اصلی مورد تایید قرار می‌گیرد، کانال‌های وضعیت، زمان مبادلات را به صورت تصاعدی کاهش می‌دهند. شبکه لایتنینگ بیت کوین، شبکه رایدن اتریوم و شبکه سلر، برخی از پروژه‌هایی هستند که در این دامنه کار می‌کنند.

DAG (گراف جهت دار غیرمدور) یکی دیگر از ایده‌هایی است که محبوبیت زیادی در بین توسعه دهندگان بلاک چین که به دنبال راه حل‌های مقیاس پذیری هستند، کسب کرده است. در یک DAG، هر یک از تراکنش‌ها به چندین تراکنش مرتبط است.

در مقایسه با زنجیره بلاک قدیمی و سنتی، هیچ بلاکی از مبادلات در یک شبکه DAG وجود ندارد. هر یک از مبادلات منحصر به فرد، اعتبار سایر مبادلات را فراهم می‌کند.

بنابراین از نظر تئوری، هر چه حجم معاملات بیشتر باشد، یک شبکه DAG سریع‌تر می‌تواند اعتبار آنها را تایید کند. Iota، Nano و COTI برخی از پروژه‌های کریپتو هستند که مبتنی بر تکنولوژی DAG عمل می‌کنند. شبکه DAG ارز آیوتا معروف به Tangle، هر معامله را به چندین تراکنش دیگر متصل می‌کند.

پیشرفت‌های اخیر

در ماه فوریه سال ۲۰۲۰، Harmony شبکه اصلی خود را راه اندازی کرد و معاوضه‌ای از توکن‌های ERC-20 (اتریوم) و BEP-2) Binance chain) به یک توکن بومی به نام توکن‌های ONE Harmony را اعلام کرد.

با وجود این که معاوضه توکن از بلاک چین‌های عمومی به بلاک چین‌های بومی کاملا متداول است، اما آن چیزی که این اتفاق اخیر را منحصر به فرد می‌کند این است که Harmony اولین پروژه‌ای است که PoS در بلاک چین شارد شده و یا چند بخشی را در واقعیت ایجاد کرده است؛ به اندازه هر مرورگر بلاک چین، Harmony یک بلاک نهایی ۸ ثانیه‌ای با ۴ شارد فعال دارد.

این پیشرفت، در محتوای سایر پروژه‌های PoS که به دنبال پیاده سازی شاردینگ هستند نیز مهم است. از این قبیل پروژه‌ها می‌توان به اتریوم ۲.۰ و کاردانو (ADA) اشاره کرد. برای مدتی طولانی، در کنار هم قرار گرفتن اجماع PoS و شاردینگ، تنها یک مفهوم تئوری در نظر گرفته می‌شد.

نه تنها دستاوردهای Harmony نشان داده است که این امر می‌تواند در عمل محقق شود، بلکه راه را برای اتریوم نیز هموار کرده است تا بتواند یک بلاک چین شارد شده یا همان بخش شده و دارای قابلیت PoS را اجرا کند. علاوه بر این، به علاقه‌مندان به بلاک چین اطمینان خاطر داد که ممکن است اتریوم ۲.۰ به زودی به افق طلوع خود برسد.

شبکه لایتنینگ، یک لایه پرداخت فوق العاده سریع در راس بلاک چین بیت کوین است که به کاربران اجازه می‌دهد تا بیت کوین را سریع و ارزان ارسال و یا دریافت کنند. همچنین در چند ماه گذشته نیز پیشرفت‌های چشمگیر و قابل توجهی داشته است.

پروژه مقیاس بندی Layer-2، در ربع چهارم سال ۲۰۱۹ به ۱۰۰۰۰ نود رسیده است. در دسامبر سال ۲۰۱۹، تیم توسعه دهنده این پروژه اعلام کرد که به زودی ارسال پرداخت‌های بزرگ بیت کوین با استفاده از شبکه، امکان پذیر خواهد بود.

انتظار می‌رود موفقیت شبکه لایتنینگ، موجب کاهش چشمگیر زمان تایید پرداخت بیت کوین شود و این روند را برای تجار، به عنوان یک ابزار پرداخت، قابل قبول‌تر می‌کند.

استفاده از MultiDAG در پروژه COTI

در پروژه DAG، COTI یک پروتکل انتشار توکن MultiDAG را در شبکه اصلی نودهای خود، راه اندازی و تکمیل کرده است؛ MultiDAG اولین پروتکل مبتنی بر DAG است که اجازه می‌دهد تا توکن‌ها در راس زیرساخت‌های مبتنی بر DAG صادر شوند.

همانند اتریوم، اکوسیستم COTI MultiDAG یک پلتفرم معمول غیرمتمرکز برای توکن‌های مختلف و قراردادهای هوشمند است و این در حالی است که تنها از یک کوین بومی برای کلیه هزینه‌ها و سهام استفاده می‌کند.

اما بر خلاف اتریوم، MultiDAG شامل موجودیت‌هایی است که به صاحب منحصر به فرد MultiDAG اجازه می‌دهد تا قوانین خاص خود را متناسب با نیازهای خود تنظیم کند.

پروژه‌های مقیاس پذیری بلاک چین زیادی وجود دارند؛ اما تعداد بسیار کمی از آنها توانسته‌اند به اهداف خود دست پیدا کنند.

آینده‌ای روشن

معاملات سریع‌تر در حوزه بلاک چین، به موارد بیشتری در راستای پذیرش و موارد استفاده در دنیای واقعی تبدیل می‌شود که از سال ۲۰۱۷ در ذهن ما بوده است. DeFi هم اکنون نیز به بخشی عظیم و چشمگیر در فضای بلاک چین تبدیل شده است.

پیش بینی می‌کنیم که مقیاس پذیری در ابعاد بزرگ‌تر، منجر به موارد استفاده بیشتر از DeFi، از جمله ارسال سریع‌تر پول، پرداخت‌های بین مرزی و غیره شود.

انتظار می‌رود که صنعت زنجیره تامین و استدلال و یا همان لجستیک نیز از پیشرفت‌های تکنولوژی بلاک چین بهره‌مند شوند.

مدیریت هویت، زمینه دیگری است که با گذشت زمان شاهد استفاده بیشتر و بیشتر از بلاک چین در آن هستیم.

راه حل‌های مقیاس پذیرتر باید به ادغام بیشتر بلاک چین در مسیر روزانه ما کمک کند. نیازی به گفتن این موضوع نیست که، این تنها زیرمجموعه‌ای از تمام برنامه‌های کاربردی محتمل از تکنولوژی بلاک چین است.

با سرعتی که در طی آن راه حل‌های مقیاس پذیری توسعه می‌یابند، ما را در این مورد خوش‌بین می‌کند که بلاک چین اینجاست تا نه تنها در میان ما باقی بماند، بلکه جهان را تغییر دهد.