آیا آیوتا (IOTA) واقعا غیر متمرکز است؟!

همانطور که می‌دانید یکی از بزرگترین مشکلات ارزهای دیجیتالی مثل بیت کوین که مبتنی بر فناوری بلاکچین هستند، مشکل مقیاس پذیری است. به دلیل سرعت پایین تایید تراکنش‌ها که باید مورد اجماع کل شبکه قرار بگیرند و بعد روی بلاکچین ثبت شوند و همچنین کارمزدهای بالای تراکنش‌ها که توسط ماینرها دریافت می‌شوند، این نوع ارزهای دیجیتال در حال حاضر نمی‌توانند برای پرداخت‌های خرد (Micro Payments) مثل خرید یک لیوان قهوه استفاده شوند. اما ارز دیجیتال آیوتا ادعا می‌کند که توانسته‌ ضمن حفظ ویژگی غیر متمرکز بودن، مشکل مقیاس پذیری (Scalibility) را با استفاده از تکنولوژی جدیدی غیر از بلاکچین حل کند. در این زیر ذره بین قصد داریم به بررسی صحت این ادعای آیوتا بپردازیم.

هدف آیوتا

آیوتا یک ارزدیجیتال است که با هدف استفاده برای پرداخت‌های خرد با مقیاس پذیری بسیار بالا بوجود آمده است. پرداخت های خردی که هم توسط انسان‌ها و هم توسط ماشین‌ها در قالب اینترنت اشیا (Internet of Things) می‌توانند صورت گیرند. آیوتا بر خلاف بسیاری از کوین‌ها که از فناوری بلاکچین بهره می‌برند برای دستیابی به این هدف خود از یک نوع دیگر دفترهای کل توزیع یافته (DLT) یعنی فناوری گراف‌های غیر مدور جهت‌ دار (DAG) استفاده می‌کند. این فناوری که توسط آیوتا برای ثبت و تایید تراکنش ها به صورت غیر متمرکز به کار می‌رود Tangle نام دارد.

Tangle راهکاری برای حل مشکل مقیاس پذیری

در Tangle بر خلاف بلاکچین‌ ها نیازی به تایید تراکنش‌ها در طی فرآیند اجماع بین تمام گره‌ها که فرآیندی کند و هزینه بر است، نیست. در عوض هر کس که قصد انتشار یک تراکنش در شبکه آیوتا را داشته باشد، باید ابتدا دو تراکنش تایید نشده دیگر در شبکه را به صورت رندم تایید کند. برای تایید این دو تراکنش‌ یک اثبات کار با حجم محاسباتی بسیار سبک باید توسط منتشر کننده تراکنش انجام بگیرد. حجم محاسباتی که برای تایید این تراکنش ها باید صورت بگیرد به حدی کم است که هر دستگاهی اعم از لپ تاپ و موبایل می‌تواند در عرض کسری از ثانیه آن را انجام دهد. بنابراین در این سیستم برای تایید تراکنش ها نیازی به وجود ماینرها نیست و تمام توکن های آیوتا از قبل بوجود آمده‌اند.

باتوجه به اینکه برای ایجاد هرتراکنش در شبکه نیاز به تایید دو تراکنش دیگر در شبکه است، بنابراین در این سیستم بر خلاف سایر سیستم‌های غیر متمرکز، با افزایش تعداد تراکنش ها، نه تنها شبکه کند نمی شود بلکه بازده آن افزایش هم می‌یابد. آیوتا توانسته است با بهره‌وری از فناوری Tangle تراکنش‌های تقریبا آنی و با کارمزد صفر را به ارمغان آورد. ویژگی‌هایی که لازمه پرداخت های خرد (micro payments) و تراکنش‌های بین دستگا‌ه‌ها در قالب ارتباطات سنسوری است. بنابراین می‌شود به نوعی گفت که آیوتا با استفاده از Tangle توانسته است مشکل مقیاس پذیری (Scalibility) را به طور کامل حل کند.

اما همانطور که در مقاله مقیاس پذیری چیست، توضیح داده شد، برای دستیابی به مقیاس پذیری بالاتر به صورت On-Chain، غیرمتمرکز بودن و یا امنیت شبکه باید تا حدی قربانی شوند. باید گفت که آیوتا هم از این قضیه مستثنی نیست و برای رسیدن به این حد از مقیاس پذیری مقداری از این دو امر مهم را فدا کرده است.

مشکلی که در شبکه آیوتا وجود دارد این است که اگر کنترل تنها ۳۴ درصد از گره‌های شبکه به دست یک عامل مخرب بیفتد می‌تواند تعداد زیادی تراکنش‌های غلط را در شبکه منتشر و تایید کند و حمله دوبار خرج کردن (Double Spending) انجام دهد. از آنجاکه گره‌ها در شبکه آیوتا بسیار سبک هستند، ایجاد یک گره ، بسیار کم هزینه است و به این ترتیب در مراحل اولیه ی توسعه شبکه که تعداد گره‌ها پایین است،  امنیت شبکه می‌تواند به راحتی توسط یک عامل مخرب به خطر بیفتد. برای حل این مشکل آیوتا یک گره‌ به نام (Coordinator (COO یا هماهنگ کننده در شبکه ایجاد کرده است که این گره تحت کنترل بنیاد آیوتا (IOTA Foundation) است.

گره ای تحت کنترل بنیاد آیوتا

این گره هماهنگ کننده که برای جلوگیری از حملات دوبار خرج کردن بوجود آمده‌ است، تراکنش‌هایی با مبلغ صفر ایجاد می‌کنند که توسط بنیاد آیوتا امضا می‌شوند. این تراکنش های به خصوص Milestone نام دارند. برای آنکه یک تراکنش عادی در Tangle تایید شده تلقی شود باید حتما به صورت مستقیم یا غیر مستقیم در گراف شبکه به هم متصل باشند، و این یعنی این تراکنش باید یا به صورت مستقیم توسط Milestone تایید شده باشد و یا با چند واسطه توسط تراکنش های تایید شده بوسیله Milestone تایید شده باشد. بنابراین Coordinator یک نقش مرکزی و مهم در فرآیند تایید تراکنش‌ ها دارد. اما با این حال بنابه گفته آیوتا این گره هماهنگ کننده نمی تواند تراکنش های غلط را تایید کند زیرا بقیه تراکنش ها، دیگر آن را تایید نمی‌کنند. ولی باید گفت که کدهای مربوط به Coordinator منبع باز (Open Source) نیستند و محرمانه به شمار می‌روند. همچین وجود این گره مرکزی در شبکه آیوتا می‌تواند خطرات بالقوه زیر را به همراه داشته باشد:

۱- در تئوری بنیاد آیوتا با استفاده از Coordinator می‌تواند بعضی تراکنش‌ ها را در اولویت تایید قرار دهد

۲- این گره در تئوری به بنیاد آیوتا امکان فریز کردن دارایی‌ها را با تایید نکردن تراکنش های مربوط به خرج کردن از آن دارایی می‌دهد

۳- این گره متمرکز یک نقطه ضعف واحد برای حمله (Single Point of Attack) می‌تواند باشد؛ یعنی اگر به هر دلیلی کنترل این گره از دست بنیاد آیوتا خارج شود و متوقف شود کل فرآیند تایید تراکنش ها مختل می‌شود

۴- Coordinator یک عامل محدود کننده بزرگ برای مقیاس پذیری شبکه است

بنابراین وجود این گره هماهنگ کننده امر مطلوبی برای شبکه آیوتا و کاربران آن نیست و به دلایل ذکر شده تا حد زیادی از میزان غیرمتمرکز بودن این شبکه می‌کاهد. اما باید گفت که بنیاد آیوتا بارها اعلام کرده است که این گره Coordinator موقتی است و تنها برای تامین امنیت شبکه در مراحل ابتدایی بوجود آمده است و در آینده با گسترش این شبکه و افزایش تعداد گره‌های عادی و تراکنش ها، این هماهنگ کننده حذف خواهد شد و در آن زمان شبکه آیوتا به صورت کامل غیر متمرکز و مقیاس پذیر خواهد شد. هرچند هنوز زمان قطعی برای آن اعلام نشده است.

فرآیند حذف Coordinator

بنیاد آیوتا (IOTA Foundation) نام مرحله حذف این گره هماهنگ کننده به صورت امن را Coordicide می‌نامد و در حال حاضر با استفاده از چندین تیم پژوهشی مشغول پیدا کردن راه حلی برای آن است و چند روش را برای رسیدن به این هدف پیشنهاد کرده است که در زیر به صورت خلاصه به این روش های تئوری اشاره شده است:

۱- ایجاد اعتبار برای گره ها بر اساس یک سیستم مبتنی بر خوشنامی گره‌ ها (Reputation System) که با استفاده از یک الگوریتم غیرمتمرکز این کار صورت گیرد

۲- ایجاد تغییر در الگوریتم انتخاب تراکنش های تایید نشده (TIP)

۳- جایگزین کردن Coordinator با Stars ؛ Stars مجموعه‌ای از گره های قابل اعتماد مانند دولت‌ها، موسسات و افراد شناخته شده مورد اعتماد هستند که توسط اعضای جامعه IOTA به صورت غیرمتمرکز انتخاب می‌شوند

نتیجه گیری

آیوتا یک ارزدیجیتال با رویکردی عمیق نسبت به آینده است که توانسته با تکنولوژی Tangle حدی عالی از مقیاس پذیری را با تراکنش های تقریبا آنی و بدون کارمزد پدیدآورد. اما برای رسیدن به این هدف بدون به خطر انداختن امنیت شبکه، مجبور شده است درصدی از غیر متمرکز بودن خود را فدا کند و به گره ای مرکزی به نام Coordintator متکی شود. پس می‌توان گفت در حال حاضر آیوتا (IOTA) تا حدی متمرکز است. هر چند بنیاد آیوتا می‌گوید در آینده با گسترش شبکه، این هماهنگ کننده مرکزی حذف خواهد شد و آیوتا کاملا غیر متمرکز خواهد شد، اما باید صبر کرد و دید که آیا آیوتا می‌تواند از پس چالش های دشوار این مسیر با موفقیت عبور کند و بالاخره در مرکز مثلث مقیاس پذیری (مقیاس پذیری، غیرمتمرکز بودن و امنیت) قرار گیرد یا خیر.