دفتر کل توزیع شده چند بعدی چیست؟ آیا انقلاب بعدی بلاکچین در راه است؟

دفتر کل توزیع شده منحصرا بلاکچین نیست، اما بلاکچین‌ها یکی از مهم‌ترین پیاده سازی‌های لجر توزیع شده هستند. ایده دفتر کل توزیع شده چند بعدی به علت اینکه می‌توان از هر مکانیسم اجماعی در آن استفاده کرد، راه‌حلی برای مسئله مقیاس پذیری، شفافیت و مسائل مرتبط با مصرف انرژی است. همچنین ممکن است انقلاب بعدی صنعت بلاکچین باشد. برای آشنایی با این مفهوم در ادامه مقاله با ما همراه باشید.

برای سادگی، معماری سنتی بلاکچین را به عنوان مثال در نظر می‌گیریم و بر اساس آن دفتر کل توزیع شده جدید خود را پیاده سازی می‌کنیم. در عین حال، ممکن است ایده‌ای باشد که فقط روی کاغذ خوب است و دستیابی به آن تقریبا غیرممکن است. البته این فقط دیدگاه نویسنده مقاله از یک دفتر توزیع شده واقعا غیر متمرکز و پرکاربرد است و باید تحقیقات بیشتری صورت گیرد.

دفتر کل توزیع شده چند بعدی چیست؟

برای درک این مفهوم، یک بلاکچین معمولی متشکل از ۴ بلوک را تصور کنید. هر بلوک دارای یک هدر و یک بدنه است. هدر معمولا شامل موارد زیر است:

• شماره بلوک
• هش بلوک قبلی
• مرکل روت یا هش داده‌های این بلوک
• عدد nonce (در مکانیسم گواه اثبات کار)
• برچسب زمانی

بدنه شامل داده است. این داده‌ها می‌تواند از معاملات ساده گرفته تا قراردادهای هوشمند و هر نوع داده‌ای که می‌خواهیم در زنجیره ذخیره کنیم، باشند. در شکل زیر، این ساختار ساده به تصویر کشیده شده است.

هر بلوک به بلوک قبلی متصل شده است، زیرا هر بلوک هش بلوک قبل را درون خود ذخیره کرده است. اولین بلوک نمی‌تواند هش قبلی داشته باشد، بنابراین به طور پیش فرض، معمولا گزینه هش بلوک قبلی تماما صفر است. به این بلوک، جنسیس بلوک می‌گویند.

اما یک سوال، آیا امکان دارد هر بلوک یک بلوک جنسیس برای یک بلاکچین جدید باشد؟

پاسخ کوتاه بله است، اما برای دستیابی به این هدف، باید به سوالات زیادی پاسخ دهیم. باید برخی از ویژگی‌ها را به بلوک‌های خود اضافه کنیم و از اصولی پیروی کنیم. با این حال، این فناوری هنوز ممکن است اشکالات زیادی داشته باشد.

منظور از بُعد چیست؟

بعد جدید، یک بلاکچین جدید از آخرین بلوک یک بلاکچین موجود است. این بدان معناست که وقتی یک بلوک جدید استخراج می‌شود، به جای افزودن یک بلوک جدید، دو بلوک اضافه کنیم، یکی به ادامه زنجیره بلاکچین موجود و دیگری اولین بلوک در دفتر کل توزیع شده چند بعدی ما.

باید بخش جدیدی به نام پورتال را به ساختار بلاکچین خود اضافه کنیم. یک پورتال می‌تواند بخشی از داده‌ها یا یک واحد مستقل باشد، مانند هدر و بدنه.

[tie_list type=”checklist”]

• بلاکچین اصلی بعد ۰ نامیده می‌شود. بلاکچین جدید بعد ۱ نامیده می‌شود.
• هر بلاک‌چین جدیدی که جدا از بعد ۰ است بعد ۱ نامیده می‌شود.
• به همین ترتیب، هر بلاکچین جدید خارج از بعد ۱، بعد ۲ نامیده می شود و به همین ترتیب الی آخر.
• از نظر تئوری، تعداد ابعاد می‌تواند بینهایت باشد.

[/tie_list]

چرا باید یک بلوک را به یک بلاکچین جدید تبدیل کنیم؟

با گسترش یک بلوک و تبدیل آن به بلوک جنسیس یک بلاکچین جدید، میزان ذخیره داده‌ها در یک بلاکچین می‌تواند بدون نگرانی از اشباع بیش از حد کل زنجیره افزایش یابد. می‌توانیم از مکانیسم‌های اجماع مختلف در ابعاد جدید خود به جای تکیه بر روش اجماع استفاده کنیم. بعد جدید می‌تواند به منظور محافظت از اطلاعات شخصی، داده‌های حساس و غیره، به صورت خصوصی تعریف شده باشد. با داشتن ابعاد متعدد، که هر یک مستقل و در عین حال متصل به زنجیره اصلی هستند، می‌توانیم یک راه جدید ارتباطی (پورتال) بین بلاکچین‌های مختلف داشته باشیم.

آیا امکان دسترسی به همه داده‌ها در ابعاد مختلف لجر وجود دارد؟

این مورد بستگی به موارد استفاده و میزان انعطاف پذیری که می‌خواهیم ابعاد داشته باشند، دارد. داده‌ها می‌توانند شفاف و در عین حال خصوصی باشند، می‌توانیم یکپارچگی داده‌های خود را تایید کنیم و مطمئن شویم که هیچ کس نمی‌تواند آنها را تغییر دهد و در عین حال می‌توانیم داده‌های خود را به صورت off-chain (خارج از زنجیره) ذخیره کنیم، چراکه پورتال به صورت on-chain است.

کاربردهای احتمالی دفتر کل توزیع شده چند بعدی

این فناوری می‌تواند در صنعت پزشکی مفید باشد، ممکن است مایل نباشیم که کاربران عادی به داده‌ها دسترسی داشته باشند، اما در عین حال، پزشکان باید به این اطلاعات دسترسی داشته باشند. یک پزشک می‌تواند تایید کند که داده‌ها دستکاری نشده‌اند. بنابراین به عنوان یک بیمار، در صورت نیاز، می‌توانیم اطلاعات شخصی خود را بدون نیاز به انتشار عمومی با زنجیره خصوصی خود ارائه دهیم.

همچنین می‌توانیم از این معماری برای ذخیره حجم عظیمی از داده‌ها استفاده کنیم. می‌توان از تکنیک برش داده‌ها استفاده کنیم و داده‌های خود را بین بلوک‌های مختلف تقسیم کنیم و یک بلاکچین جدید تشکیل دهیم.

چه ویژگی‌هایی باید به لجر توزیع شده چند بعدی باید اضافه شود؟

• به جای استخراج یک بلوک، ما دو بلوک را استخراج می‌کنیم. یکی از بلوک‌ها با بعد فعلی مطابقت دارد و از قوانین آن پیروی می‌کند، در حالی که دومی از قوانین بُعد جدید پیروی می‌کند.
• زمانیکه بخواهیم یک بعد جدید اضافه کنیم، یک پورتال به بلوک خود اضافه می‌کنیم که به ما امکان دسترسی به بعد جدید را می‌دهد. هر پورتال دارای شماره دروازه (Gate Number) است که از رابطه زیر بدست می‌آید:

• شماره گیت منحصر به فرد است. این راهی برای تعریف پورتال‌های مختلف در سیستم است. بنابراین اگر بخواهیم یک پورتال در بلوک دوم در بلاکچین اصلی خود (بعد صفر) باز کنیم، شماره گیت برابر ۲.۰ خواهد بود.
• Portal Hash که برابر است با هش تمام داده‌های موجود در بلوک فعلی ما.
• P_Previous Hash که برابر با صفر است.
• برچسب زمانی
• در صورتیکه از PoW برای بعد جدید خود استفاده کنیم، به عدد nonce هم نیاز خواهیم داشت.

تصویر زیر نمونه‌ای از ساختار یک بلاکچین چند بعدی را به تصویر کشیده است.

قوانینی که باید مورد ملاحظه قرار گیرند:

[tie_list type=”starlist”]

• اگر یک بلوک دارای هش (در هدر یا در P_Previous Hash) صفر باشد، ممکن است دیگر ابعاد خود را گسترش ندهد.
• هر بعد مستقل است و در صورت نیاز از زنجیره حذف می‌شود. با این حال، این ممکن است مشکلاتی ایجاد کند و تعدیل داده‌ها در زنجیره خصوصی جدید غیرممکن نیست. یکی از راههای مقابله با این مورد، ذخیره هش مجموع هش تمام بلوک‌های حذف شده در یک متغیر جدید در پورتال است.
• برای جلوگیری از سوء استفاده از مکانیسم PoW، سختی شبکه هر بعد در صورت استفاده از این مکانیسم، نسبت به سختی بُعد قبلی بیشتر است.
• نحوه ایجاد ابعاد جدید به شما بستگی دارد. فرآیند ایجاد بعد می‌تواند به صورت آنی، به طور تصادفی، یا زمانی که شرایطی برآورده می‌شود انجام شود.

[/tie_list]

بهینه سازی و گام‌های بعدی

این معماری به هیچ وجه کامل نیست. اما اگر بخواهیم به یک دفتر کل توزیع شده کامل برسیم، رویکرد خوبی است. به طور خلاصه، تصور کنید هر نوع بلاکچینی که در حال حاضر به آن دسترسی دارید، نمای دو بعدی یک بلاکچین سه بعدی است.

به جای استفاده از شماره بلوک و شماره گیت، می توانیم از یک متغیر استفاده کنیم که مشخص می‌کند در کدام بلوک قرار داریم و بلاکچین فعلی ما در کدام بعد قرار دارد. بعلاوه، به جای افزودن ویژگی‌های جدید به بلوک، داده‌ها می‌توانند خود پورتال باشند. این مورد می‌تواند برای ذخیره حجم زیادی از داده روی زنجیره مفید باشد.

جمع بندی

در این مقاله در مورد دفتر کل توزیع شده چند بعدی صحبت کردیم که می‌تواند انقلاب بعدی این صنعت باشد، چراکه به قابلیت تعاملی بودن شبکه‌های مختلف کمک می‌کند و می‌تواند در حل مشکل مقیاس پذیری مفید باشد. ایده دفتر کل توزیع شده چند بعدی فعلا یک مفهوم تئوری است و برای رسیدن به این مدل دفاتر کل باید تحقیقات زیادی صورت گیرد.