شبکه های بلاک چین بر سر سه راهی مقیاس پذیری، غیرمتمرکزسازی و امنیت

سه راهی مقیاس پذیری اصطلاحی است که از سخنان ویتالیک بوترین وام گرفته شده است و به جوانب مختلفی اشاره می‌کند که پروژه های کریپتو باید هنگام تصمیم گیری در سازش نحوه بهینه سازی معماری بلاک چین خود مد نظر قرار دهند. به طور عام می‌توان این اصطلاح را اینگونه بیان کرد که “در آن واحد نمی‌توانید همه چیز را با هم داشته باشید”. سه راهی که ویتالیک به آن اشاره کرده است شامل سه بخش اصلی است: غیرمتمرکزسازی، امنیت و مقیاس پذیری. در این مقاله، مروری کلی بر این سه بخش ارائه می‌دهیم و مزایا و معایب هرکدام را ارزیابی می‌کنیم. این امر، یک چارچوب مقایسه ای و تطبیقی مفید برای سنجش بلاک‌چین ها با یکدیگر می‌باشد. سوالی که پیش می‌آید این است که پروژه ها کدام جوانب بلاک چین را می‌خواهند بهینه سازی کنند و آیا این جوانب مطابق با کاربردها و ارزش های پروژه می‌باشد یا خیر. اگرچه این مقاله جنبه آموزشی دارد اما امیدواریم که به شما امکان دهد تا ارزیابی بهتری از کریپتوها داشته باشید.

غیرمتمرکزسازی

غیرمتمرکزسازی همانطور که مشخص است به سطح توزیع مالکیت، اثرگذاری و ارزش در بلاک چین اشاره دارد. مفهوم مهم در این خصوص، سطح غیرمتمرکزسازی است، یعنی آنکه غیرمتمرکزسازی مفهوم دوگانه نیست. اتریوم بسیار غیرمتمرکز می‌باشد، EOS تقریبا غیرمتمرکز است و توییتر اصلا غیرمتمرکز نیست. برداشت اشتباهی که وجود دارد این است شبکه ها را می‌توان صرفا غیرمتمرکز یا متمرکز خواند. برداشت اشتباه دیگر این است که تمام بلاک چین ها در یک سطح، غیرمتمرکز می‌باشند.

با متمرکزترین سازمان ها شروع می‌کنیم. معمولا این سازمان ها بر بستر بلاک چین فعالیت نمی‌کنند. سازمان توسط گروه کوچکی از افراد عالی رتبه که همان تیم مدیریتی می‌باشند کنترل می‌شود. این افراد معمولا اکثریت مالکیت شرکت را کنترل می‌کنند و در کنار هیات مشاوران، از تصمیم گیران اصلی می‌باشند. این شرایط، ماهیت اکثر شرکت های امروزی می‌باشد که ساختارهای شراکتی، C-Corp یا 3(c)501 دارند.

شبکه های غیرمتمرکز در اکثر بخش ها توسط کاربران کنترل می‌شوند. کاربران به طور کل قابلیت این را دارند که با استفاده از سهم خود، رای بدهند، از خدمات موجود در پلتفرم مورد نظر استفاده کنند و از مزایای اقتصادی بهره مند شوند. مشخصا اگرچه در تمام بلاک چین ها، کاربران می‌توانند با ارائه توکن های خود رای بدهند، اما تاثیر آنها متفاوت است. در پروتکل های گواه اثبات سهام، تاثیر رای یک کاربر بر اساس تعداد توکن هایی است که این کاربر در اختیار دارد. در پروتکل های گواه اثبات سهام وکالتی، سهم هر کاربر فقط برای انتخاب شخص ثالثی استفاده می‌شود که از جانب کاربر رای می‌دهد. هرچند با توجه به این موضوع چه اکثر ساختار نظارتی داخل خود کد نوشته شده است، این تصمیمات اساسا پیرامون حل و فصل اختلاف ها اتخاذ می‌شود. این تصمیمات، نقطه مقابل تصمیمات تیم مدیریتی پیرامون استراتژی، اقدامات و حقوق سهامداران است.

اصل مهم دیگر غیرمتمرکزسازی این است که اکثر ارزش موجود متعلق به جامعه است. هیچ تیم مدیریت وجود ندارد و بنابراین هیچ نهاد متمرکزی وجود ندارد که قبل از سهامداران، سود خود را برداشت کند. بدین ترتیب اکثر پروژه های کریپتو به جای موسسان، کاملا متعلق به سهامداران یا کاربران است. این شرایط برای کسانی که از موسسان پروژه نمی‌باشند، جذاب تر می‌باشد. به صنعت موسیقی نگاهی می‌اندازیم. شرکت اپل با برنامه آی‌تیونز (iTunes) ۳۰ درصد از سهم فروش را به دلیل میزبانی و توزیع موسیقی ها برمی‌دارد و ۷۰ درصد باقی مانده به تولیدکنندگان محتوا می‌رسد. اگر توزیع موسیقی بر بستر بلاک چین اجرا میشد، بیش از ۹۰ درصد ارزش موسیقی ها به تولیدکنندگان محتوا تعلق می‌گرفت. بخش کوچکی از سهم فروش به نهادهای مسئول اجرای شبکه می‌رسد و اکثریت ارزش مورد نظر به جای واسطه ها به تولیدکننده محتوا برمی‌گردد.

در ادامه به مزایا و معایب پروتکل های غیرمتمرکز می‌پردازیم.

مزایا

• غیرمتمرکزسازی در سطح فلسفی خود در صدد برگرداندن قدرت به جامعه می‌باشد. با استفاده از بلاک چین کن قوانین و نظارت کدگذاری شده اند و قابل ویرایش نمی‌باشند، می‌توان توزیع تاثیرگذاری، ثروت و مالکیت را در سراسر جامعه به حداکثر رساند.
• هرچه سیستمی غیرمتمرکزتر باشد، ایمن تر خواهد بود. در این نوع سیستم هیچگونه هک یا تک نقطه شکستی وجود ندارد. هرچند حتی در غیرمتمرکزترین سیستم ها نیز روش هایی برای هک وجود دارد.

معایب

• پروتکل های غیرمتمرکز نظیر بیت کوین و اتریوم اغلب اوقات از ماینینگ گواه اثبات کار برای تولید بلاک های جدید استفاده می‌کنند. این نوع ماینینگ برای حل مسائل دشوار هش به تاییدکنندگان نیاز دارد. در نتیجه، این شرایط نه تنها انرژی بسیار زیادی مصرف می‌کند بلکه عملکرد و سرعت آن نیز تحت تأثیر قرار می‌گیرد. این موضوع برای کاربردهایی که به توان خروجی بالایی نیاز است می‌تواند مشکل آفرین باشد.
• نقطه ضعف سپردن حل اختلاف ها به جامعه این است که هیچ مدیر یا ناظم مرکزی وجود ندارد. برای کاربردهای خاص نظیر شبکه های اجتماعی، این موضوع می‌تواند باعث انتشار سخنان نامناسب یا اخبار جعلی شود.
• تعطیل کردن بلاک‌چین غیرمتمرکز بسیار سخت است زیرا سرور یا نهاد متمرکز وجود ندارد. اگرچه این مورد به عنوان یکی از مزایای غیرمتمرکزسازی عنوان شد، اما در شرایطی که کاربرد مخربی به وجود آید، این موضوع می‌تواند باعث مشکلاتی شود که حل آنها سخت است.

امنیت

امنیت به سطح دفاع بلاک چین در مقابل حملات منابع خارجی اشاره دارد. در داخل بلاک چین، امنیت سنجشی از میزان تغییرناپذیری سیستم می‌باشد. در اکثر بلاک‌ چین ها، خطرات امنیتی بالقوه بسیار زیادی وجود دارد. به نظر می‌رسد غیرمتمرکزسازی و امنیت در موازات یکدیگر کار می‌کنند و بدون هم، عملکرد خوبی ندارند. در بسیاری از موارد، هرچه تعداد نودها بیشتر باشد، وابستگی شبکه به نهاد متمرکز کمتر می‌شود و در نتیجه خطر تک نقطه شکست مرکزی نیز کاهش می‌یابد. هرچند حملات دیگری نیز وجود دارد که خطراتی را به شبکه های غیرمتمرکز تحمیل می‌کند. این حملات عبارتند از:

• حمله ۵۱ درصد: یک یا چند نهاد که بیش از ۵۰ درصد کل توکن ها را در اختیار داشته باشد، شبکه را نیز تحت کنترل دارد.
• حمله سیبل: یک یا چند نهاد می‌تواند چندین (صدها، هزاران یا حتی بیشتر) هویت در سیستم ایجاد کند تا سهم عمده ای در مالکیت و یا تصمیم گیری شبکه را تحت کنترل خود بگیرد.
• حمله خرج یک پنی: یک یا چند نهاد که شبکه را با تراکنش های کم ارزش تغذیه می‌کنند تا فعالیت شبکه را متوقف کنند.
• حمله DDoS (حمله محروم سازی از سرویس): هنگامی رخ می‌دهد که قصدی برای ایجاد اختلال ترافیکی در شبکه وجود داشته باشد و با هجوم تراکنش های مخرب به شبکه انجام می‌شود.
• حمله تبانی: یک‌ یا چند نهاد یا نود تصمیم می‌گیرند با یکدیگر تبانی کنند تا اقدامات مخربی در شبکه انجام دهند.

مزایا

• مزیت اصلی امنیت مستحکم این است که بلاک چین در مقابل حملات از آسیب پذیری کمتری برخوردار می‌شود. این موضوع برای برنامه هایی که دارای امنیت ممتاز می‌باشند و با اطلاعات محرمانه سروکار دارند ایده آل است. هرچیزی در عرصه خدمات مالی به امنیت سطح بالا نیاز دارد. حتی صرافی های کریپتو که بر بستر بلاک چین می‌باشند نیز یکی از مهم ترین اهداف هکرها می‌باشد و باید آماده مواجهه با چنین حملاتی باشند.

معایب

• هیچ نقطه ضعفی در دستیابی به امنیت مستحکم وجود ندارد، اما برای تحقق این امر، اثرات جانبی مختلفی وجود دارد. بسیاری از شبکه های ایمن بلاک‌ چین از پروتکل های گواه اثبات کار بهره می‌برند به طوری که در این پروتکل، برای تولید بلاک باید مسائل هش پیچیده حل شود. اما نکته مهم این است که این پروتکل ها از انرژی و توان محاسباتی بسیار زیادی استفاده می‌کنند. متعاقبا این امر بازده را کاهش و تاخیر را افزایش می‌دهد. این موارد، عوامل بازدارنده بسیار مهمی برای بسیاری از کاربران می‌باشند که به تراکنش های تقریبا آنی شبکه های متمرکز عادت کرده اند. با این حال داشتن امنیت ممتاز و برجسته برای پلتفرم های مختلف به معایب گفته شده می‌ارزد، اما برای کسانی که در صدد بهینه سازی تجربه کاربری می‌باشند، این موضوع بسیار مهمی است.

مقیاس پذیری

سطح مقیاس پذیری بسیار نکته مهمی است زیرا ظرفیت نهایی هر شبکه ای را مشخص می‌کند. به عبارت دیگر، سقف رشد شبکه را تعیین می‌کند. شاید این نکته، مهم‌ترین عامل در ارزیابی یک شبکه باشد به طوری بدانیم این شبکه چند کاربر را می‌تواند مدیریت کند. در حال حاضر ۲.۹ الی ۵.۸ دارنده کیف پول در شبکه بیت کوین حضور دارند. فیسبوک ۴ میلیارد و EOS چند هزار کاربر دارد. می‌توان شبکه نانو را یکی از مقیاس پذیرترین پلتفرم های کنونی در نظر گرفت زیرا: ۱- تراکنش ها را در بسته های مایکرو UDP فشرده می‌کند (همانند فایل zip)، بنابراین حتی رایانه های با ضعیف ترین سخت افزارها نیز می‌توانند تراکنش ها را پردازش کنند. ۲- هر کاربر توان محاسباتی تراکنش خود در بلاک چین خود را ارائه می‌دهد. یعنی آنکه بلاک‌ چین بزرگی وجود ندارد که سایر کاربران مجبور به پشتیبانی آن باشند. ۳- بلاک‌ چین های فردی فقط آخرین موجودی تر حساب کاربر را ذخیره می‌کند و نه سابقه تراکنش های تمام کاربران.

در عین حال برای دستیابی به مقیاس پذیری نامحدود باید هزینه‌هایی را نیز پرداخت کرد. مقیاس پذیری و غیرمتمرکزسازی می‌توانند در کنار یکدیگر وجود داشته باشند اما در این شرایط، خطرات امنیتی بیشتر می‌شود. توسعه دهندگان، پلتفرمی را انتخاب خواهند کرد که مطابق با نیازهای آنها باشد و کاربران پلتفرم هایی را انتخاب خواهند کرد که بهترین عملکرد را بر اساس خواسته های آنها داشته باشد. بعضی از کاربران ممکن است امنیت را به مقیاس پذیری ترجیح بدهند، و بعضی دیگر از کاربران مقیاس پذیری را در اولویت خود قرار دهند. ما ویژگی های اصلی را بر اساس رویه کلی سیستم ارزیابی می‌کنیم.

مزایا

• مقیاس پذیری تضمین می‌کند که برنامه ها سریعا اجرا شوند و حجم تراکنش های زیاد را پشتیبانی می‌کند. همانطور که اشاره شد، مقیاس پذیری به طور خاص برای سایت های پخش صوت یا ویدئو، گیمینگ و شبکه های اجتماعی مفید است.
• اگر تقاضای کاربران بیشتر از مقدار برنامه ریزی شده باشد، احتمال از کار افتادن برنامه ها کمتر می‌شود. برای مثال کریپتوکیتی ها که بر بستر اتریوم اجرا میشدند از مقیاس پذیری خوبی برخوردار نبودند و به همین دلیل با مشکلات زیادی مواجه شدند.

معایب

• دستیابی به مقیاس پذیری نامحدود اساسا به معنای از دست دادن امنیت می‌باشد. تقریبا تمام خطرات امنیتی اشاره شده در شبکه ای با مقیاس پذیری گسترده، افزایش می‌یابد. به علاوه، شبکه هایی با رشد سریع به مکانیزم های اجماع سریع نیاز خواهند داشت تا تراکنش های بیشتری تایید کنند. این شرایط فقط در گواه اثبات سهام یا گواه اثبات سهام وکالتی رخ می‌دهد. این امر، غیرمتمرکزسازی را به خطر می‌اندازد. اگر از پروتکل گواه اثبات کار استفاده شود، مسائل هش یا الگوریتم های ماینینگ باید آسانتر باشند تا فرآیند تایید سریعی داشته باشند. این مورد امنیت و تا حدودی غیرمتمرکزسازی را به خطر می‌اندازد.
• بوترین حتی در این مورد نیز درست گفته است که پلتفرم بلاک چینی که تمام این سه عامل را بهینه سازی کند با چالش دشواری مواجه است. پلتفرمی که توانسته است این چالش را بیش از سایر پلتفرم ها پشت سر بگذارد، نانو می‌باشد. هرچند نکته اصلی این است که هر کاربر و توسعه دهنده در خصوص اینکه چه جوانبی را بهبود ببخشد، اولویت های خود را دارد. بر اساس کاربرد و اولویت افراد، می‌توان تعیین کرد که کدام راهکارها مناسب افراد مختلف است.