تصور کنید که تمام شبکههای بلاکچین با هم در ارتباط باشند، پروژههای مختلف که رمزارز مخصوص خود را دارند با یکدیگر در تعامل بوده و باهم مشارکت و همکاری کنند؛ در اینصورت شاهد یک سیستم جهانی بلاکچین خواهیم بود. چنین شبکه گستردهای میتواند در هر نقطه از جهان و در هر صنعتی مورد استفاده قرار گیرد. اگر شبکههای مختلف بلاکچینی باهم کار کنند، میتوانند نقطه ضعفها و کمبودهای یکدیگر را جبران کرده و بسیاری از مسائلی که تکنولوژی بلاکچین در حال حاضر با آن مواجه هستند را برطرف کنند. این موارد به کمک فناوری میان زنجیره ای یا Cross Chain میتواند ممکن شود. در این مقاله به این که فناوری میان زنجیره ای چیست، شیوههای پیادهسازی آن، مفهوم قابلیت همکاری و آینده کراس چین میپردازیم. با میهن بلاکچین همراه باشید.
فناوری میان زنجیره ای چیست؟
سالهای گذشته در دنیای رمزارزها شاهد رشد انفجاری و توسعه بسیاری از اکوسیستمها نظیر سولانا، فانتوم، BNB Smart Chain و غیره بودهایم. هر کدام از این اکوسیستمها مزایا و معایب مختص به خود را دارند. اکثر بلاکچینهای اخیر طراحی جداگانهای دارند و نمیتوانند با یکدیگر تعامل برقرار کنند. فناوری میان زنجیره ای انتقال رمزارزها و اطلاعات را از یک بلاکچین به بلاکچین دیگر امکانپذیر میسازد و به چرخش و انتقال داراییها بین زنجیرههای مختلف کمک میکند.
برای درک بهتر این موضوع میتوان هر بلاکچین را به عنوان یک کشور در نظر گرفت. هر کدام از این کشورها قوانین متفاوتی دارند که مردم آن کشور باید از این قوانین پیروی کنند. تقریبا هر کشور نیز یک ارز استاندارد مختص به خود دارد و استفاده از ارز یک کشور در کشورهای دیگر دشوار است.
در مورد بلاکچین میتوان گفت که هر بلاکچین دارای زیرساخت و قوانین مختص به خود است. به منظور اطمینان از امنیت، نودها باید هنگام بررسی و تایید تراکنشها در زنجیرهها مطابق با قوانین بلاکچین عمل کنند. همچنین هر بلاکچین دارای استاندارد توکن مختص به خودش است؛ بنابراین استفاده از رمزارزهای یک بلاکچین در بلاکچین دیگر به سادگی امکانپذیر نیست.
هدف فناوری میان زنجیره ای تسهیل قابلیت همکاری میان شبکه های مختلف است. در بخش بعدی اشارهای به مفهوم قابلیت همکاری خواهیم کرد.
مشهورترین نمونه کاربردی فناوری میان زنجیره ای در سال ۲۰۱۷ اتفاق افتاد. در این انتقال از طریق Cross-Chain یک تبادل مالی میان شبکه لایت کوین و Decred برقرار شد؛ مثال دیگر استفاده از این تکنولوژی، تبدیل بیت کوین به لایت کوین بود. به این نکته توجه کنید که در هر دو مثال فوق، تنها توکنها معامله شده و دارایی از یک شبکه بلاکچینی به شبکه دیگر منتقل نشده است.
قابلیت همکاری چیست؟
به طور خلاصه قابلیت همکاری (Interoperability) در تکنولوژی بلاکچین به این معنی است که چندین شبکه بتوانند بدون هیچ محدودیتی با یکدیگر کار کرده و اطلاعات را بین خود انتقال دهند. در ابتدا همه شبکههای بلاکچینی مستقل از هم بودند و برقراری ارتباط بین آنها مقدور نبود. اگر نیاز به انتقال رمزارز از یک شبکه به شبکه دیگر داشتید، تنها راه ممکن استفاده از یک ضلع سوم بود (مانند یک صرافی ارز دیجیتال که در آن معاملهگران جفت ارزها از شبکه های مختلف را معامله میکنند).
وجود یک نهاد سوم مانند صرافیها حداقل دو ایراد بزرگ دارد. ایراد اول وجود یک نهاد متمرکز در ارتباط بین دو شبکه غیرمتمرکز است که با ذات و ماهیت بلاکچین در تضاد است. ایراد دوم پرداخت هزینه و کارمزد در انجام معاملات است و این موضوع نیز با اهداف ارزهای دیجیتال که دنبال به حداقل رساندن هزینه مبادلات مالی است، در تضاد است.
یکی از موضوعات و مسائلی که شبکههای بلاکچینی و پروژههای کریپتویی با آن مواجهند و به معضل سه گانه بلاکچین (Blockchain Trilemma) معروف است، برقراری تعادل میان سرعت تراکنشها، امنیت شبکه و میزان غیرمتمرکز بودن شبکه است. هر پروژه برای رفع یکی از این پارامترها، دیگری را قربانی کرده است و تا به امروز تعادلی میان این سه وجود ندارد؛ یک شبکه سرعت تراکنشهای بالایی دارد اما شبکه کاملا غیرمتمرکز نیست. یک شبکه کاملا غیرمتمرکز است اما سرعت تراکنشها در آن بالا نیست.
برخی محققین تلاشها برای ایجاد بلاکچینی امن، مقیاسپذیر و کاملا غیرمتمرکز را بیفایده دانسته و معتقدند در صورتی که شبکههای مختلف بتوانند با یکدیگر در ارتباط باشند، نیازی نیست یک شبکه بلاکچین همه ویژگیهای مثبت را داشته باشد؛ بلکه میتواند بر روی ایده اصلی تمرکز کند و مشکلات دیگر خود را با برقراری ارتباط با سایر شبکهها رفع کند.
همین موارد باعث شد تا محققین و پژوهشگران فعال در حوزه بلاکچین به دنبال راهکاری برای رفع موارد مطرحشده باشند؛ نتیجه فعالیت آنها خلق و معرفی فناوری جدیدی به نام فناوری میان زنجیره ای یا Cross chain شد.
معضل سه گانه قابلیت همکاری (Interoperability Trilemma) و اثر آن بر رویکرد میان زنیجیرهای
مشابه سهگانه بلاکچین های لایه ۱ که به آن اشاره کردیم، یک معضل سهگانه برای قابلیت همکاری بین ۳ مفهوم بینیازی به اعتماد (Trustless)، تعمیمپذیر بودن (Generalizable) و توسعهپذیر بودن (Extensible) وجود دارد. منظور از بینیازی به اعتماد این است که نهاد متمرکز و سومی در کار نیست و پروتکل مفروضات امنیتی اضافی ندارد. قابل تعمیم بودن یعنی پروتکل بتواند انتقال هر مدل داده دلخواه را بین زنجیرههای دلخواه مدیریت کند. توسعه پذیر بودن نیز یعنی پروتکل را بتوان به سایر بلاکچینها گسترش داد.
برای اینکه یک پروتکل Trustless و قابل تعمیم باشد، یک کلاینت سبک به نمایندگی از بلاکچین دیگر ضروری است (برای ارتباط زنجیره A و زنجیره B، زنجیره A یک کلاینت سبک دارد که وضعیت زنجیره B را در زنجیره A نشان میدهد/به روز میکند و بالعکس). این پروتکلها به صورت بومی اعتبارسنجی شده و گسترش آنها به سایر بلاکچینها پرهزینه است. اعتبارسنجی بومی (Native Verification) یعنی تمام اعتبارسنجهای بلاکچین اصلی به طور کامل دادههای ارسال شده بین بلاکچینها را اعتبارسنجی میکنند.
اگر یک پروتکل قابل توسعه و قابل تعمیم باشد، آن پروتکل را میتوان در بسیاری از اکوسیستمهای بلاکچینی توسعه داد و در عین حال قادر به ارسال انواع پیامها نیز بود. این پروتکلها از اعتبارسنجی خارجی پیامهای بین دو بلاکچین استفاده میکنند. بنابراین نیاز به اعتماد کردن به یک ولیدیتور خارجی وجود دارد. در اعتبارسنجی خارجی (External Verification) از یک مجموعه ولیدیتور خارجی (خارج از زنجیره) برای انتقال دادهها بین بلاکچینها استفاده میشود. این مجموعه ولیدیتور میتواند یک مجموعه چند امضایی یا مجموعهای با بلاکچینهای مختلف باشد. وظیفه ولیدیتورها، اعتبارسنجی پیامهای منتقلشده بین بلاکچینها است.
پروتکلهایی که بینیاز به اعتماد و قابل توسعه هستند، در دسته شبکههای نقدینگی (Liquidity Networks) قرار میگیرند. این پروتکلها معمولا برای امنیت به هر یک از بلاکچینها وابسته و در هر کدام (به عنوان مثال زنجیره A و زنجیره B) دارای نقدینگی هستند. این مدل قابل توسعه است (میتواند در زنجیرههای مختلف، برای داراییهای مختلف استفاده شود) اما هر پیام و دادهای را پشتیبانی نمیکند.
در اعتبارسنجی محلی (Local Verification) فقط طرفهای درگیر در یک تعامل میان زنجیرهای معین، تراکنشها را اعتبارسنجی میکنند. هر نود ولیدیتور در شبکه، داراییها را به عنوان موجودی در هر بلاکچین نگهداری میکند.
با توجه به توضیحات بالا میخواهیم به عنوان نمونه دستهبندی تعدادی از پلهای مطرح را بررسی کنیم. پلهای Connext و Hop از اعتبارسنجی محلی استفاده میکنند. فناوری IBC در کازموس، XCMP در پولکادات از اعتبارسنجی بومی استفاده میکنند. ورمهول، Synapse و Axelar نیز از اعتبارسنجی خارجی برای مدیریت و تایید تراکنشهای میان زنجیرهای بهره میبرند.
نحوه عملکرد فناوری میان زنجیره ای چگونه است؟
در حال حاضر، پروژههای پل میان زنجیره ای بسیار زیادی وجود دارد که دو هدف را دنبال میکنند: برطرف کردن نیاز کاربران مبنی بر انتقال دارایی بین زنجیرههای مختلف و کمک به کاربران به منظور داشتن گزینههای بهینهتر، زیرا تمام پروژههای میان زنجیره ای پاسخگوی نیاز تمام کاربران نیستند.
گرچه تعداد پلهای میان زنجیره ای بسیار زیاد است، اما به طور کل این پروژهها از مدلی به اسم قفلکردن-صدور-سوزاندن بهره میبرند.
اساس عملکرد مدل قفلکردن-صدور-سوزاندن به شرح زیر است:
- کاربران توکنهای خود را در پل زنجیره A واریز میکنند (این مقدار توکن در پل قفل میشود).
- هنگامی که دارایی به پل وارد میشود، مقدار برابری از توکنهای رپدشده (توکن رپدشده یا Wrapped Token نسبت یک به یک با مقدار توکن قفلشده در زنجیره A دارد) در زنجیره B برای آدرس کیف پول مدنظر صادر میشود.
- هنگامی که کاربر به برداشت داراییها در زنجیره A نیاز پیدا کند، توکن رپدشده را به پل برمیگرداند.
- توکن رپدشده سوزانده میشود و پل، توکن اصلی در زنجیره A را در دسترس کاربر قرار میدهد.
بهتر است بگوییم که رویکرد واحدی در مورد نحوه استفاده از فناوری کراس چین وجود ندارد. شبکههای مختلف ممکن است از رویکردهایی بدون دخالت اشخاص ثالث یا به صورت متمرکز استفاده کنند. اگر بخواهیم به طور کلی رویکردهای مختلف برای ارتباط میان زنجیره ای را نام ببریم، میتوانیم به موارد زیر اشاره کنیم:
- مبادله اتمی (Atomic Swaps): در این حالت دو زنجیره واقعا با هم ارتباط برقرار نمیکنند، اما این مکانیسم به کاربران اجازه میدهد تا با هماهنگی تراکنشها در زنجیرههای مختلف یک رمزارز را به رمزارزی دیگر تبدیل کنند.
- Stateless SPVs: در این حالت از یک قرارداد هوشمند نسبتا پیشرفته برای اعتبارسنجی مجموعهای از سوابق اثبات کار استفاده میشود. این رویکرد به نسبت سایر روشها، ارزان محسوب میشود.
- رلهها (Relays): رلهها به یک قرارداد هوشمند روی یک زنجیره خاص اجازه میدهند تا رویدادهایی را که در زنجیرههای دیگر رخ داده است، وریفای کند. رله میتواند کل تاریخچه یک زنجیره و هدرهای خاص را بر اساس تقاضا اعتبارسنجی کند. رلهها اغلب بسیار گران هستند.
- اجماع مرجشده: در این روش از یک Relay Chain استفاده میشود تا تا امکان همکاری دو طرفه بین زنجیرهها فراهم شود. این روش باید از پایه و اساس در یک زنجیره ساخته شود. اتریوم ۲ و کازموس از این روش استفاده میکنند.
- Federations: یک گروه منتخب از اعضای مورد اطمینان میتوانند برای تایید رویدادهای یک زنجیره در زنجیره دیگر استفاده شوند. این روش قدرتمندی است، اما نیاز به اعتماد به شخص ثالث دارد و غیرمتمرکز بودن را زیر سوال میبرد.
تفاوت پلهای میان زنجیرهای از نظر میزان تمرکز
اگرچه طراحیهای بسیار مختلفی برای پلهای میان زنجیرهای وجود دارد، اما به طور کل میتوان پلهای میان زنجیرهای را به دو نوع اصلی دستهبندی کرد که عبارتند از: پل میان زنجیره ای متمرکز و پل میان زنجیره ای غیرمتمرکز.
۱- پل میان زنجیره ای متمرکز
در پل میان زنجیره ای متمرکز، کاربران باید به واسطههای شخص ثالث اعتماد کنند. این واسطهها به عنوان کارگزاری بین دو زنجیره عمل میکند: زنجیرهای که دارایی کاربر را دریافت میکند و زنجیره دیگری که توکن رپدشده صادر میکند.
برای مثال، قبل از پیدایش پلها برای انتقال پول از اتریوم به ترون، اغلب اوقات مجبور بودیم که اتریوم را به صرافی بایننس انتقال دهیم و سپس آن را از بایننس به ترون منتقل کنیم. اکنون، بایننس به عنوان یک پل عمل میکند، اما یک پل متمرکز.
- مزایا: ساده، راحت و مناسب کاربران تازهوارد است.
- معایب: کاربران به واسطههای شخص ثالث متکی هستند. این واسطهها برای استفاده از داراییهای ارسالکننده اختیار کامل دارند.
اگرچه در مورد واسطههای شناختهشده نظیر بایننس، احتمال کلاهبرداری بسیار کم است، اما همچنان مشکلات متعدد دیگری در رابطه با پلهای متمرکز وجود دارد.
۲- پل میان زنجیره ای غیرمتمرکز
در پل میان زنجیره ای غیرمتمرکز، کاربران دیگر به اعتماد به واسطههای شخص ثالث نیاز ندارند. اساسا، پل میان زنجیره ای غیرمتمرکز یک استخر شامل داراییهای تحت مدیریت گروهی از ولیدیتورها است. هرچه تعداد اعتبارسنجها بیشتر باشد، پل مذکور غیرمتمرکزتر میشود. کاربران دارایی خود را از زنجیره مدنظر خود به استخر واریز میکنند، ولیدیتورها تراکنش را بررسی و تایید میکنند و استخر نیز توکن رپدشده در زنجیره مقصد صادر میکند.
محیط این ولیدیتورها را میتوان به عنوان یک بلاکچین در نظر گرفت. این محیط همچنین دارای مکانیزمهایی برای احراز هویت، اجماع و غیره است. تراکنشها و شبکه همتا به همتا باید توسط حداقل تعداد اعتبارسنجها تایید شوند تا صدور توکنهای رپدشده در زنجیره مقصد امکانپذیر شود.
- مزایا: به دلیل آنکه تمام مراحل به صورت درون زنجیرهای قابل بررسی و تایید است، این نوع پلها عملکرد شفافی دارند.
- معایب: پلهای میان زنجیرهای غیرمتمرکز امنیت را تضمین نمیکنند و مدلهای کنونی این نوع پلها همچنان دارای خطرات بالقوه بسیار زیادی هستند. استخر دارایی پلهای میان زنجیرهای، طعمه خوبی برای حمله هکرها هستند. هک ۶۱۱ میلیون دلاری پُلی نتورک (Poly Network) یک مثال بسیار خوب از حمله به پروژه پلهای میان زنجیرهای غیرمتمرکز به شمار میآید.
مزایای فناوری کراس چین یا میان زنجیره ای چیست؟
همانطور که گفته شد، فناوری کراس چین به طور چشمگیری قابلیت همکاری را افزایش میدهد. این موضوع مزایای زیادی را به همراه دارد که میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- اتصال دو بلاکچین مستقل: ارتباط قوی و موثر بین دو بلاکچین از مهمترین مزایای فناوری میان زنجیره ای است. این امر انتقال اطلاعاتی مثل داراییها، رسید تراکنشها و قراردادهای هوشمند را ممکن میسازد.
- بهبود مقیاسپذیری: قابلیت همکاری محدود منجر به مشکل مقیاسپذیری میشود و فناوری Cross Chain با تسهیل ارتباط بلاکچینهای مختلف، امکان استفاده از سرعت چندین بلاکچین را به کاربران میدهد.
- جلوگیری از انحصار و منوپولی: انحصار توسط شرکتهای یا پروژههای بزرگ، همیشه آسیبزننده است و جلوی رشد و پیشرفت را میگیرد. در دنیای رمزارزها بیت کوین و اتریوم بخش زیادی از بازار را به خود اختصاص دادهاند. تسلط بالا فضایی را برای بازیگران و پروژههای جدید باقی نمیگذارد تا بتوانند استراتژیهایشان را تست کنند. فناوری میان زنجیرهای با افزایش قابلیت همکاری از تمرکز روی چند شبکه بلاکچینی بزرگ جلوگیری میکند.
آینده فناوری Cross Chain به چه صورت خواهد بود؟
فناوری میان زنجیرهای هنوز در مراحل اولیه توسعه خود است، بنابراین هنوز مسائل حلنشده زیادی وجود دارد. به عنوان مثال پلهای میان زنجیرهای در حال تلاش برای حفظ سوابق NFT ها در هنگام فروخته شدن و جابجایی آنها در بلاک چین در هنگام معامله در پلتفرم های مختلف هستند. این صنعت همچنین نگران عملکرد پلها در مواقع شلوغی و حملات مخرب است.
در حال حاضر بعید است که شاهد شکلگیری یک پل همه جانبه باشیم که بیشتر عملکردها مانند مینت توکن و انتقال دارایی را پوشش دهد. پلها مزایای بلاک چین مانند امنیت بالا، سرعت بالا، هزینه کم و مقاومت در برابر سانسور را تا حدودی ارائه میکنند، اما هنوز جا برای کار وجود دارد. به عنوان مثال میتوان به کاهش هزینه اعتبارسنجی بلاک، تجمیعکنندههای پل و مقیاسپذیری شبکههای نقدینگی اشاره کرد.
در آینده از فناوری کراس چین انتظار میرود که باعث افزایش کاربرد توکنها و تسریع پذیرش بلاکچین شود. علاوه بر مبادله توکنها، این فناوری باید اشتراکگذاری اطلاعات، پرداختها و منابع را تسهیل کند. تراکنشها باید آسانتر شود و کاربران تنها به یک کیف پول نیاز داشته باشند. در رابطه با کسب و کارها، مشتریان باید بتوانند در لحظه و در بلاکچینهای مختلف بدون متحملشدن هزینههای بالا معامله خود را انجام دهند. به طور کلی طی سالهای آینده تجربه کاربری و کارایی در حوزه میان زنجیره ای باید بهبود پیدا کند.
مورد دیگری که باید به آن اشاره کنیم، رقابت فعلی در فضای کریپتو است که در آن پروژههای جدید به عنوان راهحلهایی برای مشکلات مختلف ایجاد میشوند. این پروژههای جدید بعضا از دستورالعملها و کدنویسی متفاوتی استفاده میکنند. همین مسئله پیچیدگی تکنولوژی Cross Chain را افزایش میدهد. احتمالا با کاهش رقابتپذیری این حوزه و تعداد پروژهها در سالهای آینده، از پیچیدگی کراس چین نیز کاسته خواهد شد.
استفاده از تکنولوژی بلاکچین در حوزههای مختلف مثل هنر، ورزش، موسیقی و غیره طی سالهای اخیر روندی افزایش داشته است و مفاهیمی جدید مثل توکنهای بیهمتا شکل گرفتهاند. جذابیت این حوزه با ترکیب زنجیرههای عمومی و خصوصی بیشتر نیز خواهد شد. بنابراین نیاز به فناوری بین زنجیرهای برای افزایش قابلیت همکاری بیشتر هم میشود. این تکنولوژی باید به نحوی توسعه یابد که نیازهای همه افراد را با سرعتی بالا و هزینهای کم برآورده کند.
سوالات متداول (FAQ)
- فناوری میان زنجیرهای یا Cross Chain چیست؟
هر شبکه بلاکچینی از زیرساخت، قواعد و قوانین خاص خودش برای مسائل مختلف مثل بررسی و تایید تراکنشها استفاده میکند. در نتیجه انتقال دادهها و توکنها از یک شبکه به شبکه دیگر مقدور نیست. فناوری میان زنجیره ای تلاش میکند تا امکان برقراری ارتباط و انتقال توکنها بین شبکههای مختلف را فراهم سازد. - فناوری کراس چین به صورت متمرکز پیادهسازی میشود یا غیرمتمرکز؟
در پاسخ به این سوال باید گفت که از هر دو رویکرد استفاده میشود. در رویکرد متمرکز به یک شخص ثالثی باید اعتماد کرد. هر چند کار را بسیار سادهتر میکند، اما با ماهیت بلاکچین در تضاد است. در حالت غیرمتمرکز نیز از روشهای مختلفی ایجاد میشود که مزیت آن عدم نیاز به اعتماد و شفافیت است، اما چالشهای زیادی وجود دارد و هنوز از نظر امنیتی دارای نواقصی هستند. هکهای متعددی که در پلها شاهد بودیم، نتیجه همین نواقص امنیتی است.
جمعبندی
قابلیت همکاری یکی از نقاط ضعف تکنولوژی بلاکچین است که هنوز به طور کامل برطرف نشده است. ظهور شبکههای مختلف بلاکچینی با ساختارهای متفاوت و به منظور حل معضلاتی مثل مقیاسپذیری، نیاز به تسهیل قابلیت همکاری را بیشتر کرده است. فناوری میان زنجیره ای یا Cross Chain تلاش میکند تا برقراری ارتباط و انتقال توکنها و دادهها بین شبکههای مختلف را ممکن سازد. در این مقاله پس از پرداختن به این که مفهوم قابلیت همکاری و فناوری میان زنجیره ای چیست، رویکردهای مختلف برای پیادهسازی، مزایا و آینده کراس چین را نیز بررسی کردیم. آیا تجریه استفاده از پلهای میان زنجیره ای را داشتهاید؟ به نظر شما آیا شاهد ارتباط همه شبکههای بلاکچینی در آینده خواهیم بود؟