تکنولوژی بلاکچین به سرعت در حال پیشرفت است؛ اما پیداکردن راه‌حلی برای افزایش مقیاسپذیری همچنان مهم‌ترین چالش این صنعت است.
اگرچه بلاکچینی مانند اتریوم به لطف ماشین مجازی خود به پلتفرم محبوب توسعه‌دهندگان برای اجرای قراردادهای هوشمند تبدیل شده است؛ اما سرعت پایین تراکنشها و هزینه بالای پردازش‌ها همچنان گریبان‌‌گیر کاربران است. از طرف دیگر بلاکچینی مانند سولانا تا حد زیادی این مشکلات را حل کرده است؛ اما دشوار بودن تعامل با قراردادهای هوشمند اتریوم مانع مهاجرت توسعه‌دهندگان به این شبکه می‌شود.
در این میان مفهومی به نام ماشین مجازی اتریوم موازی شده (Parallelized EVM) یک راهحل نوآورانه است که با استفاده از تکنیک پردازش موازی، مقیاسپذیری را بهبود می‌دهد و در عین حال محیطی مناسب و آشنا برای توسعه‌دهندگان فراهم می‌کند. با میهن بلاکچین همراه باشید تا با جزییات تکنولوژی ماشین مجازی اتریوم موازی شده بیشتر آشنا شویم و پروژه‌های پیشگام در این زمینه و معروف به قاتلان سولانا را معرفی کنیم.
ماشین مجازی اتریوم موازی شده چیست؟
احتمالا شما هم هنگام شلوغی شبکه اتریوم با مشکل سرعت پایین پردازش تراکنش و کارمزدهای سرسام‌آور مواجه شده‌اید. ماشین مجازی اتریوم موازی شده (PEVM) یک راهحل جدید برای رفع این مشکل است. اما برای اینکه بدانیم ماشین مجازی اتریوم با قابلیت موازی‌سازی چیست و چطور کار می‌کند باید نگاهی به نحوه پردازش تراکنشها در بلاکچین‌های سنتی بیاندازیم.
در بلاکچین‌هایی مانند اتریوم زمانی که تراکنشها به شبکه ارسال میشوند، به صورت ترتیبی (Sequential) در صف قرار می‌گیرند تا یکی پس از دیگری به نوبت پردازش شوند. اگرچه این روش ساده و بدون اشکال به‌نظر می‌رسد؛ اما مسئله این جا است که اگر صدها هزار تراکنش در صف انتظار قرار بگیرند، شبکه ناگهان با تنگنا مواجه می‌شود. این حالت اصطلاحا ازدحام (Congestion) نامیده می‌شود و کاربران را با مشکل تاخیر در پردازش (Latency) و نهایتا افزایش کارمزدها مواجه می‌کند. تصویر زیر درک بهتری از این موقعیت را نشان می‌دهد:
در چنین شرایطی راهحل پیشنهادی این است که به جای تک خطی بودن بزرگ‌راه پردازش تراکنشها، با اضافه کردن چند لاین افقی، مقیاسپذیری را افزایش دهیم. به این ترتیب نودها می‌توانند تراکنش‌های مختلف را به‌طور همزمان (Simultaneously) اجرا کنند و بعد آن‌ها را در صف قرار دهند.
موازی‌سازی ماشین مجازی اتریوم را می‌توانیم شبیه به زمانی بدانیم که پردازنده‌های تک‌هسته‌ای به چند هسته‌ای تبدیل شدند. همانطور که پردازنده‌های کامپیوتری با تغییر از تک‌هسته‌ای به چند‌هسته‌ای امکان اجرای همزمان چندین برنامه را فراهم کردند، ماشین‌های مجازی اتریوم موازی شده نیز امکان پردازش همزمان تراکنش‌های بیشتری را در بلاکچین فراهم میکنند.
ماشین مجازی اتریوم (Ethereum Virtual Machine) را می‌توانیم شبیه به یک سیستم‌عامل درنظر بگیریم که وظیفه اجرای قراردادهای هوشمند روی شبکه اتریوم را بر عهده دارد. هر بلاکچین یک موتور اجرایی انتخاب می‌کند و این موتور تعیین می‌کند که قراردادهای هوشمند به چه زبانی برنامه‌نویسی شوند و قابلیت همکاری و مقیاسپذیری کلی بلاکچین چگونه باشد. در حال حاضر ماشین مجازی اتریوم محبوب‌ترین ماشین مجازی است که از زبان برنامه‌نویسی Solidity استفاده می‌کند. چندین بلاکچین و زنجیره لایه ۲ ازجمله آوالانچ (Avalanche)، فانتوم (Fantom) و آپتیمیزم (Optimism) با EVM سازگار هستند.
شبکه لایه ۱ سولانا دارای ماشین مجازی مختص خودش است که قراردادها را به زبان Rust برنامه‌نویسی می‌کند. تفاوت زبان برنامه‌نویسی باعث می‌شود که ایجاد قابلیت همکاری میان زنجیره‌هایی که از ماشین‌های مجازی مختلف استفاده میکنند، دشوار شود. همین موضوع مانع مهاجرت بسیاری از برنامه‌ها به شبکه سولانا شده است.
به عبارت دیگر با وجود اینکه سولانا برای تراکنش‌های خرد مقرون‌به‌صرفه‌تر و سریع‌تر است؛ اما به دلیل مشکلاتی که برای توسعه‌دهندگان وجود دارد، بسیاری از برنامه‌ها مانند یونی سواپ (Uniswap) و آوه (Aave) ترجیح می‌دهند که از ماشین مجازی اتریوم استفاده کنند.
با این اوصاف اتریوم برای حفظ سلطه خودش باید به فکر چاره‌ای باشد تا زنجیره‌هایی که از EVM استفاده میکنند، سریع و ارزان باشند. زنجیرههای مبتنی بر ماشین مجازی اتریوم موازی شده دقیقا همین هدف را در سر دارند و می‌خواهند با استفاده از تکنیک پردازش موازی، مقیاسپذیری را بهبود دهند.
ماشین مجازی اتریوم موازی شده چطور کار می‌کند؟
ماشین‌مجازی اتریوم موازی شده طبق الگوریتم مشخص می‌کند که کدام تراکنشها می‌توانند به‌طور همزمان اجرا شوند. در واقع تراکنش‌هایی که با یکدیگر تعامل نداشته باشند، می‌توانند به‌طور موازی اجرا شوند. این تراکنشها بعد از اجرا بر اساس مکانیزم اجماعی که قبلا توسط بلاکچین تعیین شده است، در صف قرار می‌گیرند و تایید میشوند.
بلاکچین‌های سازگار با EVM با استفاده از این رویکرد می‌توانند به‌طور پایدار ده‌ها هزار تراکنش را در ثانیه پردازش کنند که تقریبا پنج برابر سریع‌تر از سرعت پردازش تراکنش در رول‌آپ‌ها (Rollup) است. مزیت دیگر PEVMها این است که توسعه‌دهندگان می‌توانند همچنان در محیط آشنای اتریوم به فعالیت‌شان ادامه دهند.
کدام پروژهها از ماشین مجازی اتریوم موازی شده استفاده میکنند؟
موناد (Monad) و سی نتورک (Sei Network) دو پروژه‌ای هستند که به‌طور خاص روی موازی‌سازی با ماشین مجازی اتریوم تمرکز دارند.
سی نتورک (Sei Network) اواخر سال ۳۰۲۳ راه‌اندازی شد. این زنجیره در حال حاضر بیشتر روی ارائه خدمات صرافی متمرکز در یک محیط غیرمتمرکز تمرکز دارد و با استفاده از مدل اجماع توربو دوقلو (Twin-turbo consensus model) سرعت پردازش تراکنشها را افزایش می‌دهد. اما نسخه دوم بلاکچین سی (Sei v2) با ماشین مجازی اتریوم سازگار است و از قابلیت پردازش موازی استفاده می‌کند. درحال حاضر توکن SEI با ارزش بازاری حدود ۲ میلیارد دلار در بازار ارزهای دیجیتال معامله می‌شود.
بلاکچین موناد (Monad) در مرحله تست‌نت است و قصد دارد با اجرای ویژگی‌های موازی‌سازی و پایپ‌لاین (Pipelining)، فرآیند اجماع و پردازش تراکنشها را کاآمدتر کند. این شبکه هنوز توکنی منتشر نکرده است؛ اما با توجه به اینکه در آخرین دور جذب سرمایه موناد، مجموع سرمایه آن به ۳ میلیاد دلار رسیده است، انتظار می‌‌رود که در سال جاری ایردراپی را میان پذیرندگان اولیه توزیع کند.
اگرچه موازی‌سازی پردازش تراکنشها گزینه جدیدی برای مقیاس‌پذیرکردن ماشین مجازی اتریوم است؛ اما نباید سایر راه‌حل‌های پیشین را هم نادیده بگیریم. به‌طور مثال شبکه شاردیوم (Shardeum) دارای مقیاسپذیری خطی است. این شبکه از شکلی از پردازش موازی استفاده می‌کند که با افزایش نودها می‌تواند بیش از ۱۰۰ هزار تراکنش را در ثانیه پردازش کند. بلاکچین فانتوم (Fantom) نیز که سابقه فعالیت چند ساله دارد، می‌خواهد با اجرای پروپزال شبکه سونیک (Fantom Sonic) و راه‌اندازی یک بلاکچین ارتقا‌یافته عملکرد‌های شبکه از جمله هزینه، مقیاسپذیری و سرعت پردازش تراکنشها را بهبود دهد.
جمع‌بندی
ماشین مجازی اتریوم موازی شده (Parallelized EVMs) یک ایده جذاب برای مقیاس‌پذیرکردن بلاکچین است. این رویکرد که مبتنی بر پردازش موازی تراکنشها است از ترافیک و تاخیر ناشی از پردازش ترتیبی جلوگیری می‌کند و به دلیل افزایش توان عملیاتی، مقیاسپذیری را به ده‌ها هزار تراکنش در ثانیه می‌رساند. همچنین به لطف PEVMها لازم نیست توسعه‌دهندگان از محیط آشنای اتریوم به شبکههای دیگری مهاجرت کنند.
موناد و سی نتورک دو نمونه از زنجیرههای مبتنی بر EVM با قابلیت پردازش موازی هستند. این پروژهها با هدف بهبود مقیاسپذیری و کارایی بلاکچین از طریق تکنیک‌های پیشرفته موازی‌سازی در حال توسعه هستند و توجه بسیاری از سرمایه‌گذاران و توسعه‌دهندگان را به خود جلب کرده‌اند. اگرچه هنوز تا راه‌اندازی کامل این تکنولوژی فاصله داریم، اما باید آن را به عنوان یک لحظه مهم در تاریخ مقیاسپذیری بلاکچین قلمداد کنیم. نظر شما در مورد قابلیت پردازش موازی تراکنشها چیست؟ آیا PEVMها می‌توانند به حفظ سلطه اتریوم کمک کنند؟
سوالات متداول (FAQ)
ماشین مجازی اتریوم موازی شده (PEVM) چیست؟
ماشین مجازی اتریوم موازی شده یک راهحل نوآورانه برای بهبود کارآیی و مقیاسپذیری شبکههای بلاکچین بهویژه زنجیرههای مبتنی بر اتریوم است.
ماشین مجازی اتریوم موازی شده چطور کار می‌کند؟
PEVMها با استفاده از تکنیک پردازش موازی، اجرای همزمان چندین تراکنش را امکان‌پذیر میکنند.
مزیت استفاده از ماشین مجازی اتریوم موازی شده نسبت به ماشین مجازی اتریوم چیست؟
از آنجایی که در PEVMها چندین تراکنش بهصورت همزمان و موازی پردازش میشوند، توان عملیاتی و سرعت پردازش تراکنشها افزایش و کارمزد تراکنشها کاهش مییابد.
کدام پروژهها از ماشین مجازی اتریوم موازی شده استفاده میکنند؟
موناد (Monad) و سی نتورک (Sei Network) دو نمونه از پروژههایی هستند که از تکنیک پردازش موازی استفاده میکنند.
