بمب سختی اتریوم چیست؟ راهکاری برای خاتمه دادن به استخراج اتریوم

هنوز زمان زیادی از انتقال شبکه اتریوم از گواه اثبات کار (PoW) به گواه اثبات سهام (PoS) نگذشته است (۱۵ سپتامبر ۲۰۲۲ – ۲۴ شهریور ۱۴۰۱). برخی از مفاهیمی که به Proof of Work مرتبط هستند، هم‌چنان برای عده‌ای جای سوال دارند؛ یکی از این مفاهیم Difficulty Bomb یا بمب سختی است که برای ماینرهای شبکه اتریوم بسیار نامطلوب بوده است. حالا سوال اصلی اینجاست که بمب سختی اتریوم چیست و به چه مفهومی اشاره دارد. البته می‌توان حدس زد که این اصطلاح، به سختی استخراج اتریوم اشاره دارد؛ اما جزئیات بیشتر آن را در این مقاله با هم مطالعه می‌کنیم. با میهن بلاکچین همراه باشید. 

بمب سختی اتریوم چیست؟

بمب سختی Ethereum به افزایش عامدانه و ناگهانی سختی استخراج اتریوم در PoW اشاره دارد. این مفهوم به این دلیل معرفی شد که مسیر را برای گذار به اثبات سهام یا همان پدیده مرج هموار کند؛ به این طریق که باعث می‌شد زمان استخراج بلوک جدید روی بلاکچین اتریوم افزایش پیدا کند. در مورد سختی شبکه یا سختی استخراج هم باید گفت که این مفهوم به معنای زمان و قدرت محاسباتی مورد نیاز برای تایید یک تراکنش رمزارزی است.

بمب سختی اتریوم قرار بود که در یک شماره بلوک از پیش تعیین‌ شده اجرا شود و پس از آن شاهد افزایش سختی سطح پازل‌ها در الگوریتم گواه اثبات کار باشیم. این اتفاق باعث می‌شد که استخراج اتریوم، نسبت به زمان معمول طولانی‌تر شود؛ در نتیجه، اتر کمتری هم به عنوان پاداش به ماینرها می‌رسید. این مکانیزم سختی شبکه را در طول زمان به شکل نمایی افزایش می‌دهد و کار ماین کردن به شدت دشوار می‌شود؛‌ تا جایی که موجب توقف تولید بلوک‌های جدید می‌شود.

تاریخچه بمب سختی اتریوم

هنگامی که اتریوم به وجود آمد، توسعه‌دهندگان موظف بودند که یک الگوریتم اجماع ایجاد کنند. این اجماع همانند بیت کوین از طریق ماینینگ در فضای گواه اثبات کار به دست می‌آمد. هرچند با سخت‌تر شدن عمل استخراج، این شرایط می‌توانست دشوار شود.

توسعه‌دهندگان اتریوم از همان ابتدا تصمیم گرفتند که در زمان مشخصی در آینده، ماینینگ اتریوم را به عملی غیرممکن تبدیل کنند. این تغییر از طریق افزایش سختی ماینینگ معرفی و منجر به ایجاد مفهوم بمب سختی در سال ۲۰۱۵ شد. در کنار این اصطلاح، معمولا با واژه عصر یخبندان اتریوم یا Ethereum Ice Age نیز مواجه می‌شویم که به دوره‌ای اشاره دارد که ماینینگ اتریوم دیگر امکان‌پذیر نیست.

اهداف Difficulty Bomb اتریوم

با فعال شدن Difficulty Bomb در شبکه، سختی ماینینگ با افزایش بسیار زیادی همراه شد. به این ترتیب، اتریوم به اهداف زیر دست پیدا کرد:

• ماینرهای اتریوم را به سمتی هدایت کرد که از ماینینگ در اثبات کار که فعالیتی با مصرف بالای انرژی است فاصله بگیرند؛ این کار از طریق حذف مشوق‌ها اتفاق افتاد.
• توانایی مالکیت و ایجاد ارز متمرکز را سلب کرد.
• وقوع فورک پس از مرج را کمرنگ کرد.
• گره‌های شبکه را مجبور به ارتقا کرد.

ریشه پیدایش Difficulty Bomb چیست؟

گفتیم که بمب سختی به این منظور مطرح شد که شرایط را برای انتقال به PoS هموار کند؛ اما سوال اینجاست که اصلا چرا باید این انتقال اتفاق می‌افتاد؟ برای درک بهتر این مسئله، لازم است نگاهی به اتریوم ۱.۰ بیندازیم. 

بلاکچین اتریوم اولین بلاکچینی است که از برنامه‌های غیرمتمرکز (dApp) پشتیبانی می‌کند. این کار به کمک قرارداد هوشمند (Smart Contract) انجام می‌شود. از مهم‌ترین موارد کاربرد آن هم هم می‌توان به امور مالی غیرمتمرکز (DeFi)، سازمان خودگردان غیرمتمرکز (DAO)، عرضه اولیه کوین (ICO) و توکن‌های غیرمثلی (NFT) نام برد. 

اما این‌ها را برای چه گفتیم؟ برای اینکه به این نتیجه برسیم که با وجود این‌ مزایا، اتریوم از معضل سه‌گانه بلاکچین رنج می‌برد: مقیاس‌پذیری، امنیت و عدم تمرکز. عمده ترین مشکل اتریوم مقیاس‌پذیری است که در کنار دو مسئله دیگر خودنمایی می‌کند: یکی بالا بودن کارمزد تراکنش‌ها یا گس (Gas Fee) و دیگری پایین بودن تعداد تراکنش بر ثانیه (TPS). البته نباید از آثار زیست‌محیطی مکانیزم اثبات کار اتریوم هم غافل شد. در ادامه، نگاهی به این مشکلات می‌اندازیم.

گس فی بالا

هرچه پذیرش بلاکچین بیشتر می‌شود، تقاضا برای برنامه‌های اتریوم نظیر دیفای و توکن‌های بی‌همتا هم بیشتر می‌شود. تقاضای بالاتر هم برابر است با هزینه‌های تراکنش بالاتر؛ اتفاقی که اتریوم را به یک شبکه گران‌قیمت برای کاربران تبدیل می‌کند.

برای مثال نگاهی به تاریخ ۳۰ آوریل ۲۰۲۲ (۱۰ اردیبهشت ۱۴۰۱) می‌اندازیم؛ جایی که حراج زمین‌های متاورس (Metaverse) مجموعه NFT میمون‌های کسل (BAYC) توسط توسط یوگا لبز انجام شد. در جریان این اتفاق، حدود ۶۰۰ میلیون دلار نصیب یوگا لبز شد و گس فی بالایی نیز در تاریخ اتریوم رقم خورد؛ یعنی کارمزدی به ارزش ۱۷۵ میلیون دلار (۶۳۰۶۲.۳۹ اتر). در جریان این افزایش کارمزد، برخی از افراد تا ۶,۰۰۰ دلار (معادل ۲.۱۲۵ اتر) کارمزد برای تراکنش‌های ناتمامی پرداختند که به طور معمول با ۳۰ دلار می‌شد آنها را انجام داد. البته یوگا لبز اعلام کرد که این مبالغ را برگشت خواهد زد.

TPS پایین

اتریوم اکنون قادر است بین ۱۰ تا ۱۵ تراکنش را در ثانیه اجرا کند. اما نقشه راه اتریوم پس از مرج در سال ۲۰۲۲ نشان می‌دهد که در فاز سرج (The Surge) و با اجرای شاردینگ (Sharding) در سال ۲۰۲۳، تعداد تراکنش‌های اتریوم افزایش پیدا می‌کند. TPS‌ فعلی به ویژه در مقایسه با سیستم‌های پرداخت متمرکزی مانند ویزا و مسترکارت بسیار کم است. بنا به گزارش منابع مختلف، TPS ویزا چیزی بین ۱۷۰۰ تا ۲۴,۰۰۰ است و مسترکارت هم  تا ۵,۰۰۰ تراکنش را در ثانیه انجام می‌دهد.

مصرف انرژی بالا

گواه اثبات کار مشکل اساسی با محیط زیست دارد؛ چرا که موجب انتشار کربن می‌شود. PoW بلاکچین اتریوم، سالانه به ۷۳.۲ تراوات ساعت انرژی نیاز دارد تا بتواند امنیت و عدم تمرکز را حفظ کند. این رقم برابر است با مصرف انرژی کشوری با اندازه متوسط مانند اتریش.

کاربرد بمب سختی اتریوم

با توجه به اهداف و دلایل پیدایش بمب سختی اتریوم، می‌توان دریافت که کاربرد این پدیده به واقعه مرج گره خورده است. دلیل این مسئله هم آن است که با سخت‌تر شدن استخراج اتریوم، ماینرها هم دیگر انگیزه‌ای برای استخراج نداشتند؛ چرا که با کاهش پاداش بلوک، استخراج دیگر امری مقرون‌به‌صرفه نبود.

به جز این موارد، بمب سختی کاربرد مهم دیگری هم در جلوگیری از فورک‌های اتریوم داشت. به طور کلی، این پدیده به نوعی کاتالیزور و هموارکننده انتقال به گواه اثبات سهام بود که با موفقیت رسالت خود را به انجام رساند.

زمان‌بندی آپدیت‌های بمب سختی اتریوم

بمب سختی اتریوم در اصل قرار بود به شکل یک قرارداد هوشمند معرفی شود. این برنامه به منظور طرح تنظیم سختی که بخشی از به‌روزرسانی فرانتیر (Frontier) بود، تغییر پیدا کرد.

بمب سختی در آگوست سال ۲۰۱۵ (مرداد و شهریور ۱۳۹۴) شروع شد و یک سال بعد یعنی در نوامبر سال  ۲۰۱۶ (آبان و آذر ۱۳۹۵)، سختی شبکه افزایش چشمگیری پیدا کرد. از همان زمان، چندین هاردفورک مانع از انفجار این بمب شد؛‌ منظور از انفجار این است که اتریوم دیگر قابل استخراج نباشد. این آپدیت‌ها شامل موارد زیر هستند:

• ۱۲ اکتبر ۲۰۱۷ (۲۰ مهر ۱۳۹۶): فورک بیزانس
• ۲۸ فوریه ۲۰۱۹ (۹ اسفند ۱۳۹۷): ارتقای قسطنطنیه
• ۲ ژانویه ۲۰۲۰ (۱۲ دی ۱۳۹۸): آپدیت موییر گلاسیر (Muir Glacier)
• ۵ آگوست ۲۰۲۱ (۱۴ مرداد ۱۴۰۰): هارد فورک لندن
• ۹ دسامبر ۲۰۲۱ (۲۱ آذر ۱۴۰۰): آپدیت ارو گلاسیر (Arrow Glacier)
• ۳۰ ژوئن ۲۰۲۲ (۹ تیر ۱۴۰۱): ارتقای گری گلاسیر (Gray Glacier)

در میان این ارتقاها، موییر گلاسیر و گری گلاسیر به شکلی مشخص تنها با هدف به تعویق انداختن انفجار بمب سختی اتریوم به وقوع پیوستند. اگر Difficulty Bomb در زمانی اشتباه اجرا می‌شد، موجب کاهش بسیار شدید سرعت تایید تراکنش‌ها می‌شد؛ اتفاقی که می‌توانست منجر به کوچ کاربران اتریوم به سایر زنجیره‌ها و در نتیجه کاهش قیمت اتر شود. 

این نکته را هم مدنظر داشته باشید که ماینرها با انتقال به اثبات سهام و انفجار بمب سختی موافق نبودند؛ چرا که با این کار، تجهیزات گران‌قیمت ماینینگ آن‌ها بلااستفاده می‌شد.

دلیل تعویق بمب سختی اتریوم چه بود؟

از زمانی که قرار شد شبکه اتریوم به گواه اثبات سهام تغییر کند، بمب سختی پنج مرتبه به تعویق افتاد. توسعه‌دهندگان اتریوم در تاریخ ۸ ژوئن ۲۰۲۲ (۱۸ خرداد ۱۴۰۱) مرج را روی شبکه تستی راپستن (Ropsten) اجرا کردند تا از مشکلات آن باخبر شوند؛ این آزمایش تحت عنوان «First Dress Rehearsal» انجام شد. بر اساس نتایج این آزمایش، توسعه‌دهندگان هسته تاریخ اجرای بمب سختی را تا آگوست ۲۰۲۲ (شهریور ۱۴۰۱) به عقب انداختند.

البته ویتالیک بوترین پیش‌تر گفته بود که اگر توسعه‌دهندگان به زمان بیشتری برای رفع خطاهای موجود نیاز داشته باشند، اجرای Difficulty Bomb‌ تا سپتامبر یا اکتبر ۲۰۲۲ (شهریور و مهر ۱۴۰۱) هم می‌تواند به تعویق بیفتد. همچنین تیم بیکو (Tim Beiko) توسعه‌دهنده هسته اتریوم هم بیان کرده بود که احتمال ۱ تا ۱۰ درصدی وجود دارد که مرج در سال ۲۰۲۲ انجام نشود. هرچند وقتی که توسعه‌دهندگان بر سر خطایی که در تاریخ ۱۰ ژوئن ۲۰۲۲ (۲۰ خرداد ۱۴۰۱) کشف شده بود با هم مباحثه می‌کردند، عقیده داشتند که عقب افتادن بمب سختی، مرج را به تاخیر نخواهد انداخت. در همین راستا، بن اجینگتون (Ben Edgington) یکی دیگر از توسعه‌دهندگان هسته اتریوم توییتی با این مضمون نوشت:

ما بمب سختی اتریوم را به تعویق می‌اندازیم. گفته بودیم که این کار باعث عقب افتادن اجرای مرج نمی‌شود؛ امیدواریم که همین‌طور باشد. هر هفته‌ اضافه‌تری که اتریوم همچنان در شبکه اثبات کار باقی بماند، منجر به انتشار چیزی نزدیک به یک میلیون تن کربن‌دی‌اکسید می‌شود.

بیکو همچنین در ادامه صحبت‌هایش با بلومبرگ، به یک نگرانی مهم اشاره کرده بود؛ او گفته بود اگر توسعه‌دهندگان تمام انرژی خود را برای مرج بگذارند و بمب سختی هم به عقب نیافتد، امکان فرسودگی آنها وجود دارد:

اگر ما این تعویق را انجام دهیم، به نظرم یک دیدگاه واقع‌بینانه داشته‌ایم تا همچنان بتوانیم فوریت قضیه را حفظ کنیم… اما فشار زیاد باعث فرسودگی تیم می‌شود؛ این همان موقعیتی است که ما نمی‌خواهیم در آن قرار بگیریم.

مزایا و معایب Difficulty Bomb

فعال شدن بمب سختی اتریوم هم مزایایی داشت و هم معایبی. با هم چند مورد مهم را در این زمینه مرور می‌کنیم.

مزایا:

• هموار کردن مسیر انتقال از گواه اثبات کار به گواه اثبات سهام
• کاهش مصرف انرژی به میزان زیاد
• مقدمه‌ای برای افزایش TPS در ادامه مسیر اتریوم
• فراهم کردن زمینه حل مشکل سه‌گانه بلاکچین

معایب:

• کم شدن پاداش استخراج بلوک برای ماینرها
• بلااستفاده شدن تجهیزات ماینرها

وضعیت فعلی اتریوم پس از انفجار بمب سختی

Difficulty Bomb در تاریخ ۱۴ سپتامبر ۲۰۲۲ (۲۳ شهریور ۱۴۰۱) در بلوک ۱۵۵۳۰۳۱۴ مستقر شد؛ یعنی یک روز پیش از مرج اتریوم. اگر به نمودار سختی شبکه اتریوم در تصویر زیر نگاهی بیندازید، می‌بینید که سختی شبکه اتریوم پس از مرج، صفر شده است؛‌ به این معنا که رمزارز اتر دیگر قابل استخراج نیست. 

ذکر این نکته نیز جالب است که بعضی از افراد معتقد بودند که این امر، پایان کار Ethereum خواهد بود؛ اما پس از مرج، خلاف این گفته به اثبات رسید و اتریوم هم‌چنان به فعالیت خود ادامه می‌دهد. همچنین این اتفاق، تاثیر نامطلوبی روی تراکنش‌های کاربران نیز در شبکه اتریوم نگذاشت.

سوالات متداول (FAQ)

• بمب سختی اتریوم چیست؟
  اصطلاحی است که به افزایش سختی استخراج در شبکه اتریوم اشاره دارد. این کار با هدف دور شدن ماینرها از PoW و هموار کردن مسیر برای تغییر به PoS انجام شد.

• بمب سختی اتریوم چه زمانی فعال شد؟
  در تاریخ ۲۳ شهریور ۱۴۰۱؛ یعنی یک روز قبل از مرج اتریوم.

جمع‌بندی

از آنجایی که اتریوم از همان ابتدا در نظر داشت تا از اثبات کار به اثبات سهام منتقل شود، به دنبال افزایش سختی شبکه بود. این مفهوم در قالب بمب سختی اتریوم پدیدار شد که طی آن، توان محاسباتی و زمان استخراج بلوک جدید آن‌قدر افزایش پیدا می‌کرد که عملا ماینینگ را از رده خارج می‌کرد. با انفجار Difficulty Bomb در زمان انتقال به اثبات سهام، این اتفاق رخ داد. به طوری که اکنون دیگر نمی‌توان اتر را ماین کرد. به نظر شما، آیا بمب سختی اتریوم توانست به خوبی رسالت خود را برای انتقال به اثبات سهام انجام بدهد؟ در بخش نظرات، منتظر شنیدن نظرات شما هستیم.