اهمیت اندازه بلوک

مقیاس پذیری و اندازه بلوک‌های منفرد موجود در بلاک چین میتواند تاثیر بالقوه زیادی بر سرعت و ظرفیت شبکه داشته باشد، اما همیشه شاهد وجود یک بده و بستان هستیم. همانطور که احتمالاً میدانید، دلیل نام گذاری بلاک‌چین‌ها این است که به معنای واقعی کلمه از زنجیره مداومی از بلوکها تشکیل شده اند. بلوکها از گروهی از داده های تراکنش تشکیل میشوند و میزان داده موجود در هر بلوک به علاوه سرعت تولید بلوک زنجیرهای تعیین کننده تعداد تراکنشی است که شبکه قادر به پردازش آن در هر ثانیه پردازش است. بدیهی است که داشتن TPS بالا باعث افزایش جذابیت میگردد، بنابراین توسعه دهندگان همیشه به دنبال راه هایی برای بهبود این شاخص هستند. نرخ واقعی به شرایط شبکه بستگی دارد، اما نرخ پردازش بیت‌کوین در حال حاضر حداکثر در حدود هفت TPS است و اتریوم هم با 15 TPS شرایط چندان بهتری ندارد. برای درک بهتر موضوع میتوانید این نرخ را با نرخ پردازش ویزا مقایسه کنید که میتواند چیزی در حدود 1700 تراکنش را در هر ثانیه پردازش کند. بنابراین اگر این شبکه ها (بلاک چین‌ها) قصد دارند تا به عنوان یک روش پرداخت جهانی با سایرین رقابت کنند، باید وضعیت خود را سر و سامان بدهند. از آنجا که نرخ TPS یک بلاک چین وابستگی شدیدی به اندازه هر بلوک دارد، بنابراین این نرخ یکی از عوامل اصلی در رسیدن بلاک چین به هدف پذیرش توسط عامه مردم خواهد بود. با این حال، صِرف افزایش نامحدود اندازه بلوکها تنها یک راهکار برای پرداختن به این مسئله است و فلسفه های مختلفی در مورد نحوه ادامه این مسیر وجود دارد.

مقیاس پذیری در بلاک‌چین‌ها

راه کارهای مقیاس پذیری بر دو قسم است:

در زنجیره
برون زنجیره

هر دو نوع دارای مزایا و معایبی هستند. اما در حال حاضر اجماع نظر لازم در خصوص اینکه که کدام یک از آنها امید بیشتری برای رشد در آینده دارند وجود ندارد.

مقیاس پذیری در زنجیره

مقیاس پذیری در زنجیره بر این فلسفه استوار است که برای سرعت بخشیدن به بلاک‌چین باید چیزی در خود بلاک‌چین تغییر کند. به عنوان مثال، طبق یکی از رویکردهای مقیاس پذیری، بایستی حجم داده های استفاده شده در هر تراکنش کاهش یابد تا معاملات بیشتری در یک بلوک جای بگیرند. این روش شبیه همان چیزی است که بیت‌کوین با به روزرسانی Segregated Witness یا به عبارت دیگر سگویت به آن دست یافت. این وصله نرم افزاری نحوه پردازش داده های تراکنش را تغییر داده و پیشرفت چشمگیری در ظرفیت کلی شبکه ایجاد کرد. افزایش میزان تولید بلوک روش دیگری است که برای افزایش بالقوه تراکنش در هر ثانیه در داخل یک شبکه قابل استفاده است. اگرچه این روش میتواند تا حدی مفید باشد، اما انتشار یک بلوک جدید از طریق شبکه دارای محدودیت های زمانی است. اساسا این تمایل وجود ندارد که بلوکهای جدید قبل از برقراری ارتباط بلوک قبلی با همه (یا تقریباً) نودهای موجود در شبکه ایجاد شوند، چرا که این امر مشکلاتی را در زمینه اجماع همگانی ایجاد میکند. ایجاد ارتباط یکپارچه و بی نقص بین بلاک‌چین ‌های گسسته، روش بالقوه دیگری است که این سیستم ها می توانند از طریق آن مقیاس پذیری کنند. اگر بلاک‌چین‌های مختلف بتوانند با یکدیگر تراکنش داشته باشند، بنابراین هر شبکه مجبور نخواهد بود که داده زیادی را به تنهایی مدیریت کند و در نتیجه عملکرد هر یک از آنها تقویت میشود. شکی نیست برای اطمینان از اعتبار کامل داده های ارسالی بین شبکه ها به یک سیستم نیاز داریم. این روش همان کاری است که پروژه هایی مانند پولکادات در حال حاضر برای انجام آن فعالیت میکنند.

تکنیک خرد کردن

یک تکنیک به نام خرد کردن وجود دارد. در این تکنیک، تراکنشها به «خرده ریز» تقسیم میشوند و نودهای مختلف فقط خرده ریز های خاصی را تأیید می کنند؛ این روند به طور موثری باعث ایجاد امکان پردازش موازی شده و به افزایش سرعت سیستم منجر میشود. این روند را میتوان در هر دو سیستم گواهی کار یا گواهی سهام اعمال کرد. ضمنا مقرر است تا این روند یکی از اجزای اصلی اتریوم 2.0 را تشکیل دهد. این روند موجب بهبود ظرفیت و سرعت شبکه میشود و توسعه دهندگان امیدوارند که با استفاده از آن، شاهد عملیاتی شدن ده هزار تراکنش در هر ثانیه باشند. بلاکچین بیت کوین

از سوی دیگر، لازم به ذکر است که افزودن کامل فرآیند خرد کردن به اتریوم چندین سال به طول خواهد انجامید. از طرفی، افراد بدبین معتقدند که که این امر باعث ایجاد پیچیدگی و تضعیف امنیت میشود. ادعای این افراد از آنجا نشات میگیرد که خرد کردن باعث افزایش «هزینه دوبرابری» در اثر وقوع یک حمله میگردد. مسئله مهم در اینجا این است که تحت کنترل قرار دادن خرده ریز های منفرد نیازمند منابع کمتری نسبت به انجام یک حمله سنتی 51% است. این امر میتواند منجر به تأیید تراکنش هایی شود که در شرایطی غیر از این فاقد اعتبار شناخته می‌شدند (مانند فرستادن یک اتریوم به دو آدرس مختلف).

تجربه پروژه های مقیاس پذیری

برخی از پروژه های مقیاس پذیری سعی کرده اند تا سرعت شبکه را از طریق محدود کردن تعداد نودهای اعتبارسنجی بهبود بخشند (فلسفه ای بسیار متفاوت از اتریوم). EOS یکی از نمونه های این روش است که اعتبارسنج های خود را به 21 مورد محدود کرده است. سپس دارندگان توکن به این 21 اعتبارسنج رأی میدهند تا نوعی از حاکمیت عادلانه و پراکنده را حفظ کنند (با نتایج متفاوت). این موضوع باعث شده است تا سرعت این شبکه در حدود 4000 تراکنش در هر ثانیه گزارش شود. بنابراین توسعه دهندگان اطمینان دارند که میتوانند مقیاس پذیری خود را ادامه دهند. در نتیجه، این پروژه به عنوان یکی از رقبای اصلی اتریوم در این زمینه شناخته میشود. با این حال، برخی اعتبارسنج ها غالبا این روش را به عنوان نوعی تمرکزگرایی تلقی کرده و به آن به دیده تحقیر نگاه میکنند. در نتیجه، نمیتوان ادعا کرد که همه کاربران شیفته این روش هستند.

رویکرد بیت کوین‌کش

شکی نیست که افزایش اندازه هر بلوک یکی از رایج ترین ابزار مقیاس پذیری بلاک‌چین است. این روش همان رویکردی است که بیت‌کوین کَش هنگام جدا شدن از بیت کوین در سال 2017 اتخاذ کرد. انجمن بیت‌کوین کَش به اعمال محدودیت 1 مگابایت علاقه ای نداشت، بنابراین قوانین را تغییر داد تا این پروژه بتواند بلوکهای 8 مگابایتی و سپس 32 مگابایتی داشته باشد. بدیهی است که این روش به معنای وجود فضای بیشتر در هر بلوک برای افزودن داده های تراکنش است، اما برخی افراد معتقد هستند که ادامه رشد نامحدود اندازه بلوک امری ناممکن است. بسیاری از افراد این راه حل را صرفاً به منزله موکول کردن مشکل به آینده تلقی میکنند. ضمنا بدترین تفسیر درباره این راه حل این است که راه حل مذکور میتواند موجب آسیب به ماهیت غیرمتمرکز بلاک‌چین شود. با توجه به اینکه میانگین بلوک شبکه بیت کوین کش در عمل هنوز زیر 1 مگابایت است، بنابراین بحث در این باره هنوز به نتیجه نرسیده و ما در بخش بعدی، این موضوع را دقیق تر بررسی خواهیم کرد.

مقیاس پذیری برون زنجیره

ضمنا روشهایی نیز برای بهبود توان شبکه وجود دارد که تغییر مستقیمی در بلاکچین ایجاد نمیکنند. این روشها را غالبا با عنوان «راهکارهای لایه دوم» میشناسیم چرا که در بالای بلاک‌چین قرار میگیرند. شبکه رعدوبرق بیت‌کوین یکی از شناخته شده ترین روشها در این خصوص است. نودهای این شبکه میتوانند کانالهایی را بین یکدیگر باز کرده و مستقیماً و به صورت متقابل تراکنش انجام دهند. صرفا زمانی که کانال بسته میشود، شبکه قادر خواهد بود تا آخرین صورت وضعیت را برای ثبت به بلاک‌چین انتقال دهد. همچنین این نودها میتوانند به همدیگر متصل شوند و یک نظام پرداخت بسیار سریعتر و ارزان تری را ایجاد کنند که تنها گاهی اوقات نیازمند ارتباط با شبکه اصلی است. البته اتریوم نیز راه‌کارهایی در این راستا دارد. به طور مثال شبکه Raiden یکی از این راهکارهاست که در واقع نقش شبکه رعدوبرق را برای اتریوم بازی میکند. ضمنا یک محصول عام ‌تر برای بلاک‌چین دارد که شبکه celer نامیده میشود. این پروژه ها نه تنها معاملات برون زنجیره را انجام میدهند بلکه تغییرات را نیز عنوان میکنند. این قابلیت ها موجب میشوند تا این شبکه بتواند قراردادهای هوشمند را نیز پردازش کند. در حال حاضر، بزرگترین نقص این سیستم ها این است که هنوز در دست ساخت هستند. ضمنا باگها و مشکلات فنی نیز وجود دارند که میتوانند در صورت عدم ایجاد کانالها یا بسته شدن نادرست آنها بروز نمایند.

ساید چین چیست؟

یک ایده مشابه نیز وجود دارد که سایدچین (زنجیره های جانبی) نام دارد. این زنجیره ها اساساً بلاک‌چین‌هایی هستند که از زنجیره اصلی منشعب شدهاند و توانایی جابجایی دارایی بومی را در بین خودشان دارند. این بدان معنی است که زنجیره های جانبی رامی‌توان برای اهداف خاصی ایجاد کرد. بنابراین فعالیت این تراکنشها از شبکه اصلی جدا نگه داشته میشود. این امر موجب آزاد شدن پهنای باند برای مسائلی میشود که باید بر روی زنجیره اصلی مدیریت شوند. این کار در بیت کوین از طریق زنجیره جانبی لیکویید اجرا میشود و نمونه مشابه آن در اتریوم با عنوان پلاسما شناخته میشود. یکی از نقاط ضعف زنجیره های جانبی این است که هر یک از زنجیره های جانبی باید توسط گروهی از نودها ایمن سازی شود؛ بنابراین در صورتیکه کاربر فرد فعال در پشت صحنه را نشناسد آنگاه این بی اطلاعی وی میتواند مشکلاتی را در زمینه اعتماد و امنیت به دنبال داشته باشد.

دلالیل موافق و مخالف افزایش اندازه بلوک

همواره دیدگاه های متفاوتی در مورد ظرفیت بلوک وجود دارد که در ادامه به آنها میردازیم:

مزایای افزایش ظرفیت بلوک

دلایل موافقان افزایش اندازه بلوک این است که بلوک‌های بزرگتر نه تنها ظرفیت و سرعت را بهبود میبخشند بلکه هزینه ها را نیز کاهش میدهند. اما مخالفان نگران این نکته هستند که بلوک‌های بزرگتر منجر به تمرکزگرایی بیشتر شوند. بسیاری از افراد احساس میکنند که افزایش اندازه بلوک کلید بیت‌کوین و سایر دارایی های غیرمتمرکز برای پذیرفته شدن و قبول توسط عامه مردم است. دور از عدالت نیست که اگر بگوییم افزایش اندازه بلوک نه تنها میتوان تراکنشهای بیشتری را برای هر بلوک تأیید کند، بلکه متوسط هزینه تراکنش نیز کاهش مییابد. به نظر می رسد این بهترین حالت ممکن باشد چرا که سرعت و قیمت ارزان توامان حاصل میگردد. این روش زمانی بیشتر جذابتر میشود که طرفداران آن میگویند سایر راه کارهای مقیاس پذیری، از جمله زنجیره های جانبی و خرد كردن، هنوز در مرحله آزمایش هستند و آماده پیاده سازی در سطح گسترده نیستند. بلاک چین و بیت کوین

معایب افزایش ظرفیت بلوک

مسائل فوق نکات مهمی هستند، اما شکی نیست که افزایش اندازه بلوک نیز پیامدهایی به دنبال دارد. ضمنا بسیاری از افراد نیز این روش را صرفا خرید وقت تلقی کرده و آن را راهکار واقعی حل مسئله نمیدانند و معتقد هستند که باید بر لزوم استفاده از راه کارهای پیچیده تری تاکید شود. دلیل اینکه آنها بلوک‌های بزرگتر را یک مشکل میدانند این است که کاربران نودها باید هر بلوک جدیدالانتشار را دانلود کنند. اما این موضوع نیز با شرایط سخت افزار فعلی و با در نظر گرفتن بلوکهای یک، چهار و حتی سی و دو مگابایتی، مسئله چندان مهمی نیست. اما اگر قرار بر این باشد که بلاکچین به صورت جهانی مورد استفاده قرار بگیرد، آنگاه این راهکار نیز کافی نخواهد بود. طولی نمیکشد که اندازه بلوکها به گیگابایت میرسد و همین امر برای خیلی از افراد به یک مانع تبدیل میشود. اگر بسیاری از کاربران معمولی توانایی پرداخت هزینه سخت افزار یا ارتباط اینترنتی مورد نیاز برای این کار را نداشته باشند، احتمالاً تعداد افرادی که همچنان به استفاده از این شبکه ادامه میدهند کم و کمتر خواهد شد. این امر می‌تواند به افزایش تمرکز منجر شود. همانطور که گریگوری مکسول، توسعه دهنده بیت‌کوین کُر اظهار کرده است:

وقتی در مورد تراکنش های شبکه صحبت میکنیم، یک بده و بستان ذاتی بین مقیاس و عدم تمرکز وجود دارد. برای داشتن یک ارتباط گیگابیتی به پهنای باند زیادی نیاز دارید. این روش عملی است. اما مشکل در این است که این روش چندان غیرمتمرکز نخواهد بود، زیرا افراد کمی پیدا می شوند که بتوانند این چنین نود هایی را مدیریت کنند.
گریگوری مکسول

تصمیم گیری ماینر ها

در نهایت، این ماینرها هستند که در مورد این تغییرات یک شبکه تصمیم گیری میکنند؛ ضمنا این ماینرها هستند که تمایل یا عدم تمایل خود برای پیشتیبانی از یک ارتقای سیستمی در پروتکل شبکه را اعلام میکنند. از آنجاییکه بسیاری از ماینرها در قالب استخرهای بزرگ با هم متحد میشوند و نهایتا تمایل خود را به صورت گروهی اظهار خواهند کرد، بنابراین همین موضوع نیز نوع بالقوهای از تمرکزگرایی است چرا که این اتحادها از نفوذ و توان بسیار بیشتری نسبت به ماینرهای منفرد برخوردار هستند. خوشبختانه راه های دیگری نیز باری حل این مسئله وجود دارد و همه پروژه ها قصد ندارند تا اندازه بلوکها را نامحدود در نظر بگیرند. سایر توسعه دهندگان به این امید که موضوع مقیاس پذیری را یکبار و برای همیشه حل کنند از روش های هوشمندانه دیگری برای خنثی کردن مشکل استفاده میکنند.

راهکار های موثر

تا کنون هیچ راهکار واحدی به عنوان بهترین راهکار ارائه نشده است و پروژه های مختلف همچنان در تلاش هستند تا با کاوش فعالانه نسخه های نوآورانه کلیه فلسفه های موجود به شبکه هایی مقیاس پذیر دست پیدا کنند. در زمان نوشتن این مقاله تا کنون و از زمانیکه بیت‌کوین به روزرسانی سگویت را ارائه کرده است، ماهیت بلوکهای این رمزارز به صورت بومی ارتقا داده نشده اند. همانطور که گفته شد، تحقیقات مربوط به شبکه رعدوبرق و شبکه جانبی همچنان ادامه دارد و بسیاری انتظار دارند که نتیجه آن به گونه ای باشد که خرید روزانه با بیت‌کوین به یک امر عادی تبدیل شود. همانطور که اشاره شد، پروژه هایی مانند بیت‌کوین کش از ایجاد بلوکهای بزرگتر استقبال کرده اند و بیت‌کوین اس وی محدودیت بسیار بالای 2 گیگابایتی را برای اندازه بلوکهای خود در نظر گرفته است. مسلماً این امر هزینه نگهداری نود را افزایش داده و مسائل مکرری را برای بلوکهای جامانده ایجاد میکند. بلاکچین

مقایسه پروتکل مقیاس پذیری در دو کوین متفاوت

هر چند که 2 گیگابایت حجم چشم گیری است، اما حتی پلتفرمهای بلندپرواز تری نیز وجود دارند. در پروژه ای به نام ILCOIN از پروتكلی به نام RIFT استفاده شده است كه تیم توسعه دهنده آن مدعی است این پروتکل امکان ایجاد بلوكهایی با اندازه 5 گیگابایت و توان تولید تا 100.000 تراکنش در ثانیه را فراهم میآورد. توسعه دهندگان ILCOIN ادعا میکنند که دلیل فراهم آمدن چنین امکانی این است که هر بلوک از مجموعه های 25 مگابایتی ریز-بلوکها تشکیل شده است. ضمنا این ریزبلوکها نیازی به استخراج جداگانه ندارند چرا که به طور خودکار و توسط بلوکهای اصلی تولید میشوند. طبق اظهارات این تیم، آنها از این سیستم جدید برای ایجاد بلاک‌چین ابری غیر متمرکز یا DCB استفاده میکنند. این سیستم به لطف توانایی همگام سازی همزمان بلوکها، به عنوان یک راهکار جهانی برای ذخیره سازی داده ها عمل میکند که کاملاً در برابر دستکاری مقاوم بوده و نیازی به برقراری اعتماد بین طرفین ندارد. ضمنا توسعه دهندگان ILCOIN معتقدند که پروژه آنها این اولین پروژهای است که امکان ذخیره پوشه های کاربران را به صورت بر زنجیره فراهم آورده است. البته همه پروژه ها از رویکرد بلوک بزرگتر بهره نمیگیرند. در حالی که شبکه هایی مانند Zilliqa به امید استفاده از خرد کردن به عنوان ابزار اصلی خود جهت رسیدن به یک پلتفرم مقیاس پذیر به اتریوم محلق شده اند؛ خود اتریوم به دنبال مهاجرت به یک سیستم گواه سهام جدید است که Casper نام دارد. از سوی دیگر، پروژه Cardano رویكرد جدیدی به نام Hydra ایجاد كرده است كه برای هر كاربر 10 سر در نظر میگیرد و هر سر به عنوان یك كانال جدید در خدمت توان عملیاتی شبکه قرار میگیرد. خوشبختانه از آنجاییکه افزایش استفاده از شبکه باعث افزایش ظرفیت میگردد، بنابراین این روش امکان مقیاس پذیری بی‌نقص و یکپارچه ای را فراهم میکند.

سخن پایانی

با وجود کارهای بسیار خوبی که انجام شده است، اما هنوز هیچ راهکار روشنی برای مقیاس پذیری بلاک‌چین وجود ندارد و ممکن است که هرگز ایجاد نشود. همه احتمالاتی که در اینجا بررسی شدند برای کمک به رساندن دارایی های دیجیتالی به یک سطح جهانی هستند، اما هنوز هیچکدام از آنها به تصمیم نهایی منجر نشده اند. همانطور که گفتیم، هر کدام از آنها مزایا و معایبی دارند تصور صرفا یک برنده کاری نیست که به سادگی انجام شود (وجود چندین برنده امری متصور است). پروژه های مختلف که اهداف منحصربفردی دارند بایستی از طرق مختلف در معرض مقیاس پذیری قرار بگیرند. حتی این احتمال نیز ممکن است که بتوان از بیش از یک ایده به طور همزمان استفاده کرد تا مزایای هر کدام از آنها چند برابر شود. با گذشت زمان، تاریخ شیوه مقیاس پذیری بلاکچین‌ها را ثبت خواهد کرد؛ اما ما هنوز به آن نقطه نرسیده ایم. توسعه دهندگان بایستی بتوانند از طریق آزمایش و تفکر چندباره در خصوص راهکارها، هر روز به سیستم جهانی پردازش داده نزدیک شوند بنحویکه روشهای جدید بتوانند با روشهای فعلی رقابت کرده و یا از آنها پیشی بگیرند. در حال حاضر، داشتن ذهنیت باز و تمایل به آزمودن چیزهای جدید از اهمیت بالایی برخوردار هستند، چرا که شاید پاسخی که افراد پیشرو در این پروژه به دنبال آن هستند هم اکنون در حال پس دادن آزمایش میدانی خود است.

مقیاس پذیری و اندازه بلوک و تاثیر آن بر سرعت تراکنشها| فرهادمارکت