دسترسی سریع در حال بارگذاری

مقیاس پذیری در بلاکچین و راهکارهایی برای بهبود آن

379
۲۳ بهمن ۱۳۹۹
مقیاس پذیری در بلاکچین و راهکارهایی برای بهبود آن

افزایش محبوبیت کریپتوکارنسی‌ها و پذیرش آن‌ها توسط مؤسسات بزرگ مالی و بازرگانی جهانی سبب شده‌ کاربران سیستم‌های پرداخت بدون واسطه دیجیتالی روز به روز بیشتر شوند. بلاکچین که بستر اجرای رمزارزها است، دریچه‌ای جدید در دنیای تکنولوژی گشوده و توانسته در همین مدت کوتاه معرفی به جهان، توجه بسیاری را جلب کند. اگر تا به امروز در رابطه با این سیستم مطالعه کرده باشید، می‌دانید که شفافیت، امنیت و عدم تمرکز دلایل اصلی محبوبیت این فناوری است. اما سرعت انجام تراکنش‌ها که مربوط به مقیاس پذیری در بلاکچین است، همیشه مورد بحث بوده است.

مقیاس پذیری رکن مهم و تاثیر‌گذار در بلاکچین است که تا به امروز توسعه دهندگان به‌طور دقیق نتوانستد موانع آن‌ را از سر راه بردارند و همچنان کاربران با سرعت انجام تراکنش‌ها در این بستر مشکل دارند. در ادامه، به بررسی بیشتر مفهوم مقیاس پذیری و راه‌کارهایی برای بهبود آن خواهیم پرداخت.

مقیاس پذیری در بلاکچین یعنی چه؟

مقیاس پذیری در بلاکچین را می‌توان توانایی پاسخگویی یک شبکه به میزان تقاضا دانست. Scalability یا همان مقیاس پذیری باید پاسخگوی پارامترهایی چون: تعداد تراکنش در ثانیه (TPS: Transactions Per Second)،‌ حجم مورد نیاز برای ذخیره شبکه بلاکچین و سرعت انتقال در اطلاعات شبکه باشد.

این معیار، مشخص کننده سرعت انجام تراکنش‌‌ها در بستر بلاکچین‌ها است. توانایی پردازش شبکه برای تایید و ثبت تراکنش‌ها یا همان TPS، مهم‌ترین رکن در میزان مقیاس پذیری است. هرچه سرعت تایید تراکنش بالاتر باشد، نشان دهنده‌ی مقیاس پذیری بهتر شبکه است. برای درک بهتر این موضوع، به تحلیل مقیاس پذیری شبکه بیت کوین می‌پردازیم.

مقیاس پذیری بیت کوین

با توجه به سرعت تایید تراکنش‌های بیت کوین، می‌توان حدس زد توسعه دهندگان آن در ابتدا تصور نمی‌کرند که روزی این شبکه به این شکل گسترش پیدا کند و تعداد کاران آن روز به روز افزایش یابد. عدم توجه به این امر سبب شده تا به امروز همچنان مقیاس پذیری در بلاکچین بیت کوین راضی کننده نباشد.

در این شبکه از بلاک‌‌ها برای انجام تراکنش استفاده می‌شود. اندازه بلاک بیت کوین پس از فراز و نشیب‌های فراوان به 1 مگابایت رسیده است. تراکنش‌‌ها به همراه اطلاعات کامل خود یعنی زمان انجام، آدرس عمومی فرستنده و گیرنده،‌ امضای دیجتال و سایر داده‌ها در بلاک ذخیره می‌شوند. حجم تراکنش‌ها با یکدیگر متفاوت است. اما به طور میانگین بلاک‌های بیت کوین که هر 10 دقیقه یک بار تولید می‌شوند،‌ می‌توانند 4000 تراکنش را در خود جای دهند. این میزان حجم ذخیره‌سازی امکان انجام 7 تراکنش در ثانیه را برای شبکه بیت کوین فراهم می‌کند.

در ساعات پیک شبکه یعنی زمانی که ترافیک بالاست و تراکنش‌‌های بسیاری به‌صورت هم‌زمان در حال اجرا است؛‌ این میزان TPS (تراکنش بر ثانیه)، پاسخگوی تمام کاربران نیست و تراکنش‌‌های بسیاری باید در استخر حافظه “Memory Pool” منتظر تایید بمانند. اولویت هم همیشه با تراکنش‌‌هایی است که کارمزد بیشتری دارند و تراکنش‌ها با کارمزد پایین‌تر زمان طولانی نیاز دارند تا تایید شوند. ممکن است برخی از تراکنش‌ها هیچ وقت تایید نشوند.

بیت کوین این حجم بلاک را به منظور حفظ امنیت شبکه تعیین کرده است. اما در حال حاضر و با توجه به حجم بالای معاملات آن، این عدم مقیاس پذیری شبکه به یک چالش اساسی برای این رمزارز تبدیل شده است.

مفهوم مقیاس پذیری در بیت کوین

ارز دیجیتال
تعداد تراکنش بر ثانیه (TPS)
بیت کوین (BTC) 7
 اتریوم (ETH) 15
ریپل (XRP) 1500
بیت کوین کش (BCH) 61

 

چه چیزهایی مانع مقیاس پذیری در بلاکچین می‌شوند؟

بناین‌گذار اتریوم، ویتالیک بوترین معتقد است؛ هیچ شبکه‌ای نمی‌تواند هر سه ویژگی تمرکز زدایی، امنیت و سرعت را به‌طور هم‌زمان به کاربرانش ارائه دهد. او برای این مسئله نام “سه راهی مقیاس پذیری” را انتخاب کرده است.

هر یک از رمزارزهای مبتنی بر الگوریتم اثبات کار (PoW)، در شبکه‌ی بلاکچین خود یکی از این ویژگی‌ها را فدای دیگری می‌کنند. برای مثال، بیت کوین به‌طور کامل غیر‌متمرکز است و امنیت بسیار بالایی دارد. اما همان‌طور که قبل‌تر هم اشاره کردیم، تراکنش‌ها در بلاکچین بیت کوین سرعت پایینی دارند.

در سوی دیگر رمزارز ریپل برای بالا بردن سرعت تراکنش‌ها، ویژگی تمرکززدایی بلاکچین را در دستور کار قرار نداده است (بیش از 1000 تراکنش در ثانیه).

تقریباً تمامی رمزارزهایی که مبتنی بر گواه اثبات کار هستند،‌ مقیاس پذیری را فدای ویژگی‌های عدم تمرکز و امنیت کرده‌اند. به‌همین خاطر این پلتفرم‌ها عموماً سرعت مناسبی به کاربران ارائه نمی‌دهند.

اما رمزارزهایی که از الگوریتم اثبات سهام (PoS) استفاده می‌کنند؛ با عدم توجه به ویژگی‌های تمرکززدایی یا امنیت، تلاش کرده‌اند که مقیاس پذیری در بلاکچین‌های خود را افزایش دهند. این امر سبب شده این پلتفرم‌‌ها سرعت بالاتری نسبت به سیستم‌‌های مبتنی بر الگوریتم اثبات کار به کاربران ارائه دهند.

راه حل‌های بهبود مقیاس پذیری در بلاکچین

بهبود مقیاس پذیری

1. افزایش حجم بلاک‌ها

بزرگ کردن اندازه بلاک یکی از بهترین و مؤثرترین شیوه‌های بهبود TPS در بلاکچین است. بلاکچین بیت کوین در سال 2017 به منظور افزایش حجم بلاک یک هارد فورک ایجاد کرد به نام بیت کوین کش. این انشعاب جدید با حجم 8 مگابایتی بلاک توانست مقیاس پذیری بهتری نسبت به بیت کوین ارائه دهد.

اما این روش می‌تواند بر روی پارامتر فضای ذخیره‌سازی کافی برای حجم بلاکچین که از دیگر معیارهای مقیاس پذیر بودن شبکه است، تاثیر منفی بگذارد. افزایش حجم بلاک‌ها،‌ حجم کلی بلاکچین را نیز کاهش می‌دهد. این روند سبب می‌شود همه‌ی نودهای کامل شبکه فضای کافی برای ذخیره‌سازی نسخه‌ی کامل شبکه را بر روی سیستم‌‌های خود نداشته باشند و تعداد آن‌ها در بلاکچین کاهش پیدا کند.

کاهش تعداد نود کامل، تمرکززدایی را که یکی از ارکان اصلی مقیاس پذیری است، کاهش می‌دهد.

2. افزایش پاداش استخراج

ایجاد بلاک‌‌های جدید توسط ماینرها در شبکه بلاکچین فرایند “استخراج یا ماینینگ” نام دارد. ماینرها با حل معادلات پیچیده‌ی ریاضی، تراکنش‌‌ها را تایید می‌کنند و با افزودن بلاک جدید به بلاکچین، پاداش دریافت می‌کنند.

اگر نرخ این پاداش در شبکه افزایش پیدا کند، ماینرها انگیزه‌ی بیشتری برای تایید تراکنش‌ها دارند. این روند سبب می‌شود نرخ TPS بلاکچین هم افزایش پیدا کند.

3. کاهش حجم تراکنش‌‌های شبکه

هر چه تعداد تراکنش‌هایی که در بستر بلاکچین صورت می‌گیرد کم‌تر باشد، سریع‌تر تایید می‌شوند و نتیجه‌ی آن افزایش TPS شبکه است. بیت کوین با سافت فورک سگویت تلاش کرده این روش را برای بهبود مقیاس پذیری در بلاکچین اجرا کند. تراکنش‌ها در فورک Segwit،‌ حدود 60 درصد حجم کم‌تری از بلاک را اشغال می‌کنند و کارمزد پایین‌تری نسبت به تراکنش‌های شبکه اصلی بیت کوین دارند. در نتیجه‌ی این کاهش حجم، در هر بلاک تعداد بیشتری تراکنش تایید می‌شود و بر روی مقیاس پذیری تاثیر مثبت می‌گذارد.

همچنین می‌توان با استفاده از راهکار جدید Aggregated Signature یا امضای دیجیتالی فشرده شده، برای تراکنش‌‌ها فقط یک امضای دیجیتال در نظر گرفت و حجم قابل توجهی از هر تراکنش کم کرد. امضاهای دیجیتال حجم زیادی به تراکنش‌های بستر بلاکچین اضافه می‌کنند.

4. استفاده از لایه دوم بر روی بلاکچین

برای افزایش مقیاس پذیری در بلاکچین می‌توان یک شبکه‌ی مجزا بر روی آن ایجاد کرد. به این شبکه، لایه دوم (Layer-Two Solutions) می‌گویند.

در روش لایه دوم، نیازی نیست تمام تراکنش‌‌ها بر روی بلاکچین اصلی انجام و ذخیره شوند. برخی از آن‌ها می‌توانند بر روی شبکه یا همان لایه دوم انجام و ثبت شوند و حجم بلاکچین اصلی را اشغال نکنند.

شبکه لایتنینگ (Lightening Network) یکی از شبکه‌های مجزا بر روی بلاکچین اصلی است. لایتنینگ بر روی بلاکچین بیت کوین ایجاد شده است تا مشکلات مقیاس پذیری آن را حل کند.

شبکه لایتنینگ چیست

5. استفاده از روش‌های دیگر اجماع

قبل‌تر هم اشاره کردیم که الگوریتم اثبات کار یا همان PoW، یکی از موانع اصلی مقیاس پذیری در بلاکچین است. پس باید راه حلی یافت که در بلاکجین‌ها از روش‌های دیگر برای انجام فرایندها استفاده کرد. روش‌‌هایی مانند اثبات سهام (PoS) یا فناوری Block Lattice روش‌‌های برای اجماع غیرمتمرکز در بلاکچین هستند که می‌توانند تا حدودی مقیاس پذیری را در شبکه بهبود دهند.

صحبت پایانی

در آخر باید اشاره کنیم که مقیاس پذیری در بلاکچین یک میزان قطعی نیست و کاملاً یک مسئله‌ی نسبی است. به بیان ساده‌تر، نمی‌توان گفت به‌طور قطع شبکه بیت کوین مقیاس پذیری پایینی دارد یا شبکه ریپل بسیار مقیاس پذیر است. پارامترهای چون زمان و تعداد کاربران آنلاین تاثیر به‌سزایی در این امر دارند و تغییر هر یک می‌تواند میزان مقیاس پذیری را تغییر دهد.

هیچ‌یک از روش‌‌هایی که در بالا توضیح دادیم، یک درمان قطعی برای افزایش میزان مقیاس پذیری نیست. هر شبکه باید با توجه به زمان‌‌های پیک تراکنش و تعداد کاربرانش، روشی را برای بهبود این فرایند در پیش بگیرد. البته باز هم نمی‌توان گفت با روش اتخاذ شده، به‌طور حتمی مشکل در آن شبکه حل خواهد شد.

همچنین باید اشاره کنیم که افزایش مقیاس پذیری در بسترهای متمرکز، بسیار آسان‌‌تر است. زیرا در این سیستم‌ها یک سرور مرکزی و افرادی که آن را کنترل می‌کنند، وجود دارد که می‌توانند به راحتی موانع را از سر راه سیستم بردارند و یک شبکه کاملاً مقیاس پذیر تشکیل دهند.

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars
Loading...
نویسنده
Ghanbari
مهسا قنبری
عضو تحریریه والکس
من با تو می‌نویسم و می‌خوانم.
نظرات کاربران
نظرات ارسال شده : 0 نظر

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *