فناوری بلاکچین به طور بالقوه قادر است تا بسیاری از سیستم‌ها و صنایع، به ویژه سیستم‌های متمرکز را دگرگون کند. اما برای آن که امکان استفاده کامل از این قابلیت فراهم آمده و این سیستم بتواند جایگاه خود را به عنوان جایگزینی قابل اعتماد برای سیستم‌های متمرکز پیدا کند، موانع و محدودیت‌های شبکه بلاکچین بایستی برطرف شده و تراکنش‌ها بایستی با سرعتی بسیار بالاتر از آن چه که امروز شاهد آن هستیم انجام شوند.

در حال حاضر «مقیاس‌پذیری» بزرگ‌ترین محدودیت شبکه‌های بلاکچین است. در مقاله مقیاس‌پذیری به طور کامل به مفهوم مقیاس‌پذیری پرداخته‌ایم و برخی از راه‌حل‌های ارائه شده و بعضاً اجرا شده برای آن را به طور مختصر معرفی نموده‌ایم.

اگر بخواهیم به طور ساده بیان کنیم، شبکه‌های بلاکچین به سختی می‌توانند پاسخگوی رشد تعداد فزاینده تراکنش‌ها باشند. برای داشتن درکی بهتر از این محدودیت بد نیست بدانید که سیستم‌هایی نظیر ویزا (Visa) و مسترکارت (Mastercard) در هر ثانیه هزاران تراکنش را پردازش می‌کنند؛ این در حالی است که شبکه بیتکوین در هر ثانیه تقریباً ۷ تراکنش را پردازش می‌کند! پس مسلماً برای ارتقای شبکه و سرعت آن نیاز شدید به راه‌حل‌های جدید احساس می‌شود.

 

سه‌راهی مقیاس‌پذیری!

پیش از آن که به راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری بپردازیم بایستی با مفهوم «سه‌راهی مقیاس‌پذیری» که جزئی جدایی ناپذیر از مقیاس‌پذیری است آشنا شویم. در ایجاد و توسعه شبکه‌های بلاکچین سه عامل کلیدی وجود دارند که همواره بایستی مدنظیر قرار گیرند: امنیت، تمرکز زدایی ومقیاس‌پذیری.

«هیچ یک از شبکه‌های بلاکچین هر سه عامل را ندارند و مجبور به انتخاب دو مورد از این سه عامل هستند!»

 

  • امنیت

سیستم‌های توزیع شده (Distributed System) نسبت به انواع مختلفی از حملات نظیر حملات ۵۱ درصد، محروم‌سازی از سرویس (DoS) وحملات سیبل (Sybil) مقاوم هستند. از همه مهم‌تر، شبکه‌های بلاکچین نسبت به خطا مقاوم هستند، به این معنا که اگر یکی از اجزای شبکه به درستی عمل نکند، شبکه بدون اخلال به کار خود ادامه می‌دهد.

 

  • تمرکز زدایی

هسته اصلی شبکه‌های بلاکچین که این فناوری بر اساس آن توسعه یافته، تمرکززدایی متن‌باز (Open Source Decentralization) است. وجود این قابلیت در سیستم موجب شده تا «سانسور» و «اعمال نفوذ» در سیستم از میان برداشته شده تا تمامی اعضای شبکه بدون هرگونه غرض‌ورزی در آن مشارکت داشته باشند.

 

  • مقیاس‌پذیری

عامل مقیاس‌پذیری در مورد ظرفیت سیستم برای پرادزش تراکنش‌ها معنی پیدا می‌کند. سیستمی را مقیاس‌پذیر می‌گویند که قادر باشد بدون افت کیفیت، سرعت و تحمل فشار، افزایش تراکنش‌ها را پاسخگو باشد.

متأسفانه شبکه‌های بلاکچین فقط می‌توانند دو مورد از این قابلیت‌ها را داشته باشند. به طور مثال، تمرکز شبکه‌های بیتکوین (Bitcoin) واتریوم (Ethereum) بر تمرکز زدایی و امنیت شبکه است. در نتیجه، این سیستم‌ها مقیاس‌پذیر طراحی نشده‌اند و به همین دلیل سرعت پردازش در آن‌ها بسیار پایین است.

 

راه‌حل‌های ارائه شده برای ارتقای مقیاس‌پذیری رمز‌ارزها

از آن‌جایی که مقیاس‌پذیری از ابتدا یکی از اساسی‌ترین دغدغه‌های مرتبط با بلاکچین بوده است، راه‌حل‌های بسیاری برای آن ارائه و حتی اجرا شده است. به دلیل تعدد این راه‌حل‌ها نمی‌توان تمام آن‌ها را در این مقاله تحت پوشش قرار داد؛ به همین دلیل در این قسمت به معرفی کلیات آن‌ها خواهیم پرداخت.

به طور کلی راه‌حل‌های ارائه شده برای مقیاس‌پذیر کردن شبکه‌های رمز‌ارز در چهار گروه اصلی قرار می‌گیرند:

  • راه‌حل‌های لایه اول درون زنجیره (۱st Layer On-Chain)؛
  • راه‌حل‌های لایه دوم برون زنجیره (۲nd Layer Off-Chain)؛
  • سازوکارهای اجماع مقیاس‌پذیر (Scalable Consensus Mechanisms)؛
  • دفاتر کل توزیع شده (Distributed Ledger)؛

 

راه‌حل‌های لایه اول درون زنجیره

همان‌ طور که از نام آن مشخص است، راه‌حل‌های لایه اول درون زنجیره نیازمند تغییر در کدهای اصلی و بدنه بلاکچین است؛ به همین دلیل به آن راه‌حل «درون زنجیره» گفته می‌شود. در نتیجه اعمال این راه‌حل‌ها، ویژگی‌ها و قابلیت‌های اصلی شبکه ارتقا می‌یابند. یکی از مثال‌های این راه‌حل‌ها، افزایش سایز بلوک‌ از ۱ مگابایت به ۱۰ مگابایت یا کاهش زمان تولید بلوک از ۱۰ دقیقه به ۵ دقیقه است. به یاد داشته باشید هر گونه تغییر در ساختار و اساس بلاکچین نیازمند ایجاد یک «هارد فورک» (Hard Fork) است. در نتیجه چنین تغییراتی، تمام اعضای شبکه بایستی به زنجیره جدید و ارتقا یافته مهاجرت کنند. به طور کلی سه راه‌حل درون زنجیره محبوب برای افزایش مقیاس‌پذیری وجود دارد:

  • سِگ ویت (Segregated Witness)؛
  • شاردینگ (Sharding)؛
  • هارد فورک (Hard Fork)؛

 

راه‌حل‌های لایه دوم برون زنجیره

راه‌حل‌های لایه دوم برون زنجیره در حقیقت پروتکل‌هایی ثانویه هستند که به عنوان افزونه و خارج از زنجیره اصلی بلاکچین ساخته و استفاده می‌شوند. با استفاده از این راه‌حل‌ها، بار انجام تراکنش‌ها از روی شبکه اصلی بلاکچین برداشته شده و به این پروتکل‌ها محول می‌شود تا در استفاده از فضای شبکه صرفه‌جویی شده و از انسداد آن جلوگیری شود. غالب این راه‌حل‌ها بصورت کانال‌های خارج از شبکه عمل کرده و وظیفه انجام تراکنش‌ها را به نحوی متقبل می‌شوند. از جمله این راه‌حل‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

 

سازوکار اجماع مقیاس‌پذیر

سازوکارهای متعددی برای بدست آوردن اجماع ارائه شده‌اند که هر یک به نحوی فرایند رسیدن به اجماع (اتفاق نظر) را هدایت کرده تا مقایس‌پذیری سیستم و به تبع آن، قدرت پردازش تراکنش شبکه را افزایش دهند. این سازوکارها که طی پروژه‌های متعددی ایجاد و ارائه شده‌اند، می‌توانند راه‌حلی اساسی برای برطرف نمودن مشکل مقیاس‌پذیری باشند. در زیر به مدل‌های اصلی اجماع اشاره شده است:

 

دفاتر کل توزیع شده

بلاکچین به دلیل ساختار پراکنده یا توزیع شده آن، اساساً مبتنی بر فناوری دفتر کل توزیع شده (Distributed Ledger Technology) است. اشکال دیگری از دفاتر کل توزیع شده نیز وجود دارند که برای سازمان‌دهی و درج اطلاعات (یا به عبارتی تراکنش‌ها) در زنجیره بلوک‌ها، از ساختار داده متفاوتی استفاده می‌کنند. محبوب‌ترین قالب دفاتر توزیع شده، فناوری «گراف جهت‌دار غیر مدور» (Directed Acyclic Graphs) است.

هر روزه بر راه‌حل‌های ارائه شده برای برطرف کردن مشکل مقیاس‌پذیری شبکه‌های بلاکچین افزوده می‌شود و پروژه‌های بسیاری برای توسعه راه‌حل‌های جدید‌تر در دست اجرا هستند. برای این که رمز‌ارزها و شبکه‌های بلاکچین بتوانند به جایگاه اصلی خود به عنوان جایگزین سیستم‌های متمرکز رسیده و هدف اصلی خود را تأمین کنند، در ابتدا بایستی مشکل مقیاس‌پذیری در این سیستم جدید برطرف شوند. هنوز راه بسیاری تا رسیدن به راه‌حلی پایدار و قابل اعتماد برای رفع این محدودیت باقی مانده است.

 

منبع : ارزنامه