مقیاس‌پذیری بلاک چین : چالش‌های فعلی و راه‌حل های بالقوه

13 192

بلاک چین‌ ها و سایر زمینه ‌های مرتبط با فناوری غیرمتمرکز، فرصتی بزرگ برای بشریت است، البته باید این واقعیت را در نظر گرفت که این فناوری ‌ها با زمان ‌بندی بسیار مناسبی در جهان پدیدار شدند. بزرگ ‌ترین نهاد‌های جهان امروز چنان قدرتمند شده‌اند که می ‌توانند بدون در نظر گرفتن عکس‌ العمل و واکنش مردم عادی از آنها سوءاستفاده کنند. به عنوان نمونه می ‌توان از جاسوسی فیس ‌بوک از اطلاعات کاربران خود و دولت نظارتی که توسط حرب کمونیستی چین اداره می شود، نام برد.

خوشبختانه فناوری بلاک چین، ارز دیجیتال و سایر سیستم‌ های توزیع شده به عنوان یک متعادل کننده در برابر این تمرکز قدرت شدید عمل می‌کنند. این گزینه‌ها فناوری‌ های دفاعی هستند که باعث افزایش قدرت اکثریت در برابر اقلیت‌ ها می‌ شوند. مانند پلت‌ فرم بیت تورنت (BitTorrent) که توانست صنعت موسیقی را مختل کند، متوقف کردن ارزهای دیجیتال و برنامه های غیرمتمرکز(dApp) تقریبا امری غیرممکن است.

چالش های مقیاس پذیری بلاک چین

اساساً، یک بلاک چین یک دفترچه توزیع شده مرتبط با زمان است. هر رایانه یا نود در این شبکه یک نسخه از دفتر کل را نگه می دارد، که این امر خطر فساد توسط هر شخص یا گروه در داخل شبکه را کاهش می دهد.

یکی از روندهای شبکه های توزیع شده این است که از آنجا که هر رایانه باید یک نسخه از دفتر کل را نگهداری کند، این امر محدودیت بزرگی را بر توان عملیاتی سیستم ایجاد می کند. در اصل، این سیستم فقط با همان سرعتی کار می کند که هر یک رایانه‌ی واحد می تواند تراکنش ها را پردازش کند.

در سال 2017 به دلیل افزایش ناگهانی محبوبیت بیت کوین (BTC)، شبکه‌ی این ارز دیجیتال به محدودیت‌ های فعلی خود از نظر توان پردازش عملیاتی نزدیک شد. به عبارت دیگر، تعداد کاربرانی که قصد استفاده از بیت کوین را داشتند بسیار بیشتر از ظرفیت آن بود. این امر موجب شد که هزینه و کارمزد برای انجام تراکنش ‌های بیت کوین افزایش یابد.

قیمت هر تراکنش بیت کوین

این محدودیت ها، شبکه باعث ایجاد بحث‌ های مختلفی پیرامون مقیاس‌پذیری شد، که نهایتا در نتیجه‌ی این امر دو دیدگاه متفاوت پدیدار شد. دیدگاه اول می ‌خواهد که در راستای مقیاس ‌پذیری بر روی زنجیره تلاش کند که به این معنای افزایش ظرفیت مجاز بلاک هاست. این کار می ‌تواند فشار کارمزد‌ها را در کوتاه مدت کاهش دهد، اما فقط پیشرفت خطی را ارائه می دهد و برای برای دستیابی به پذیرش گسترده‌ی جهانی کافی نیست.

از طرف دیگر تمرکز بر روی ایده‌ی مقیاس‌پذیری خارج زنجیره به وسیله‌ی ساخت پروتکل‌های اضافی در لایه‌های بالاتر مطرح شد. هر پروتکل لایه‌ لایه می‌ تواند ضمن افزایش عملکرد خارج زنجیره، از امنیت بلاک چین بیت کوین نیز بهره‌مند شود. این رویکرد لایه لایه، همان نحوه‌ی ساخت اینترنت کنونی ما را تشکیل می دهد.

اصلی‌ ترین راه‌حل مقیاس ‌پذیری خارج از زنجیره‌ی بیت کوین، شبکه لایتنینگ است که می ‌تواند مقیاس‌ پذیری مورد نیاز بیت کوین را ارائه دهد تا توان عملیاتی این شبکه را به طور چشم‌ گیری افزایش دهد. اما آیا وجود شبکه‌ی لایتنینگ برای همه کافی است تا بتوانند به عنوان مثل قهوه‌ی خود را نیز با بیت کوین خریداری کنند؟ حتی اگر چنین چیزی موفقیت آمیز باشد، بسیاری تصور می‌کنند که باز هم نیاز به وجود دیگر پیشرفت‌ های مرتبط با مقیاس‌پذیری برای بیت کوین خواهد بود، مواردی همچون امضاء Schnorr، زنجیره‌ های جانبی سیال(Liquid sidechains) و سایر مواردی که هنوز در رابطه با نیاز به آنها تصمیم ‌گیری نشده است.

چندین سال است که این بحث کنار گذاشته شده و جامعه‌ی بیت کوین تلاش‌ های خود را بر روی پروژه‌ی شبکه‌ی لایتنینگ و سایر راه‌حل‌های مقیاس پذیری لایه‌ی دوم متمرکز کرده است.

با این حال، این بدان معنا نیست که ما باید روند تحقیق در رابطه با معماری‌ های مقیاس‌ پذیرتر را کنار بگذاریم. این صنعت جوان‌تر از آن است که فکر کنیم بیت کوین تمام مشکلات را حل کرده است.

پروتکل اثبات کار برای بیت کوین بسیار عالی است، اما ما هنوز به گزینه های دیگری احتیاج داریم

بیت کوین برای ایجاد اجماع در شبکه از اثبات کار (PoW) استفاده می کند. ثابت شده که این موضوع برای بیت کوین بسیار ایمن است، اما به منابع زیادی نیاز دارد.

بیت کوین در حال حاضر به عنوان یک ارز در اینترنت فعالیت می ‌کند، بنابراین ما به یک زنجیره‌ی PoW دیگر برای رقابت نیازی نداریم. به جای ایجاد بلاک چین ‌های PoW جدید، ما باید بر روی توسعه‌ و پیشرفت دیگر مکانیزم ‌های اجماع که مزایای منحصر به فرد خود را دارند تمرکز کنیم تا بتوانیم از کاربرد‌های مختلفی همچون رای ‌دهی، رسانه‌ های اجتماعی، یک اقتصادی ماشین به ماشین و رهگیری منبع زنجیره‌ های تامین پشتیبانی کنیم.

الگوریتم‌ های اجماع جایگزین

تا کنون دو مکانیزم اجماع احتمالی برای جایگزینی PoW در نظر گرفته شده‌ اند که اولی مکانیزم «اثبات سهام واگذار شده» یا DPoS است که توسط دنیل لاریمر (Daniel Larimer) اختراع شده و مبتنی بر میزان سپرده‌ گذاری است و از یک الگوریتم اجماع مبتنی بر رای‌ گیری لحظه ‌ای همراه با یک سیستم اجتماعی اعتبار استفاده می‌کند. مورد دوم «تحمل‌ پذیری عملی خطا بایزانتین» یا «pBFT» نامیده شده است. این مکانیزم توسط باربارا لیسکوف (Barbara Liskov) و میگوئل کاسترو (Miguel Castro) در سال 1999 توسعه یافت، مکانیزمی که علی‌رغم تلاش‌ گره‌های مخرب در جهت انتشار داده‌های نادرست قادر است بدون هیچ مشکلی به اجماع برسد.

به نظر می ‌رسد که این سیستم‌ های جایگزین می ‌توانند برای برخی از کاربرد‌های غیرمالی بلاک چین ویژگی ‌های منحصر به فرد و مفیدی را ارائه کنند، با این حال قادر به برآورده ‌سازی تمام نیاز‌ها نخواهند بود و کارهای بیشتری لازم است که انجام شود.

اولین مورد یعنی DPoS، یک مکانیزم اجماع جایگزین است که در آن کاربران باید به تعداد کمی از نمایندگان که دفترکل را حفظ و حمایت می‌ کنند، رای دهند. شما می توانید به این به عنوان یک دموکراسی انتخابی نگاه کنید. کاهش نودهای فعال به این معنی است که شبکه می ‌تواند توان عملیاتی خود را افزایش دهد. هر نود از طریق تورم دستمزد خود را دریافت می‌ کند و می‌تواند راه‌ اندازی یک مرکز داده‌ی بزرگ در جهت پشتیبانی از شبکه را توجیه کند.

نکته منفی در مورد DPoS این است که شبکه به مراتب متمرکز تر می شود. این امر باعث محدود شدن قابلیت‌ هایی همچون مقاومت در برابر سانسور، باز و بدون مرز بودن آن خواهد شد. DPoS به خصوص مستعد تصاحب شدن توسط عده‌ای خاص از افراد ثروتمند است. یک فرد ثروتمند مخرب می تواند برای اطمینان از ماندن در قدرت، آرا را بخرد و به طور بالقوه می تواند قوانین شبکه را تغییر دهد. در حال حاضر بلاک چین EOS در دست چند تن از دارندگان توکن چینی متمرکز شده است و مدعی هستند که می ‌توانند با کنترل «تولید کنندگان بلاک»، کنترل بخش اعظم شبکه‌ی EOS را به دست بگیرند. این موضوع باعث شده که پروژه‌ های سطح بالا در رابطه با انتخاب بلاک چین مقصد جهت ادامه‌ی توسعه‌ی خود EOS را از فهرست خود حذف کنند.

گزینه‌ی بعدی مکانیزم تحمل ‌پذیری عملی خطا بایزانتین می‌ باشد. نودهای موجود در سیستم pBFT در قالب یک سیستم رقابتی به نوبت فرایند اعتبارسنجی را برعهده می ‌گیرند. گرچه pBFT از نظر فنی یک بلاک چین نیست، اما بسیاری از عملکرد‌های مشابه را انجام می‌ دهد. این مکانیزم نسبت به بلاک چین PoW توان عملی بالاتر داشته و میزان مصرف منابع در آن بسیار کمتر است.

از نکات منفی pBFT می ‌توان به حملات سایبیل (Sybil) اشاره کرد، زیرا ایجاد نودهای جدید در این شبکه امری مهم است. بازیگران مخرب می ‌توانند به اندازه‌ی کافی نود ایجاد کرده تا 33 درصد از شبکه را بدست بگیرند. در این صورت آنها می توانند با موفقیت به زنجیره حمله کنند. بیت کوین برای اینکه بتواند احتمال اینگونه حملات را کاهش دهد، از نودهای خود می‌ خواهد که فرایند اثبات کار  را انجام دهند. علاوه بر این، در شبکه‌ی بیت کوین برای اینکه بتواند یک حمله‌ی موفق انجام گیرد مهاجمان نیاز دارند که کنترل 50 درصد از شبکه را در اختیار داشته باشند، که بسیار بیشتر از 33 درصد مورد نیاز در یک سیستم pBFT می‌ باشد.

ادامه‌ی انجام آزمایش ها با پروتکل های اجماع

می‌ توان آینده‌ای را تصور کرد که در آن رسانه‌های اجتماعی، انتخابات عمومی و خدمات حمل و نقل بر روی یک شبکه‌ی بلاک چینی اداره می‌ شود. اگر این سناریو اجرا شود، روشن است که نیاز به چیزی بیش از پروتکل اثبات کار داریم.

هر مکانیسم اجماع با معایب و مزایای خاص خود همراه است. برای غیر متمرکز کردن همه چیز ما به روشه های جدیدی نیاز داریم تا بتوانیم امنیت شبکه های غیر متمرکز را تامین کنیم.

البته، یک چیز مسلم است و آن این است که بلاک چین، شفافیت مورد نیاز بسیاری برای موسسات را ایجاد می کند. دفاترکل عمومی می توانند در گوشه و کنار این جامعه تاریک مانند نوری بدرخشند. امید می رود که این امر باعث شود تا بازیگران بد پراکنده شوند و ما بتوانیم جامعه پربارتری را برای همه ایجاد کنیم.

13
دیدگاه بگذارید

avatar
11 موضوعات نظر
2 پاسخ های موضوع
0 دنبال کننده ها
 
بیشترین اظهار نظر را نشان دادند
موضوعات داغ
13 نویسندگان دیدگاه
ادمینتیم محتواdolmehesamسامان u آخرین نویسنده های نظرات
  عضویت  
جدیدترین قدیمی تیرین بیشترین رای
اطلاع از
dolme
Guest
dolme

سلام خسته نباشید ببخشید این بلاکچین دقیقا کجاس سایت خاصی داره چجوریاس

hesam
Guest
hesam

خیلی خیلی مفید بود سپاسگزارم

سامان u
Guest
سامان u

ممنون از اطلاعات مفيدي كه به اشتراك گذاشتيد?

امیرحسین
Guest
امیرحسین

باسلام و احترام
اطلاعات خوبی ارائه شده از شما سپاسگذارم.

امیرحسین
Guest
امیرحسین

سلام ببخشید بنده یه ارائه در مورد بلاک چین دارم ممنون میشم کمک کنید در این زمینه بهم چند تا سوال داشتم

yazdani
Guest
yazdani

فوق العاده بود.
چند تا سایت بلاک چین رو توضیح داده بودن
ولی شما خیلی واضح و سلیس گفته بودید
دموتون گرم

yazdani
Guest
yazdani

سلام ممنون از مطلب خوب و جامع شما. برای یادگیری و توسعه دهنده شدن بلاک چین دوره آموزشی خاصی دارید؟؟؟ کتاب خاصی در این مورد اگه هست معرفی کنید. ممنونم

تیم محتوا
مدیریت

با سلام
از مطالب وبلاگ ارزجو می توانید استفاده کنید.
به زودی مطالب بیشتر و تخصصی تری در این مورد تقدیم خواهیم کرد.

sudn
Guest
sudn

سپاس از توصیف جامع، شفاف و دقیق شما .

سامان
Guest
سامان

ممنون از توضیح کاملتون .

سامان
Guest
سامان

سلام
من یچیزی رو واقعا نمیفهمم
الان این همه پردازش سودش میره تو جیب چه کسی؟
دقیقا الان این ارز دیجیتالی که استخراج میشه به چه کسی سود میرسه ؟
آخه نمیشه که یه پردازش بکنی با دستگاه ماینر بعد بهت پول بدن
اینجا یجای کار انگار میلنگه
نمیتونم بفهمم برای چی دارن محاسبه میکنن
لطفا یه توضیح بدین چون من هنگ کردم واقعا

حسن
Guest
حسن

سلام آیا امکان انتقال دلار به حساب بلاک چین وجود دارد

ادمین
مدیریت

با تبدیل دلار به ارز دیجیتال می تونید ارز دیجتال اتون رو در حساب بلاکچین نگهداری کنید.