بلاک چین

مفهوم مقیاس پذیری در بلاک چین چیست؟ +  بررسی Scalability بلاک چین اتریوم

مقیاس پذیری در بلاک چین چیست؟ اگر فعال حوزه بلاکچین و ارزدیجیتال هستید قطعا تا به حال کلمه مقیاس پذیری را شنیده اید. Scalability یا مقیاس پذیری؛ یکی از مهم ترین مباحث حوزه رمز ارز ها و بلاکچین است که بر اساس یک سری معیار های خاص تعیین و اندازه گیری می‌شود.

ممکن است برای شما این سوالات بوجود بیاید که این معیارها چیست و چگونه اندازه گیری می‌شوند؟ آیا مقیاس پذیری تاثیری در روند رشد و تحول در ارزهای دیجیتال دارد؟ چرا مقیاس پذیری یکی از اصلی ترین و مهم ترین محبث بلاک چین است؟ در این مقاله، به تمامی‌این سوالات پاسخ داده شده و اطلاعات کاملی در اختیار شما قرار گرفته است.

حال باید بدانید که بلاکچین، بستر اصلی اجرای یک پروژه ارز دیجیتال است و دارای سه ویژگی مهم شفافیت، امنیت و غیرمتمرکز بودن است که دلایل محبوبیت زیاد این فناوری شده است. اما سرعت انجام تراکنش ها در مقیاس پذیری تکنولوژی بلاکچین، یک مشکل محسوب می‌شود.

مقیاس پذیری در بلاکچین، به تنهایی یک اصل مهم و تاثیر گذار در دنیای ارزهای دیجیتال است و توسعه دهندگان تا به الان توانستند مشکل سرعت انجام تراکنش هارا با بهینه سازی مقیاس پذیری، افزایش دهند. در ادامه به راهکار های افزایش مقیاس پذیری و سرعت تراکنش ها می‌پردازیم. همچنین برای درک بهتر این موضوع، مقایس پذیری بلاک چین اتریوم نیز در این مقاله مورد بررسی ما قرار گرفته است، پس با صرافی آنلاین خرید و فروش ارز دیجیتال کوین لند همراه باشید.

نیم نگاهی به مفهوم بلاک چین

بلاک چین، زنجیره ای از بلوک های ذخیره سازی اطلاعات است که میتوان آن را به عنوان یک پایگاه داده در نظر گرفت. این ساختار، دفتر کل دیجیتالی یا توزیع غیرمتمرکز نامیده میشود که از اتصال بلوک هایی متصل به یکدیگر و در نتیجه ساخت یک زنجیره به وجود می‌آید. در این فناوری امنیت به شدت ایجاد شده است و امکان هک یا دستکاری بلوک توسط کلاهبرداران، وجود ندارد.

گسترش شبکه بلاک چین!

محبوبیت فناوری های بلاک چین از آغاز این نوآوری به طور قابل توجهی افزایش یافته است. جامعه تحقیقاتی و نوآوری‌های صنعت سطوح امیدوارکننده‌ای از موفقیت را برای کاربردهای فناوری بلاک چین تضمین کرده‌اند. فناوری بلاک چین در ابتدا برای استفاده در بخش مالی توسعه یافت. اما کاندیدای خوبی برای دفتر کل غیرمتمرکز و بلاک چین برای برنامه های غیر مالی است.

به عنوان مثال، بلاک چین به برنامه های امیدوارکننده ای در زمینه اینترنت اشیا (IoT) دست یافته است. علاوه بر این، افزایش مداوم اندازه شبکه های بلاک چین محبوب مانند اتریوم چالش مقیاس پذیری بلاک چین را افزایش می دهد. با وجود عوامل امیدوارکننده بلاک چین، توسعه برنامه های غیرمتمرکز به دلایل مختلف دشوار است. اول اینکه شبکه بلاک چین در برابر هک آسیب پذیر است. مسائل دیگری مانند نیاز به ابزارهای اضافی و قابلیت استفاده محدود نیز بر پذیرش بلاک چین تأثیر می گذارد. با این حال، مقیاس پذیری یکی از مسائل اصلی شبکه های بلاک چین در حال حاضر است.

منظور از مقیاس پذیری در بلاک چین چیست؟

در حقیقت مقیاس پذیری (به انگلیسی: Scalability) به معنی توان پاسخ دهی یک شبکه به میزان تقاضاست. همانطور که در قسمت قبلی مقاله خواندید، مقیاس پذیری یک بلاکچین بر اساس معیار‌های خاصی محاسبه می‌شود. معیار هایی از قبیل: تعداد تراکنش در ثانیه (TPS: Transactions Per Second)، فضای مورد نیاز برای ذخیره شبکه بلاک چین، سرعت انتقال داده در اطلاعات شبکه.

این معیار‌‌ها، مشخص میکنند میزان سرعت انجام تراکنش در شبکه چقدر است که مهم ترین آنها TPS یا میزان تراکنش ها بر ثانیه است. هرچقدر این مقدار بالاتر باشد، نشانه مقایس پذیری بهتر شبکه است. برای درک بهتر این مفهوم در قسمت زیر به بررسی مقیاس پذیری اتریوم و بیت کوین می‌پردازیم.

تحلیل مقیاس پذیری بلاک چین اتریوم

همانطور که می‌دانید مقیاس پذیری بلاکچین بیت کوین با مشکل مواجه است. در همین راستا اتریوم هم دارای همین ویژگی است زیرا توسعه دهندگان این شبکه، امنیت را به سرعت آن ترجیح داده اند. لازم به ذکر است که اتریوم بر پایه اثبات کار می‌باشد. شبکه اتریوم امکان انجام تنها 15 تراکنش را به کاربران خود اختصاص داده است و به همین خاطر سرعت انجام عملیات و تراکنش ها در این شبکه بسیار پایین است و برای انجام هیچ کسب و کاری مناسب نمی‌باشد. 

خواندن این مقاله
دابل اسپندینگ (Double Spending) یا دوبار خرج کردن چیست؟ + شیوه های مقابله با دابل اسپندینگ

چه عواملی باعث بهبود مقیاس پذیری در بلاک چین میشود؟

با وجود چالش های مختلفی در صنعت بلاکچین، مقیاس پذیری یک مشکل اصاسی و مهم است. اما راهکار هایی برای مقابله با آن وجود دارد:

افزایش فضای بلاک‌ها

افزایش اندازه بلوک یکی از بهترین و موثرترین راه ها برای بهبود TPS در بلاک چین است. در سال 2017، بلاک چین بیت کوین فورکی به نام بیت کوین کش ایجاد کرد تا تعداد بلاک ها را افزایش دهد. این فورک جدید با اندازه بلوک 8 مگابایتی توانست مقیاس پذیری بهتری نسبت به بیت کوین ارائه دهد.

اما این رویکرد می تواند بر پارامترهای فضای ذخیره سازی کافی برای حجم بلاک چین تأثیر منفی بگذارد، که معیار دیگری برای مقیاس پذیری شبکه است. افزایش حجم بلاک باعث کاهش حجم کل بلاک چین نیز می شود. این فرآیند باعث می‌شود که تمام گره‌های شبکه فضای کافی برای ذخیره نسخه کامل شبکه را نداشته باشند و اعداد موجود در بلاک چین کاهش یابد.

کاهش تعداد کل گره ها باعث کاهش تمرکززدایی می شود که یکی از ارکان اصلی مقیاس پذیری است.

افزایش مقدار پاداش استخراج

ساختن بلاک های جدید توسط ماینر ها در بلاک چین (استخراج یا ماینینگ) نام دارد. ماینر ها با انجام معادلات سخت و پیچیده ریاضی، تراکنش هارا تایید می کنند و با افزودن بلاک های جدید به بلاکچین، پاداش دریافت میکنند.

حال اگر این پاداش ها افزایش پیدا کند، ماینر های بیشتری برای تایید تراکنش ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. در نتیجه، این روند باعث افزایش TPS در شبکه های بلاکچینی می‌شود.

کم کردن یا کاهش حجم تراکنش ها

می‌دانیم که هرچه حجم تراکنش ها در شبکه بلاکچین کمتر باشد، سریع تر تایید می‌شود و نرخ TPS افزایش پیدا می‌کند. بیت کوین سعی کرد این روش را با سافت فورک Segway پیاده سازی کند تا مقیاس پذیری بلاک چین را بهبود بخشد. تراکنش‌ها در فورکSegwit  تقریباً 60 درصد حجم کمتری از بلوک را اشغال می‌کند و کارمزد کمتری نسبت به تراکنش‌های روی شبکه اصلی بیت‌کوین دارند. با این کاهش حجم، تراکنش های بیشتری در هر بلوک تأیید می شود و این تأثیر مثبتی بر مقیاس پذیری دارد.

استفاده از شبکه لایه دوم بلاک چین

برای افزایش مقیاس پذیری در بلاک چین، می توان یک شبکه جداگانه در لایه دوم آن ایجاد کرد. این شبکه لایه دوم  (Layer-Two Solutions) نامیده می شود.

با روش لایه دوم، نیازی به انجام تمام تراکنش ها و ذخیره آنها در بلاک چین اصلی نیست. برخی از آنها را می توان در شبکه یا در لایه دوم ثبت کرد و حجم بلاک چین اصلی را اشغال نمی کند. شبکه لایتنینگ یکی از شبکه های مجزا در بلاک چین اصلی است.

Lightning بر روی بلاک چین بیت کوین ساخته شد تا مشکلات مقیاس پذیری آن را حل کند.

روش های دیگر اجماع

همانطور که اشاره کردیم؛ یکی از موانع اصلی مقیاس پذیری در بلاکچین، اثبات کار یا PoW است. پس باید از فرآیند دیگری برای انجام تراکنش ها در بلاک چین استفاده کرد. روش های اثبات سهام یا PoS یکی از روش های اجماع در بلاکچین است که بصورت غیرمتمرکز هستند و می‌تواند به بهبودی مقیاس پذیری در بلاکچین کمک کند.

منظور از سه راهی Scalability چیست؟

تصویر زیر یک مثلث با سه قطب مختلف است. قطب اول مقیاس پذیری، دوم عدم تمرکز و سومین قطب امنیت است. بسیاری از شبکه های بلاک چین بسیار امن و غیرمتمرکز هستند، اما مقیاس پذیری آنها ضعیف است. به عنوان مثال، ارز دیجیتال اتریوم که جزو دو ارز دیجیتال برتر جهان است، امنیت بالایی دارد و غیرمتمرکز است، اما مقیاس پذیری آن پایین است.

منظور از سه راهی Scalability چیست؟ | صرافی ارز دیجیتال کوین لند

هر بار که احساس می کنید راه حلی برای مقیاس پذیری شبکه پیدا کرده اید، با پیاده سازی آن راه حل، بلافاصله مشکل بزرگ دیگری ایجاد می کنید و اصل مشکل را زیر پا می گذاریدبه عنوان مثال، اگر بخواهیم این مشکل را از طریق بلاک چین های مجاز حل کنیم، تمرکززدایی شبکه را به خطر می اندازد، راه دشوار و مهمی برای حل این مشکل پیش روی همه است. برای درک پیشنهادات فعلی برای حل مشکل مقیاس پذیری، بهتر است این سه راه را درک کنید. سه راهی را تصور کنید که در آن هر مسیر یک نام دارد .شبکه بلاک چین با سه مسیر مجزا به نام‌های امنیت، تمرکززدایی و مقیاس‌پذیری روبروست. هیچ شبکه ای نمی تواند هر سه مسیر را انتخاب و دنبال کند. همیشه باید یکی از دو مسیر دیگر را نادیده گرفت.

خواندن این مقاله
معرفی 10 تا از محبوب ترین صرافی های غیرمتمرکز(DEX) + بررسی مزایا و معایب صرافی ها!

چرا مقیاس پذیری در بلاک چین یک مشکل در نظر گرفته میشود؟

برای یافتن پاسخ ایده آل برای این سوال، بیایید بیت کوین را به عنوان مثال در نظر بگیریم. بیت کوین حدود 7 تراکنش در ثانیه را پردازش می کند، در حالی که بلاکچین ویزا به طور متوسط ​​حدود 1700 تراکنش در ثانیه را پردازش می کند. شما به وضوح می توانید تفاوت عملکرد بین فناوری مبتنی بر بلاک چین ویزا و بیت کوین را مشاهده کنید. از سوی دیگر، باید با مشکل پیاده‌سازی فناوری‌های جدید دست و پنجه نرم کرد. بنابراین، نگرانی های حل نشده مقیاس پذیری در سطح معماری شبکه منجر به مشکلاتی در پذیرش بلاک چین و کاربردهای عملی آن می شود.

چند مورد از عوامل موثر بر Scalability

در ادامه به بررسی عواملی که روی کیفیت مقیاس پذیری یک بلاکچین اثرگذارند، می‌پردازیم.

مکانیسم اجماع

روش یا مکانیسم انتشار یک تراکنش، تأیید و تکمیل آن در شبکه بلاک چین، اجماع یا الگوریتم نامیده می شود. این فرآیند مشارکتی مسئول دستیابی به تعادل خوبی بین میزان اشتراک گذاری، مقیاس پذیری و امنیت ذاتی در بلاک چین است. بنابراین، انتخاب اجماع مستقیماً با نحوه عملکرد بلاک چین مرتبط است.

تأخیر شبکه

در یک معماری توزیع شده، این مهمترین عامل موثر بر عملکرد کلی شبکه است. هنگامی که یک تراکنش باید متعهد شود، باید به همه گره‌ها اطلاع داده شود و پاسخ‌های آنها برای اجماع اکثریت جمع‌آوری شود. بنابراین، در دسترس بودن پهنای باند اختصاصی شبکه تا حد زیادی به به حداقل رساندن تاخیرهای شبکه و بهبود پهنای باند کلی کمک می کند.

زیرساخت گره ها

نود یا گره های بلاکچینی از یک موتور زمان اجرا و یک پایگاه داده تشکیل شده است که به صورت محلی یا در فضای ابری میزبانی می شود. در غیاب منابع زیرساخت اختصاصی (مانند CPU، حافظه، هارد دیسک)، عملکرد گره ممکن است آسیب ببیند. بنابراین، اطمینان از اندازه زیرساخت مناسب و تخصیص IOPS (عملیات ورودی/خروجی در ثانیه) مهم است.

تعداد گره ها

با افزایش تعداد گره ها، عملکرد کلی به دلیل مدت زمانی که طول می کشد تا یک تراکنش منتشر شود و به اجماع برسد، کاهش می یابد. برای کاهش این مشکل، تکنیک هایی برای کاهش سرعت اتصال و اجازه دادن به گره ها برای تکیه بر تاریخچه احراز هویت گره اصلی یا سایر گره های همتا پیشنهاد شده است.

پیچیدگی قرارداد هوشمند

اکثر مطالعات یا ادعاهای معیار مبتنی بر آزمایش‌هایی هستند که در یک محیط آزمایشگاهی کنترل‌شده برای ساده‌ترین معاملات انجام شده‌اند. با افزایش جزئیات منطق اعتبارسنجی، پیچیدگی قراردادهای هوشمند افزایش می‌یابد، و با افزایش تعداد خواندن و نوشتن به/از دفتر کل، تأخیر عملیات نیز افزایش می‌یابد که بر عملکرد کلی تأثیر می‌گذارد.

مقدار تراکنش

از آنجایی که تراکنش و محتوا باید در سراسر شبکه به هر گره منتقل شود، بارهای بزرگ به زمان بیشتری نیاز دارند تا در گره ها تکرار شوند. بنابراین یکی از بهترین روش ها ذخیره اقلام و اسناد بزرگ در ذخیره سازی زنجیره ای و ثبت اطلاعات آنها در بلاک چین است.

ذخیره‌سازی گره محلی

به طور معمول، شبکه های بلاک چین از ذخیره داده های جفت کلید-مقدار برای حفظ تراکنش ها و وضعیت ثبت پشتیبانی می کنند. مقدار زیادی محتوا برای خواندن و نوشتن وجود دارد و عملکرد پایگاه داده زیربنایی عامل اصلی تاثیرگذار بر عملکرد کل شبکه است.

یکپارچه سازی تراکنش

در حالی که یک شبکه بلاک چین از چندین گره تشکیل شده است و در مجموع دسترسی بالایی را فراهم می کند، ظرفیت پردازش تراکنش هر گره جداگانه تعیین می کند که چه تعداد تراکنش از برنامه های مشتری برای پردازش بیشتر پذیرفته می شود و تأثیر مستقیمی بر توان عملیاتی دارد. کل شبکه عملیاتی است.

سخن پایانی

مقیاس پذیری در بلاکچین یکی از مهم ترین و اساسی مشکلی است که باید مورد بررسی قرار بگیرد و با توجه به راه حل هایی که در این مقاله ذکر شدند، مشکلات آن حل شود. طبق امار به دست آمده در 20 سال اخیر، مردم 10 درصد کار های خود را سریهتر انجام می دهند. این یکی از دلایلی است که ثابت میکنند مقیاس پذیری در بلاکچین یک امر بسیار مهم و حیاتی برای گسترش شبکه بلاکچین و فعالیت کاربران در آن است. چرا که بر افزایش سرعت تراکنش ها که توسط خود کاربران ایجاد می‌شود نیز تاثیر می‌گذارد.

امتیاز دهی به این مطلب

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

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

دکمه بازگشت به بالا