بررسی معضل سه گانه بلاک چین ؛ مثلث Trilemma چیست؟

معضل یا مثلث سه گانه بلاک چین (Blockchain Trilemma) مجموعه‌ای از مشکلات فنی است که از زمان راه‌اندازی این فناوری پیوسته آن را درگیر کرده و توسعه دهندگان شبکه‌های بلاک چینی را در زمینه امنیت، مقیاس پذیری و غیر متمرکز بودن به چالش کشیده است. در این مطلب قصد داریم نگاهی جامع به مفهوم معضل سه گانه بلاک چین بیندازیم، هر سه مشکل را بررسی کنیم و در آخر روش‌های ارائه شده برای حل این مثلث پردردسر را توضیح دهیم.

مقدمه‌ای بر مثلث بلاک چین

بلاک چین ذاتا به گونه‌ای ساخته شده است که توانایی پردازش تعداد محدودی از تراکنش‌ها را در هر ثانیه داشته باشد. به عنوان مثال بلاک چین بیت کوین در هر ثانیه 7 تراکنش را پردازش می‌کند. این رقم در مقایسه با نرخ تراکنش بر ثانیه (TPS) شبکه‌های غیر بلاک چینی بسیار پایین محسوب می‌شود و فناوری بلاک چین برای فراگیر شدن در صنعت مدرن، باید با سرعتی بسیار بیشتر، مقدار بیشتری از داده را پردازش کند. به این ترتیب کاربران سیستم پرداخت یا شبکه‌ای ارزان و سریع خواهند داشت.

اما ذات طراحی بلاک چین به گونه‌ای است که مثلث سه گانه تمرکززدایی، امنیت و مقیاس پذیری در آن به یک معضل تبدیل شده است، به شکلی که افزایش مقیاس پذیری معمولا غیر متمرکز بودن یا امنیت شبکه را دچار مشکل می‌کند. به این مفهوم معضل سه گانه بلاک چین می‌گویند.

طی چند سال اخیر توسعه دهندگان پیوسته در تلاش بوده‌اند که به کمک الگوریتم‌های اجماع مختلف و راه حل‌های مقیاس پذیری مثل شاردینگ، زنجیره‌های جانبی و کانال‌های وضعیت، راهی برای حل این معضل پیدا کنند.

مشکل سه گانه بلاک چین چیست؟

به بیان ساده، بلاک چین یک پایگاه داده دیجیتالی است که میان کامپیوترهای مختلف توزیع شده، تا در صورتی که یک یا چند مورد از این کامپیوترها یا به اصطلاح نودها دچار مشکل شدند، اطلاعات پایگاه داده از بین نرود و همچنین نودهای خرابکار قادر به تغییر اطلاعات ذخیره شده در پایگاه داده نباشند. اما در کنار مزایای متعدد فناوری بلاک چین، معایبی نیز همچون معضل سه گانه وجود دارند.

بلاک‌های داده در بلاک چین به ترتیب زمانی ثبت و تایید اطلاعات ذخیره می‌شوند و با رابط رمزنگاری شده به اسم هش (Hash) به یکدیگر وصل شده‌اند. در چند سال اخیر تاثیر این فناوری در صنعت‌های مختلف دیده می‌شود و روش زندگی و کار بسیاری را تغییر داده است.

ایده کلی بلاک چین این است که یک شبکه غیر متمرکز و ایمن می‌تواند پلتفرمی برای معاملات و تعامل مالی بدون نیاز به رابط و واسطه ایجاد کند که قیمت ارزهای دیجیتال نیز بر مبنای همین استقلال و ارزش ذاتی تعیین می‌شود. اما بسیاری از متخصصان بر این عقیده‌اند که اگر قرار است تکنولوژی بلاک چین همه‌گیر شود، باید معضل یا مثلث سه گانه تقابل مقیاس پذیری، تمرکززدایی و امنیت رفع شود.

اولین بار ویتالیک بوترین (Vitalik Buterin)، بنیان‌گذار شبکه اتریوم، این عبارت را به عنوان مشکلی که سر راه توسعه دهندگان بلاک چین وجود دارد نام‌گذاری کرد. برای درک بهتر این معضل سه گانه، ابتدا باید سه المان تعیین کننده در فناوری بلاک چین به نام‌های تمرکززدایی یا غیر متمرکز بودن (Decentralization)، امنیت شبکه (Network Security) و مقیاس پذیری (Scalability) را بشناسید.

معضل سه گانه بلاک چین به این موضوع اشاره دارد که دستیابی به درجه‌های بالایی در هر سه این موارد بسیار سخت است و معمولا افزایش یکی از آن‌ها، موجب کاهش دو مورد دیگر می‌شود.

در این مقاله نگاهی جامع به هر سه المان معضل سه گانه بلاک چین می‌اندازیم و آن‌ها را توضیح می دهیم. بررسی چگونگی تعامل این سه مورد با همدیگر موجب درک بهتر چرایی و چگونگی وجود مثلث سه‌گانه بلاک چین می‌شود. همچنین در انتها چند مورد از راه حل‌های ارائه شده توسط توسعه دهندگان بلاک چین را معرفی و بررسی می‌کنیم.

تمرکززدایی یا غیر متمرکز بودن چیست؟

بیت کوین و دیگر شبکه‌های بلاک چینی مشابه آن ذاتا به صورت غیر متمرکز (Decentralization) طراحی شده‌اند. کل ساختار بلاک چین به گونه‌ای است که هیچ شخص یا گروه خاصی در مرکزیت آن قرار ندارد و نمی‌تواند درباره سرنوشت یا روش اداره‌اش تصمیم بگیرد. در عوض، شبکه به صورت غیر متمرکز و پراکنده مدیریت می‌شود و هر شخصی می‌تواند در تمرکززدایی از بلاک چین مشارکت داشته باشد. در نتیجه این مشخصه، قدرت در سیستم‌های غیر متمرکز به صورت توزیع شده است و همه به یک سری داده‌های یکسان دسترسی دارند.

به این صورت، اگر کسی سعی کند سر شبکه کلاه بگذارد یا اطلاعات بایگانی شده در پایگاه داده را تغییر دهد، بقیه شرکت کنندگان در فرآیند تمرکززدایی شبکه متوجه آن می‌شوند و تغییر ایجادشده را رد می‌کنند. این موضوع از بروز مشکلات مالی نظیر دابل اسپندینگ (Double Spending) جلوگیری می‌کند، اما همزمان احتمال بروز معضل سه گانه بلاک چین را به وجود می‌آورد.

توضیح این امر می‌تواند تا حدودی پیچیده باشد، اما با مثال زدن شبکه بیت کوین آن را ساده می‌کنیم. در بلاک چین بیت کوین هیچ شخص یا نهادی در قدرت نیست. این شبکه را با بانک‌های مرکزی و سیستم‌های اداره امور مالی متمرکز جهان مقایسه کنید که برای ایجاد اعتماد میان کاربران خود، باید واسطه آن‌ها باشند و سیستم را مدیریت کنند.

در بلاک چین بیت کوین اطلاعات و داده‌ها میان تمام کاربران شبکه به اشتراک گذاشته می‌شود، به شکلی که هر کسی می‌تواند به سادگی درستی آن داده‌ها را بررسی کند. قبل از تایید هر داده برای اضافه شدن به شبکه نیز درصد زیادی از کاربران باید آن را تایید کنند. به این صورت یکی از مراحل معضل سه گانه بلاک چین به اسم غیر متمرکز بودن شبکه برطرف می‌شود.

تمرکززدایی موجب به وجود آمدن شبکه‌ای به نام وب 3 یا نسل سوم اینترنت می‌شود. اینترنتی که ما در حال حاضر از آن استفاده می‌کنیم در حقیقت نسل دوم اینترنت یا وب 2 است که در آن وب سایت‌ها و اپلیکیشن‌ها روی سرورهای اختصاصی و متمرکز شرکت‌ها ذخیره و اجرا می‌شوند، اما محتویات آن‌ها را کاربران می‌سازند. وب 3 قدم بعدی در تمرکززدایی از اینترنت است، به شکلی که هر شخص می‌تواند اطلاعات و داده‌های ساخت خود را شخصا مدیریت کند و مالکیت آن را در اختیار داشته باشد.

اما در این مرحله مشکل مهمی ایجاد می‌شود، چرا که به خاطر ذات توزیع شده و غیر متمرکز شبکه، هر ذره اطلاعات برای ثبت شدن در بلاک چین باید مورد تایید تعداد زیادی از شرکت‌کنندگان شبکه قرار بگیرد و همین موضوع زمان مورد نیاز برای ثبت و نهایی شدن تراکنش‌ها را زیاد و سرعت شبکه را کم می‌کند. این مسئله یکی از اصلی‌ترین معضل های سه گانه بلاک چین است و مانعی بر سر راه مقیاس پذیری شبکه محسوب می‌شود. در مبحث مقیاس پذیری بیشتر به این موضوع می‌پردازیم.

همچنین باید در نظر داشت که رویای غیر متمرکز بودن شبکه تنها در صورتی قابل دستیابی است که بلاک چین مذکور امنیت کافی را داشته باشد. اگر بلاک چین به اندازه کافی ایمن نباشد، یک بازیگر بد به راحتی می‌تواند کنترل امور را به دست بگیرد و داده‌های اشتباه خود را در بلاک چین ثبت کند. به این ترتیب به مبحث بعدی در معضل سه گانه یعنی امنیت بلاک چین می‌رسیم.

امنیت بلاک چین چیست؟

اگر شبکه‌ای ایمن نباشد، اهمیتی ندارد که تا چه اندازه غیر متمرکز است. یک شبکه بلاک چینی خوب باید بتواند در برابر حملات بازیگران بد و خرابکاران مقاومت کند. سیستم‌های متمرکز به لطف بسته یا ایزوله بودن پایگاه‌های داده خود این امنیت را خیلی ساده‌تر به دست می‌آورند، اما یک سیستم غیر متمرکز چطور می‌تواند به این مورد از معضل سه گانه بلاک چین پیروز شود و امنیت شبکه خود را تامین کند؟

بحث امنیت شبکه نیز همچون تمرکززدایی می‌تواند پیچیده و فنی باشد، اما با مثال زدن شبکه بیت کوین به عنوان یک بلاک چین ایمن و غیر متمرکز سعی می‌کنیم آن را ساده توضیح دهیم.

بلاک چین بیت کوین برای تامین امنیت خود ترکیبی از فناوری رمزنگاری یا کریپتوگرافی را در کنار یک الگوریتم اجماع شبکه به نام اثبات کار (Proof of Work) استفاده می‌کند. در زمینه کریپتوگرافی می‌توان اینطور گفت که هر بلاک یک جور امضای رمزنگاری شده به نام هش دارد که با توجه به اطلاعات درون آن تولید شده است و اگر زمانی اطلاعات درون بلاک تغییر کنند، این هش رمزنگاری شده نیز عوض می‌شود.

همچنین هر بلاک با استفاده از هش بلاک قبلی رمزنگاری می‌شود و یک هش جدید به دست می‌آید، بنابراین اگر بازیگر بدی بخواهد اطلاعات یک بلاک از قبل ثبت شده را تغییر دهد، هش تمام بلاک‌های بعد از آن تغییر می‌کند و تمام اعضای شبکه متوجه ماجرا می‌شوند. این موضوع به خوبی معضل امنیت را از مثلث سه گانه بلاک چین برطرف می‌کند. الگوریتم اثبات کار نیز بخشی دیگر از پازل امنیت بلاک چین است که به ایمنی دفتر کل توزیع شده این رمز ارز کمک می‌کند.

اما اگر بخواهیم خیلی کوتاه و خلاصه فرآیند اثبات کار را توضیح دهیم، می‌توان گفت که اعضای یک شبکه بلاک چینی مثل بیت کوین تنها می‌توانند تراکنش‌های جدید را تایید و به دفتر کل اضافه کنند، اما برای این کار باید فرآیندی به نام ماینینگ یا استخراج را از سر بگذارند. در پروسه استخراج نودها یک مسئله ریاضیاتی سخت را با قدرت پردازشی رایانه یا دستگاه‌های ماینر خود حل و تلاش می‌کنند تا یک هش متناسب با شبکه مد نظر برای بلاک جدید پیدا کنند.

در مرحله بعد، بقیه نودهای شبکه باید بلاک تولید شده را در تابع هش بگذارند و آن را به عنوان یک بلاک واقعی و درست تایید کنند تا به شبکه اضافه شود. این فرآیند خود برای مسئله مقیاس پذیری مشکل بزرگی محسوب می‌شود و به معضل سه گانه بلاک چین می‌افزاید. به بیانی می‌توان گفت الگوریتم اثبات کار بسیار ایمن، اما کند و مقیاس‌ناپذیر است.

همچنین در نظر داشته باشید که هر چقدر تعداد نودهای شبکه بیشتر باشد، آن بلاک چین ایمن‌تر است، چرا که هر چه تعداد افراد شرکت کننده در فرآیند تایید بلاک‌ها بیشتر باشد، بازیگران مخرب سخت‌تر می‌توانند کنترل شبکه را به دست بگیرند. البته پیش از این در برخی از شبکه‌ها چنین اتفاقی رخ داده است که به آن حمله 51 درصد می‌گویند. به طور خلاصه، اگر شخص یا گروهی بتواند کنترل بیش از 50 درصد هش‌ریت کلی شبکه را به دست بیاورد، عملا قادر به پس زدن اجماع همگانی کاربران دیگر خواهد بود و به این صورت عملیات‌هایی مانند دابل اسپند یا دوباره خرج کردن پول ممکن می‌شود. در صورتی که در یک شبکه مثل بیت کوین دابل اسپندینگ رخ دهد، تمام فلسفه وجودی آن زیر سوال خواهد رفت و ممکن است قیمت BTC نیز با سقوطی تاریخی همراه باشد.

به بیان ساده، امنیت نیز در بحث معضل سه گانه بلاک چین بسیار اهمیت دارد و هیچ شبکه‌ای بدون آن نمی‌تواند از حمله هکرها و بازیگران بد در امان بماند. شبکه‌ای که توانایی مقابله با هکرها را نداشته باشد هم عملا بی‌مصرف است.

مقیاس پذیری چیست؟

منظور از مقیاس پذیری (Scalability) این است که شبکه قادر باشد با بالا رفتن تعداد کاربران یا استفاده آن‌ها از بلاک چین، در هر ثانیه تعداد تراکنش‌های بیشتری را پردازش و تایید کند. در حقیقت شبکه‌ای که نتواند به جوامع بزرگ و حتی میلیاردها کاربر خدمات مناسب ارائه بدهد، در عمل بی‌مصرف محسوب می‌شود. به همین خاطر مقیاس پذیری نیز یکی از معضل های سه گانه بلاک چین است.

در حال حاضر شبکه‌های متعددی درگیر معضل مقیاس پذیری در بلاک چین هستند، به این خاطر که تمرکززدایی و امنیت از نظر اهمیت در جایگاه بالاتری قرار دارند و توسعه دهندگان نیز توجه بیشتری به آن‌ها می‌کنند، در نتیجه معمولا مقیاس پذیری در مرحله آخر مورد توجه قرار می‌گیرد.

غیر متمرکز بودن چنان در قلب مفهوم و هدف بلاک چین نهادینه شده است که نمی‌توان آن‌ها را از هم جدا دانست. امنیت نیز همانطور که اشاره کردیم، برای موفق و کارآمد بودن شبکه بسیار حائز اهمیت و حیاتی است.

اما زمانی که تمرکز شبکه بیشتر روی غیر متمرکز و ایمن بودن باشد، دستیابی به مقیاس پذیری سخت می‌شود. تعداد تراکنش‌هایی که یک زنجیره توانایی تایید کردن‌شان را دارد در شرایط معمول بسیار محدود است. یک سیستم پرداخت متمرکز مثل ویزا (Visa) ادعا می‌کند که در هر ثانیه توانایی اجرای 24,000 تراکنش را دارد. علت بالا بودن این رقم، بسته بودن شبکه و بی‌نیازی به نودهای عمومی و اجرای الگوریتم اجماع است. حال این سیستم را با بهترین بلاک چین‌های حال حاضر دنیای کریپتوکارنسی مقایسه کنید.

بر اساس اطلاعات به دست آمده از وب سایت بلومبرگ در سال 2022 تا ماه سپتامبر بیت کوین توانایی پردازش بیش از هفت تراکنش در ثانیه را نداشته و اتریوم نیز به عنوان دومین شبکه بلاک چینی محبوب دنیا، به دو برابر این مقدار محدود بوده است. این ارقام در برابر صرافی‌ها و پلتفرم‌های معاملاتی معمول بسیار کم محسوب می‌شوند.

همانطور که ذکر شد، شرکت کنندگان در شبکه غیر متمرکز باید تمام داده‌های تراکنشی را بررسی و تایید کنند و همچنین ساختار الگوریتم اجماع اثبات کار بازه زمانی مشخصی برای تایید تراکنش‌ها لازم دارد، بنابراین سرعت انجام تراکنش در بلاک چین پایین می‌آید و در حقیقت معضل سه گانه شبکه ایجاد می‌شود.

حال اگر استفاده از شبکه‌های بلاک چینی در دنیای مدرن رونق بیشتری پیدا کند و افرادی از سراسر دنیا از آن استفاده کنند، وضعیت وخیم‌تر نیز می‌شود و ازدحام به وجود آمده از میزان تراکنش‌های قابل پردازش شبکه‌ها بالاتر می‌رود. در نتیجه برای فراگیری بیشتر فناوری بلاک چین، باید ابتدا معضل سه گانه آن حل شود.

علت بروز معضل سه گانه بلاک چین

ساده‌ترین و واضح‌ترین راه حل برای حل مشکل ذکرشده در بالا این است که تعداد نودهای تاییدکننده تراکنش‌ها را کمتر کنیم و میزان داده قابل پردازش شبکه با هر تراکنش را بالاتر ببریم تا همزمان به مقیاس پذیری و سرعت بالاتر برسیم. اما با این کار تمرکززدایی شبکه را پایین آورده‌ایم و قدرت را در دست عده‌ای معدود قرار داده‌ایم. همچنین امنیت شبکه نیز دچار اختلال می‌شود، چرا که وقتی تنها چند نفر مسئولیت تایید تراکنش‌ها را داشته باشند، احتمال حملات خرابکارانه از جمله حمله 51 درصد بیشتر می‌شود.

بنابراین معضل مثلث سه گانه بلاک چین به این شکل است: با توجه به رابطه میان عدم تمرکز و امنیت شبکه، طراحی و عملکرد بلاک چین مقیاس پذیر بودن آن را بسیار مشکل می‌کند و در چند سال اخیر توسعه دهندگان شبکه‌های بلاک چینی درگیر برطرف کردن آن بوده‌اند. اما چطور می‌توان بدون آسیب رساندن به عدم تمرکز و امنیت شبکه، میزان مقیاس پذیری بلاک چین را بالا برد؟

راه حل مسئله سه گانه بلاک چین

برای حل کردن مسئله سه گانه بلاک چین هیچ راه حل طلایی و صددرصدی وجود ندارد. بسیاری از توسعه دهندگان طی سال‌های اخیر در تلاش برای پیدا کردن یک راه حل نهایی روش‌های مختلفی را در پیش گرفته‌اند و به نتایج جالبی نیز رسیده‌اند. بسیاری از شبکه‌های لایه دوم و رول آپ و تکنولوژی‌های معرفی شده در آن‌ها دقیقا به منظور حل کردن معضل سه گانه بلاک چین ارائه شده‌اند. در ادامه تعدادی از محبوب‌ترین فناوری‌های دنیای بلاک چین و کریپتوکارنسی را که به منظور حل مسئله سه‌گانه بلاک چین ارائه شده‌اند بررسی می‌کنیم.

شاردینگ

در روش شاردینگ (Sharding)، بلاک چین یا هر نوع پایگاه داده دیگر به بخش‌های کوچک‌تر و مستقل تقسیم می‌شود که هر کدام از این بخش‌ها یا بلاک چین‌های قسمت‌بندی‌شده مسئولیت پردازش نوع و گونه خاصی از داده را بر عهده خواهند داشت. به کمک شاردینگ، فشار مدیریت تمام تراکنش‌ها و تعاملات درون شبکه از روی یک زنجیره خاص برداشته و میان زنجیره‌های مختلف تقسیم می‌شود.

هر کدام از بلاک چین های تقسیم شده در این روش حل معضل سه گانه یک شارد نام دارد و دفتر کل اختصاصی خود را مدیریت می‌کند. این شاردها هر کدام تنها تراکنش‌های مرتبط با خود را پردازش و تایید می‌کنند، اما برقراری ارتباط میان زنجیره‌های شارد بر عهده یک بلاک چین اصلی به نام بیکن چین (Beacon Chain) است.

به طور کلی می‌توان گفت فناوری شاردینگ یک آپگرید مقیاس پذیری لایه 1 شبکه محسوب می‌شود، چرا که تغییرات لازم را در سطح شبکه اصلی یا مین‌نت (Mainnet) بلاک چین ایجاد می‌کند. از اصلی‌ترین شبکه‌هایی که شاردینگ را در برنامه خود دارند می‌توان به بلاک چین اتریوم اشاره کرد. البته در نظر داشته باشید که این آپگرید هنوز در Ethereum اجرا نشده است و فعلا در مرحله توسعه قرار دارد.

بهبود الگوریتم اجماع

یکی از دلایل اصلی وجود معضل سه گانه در بلاک چین بیت کوین، استفاده آن از الگوریتم اجماع اثبات کار برای تامین امنیت شبکه است. نیاز این شبکه به ماینرها، الگوریتم‌های رمزنگاری و مقدار زیادی قدرت پردازش غیر متمرکز برای ایجاد هش کد بلاک‌های جدید سیستمی ایمن و قابل اتکا می‌سازد، اما همزمان سرعت بررسی و تایید تراکنش‌های کاربران را به حدی پایین می‌آورد که عملا استفاده از آن در مقایسه با روش‌های پرداختی نوین و متمرکز غیر منطقی به نظر می‌رسد.

پیدا کردن راهی متفاوت برای تامین امنیت اجماع و توافقات سرمایه گذاران یک شبکه می‌تواند به حل مشکل مثلث سه گانه بلاک چین کمک کند. به همین خاطر نیز بود که شبکه اتریوم در شهریور 1401 طی یک رویداد به نام مرج، الگوریتم اجماع خود را از اثبات کار به اثبات سهام تغییر داد.

در زنجیره‌های ساخته شده با مکانیزم اثبات سهام (Proof of Stake) شرکت کنندگان در فرآیند اعتبارسنجی تراکنش‌ها باید توکن‌های خود را استیک کنند یا به عبارت دیگر، وثیقه بگذارند. این وثیقه گذاری در حقیقت نقش تامین اعتبار برای جلوگیری از اقدامات مخرب اعتبارسنج‌ها را ایفا می‌کند. در فرآیند اعتبارسنجی دیگر نیازی به دستگاه‌های ماینر قدرتمند نیست و اضافه کردن یک اعتبارسنج به شبکه مسیری مشخص و آسان دارد. البته گفتنی است که اثبات سهام تنها یکی از الگوریتم‌های اجماع با هدف بهبود مقیاس پذیری است که در تلاش برای بهبود وضعیت معضل سه گانه بلاک چین به کار گرفته می‌شود.

راه حل‌های لایه دوم

راه حل‌های شاردینگ و تغییر الگوریتم اجماع هر دو راهکار لایه اول محسوب می‌شوند، چرا که در پی ایجاد تغییرات ساحتاری در معماری شبکه هستند. اما توسعه دهندگان دیگری نیز هستند که در تلاش برای حل معضل سه گانه بلاک چین، پروژه‌های مستقل خود را ساخته‌اند. این نوع پروژه که مستقل از شبکه اصلی فعالیت می‌کند اما به معماری آن سوار و متکی است راه حل لایه دوم نامیده می‌شود.

به بیان دیگر، این توسعه دهنده‌ها عقیده دارند شبکه اصلی ساختار مناسبی دارد و عدم تمرکز و امنیت تراکنش‌ها را به شکلی درست تامین می‌کند، پس نباید آن‌ها را تغییر داد و برای بهبود وضعیت بهتر است یک مکانیزم برای مقیاس پذیری بهتر روی ساختار موجود سوار کرد. از جمله نمونه‌های این راه حل‌ها می‌توان به بلاک چین‌های تودرتو، زنجیره‌های جانبی و کانال‌های وضعیت اشاره کرد.

شبکه لایتنینگ یکی از معروف‌ترین راهکارهای لایه دوم برای بلاک چین بیت کوین است که تلاش می‌کند سرعت تراکنش‌های پادشاه دنیای رمز ارزها را بهبود بخشد. از معروف‌ترین و پراستفاده‌ترین راهکارهای لایه دوم اتریوم نیز می‌توان به پالیگان یا متیک سابق اشاره کرد که هزینه کارمزدی نزدیک به صفر و سرعتی بالاتر از اتریوم دارد.

بلاک چین‌های تودرتو

یک بلاک چین تودرتو یا آشیانه‌ای سازه‌ای شبکه‌ای و غیر متمرکز است که با استفاده از بلاک چین اصلی قوانین و پارامترهای کل شبکه را تعیین می‌کند، اما عملیات‌های خرد توسط شبکه درهم‌پیچیده زنجیره‌های ثانویه انجاممی‌شود. در این مولتی‌چین لایه‌های مختلفی از بلاک چین‌ها روی همدیگر سوار می‌شوند که البته رابطه آن‌ها از منظر برنامه نویسی ساختار والد و فرزندی (Parent-Child) دارد.

در این نوع از بلاک چین، زنجیره والد کارهای مربوط به تراکنش را به فرزند واگذار می‌کند و فرزند نیز پس از انجام عملیات، آن را به والد برمی‌گرداند. بلاک چین پایه و اصلی در هیچ کدام از عملیات‌های پردازشی شرکت نمی‌کند، مگر زمانی که میان دیگر نودها مخالفتی پیش بیاید و نیاز به بررسی والد باشد. یکی از نمونه‌های بلاک چین آشیانه‌ای لایه دوم پروژه OMG Plasma است که روی لایه اول شبکه اتریوم سوار می‌شود تا تراکنش‌های سریع‌تر و ارزان‌تر را به این بلاک چین بیاورد. نحوه توزیع کار در این مدل شبکه از مقدار فشار وارد بر شبکه اصلی می‌کاهد، مقیاس پذیری را افزایش می‌دهد و معضل سه گانه بلاک چین را تا حدودی رفع می‌کند.

کانال وضعیت

کانال‌های وضعیت نیز یکی دیگر از روش‌های انتقال تراکنش‌ها از زنجیره اصلی و کاهش فشار روی لایه اول هستند. کانال وضعیت در حقیقت زنجیره جانبی ایجاد نمی‌کند و به کمک یک قرارداد هوشمند (Smart Contract) بار تراکنش‌ها را از دوش بلاک چین برمی‌دارد. کانال وضعیت در حقیقت ارتباطی دو طرفه میان بلاک چین و کانال‌های تراکنشی برون زنجیره‌ای ایجاد می‌کند و با استفاده از مکانیزم‌های مختلف، سرعت و ظرفیت تراکنش را بالا می‌برد.

یک کانال وضعیت برای تایید تراکنش‌ها نیازی به دخالت ماینرها ندارد و در عوض یک مکانیزم چند امضایی یا متکی به قرارداد هوشمند بلاک تراکنش‌ها را مهر و موم و آماده اتصال به شبکه می‌کند. وقتی یک تراکنش یا دسته‌ای از تراکنش‌ها در کانال وضعیت پردازش می‌شوند و کارشان به پایان می‌رسد، وضعیت یا استیت (State) نهایی کانال و تغییرات درونی آن طی یک تراکنش در بلاک چین اصلی ذخیره می‌شوند. از جمله معروف‌ترین پروتکل‌های کانال وضعیت می‌توان به شبکه لیکوئید (Liquid Network)، سلر (Celer)، شبکه لایتنینگ بیت کوین و شبکه رایدن (Raiden) اتریوم اشاره کرد. در معادله معضل سه گانه بلاک چین، کانال‌های وضعیت برای رسیدن به مقیاس پذیری بهتر مقداری از عدم تمرکز شبکه را فدا می‌کنند.

زنجیره جانبی

یک زنجیره جانبی به بیان ساده بلاک چینی مستقل اما متصل به شبکه اصلی است که به لطف طراحی خاص آن، دارایی‌های دیجیتال به راحتی می‌توانند میان دو زنجیره رفت و آمد داشته باشند و مبادله شوند. از آن مهم‌تر اینکه زنجیره جانبی می‌تواند قوانین و شرایط خاص خود را داشته باشد و به این ترتیب سرعت و مقیاس پذیری بیشتر را به بلاک چین بیاورد. زنجیره‌های جانبی معمولا برای دسته‌های بزرگ تراکنش استفاده می‌شوند و الگوریتم اجماع خاص و منحصربه‌فرد خود را دارند.

معمولا در زنجیره‌های جانبی از توکن‌های کاربردی برای برقراری ارتباط داده‌ای میان دو زنجیره اصلی و فرعی استفاده می‌شود. نقش اصلی زنجیره اصلی در این راه کار مقیاس پذیری، تامین امنیت شبکه و همچنین رفع اختلاف‌های میان زنجیره‌ای است. زنجیره جانبی از چند منظر با کانال وضعیت فرق دارد. اول اینکه تراکنش‌های زنجیره جانبی میان شرکت کنندگان در آن معامله خصوصی نیست و به صورت عمومی در دفتر کل شبکه ثبت می‌شود. علاوه بر آن، امنیت زنجیره‌های جانبی هیچ تاثیری روی زنجیره اصلی ندارد و می‌تواند کاملا مستقل باشد. همچنین برای راه اندازی یک زنجیره جانبی تلاش و توسعه بسیار زیادی لازم است، چرا که پروتکل باید از صفر طراحی شود.

رول آپ

فناوری رول آپ (Rollup) به شبکه‌های روی بلاک چین اتریوم اجازه می‌دهد چندین تراکنش را با همدیگر و در قالب یک بسته به یک زنجیره آفلاین مستقل فرستاده و با گواه اثبات رمزنگاری شده پردازش کنند و بعد دوباره داده تجمیع شده در رول آپ را به زنجیره اصلی شبکه بازگردانند. تقریبا می‌توان این روش بهبود مقیاس پذیری را به تاکسی گرفتن چند نفر با همدیگر تشبیه کرد. رول آپ روشی هوشمندانه برای مقیاس پذیری و رفع یکی از معضل های سه گانه بلاک چین به حساب می‌رود، چرا که داده لازم برای تراکنش و همچنین ترافیک شبکه را کاهش می‌دهد و همزمان سرعت بلاک چین را بالا می‌برد.

سخن پایانی

مثلث سه گانه بلاک چین یا تقابل عدم تمرکز، امنیت و مقیاس پذیری در چند سال اخیر به یک معضل در این حوزه تبدیل شده و پتانسیل بلاک چین را برای فراگیری بیشتر در سطح جهان محدود کرده است. اگر یک بلاک چین صرفا برای اینکه می‌خواهد ایمن و غیر متمرکز بماند تنها توان پردازش تعداد کمی تراکنش را در هر ثانیه داشته باشد، همه‌گیری و توسعه استفاده از آن در دنیای کریپتوکارنسی بسیار سخت خواهد بود.

با این حال راه حل‌های متفاوتی برای رفع این مشکل از جمله راهکارهای لایه اول و دوم به وجود آمده‌اند که پیوسته در تلاش برای بهبود وضعیت مقیاس پذیری شبکه‌ها و رفع معضل مثلث سه گانه بلاک چین هستند.

با اینکه ممکن است برخی از کاربران و فعالان حوزه کریپتو تابه‌حال حتی اسم معضل سه گانه بلاک چین را نشنیده باشند، مطمئنا با نتایج آن از جمله سرعت پایین انجام تراکنش‌ها در شبکه بیت کوین و اتریوم برخوردی داشته‌اند. اگر یکی از پروژه‌های ذکر شده در این مطلب بتوانند مشکل سه گانه را به گونه‌ای حل کنند، بدون شک وارد عصری جدید از صنعت بلاک چین خواهیم شد.

به بیان دیگر، اگر راهی برای غیر متمرکز نگه داشتن شبکه بدون نیاز به نگرانی درباره امنیت و کاهش مقیاس پذیری پیدا شود، در آینده دنیای کریپتوکارنسی شبکه‌هایی سریع و ایمن خواهیم داشت که فعالان هر حوزه‌ای، از امور مالی کلان گرفته تا فروشندگان خرد، از آن سود خواهند برد. در نهایت بلاک چین در ذات خود برای ساخت فضایی امن و عادلانه ایجاد شده است که اشخاص در آن بتوانند فارغ از کنترل و سلطه سیستم‌های مالی متمرکز و سنتی مثل بانک‌های مرکزی، خود اختیار دارایی‌هایشان را بر عهده داشته باشند.

تهیه شده در بیت 24