معنی ایپاک (Epoch) در بلاک چین چیست؟

ایپاک به بیان ساده، بازه زمانی مشخصی در هر شبکه است که ترتیب رویدادهای رخ داده را بر بستر بلاک چین ذخیره می‌کند. شبکه‌های بلاک چینی مختلف ایپاک (Epoch) متفاوتی دارند و بر اساس اینکه از چه الگوریتم اجماع و ساختار داده‌ای استفاده می‌کنند، ممکن است ایپاک در آن‌ها از چند ثانیه تا چند روز طول بکشد.

در این مطلب قصد داریم ابتدا به توضیح و بررسی تعریف ایپاک و نقش آن در دنیای بلاک چین و ارز دیجیتال بپردازیم، سپس کاربرد و نحوه عملکرد آن را بررسی کنیم و در آخر چند مورد از ایپاک‌ها را در بلاک چین‌های متفاوت ذکر کنیم.

تعریف ایپاک (Epoch)

در فضای کریپتوکارنسی، به یک بازه زمانی که رویدادهای خاص و منحصر به‌فرد شبکه بلاک چین را شامل می‌شود، ایپاک (Epoch) می‌گویند. این رویدادها می‌توانند ترکیبی از وقایع تاثیرگذار در ساختار شبکه مثل ساخت یا اضافه شدن بلاک‌های جدید به زنجیره اطلاعات باشند. گفتنی است که به عنوان مثال بلاک جنسیس بیت کوین، آغازگر ایپاک اول این بلاک چین بود.

از لفظ ایپاک همچنین برای تعیین زمان پخش جایزه بلاک در شبکه و حتی تعویض اعتبارسنج‌های بلاک چین استفاده می‌شود. به نوعی می‌توان گفت ایپاک یک تقویم داخلی برای بلاک چین است.

بلاک چین به طور کلی یک پایگاه داده غیر متمرکز و توزیع شده است و معمولا هیچ رهبریت متمرکزی ندارد. ایپاک‌ها به عنوان یک شاخص زمانی غیر قابل تغییر، چهارچوب و قاب فعالیتی برای فرآیند اجماع شبکه ایجاد می‌کنند، بی‌آنکه به یک فرد یا موسسه قدرتمند در راس امور نیاز باشد. روش عملکرد ایپاک برای تعیین بازه‌های زمانی این است که رویدادها و عملیات‌های مشخص را برای زمان مناسب برنامه‌ریزی می‌کند و به این ترتیب نودهای بلاک چین می‌توانند با سرعت، کارایی و امنیت بیشتر و بهتر تراکنش‌ها را پردازش کنند.

به عنوان مثال فرآیند تایید تراکنش‌ها و ساخت بلاک‌های جدید را در یک بلاک چین در نظر بگیرید. نودهای کامپیوتری یک شبکه باید بتوانند خیلی سریع تراکنش‌های درست را تشخیص داده و به بلاک‌ها اضافه کنند.

به همین دلیل نورها باید بدانند هر بلاک در چه زمانی ساخته و به زنجیره اضافه شده است. در غیر این صورت ذخیره کردن بلاک‌های تراکنش با چهارچوب‌های زمانی متفاوت می‌تواند به مشکلاتی در داده‌های بلاک چین منجر شود. ایپاک با ساختار مشخص و بدون وقفه خود فرآیند پردازش و اجماع را سریع‌تر و ایمن‌تر پیش می‌برد و اطلاعات درست و دقیق را به نودهای بلاک چین ارسال می‌کند.

طول بازه زمانی یک ایپاک چقدر است؟

طول یک ایپاک بر اساس اینکه موضوع بحث کدام بلاک چین باشد متفاوت است. در بلاک چین‌های مبتنی بر الگوریتم اجماع اثبات کار (Proof of Work) طول ایپاک در حقیقت همان بازه زمانی لازم برای فرآیند حل معمای ریاضیاتی توسط ماینرها و بعد اضافه کردن بلاک جدید به شبکه است.

حجم بلاک چین و نوع پروتکل اجماع آن نیز تاثیر مهمی در طول ایپاک دارد. به عنوان مثال بازه زمانی ایپاک در بلاک چین بیت کوین که بر پایه الگوریتم اجماع اثبات کار فعالیت می‌کند 10 دقیقه است، اما اتریوم که تا مدتی پیش از همین الگوریتم برای اجماع استفاده می‌کرد برخلاف بیت کوین ایپاک‌های 12 ثانیه‌ای داشت.

کاربرد ایپاک در دنیای ارز دیجیتال و بلاک چین

ایپاک در بلاک چین نقشی بسیار اساسی ایفا می‌کند. اولین نقش مهم آن اطمینان حاصل کردن از هماهنگی و توافق نظر تمام نودهای شبکه درباره زمان ساخت یک بلاک خاص است. بعضی وقت‌ها ممکن است در بازه‌های زمانی آفلاین بودن تعدادی از نودها، یک بلاک تراکنش ساخته و ثبت شود. از آنجا که ایپاک‌ها ساختارهای بازه زمانی مشخص دارند، نودها می‌توانند خیلی ساده زمان ساخت بلاک یا حتی چندین بلاک را بررسی کنند و بعد ببینند در مدت زمان آفلاین بودن‌شان چه تعداد بلاک باید ساخته می‌شده. همچنین اجماع دیگر نودها نیز در این موقعیت به کمک نودهای خاموش می‌آید.

یکی دیگر از نقش‌های اساسی ایپاک در دنیای کریپتوکارنسی این است که اجازه نمی‌دهد بازیگران بد داده‌های ذخیره شده در بلاک چین را دستکاری و دارایی‌های شبکه را اشتباه یا دو بار خرج کنند. این کار دو بار خرج کردن اصطلاحا دابل اسپندینگ نامیده می‌شود و از محبوب‌ترین روش‌های هک شبکه‌های بلاک چینی برای هکرها است. دابل اسپندینگ به بیان ساده زمانی رخ می‌دهد که کسی بیشتر از مقدار دارایی موجود در کیف پول خودش را خرج می‌کند و در حقیقت پول خرج شده پشتوانه واقعی ندارد.

ایپاک‌ها در واقع اطلاعات شبکه را در انتهای هر بازه زمانی ثبت و قفل می‌کنند تا جلوی این سبک از حملات خرابکارانه را بگیرند. همچنین داده‌های بلاک چین را به بخش‌های کوچک‌تر تقسیم می‌کنند تا پردازش آن‌ها آسان‌تر شود و شبکه با سرعت و کارآمدی بیشتری کار کند.

همچنین ایپاک در شبکه‌های کریپتوکارنسی موجب انسجام و یکپارچگی بهتر داده‌ها پس از وقوع فورک و گسیختگی اطلاعاتی می‌شود. معمولا بعد از هر ایپاک، بلاک جدید شبکه ساخته و اعتبارسنج‌ها یک بار از اول انتخاب می‌شوند تا برای ساختن بلاک بعدی همه چیز را از ابتدا شروع کنند. یکی از کاربردهای دیگر ایپاک همین است که اطمینان حاصل کند در هر زمان تنها یک دسته از اعتبارسنج‌ها فعال خواهند بود. به این صورت اطلاعات بلاک چین از خطر دستکاری و تغییر در امان می‌ماند.

و در آخر باید اشاره کرد که ایپاک تعیین می‌کند چه زمانی جایزه بلاک شبکه به ماینرها یا اعتبارسنج‌ها پرداخت می‌شود. در زمان پایان هر ایپاک، بلاک تراکنش‌های پردازش و تایید شده نودها ساخته و به زنجیره اضافه می‌شود و کارمزد ماینرها یا اعتبارسنج‌ها برای این عملیات باید پرداخت شود.

ایپاک در بلاک چین های کریپتو چگونه کار می‌کند؟

هر ایپاک از بخش‌های کوچک‌تری به نام اسلات (Slot) تشکیل شده است. اسلات‌ها را می‌توان کوچک‌ترین واحد داده در بلاک چین نامید که توانایی ذخیره بلاک را دارد. در هر اسلات، شبکه می‌تواند یکی از نودها را به عنوان رهبر اسلات تعیین کند. گفتنی است که با عوض شدن هر ایپاک، نودهای شبکه نیز یک بار بُر می‌خورند و از اول تعیین می‌شوند. سپس رهبر یا رئیس اسلات تصمیم به ساختن یک بلاک جدید می‌گیرد تا اطلاعات تراکنش‌های جدید تایید شده توسط برخی از نودها و کاربران خاص شبکه را در آن ثبت کند. سپس این بلاک جدید به بلاک چین افزوده می‌شود و ایپاک به پایان می‌رسد.

پروتکل اتریوم به صورتی طراحی شده است که در هر ایپاک 30,000 بلاک را به زنجیره خود اضافه کند. طول کل این مدت زمان به سرعت پردازش تراکنش‌ها و ازدحام شبکه بستگی دارد. اما هر ایپاک به طور میانگین نزدیک به 100 ساعت طول می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کشد.

در بلاک چین کاردانو نیز هر ایپاک به عنوان یک واحد زمانی تعریف شده است. شبکه Cardano از یک الگوریتم اجماع اثبات سهام تغییریافته و اختصاصی به نام Ouroboros Praos استفاده می‌کند. این مکانیزم بلاک چین را به ایپاک‌های 5 روزه تقسیم کرده است و هر ایپاک متشکل از اسلات‌های 20 ثانیه‌ای مختلف است. به بیان دیگر، در این شبکه هر ایپاک از 432,000 اسلات و 5 روز زمان تشکیل شده است.

ایپاک در فرآیند استیکینگ چه نقشی دارد؟

یک ایپاک در استیکینگ ارز دیجیتال یا کریپتوکارنسی به این معنی است که هر نود باید چه مدت زمان توکن‌های مشخص شده را استیک کند تا مجاز به شرکت در مکانیزم اجماع اثبات سهام (Proof of Stake) شبکه شود. گفتنی است که این مفهوم در بلاک چین‌های مبتنی بر الگوریتم اثبات کار تقریبا بی‌معنی است و فقط در شبکه‌های اثبات سهام معنا پیدا می‌کند.

یک شبکه اثبات سهامی از نودهای خود می‌خواهد برای مدت زمانی مشخص، تعدادی معین از توکن‌های شبکه را در استخرهای استیک ذخیره کنند. نودهایی که به این دستور عمل کنند، شانسی برای انتخاب شدن به عنوان اعتبارسنج و سازنده بلاک بعدی به دست خواهند آورد. مشخص است که هر چقدر سهم یک نود از استخر استیک بیشتر باشد، احتمال اینکه برای ساخت بلاک انتخاب شود هم بالاتر می‌رود. در پایان ایپاک، نودها در ازای اعتبارسنجی و تامین امنیت شبکه جایزه بلاک را دریافت می‌کنند. البته مقدار این جایزه به میزان سرمایه گذاری اولیه آن‌ها در استخر ربط دارد.

بلاک چین‌های اثبات سهام مختلف بر اساس قوانین شبکه، بازه‌های زمانی متفاوتی برای ایپاک‌های خود تعیین می‌کنند. به عنوان مثال همانطور که بالاتر گفته شد، بلاک چین کاردانو از بازه‌های زمانی 5 روزه برای ایپاک‌های خود استفاده می‌کند. البته جایزه ارز دیجیتال ADA نودهای اعتبارسنج هر 4 ایپاک یک بار پرداخت می شوند.

کاردانو یکی از بزرگ‌ترین‌ها و اولین شبکه‌ای است که به صورت گسترده از الگوریتم اثبات سهام برای فرآیند اجماع خود استفاده کرده. همانطور که بالاتر اشاره شد، الگوریتم اوروبوروس هر ایپاک را به 432,000 اسلات زمانی تقسیم کرده است.

در ابتدای هر ایپاک آدا، تصویری جامع از کل بلاک چین ثبت می‌شود که نشان می‌دهد کوین‌های استیک شده ایپاک قبلی به چه شکل میان نودها تقسیم شده‌اند. این تصویر در حقیقت هم دارایی عملگرهای درون استخر استیک و هم توکن‌های واگذارشده به نودها را شامل می‌شود.

تصاویر جامع شبکه یا Snapshotها تعیین می‌کنند چه مقدار ارز دیجیتال وارد استخر شده و همچنین کدام استخر قرار است به عنوان رهبر اسلات تعیین شود و در ادامه بلاک‌های بعدی را بسازد. راه اندازی و اداره یک استخر استیک کاردانو هزینه‌ای ثابت و مشخص دارد که معمولا برای هر ایپاک در حدود 340 آدا خواهد بود. این مقدار با محاسبه قیمت ارز آدا در زمان نوشته شدن مطلب (29 آذر 1401) و با احتساب قیمت 0.2585 دلاری برای هر ADA، در هر ایپاک مجموعا حدود 88 دلار هزینه دارد.

در نقطه مقابل شبکه‌ای مثل کاردانو، بلاک چین بیت کوین قرار دارد که ایپاک‌های هاوینگ خود را 4 ساله تعیین کرده است و در این بازه‌های زمانی مشخص جایزه ساخت بلاک جدید را نصف می‌کند. در حال حاضر بیت کوین در ایپاک چهارم خود قرار دارد و جایزه بلاک آن مقدار ثابت 6.25 بیت کوین است. در انتهای این بازه زمانی، جایزه نصف خواهد شد، به این معنا که هر بار ماینری یک بلاک جدید به شبکه اضافه کند، تنها 3.125 کوین BTC دریافت خواهد کرد. این پروسه دوباره و دوباره تکرار خواهد شد، تا زمانی که تمام عرضه کل Bitcoin استخراج و به بازار تزریق شود. البته تا زمان هاوینگ بعدی که جایزه بیت کوین نصف شود، به احتمال زیاد قیمت بیت کوین به گونه‌ای تغییر کرده است که درآمد ماینرها از این عملیات به اندازه کافی باشد.

از جمله نمونه‌های دیگر بلاک چین‌هایی که از سیستم ایپاک استفاده می‌کنند می‌توان به آلگوراند (Algorand) و اومیسه گو (OmiseGO) اشاره کرد. آلکوراند از تکنیکی به نام کامیت‌های اتمی (Atomic Commit) استفاده می‌کند تا تراکنش‌های انجام شده بر بستر شبکه خود را تجمیع و به صورت ایپاک در بیاورد و به این ترتیب کارایی بلاک چین را افزایش می‌دهد.

اومیسه گو از راهکار دیگری به نام ایپاک گروستل (Epoch Grostl) استفاده می‌کند که برای مقاومت بهتر شبکه در برابر حملات 51 درصد طراحی شده است. هر دو این روش‌ها می‌توانند مزایای متعدد و خاصی از خود ارائه دهند که برای صاحبان کسب و کار و سازمان‌های نیازمند امنیت و کارایی بالا، بسیار مفید واقع می‌شوند.

سخن پایانی

آینده ایپاک در دنیای کریپتوکارنسی هنوز هم در هاله‌ای از ابهام قرار دارد. اما آنچه که واضح است، روند آینده این حوزه مطمئنا با گذشته آن فرق خواهد کرد. در دوره‌های اولیه راه اندازی شبکه‌های بلاک چینی، قوانین کمی وجود داشتند و همان‌ها هم چندان دست و پا گیر نبودند. به همین خاطر کاربران و توسعه دهندگان اولیه سود زیادی از شرایط بردند و کنترل آن را در دست گرفتند. این موضوع خود می‌توانست به تمرکزگرایی بلاک چین منجر شود که به طور کلی با اصول اولیه این فناوری در تضاد است.

اما ساختار این فناوری مدرن اکنون برای بسیاری از کاربران آشنا است و هر روز نیز دانش افراد فعال در این حوزه بیشتر می‌شود. این آشنایی بیشتر موجب رشد جامعه کاربری و سرمایه گذاری آن‌ها در پروژه‌های کریپتویی و به بیان دیگر، غیر متمرکزتر شدن شبکه‌های بلاک چینی ختم شده است.

بازه زمانی ایپاک به طور کلی می‌تواند یکی از شاخص‌های مهم برای کسب اطلاعات درباره جنبه‌های مختلف هر بلاک چین برای توسعه دهندگان و کاربران آن شبکه باشد. ایپاک همچون تقویمی ساده و کارآمد تمام رویدادها و عملکرد کاربران شبکه را در یک قالب کلی و جامع ارائه می‌دهد. تنها نکته منفی مهمی که می‌توان برای آن در نظر گرفت عموما این موضوع است که هر شبکه بلاک چینی یک بازه زمانی متفاوت را به عنوان ایپاک خود معرفی و استفاده می‌کند و این موضوع می‌تواند برای بسیاری، سردرگم‌کننده باشد.

با این حال مطالعه و کسب اطلاعات جامع‌تر درباره اصطلاحات مختلف دنیای ارز دیجیتال و کریپتو می‌تواند به درک بهتر کاربران و توسعه دهندگان از این شبکه‌ها و در نهایت توسعه بهتر بلاک چین و پیشرفت تکنولوژی شود.

تهیه شده در بیت 24