سولانا یا اتریوم؟ مقایسه کامل دو بلاک چین برتر برای اجرای قرارداد هوشمند

بلاک چین	اتریوم	سولانا
تاریخ راه اندازی	جولای 2015	مارس 2020
ارزش کل بازار	202 میلیارد دلار	12.8 میلیارد دلار
رتبه در بازار	2	9
تعداد تراکنش در ثانیه	20 تراکنش در ثانیه	65,000 تراکنش در ثانیه
زمان ثبت هر بلاک	15 ثانیه	1 ثانیه
حجم بلاک	1.875 مگابایت	10 مگابایت
تعداد اپلیکیشن‌های غیر متمرکز	بیش از 3,700 برنامه	بیش از 500 برنامه
تعداد کاربران فعال روزانه	629,000 کاربر	232,000 کاربر
هزینه میانگین هر تراکنش	25-30 دلار (متغیر در هر روز)	0.00025 دلار
تعداد نودها	بیش از 5,700	بیش از 1,700 نود

مقایسه ساختار بلاک چین اتریوم و سولانا

از نظر کاربران عادی، سولانا و اتریوم هر دو بلاک چین‌هایی متن باز و عمومی با قابلیت اجرا کردن قراردادهای هوشمند هستند. اما اگر بخواهیم نگاهی دقیق به ساختار درونی این دو شبکه بیندازیم، با گستره‌ای وسیع از فناوری‌های جدید و جذاب روبه‌رو خواهیم شد. با اینکه می‌توان گفت هر دو شبکه به دنبال هدفی یکسان هستند، روش رسیدن به آن هدف در دو بلاک چین سولانا و اتریوم کاملا متفاوت است.

ساختار شبکه سولانا

شبکه سولانا در ساختار درونی مدرن خود از هشت مشخصه اصلی استفاده می‌کند. از این دسته می‌توان به فضای اجرای موازی قراردادهای هوشمند اشاره کرد که Sealevel نامیده می‌شود. سی‌لول سولانا در مقایسه با نمونه‌های دیگر همچون EVM اتریوم و WASM که تنها یک رشته عملیاتی دارند، می‌تواند همزمان ده‌ها هزار قرارداد را اجرا کند. همچنین سولانا فناوری جدیدی به نام Pipeline دارد که یک واحد پردازش تراکنش است و تمام سخت‌افزارهای شبکه را برای اعتبارسنجی بهتر بهبود می‌بخشد. یکی دیگر از تکنولوژی‌های به کار رفته در شبکه سولانا Gulf Stream نام دارد که یک پروتکل جایگزین برای بازارسال تراکنش‌ها است و استفاده از Mempool را در این بلاک چین غیرلازم می‌کند. به علاوه سولانا راه حل مقیاس پذیری پایگاه داده حساب‌های افقی خاص خود را به نام Cloudbreak دارد.

یکی دیگر از تکنولوژی‌های به کار رفته در بلاک چین سولانا Turbine نام دارد که در حقیقت پروتکل ساخت و توزیع بلاک است و بخش مقیاس پذیری مشکل سه‌گانه بلاک چین‌ها را حل می‌کند. همچنین سولانا این قابلیت را به نودهای خود می‌دهد که تمام داده‌های دفتر کل را دانلود نکنند و تنها با بخش مورد نیاز به اعتبارسنجی مشغول شوند. فناوری Archivers به این دسته از اعتبارسنج‌ها کمک می‌کند ارتباط میان دفتر کل توزیع شده خود را با داده‌های دفتر کل کامل حفظ کنند. اما مهم‌ترین فناوری جدید به کار رفته در بلاک چین سولانا که آن را از دیگر شبکه‌های «قاتل اتریوم» تفاوت می‌بخشد، الگوریتم اثبات تاریخ (Proof of History یا به اختصار، PoH) و همچنین مکانیزم تحمل خطای بیزانس با اجماع تاور (Tower BFT) است که عملکرد الگوریتم اجماع را در بلاک چین سولانا تسهیل می‌کنند.

سولانا به کمک شبکه‌ای از اعتبارسنج‌ها فعالیت می‌کند که پیوسته مشغول تایید، مدیریت و ذخیره سازی تراکنش‌ها روی زنجیره هستند. همچنین سولانا دسته‌بندی خاصی برای اعتبارسنج‌ها دارد که «کلاستر» نامیده می‌شود و هر کلاستر هدف مخصوص خودش را دارد. گفتنی است که تمام سرمایه گذاران می‌توانند با خرید ارز دیجیتال سولانا (SOL) در فرآیند تمرکززدایی و مقابله با سانسور این شبکه همکاری کنند. به علاوه برای اعتبارسنج شدن در این شبکه هیچ پیش‌نیاز یا حداقل سرمایه لازم وجود ندارد و هر شخصی با هر سرمایه‌ای می‌تواند اقدام به سنجش اعتبار در شبکه سولانا کند. تنها مانع ورود به این حوزه، سیستم سخت‌افزاری قدرتمند مورد نیاز برای پردازش تراکنش‌های بالای Solana است که البته در مقایسه با مقدار حداقلی استیک در بلاک چین‌های دیگر، رقم بسیار پایینی دارد. به طور کلی می‌توان گفت شبکه سولانا به گونه‌ای طراحی شده است که کاربران به اعتبارسنج شدن و داشتن درآمد منفعل تشویق می‌شوند.

ساختار شبکه اتریوم

شبکه اصلی اتریوم از زمان راه اندازی خود در سال 2015 ساختار بلاک چینی مشابهی نسبت به بیت کوین داشت. اولین شبکه قرارداد هوشمند بلاک چینی به لطف الگوریتم اجماع اثبات کار خود کاری کرده که شبکه اعتبارسنج‌های توزیع شده در سرتاسر جهان تراکنش‌ها را تایید و اجرایی کنند. اما از آنجا که تمرکز اصلی اتریوم بر تسهیل ساخت و اجرای اپلیکیشن‌های غیر متمرکز است و نه ایجاد شبکه‌ای نظیر به نظیر برای پرداخت، از نظر ساختاری تفاوت‌های بسیاری با بلاک چین بیت کوین دارد. به عنوان مثال بیت کوین از مدل UTXO استفاده می‌کند، اما اتریوم از مدل حسابداری. در نتیجه اتریوم می‌تواند سرعتی دو برابر شبکه بیت کوین را به کاربران خود ارائه کند که البته هنوز هم میان سرعت تراکنش بر ثانیه اتریوم در مقایسه با سولانا تفاوت زیادی دیده می‌شود.

با افزایش محبوبیت و استفاده شبکه اتریوم میان کاربران، ازدحام بلاک چین نیز بالاتر رفت و به تبع آن هزینه تراکنش‌ها به صورت تصاعدی اوج گرفتند. اما ویتالیک بوترین، هم‌بنیان‌گذار بلاک چین اتریوم، از زمان راه اندازی اولیه Ethereum در سال 2015 مشغول یافتن راه حلی برای مشکل مقیاس پذیری این شبکه بوده است و گمان می‌رود اتریوم 2.0 این مسئله را رفع کند. قرار بود اولین فاز Ethereum 2.0 در سال 2019 اجرا شود، اما با تاخیری دو ساله در دسامبر 2021 راه اندازی شد. در این فاز زنجیره بیکن (Beacon Chain) معرفی شد که خبر از آغاز تغییر الگوریتم اجماع اثبات کار شبکه اتریوم به الگوریتم اثبات سهام می‌دهد.

یکی دیگر از مشخصه‌های اتریوم 2.0 دیدگاه‌های متعدد آن برای دستیابی به مقیاس پذیری است. از محبوب‌ترین راه‌حل‌های مقیاس پذیری بلاک چین اتریوم می‌توان به پروتکل‌های لایه دوم اشاره کرد که به صورت فناوری زنجیره جانبی، برون زنجیره‌ای و همچنین تکنولوژی‌های دانش صفر (فناوری‌هایی که کمک می‌کنند یک سمت به دیگری ثابت کند تراکنشی صحیح است، بدون آنکه نیاز به لو دادن اطلاعات تراکنش خود داشته باشد) روی زنجیره اصلی شبکه اتریوم فعالیت می‌کنند. اما بیشتر راه حل‌های لایه دوم در حقیقت توسط توسعه‌دهندگان و گروه‌های ثالث و جانبی برای بهبود کارایی اتریوم ارائه شده‌اند، هر چند که سولانا راه حل لایه دوم اتریوم نیست و نمی‌توان آن را با دیگر شبکه‌های مدعی مقایسه کرد. در اتریوم 2.0 فناوری‌های شاردینگ و دانش صفر متعدد از جمله zk-rollup و zk-SNARK معرفی خواهند شد. توسعه دهندگان Ethereum 2.0 ادعا می‌کنند مجموع این فناوری‌های جدید تعداد تراکنش‌های اتریوم را در هر ثانیه به 100,000 عدد خواهند رساند.

مقایسه الگوریتم اجماع اتریوم و سولانا

الگوریتم اجماع در حقیقت مکانیزمی است که اجازه می‌دهد تمام نودها و اعتبارسنج‌های شبکه به توافق برسند که یک تراکنش صحیح و قابل تایید است یا خیر. به همین دلیل، الگوهای الگوریتم اجماع هر کدام با دیگری تفاوت بسیاری دارند. در این بخش به بررسی مکانیزم‌های اجماع به کار رفته در بلاک چین سولانا و اتریوم و تفاوت‌شان می‌پردازیم و آن‌ها را مقایسه می‌کنیم.

الگوریتم اثبات کار اتریوم

همانطور که بالاتر اشاره شد، اتریوم در حال تغییر الگوریتم اجماع خود از اثبات کار (PoW) به اثبات سهام (PoS) است. اما تفاوت این دو مورد در چیست و چرا باید یک پروتکل ذاتی و اساسی بلاکچین را عوض کرد؟ دلایل زیادی برای این کار وجود دارد. برای درک بهتر، هر کدام از این الگوریتم‌ها را توضیح می‌دهیم.

الگوریتم اثبات کار توسط ساتوشی ناکاموتو (Satoshi Nakamoto) در جمع متخصصان این حوزه و به عنوان راه حلی برای رفع مشکل دو بار خرج کردن یا دابل اسپندینگ (Double Spending) مطرح شد. به طور خلاصه، این الگوریتم نودها یا کامپیوترها را مجبور می‌کند یک معادله سخت ریاضیاتی را حل و اثبات کنند که یک تراکنش معتبر و صحیح است. این معادله آنقدر سخت است که برای حل کردنش به سیستم پردازشی قدرتمندی نیاز خواهد بود و نودها پیوسته باید حدس بزنند که کدام جواب صحیح است تا بالاخره به جواب درست برسند. در آخر نیز اولین نودی که بتواند جواب صحیح را پیدا کند برنده هزینه تراکنش‌ها می‌شود و آن تراکنش‌ها را به شکل یک بلاک به زنجیره اضافه می‌کند. این پروسه پیوسته تکرار می‌شود و بلاک‌های جدید در دنباله‌ی بلاک چین قرار می‌گیرند. الگوریتم اثبات کار بسیار ایمن است، اما هزینه انرژی مصرفی برای آن بسیار بالا محسوب می‌شود و همچنین اگر شخص یا گروهی سرمایه اولیه بالایی داشته باشد، می‌تواند به راحتی اختیار ثبت بلاک‌های جدید را در چنگ بگیرد و اجازه ساخت بلاک را به دیگر ماینرها ندهد.

از سوی دیگر، الگوریتم اثبات سهام در شبکه Ethereum توسط اعتبارسنج‌ها انجام می‌شود که هر کدام سرمایه بالایی را وثیقه گذاشته‌اند (حداقل 32 اتریوم) و به صورت تصادفی برای گواهی دادن درباره صحت تراکنش‌ها انتخاب می‌شوند. به تبع، اعتبارسنج‌ها برای تایید بلاک‌ها و ساخت بلاک جدید جایزه دریافت می‌کنند. گفتنی است که اگر یک اعتبارسنج فعالیت مخربی انجام دهد، تمام یا بخشی از وثیقه‌ای که گذاشته است از بین می‌رود.

تغییر الگوریتم اجماع اتریوم از اثبات کار به اثبات سهام مزایای متعددی دارد. اول از همه اینکه استفاده از انرژی 99 درصد کاهش می‌یابد و در نتیجه هزینه فعالیت نود کمتر می‌شود. اما در نقطه مقابل، سرمایه اولیه لازم برای راه اندازی یک نود با افزایش قیمت لحظه‌ای ارز دیجیتال اتریوم (ETH) بیشتر و بیشتر می‌شود. با این حال الگوریتم اثبات سهام نیاز اعتبارسنج‌ها را به دستگاه‌های ماینینگ قدرتمند از بین می‌برد و به این ترتیب شبکه غیر متمرکزتر می‌شود.

الگوریتم اثبات سهام و تاریخ سولانا

شیوه اجماع شبکه سولانا در مقایسه با اتریوم کاملا منحصر بفرد است. آناتولی یاکوونکو به خوبی توانسته افزون بر چهل سال تجربه خود در زمینه سیستم‌های توزیع‌شده را با صنعت بلاک چین ترکیب و سیستمی جدید ایجاد کند. نتیجه آن ایجاد الگوریتم اثبات تاریخ (Proof of History) است که نوعی ساعت رمزنگاری شده پیش از مرحله اجماع محسوب می‌شود. PoH در حقیقت پروتکلی انقلابی و مدرن است که به اعتبارسنج‌ها اجازه می‌دهد با سند و مدرک ترتیب و فاصله زمانی وقوع تراکنش‌ها را اثبات کنند. در نتیجه خروجی تراکنش‌های سولانا حدودا 10,000 برابر سریع‌تر از دیگر بلاک چین‌های این حوزه است.

از نظر بنیادی، اثبات تاریخ راهی برای تایید رمزنگاری‌شده فاصله زمانی میان دو رویداد است. به علاوه، هر تراکنش یا داده یک جور مهر زمانی بر خود دارد که با استفاده از تابع هش رمزنگاری‌شده وضعیت، شاخص و داده‌‌های مد نظر را تایید می‌کند. در نتیجه ترتیب رویدادها و زمان ایجاد هر داده کاملا مشخص و معین است. مکانیزم اثبات تاریخ با اینکه برای الگوریتم اجماع شبکه سولانا حیاتی و بسیار مهم است، اما تمام الگوریتم اجماع آن محسوب نمی‌شود. در عوض سولانا از یک مکانیزم عملیاتی تحمل خطای بیزانس به نام اجماع تاور یا برج (Tower) در ترکیب با الگوریتم اجماع اثبات سهام استفاده می‌کند.

ترکیب استفاده از اعتبارسنج‌های اثبات سهام با پروتکل اثبات تاریخ که توسط اجماع تاور تقویت شده است، سولانا را به یکی از سریع‌ترین، ایمن‌ترین و غیر متمرکزترین بلاک چین‌های دنیا بدل می‌کند. پروتکل اجماع برج نیز با استفاده از اثبات تاریخ به عنوان ساعتی جهانی، تاخیر را در شبکه کاهش می‌دهد.

نتیجه گیری

اتریوم در حال حاضر بزرگ‌ترین شبکه بلاک چینی با قابلیت اجرای قراردادهای هوشمند است و بیشتر از هر اکوسیستم دیگری اپلیکیشن‌های غیر متمرکز بر بستر آن ساخته شده. اما تا زمانی که نسخه 2 این بلاک چین با استفاده از الگوریتم اجماع اثبات سهام ارائه نشود، هزینه تراکنش‌ها بسیار بالا و زمان انتظار برای اجرای آن‌ها طولانی خواهد بود. در نقطه مقابل، سولانا چندین پروتکل مدرن را به خدمت می‌گیرد تا مشکل سه‌گانه بلاک چین را حل کند، اما به خاطر هزینه پایین تراکنش‌های خود همواره منزلگاه ربات‌ها و اسپمرهایی بوده که قصد مینت کردن یا خرید و فروش NFT با قیمت ارزان را داشته‌اند، در نتیجه بعضی مواقع تعداد تراکنش‌های آن به حدی زیاد می‌شود که شبکه را به طور کامل خاموش می‌کند. اما در زمان‌هایی که ربات‌ها به آن حمله نکنند، در کسری از ثانیه هزاران تراکنش را با هزینه‌ای کم به مرحله اجرا می‌رساند. با این حال هرگز نمی‌توان گفت سولانا به اندازه اتریوم جامعه کاربری قوی یا پرتعدادی دارد.

تهیه شده در بیت 24