مقیاس پذیری در بلاک چین چیست؟

این مقاله اطلاعاتی را در خصوص بلاک چین و مقیاس پذیری در بلاک چین به ما ارائه می‌دهد. اگر در درک مفهوم مقیاس‌پذیری بلاک چین یا مقیاس‌پذیری ارز دیجیتال نیاز به شفاف‌سازی دارید تا برای همیشه متوجه این مفهوم شوید به شما پیشنهاد می‌کنیم تا آخر این مطلب ما را همراهی کنید.

بلاک چین چیست؟

بلاک چین به عنوان شبکه‌ای توسعه یافته می‌تواند تعامل بین کاربران را بدون وجود هیچ گونه قدرت مرکزی یا نهاد دولتی فعال کند. همه نودها یا گره‌ها (کاربران) در شبکه بلاک چین از حقوق مساوی برخوردارند. شاید درک اجرای تراکنش‌ها و رویدادها بدون وجود یک مرجع حاکمیتی آن هم در دوران حاضری که ما در آن زندگی می‌کنیم کمی منطقی به نظر نرسد. اما در بلاک چین هر نود منفرد در شبکه توانایی اداره و مدیریت تراکنش‌ها در شبکه بلاک چین را دارد. حال افزایش مداوم تعداد نودها منجر به مشکل مقیاس‌پذیری بلاک چین شده است. درست است که بلاک چین بیش از یک دهه است که وجود دارد اما مشکلات مقیاس‌پذیری آن می‌تواند چشم‌انداز پذیرش بلاک چین را به خطر بیندازد. این مطلب یک نمای کلی از چالش‌های مقیاس‌پذیری قابل توجه در بلاک چین با طرح کلی راه‌حل‌های مرتبط ارائه می‌دهد. علاوه بر این می‌توانید درباره آینده مقیاس پذیری در بلاک چین نیز اطلاعات بیشتری کسب کنید.

دانلود هفتمین ماهنامه دامیننس

سواد اقتصادی و ذهنیت برنده در دنیای کریپتوکارنسی

Please leave this field empty.

Δ

بلاک چین، در حال گسترش است

محبوبیت فناوری‌های بلاک چین از زمان شروع این نوآوری به طور قابل‌توجهی در حال افزایش بوده است. جامعه تحقیقاتی و نوآوری‌های صنعت، سطوح امیدوارکننده‌ای از موفقیت را برای کاربردهای فناوری بلاک چین تضمین کرده است. فناوری بلاک چین در ابتدا برای استفاده در بخش مالی طراحی شده بود. اما دفتر کل غیرقابل تغییر و غیرمتمرکز در بلاک چین، آن را به یک کاندیدای مناسب برای کاربردهای غیر مالی تبدیل کرد. مثلا بلاک چین به برنامه‌های امیدوارکننده‌ای در حوزه اینترنت اشیا (IoT) دست یافته است. علاوه بر این افزایش مداوم اندازه شبکه‌های بلاک چین محبوب مانند اتریوم نیز چالش مقیاس‌پذیری بلاک چین را تشدید می‌کند. علی‌رغم عوامل امیدوارکننده مرتبط با بلاک چین، توسعه برنامه‌های غیرمتمرکز به دلایل مختلف دشوار است. اول از همه اینکه شبکه بلاک چین در برابر هک آسیب‌پذیر است. مسائل دیگری مانند نیاز به ابزارهای اضافی و قابلیت استفاده محدود نیز بر پذیرش بلاک چین تأثیر می‌گذارد. با این حال مقیاس‌پذیری در حال حاضر یکی از موضوعات اصلی برای شبکه‌های بلاک چین است.

چرا مقیاس‌پذیری برای بلاک چین یک مشکل است؟

برای یافتن پاسخ ایده آل برای این پرسش، بیت کوین را مثال می‌زنیم. بیت کوین در هر ثانیه تقریباً ۷ تراکنش را پردازش می‌کند در حالی که ویزا به طور متوسط تقریباً ۱۷۰۰ تراکنش را در هر ثانیه پردازش می‌کند. شما به وضوح می‌توانید تفاوت عملکرد بین ویزا و فناوری مبتنی بر بلاک چین بیت کوین را مشاهده کنید. از سوی دیگر شما باید با مشکل استقرار فناوری جدید نیز دست و پنجه نرم کنید. بنابراین نگرانی‌های حل نشده مقیاس‌پذیری در سطح معماری شبکه مشکلاتی را در پذیرش بلاک چین و کاربردهای عملی آن ایجاد می‌کند.

درک مقیاس‌پذیری بلاک چین

وقتی به دنبال چالش‌های مقیاس‌پذیری در بلاکچین هستید باید درک روشنی از مقیاس‌پذیری بلاک چین داشته باشید. عوامل مختلفی که مقیاس‌پذیری بلاکچین را تعریف می‌کنند عبارتند از هزینه و ظرفیت، شبکه‌سازی و توان عملیاتی یک شبکه که در زیر شرح مختصری از هر یک ارائه می‌دهیم:

هزینه و ظرفیت

عامل هزینه و ظرفیت در مقیاس‌پذیری مستلزم نیاز به ذخیره مقدار زیادی داده در زنجیره بلوکی است. شما باید داده‌ها را از بلوک اول تا آخرین تراکنش‌ها ذخیره کنید. با این حال هر نود در شبکه بلاک چین منابع و ظرفیت کافی برای ذخیره چنین حجم عظیمی از اطلاعات را ندارد.

شبکه‌سازی

هر تراکنش در بلاک چین در تمام نودها پخش می‌شود. متعاقباً یک بلوک هنگام استخراج دوباره به همه نودها منتقل می‌شود. بنابراین این فرآیند منابع شبکه قابل‌توجهی را در کنار افزایش تاخیر انتشار مصرف خواهد کرد. داشتن یک مکانیسم کارآمد قابل اعتماد برای انتقال داده مهم است.

توان عملیاتی

یکی دیگر از جنبه‌های مهم در زمینه مشکل مقیاس‌پذیری بیت کوین یا بلاک چین به توان عملیاتی اشاره دارد. توان عملیاتی بلاک چین به زمان مورد نیاز برای تایید یک تراکنش و اندازه بلوک برای تراکنش اشاره دارد. با تراکنش‌های بیشتر اندازه بلوک‌ها افزایش می‌یابد و در نتیجه به منابع اضافی نیاز خواهد بود.

عوامل موثر بر مقیاس پذیری در بلاک چین

عوامل مهمی که منجر به چالش مقیاس‌پذیری بلاکچین می‌شوند شامل محدودیت‌ها، هزینه‌های تراکنش، اندازه بلوک و زمان پاسخ‌دهی است.

محدودیت‌ها

مهم‌ترین مسئله در مقیاس‌پذیری بلاکچین به محدودیت‌ها اشاره دارد. در صورت پردازش تراکنش جدید، هر گره اطلاعات مربوط به تراکنش را در دفتر کل اضافه می‌کند. در نتیجه افزایش سابقه تراکنش می‌تواند کل سیستم را سرنگون کند. علاوه بر این شبکه‌های بلاک چین باید تمام داده‌ها را با دقت حفظ کنند تا از حریم خصوص کاربران و ایمنی تراکنش‌ها محافظت شود. بلاک چین از نظر سخت افزاری نیز با محدودیت‌هایی مواجه است. بیشتر مسائل مربوط به مشکلات مقیاس پذیری در بلاک چین به دلیل محدودیت‌های سخت افزاری ایجاد می‌شود. با گسترش بیشتر این شبکه، راه اندازی و نگهداری سخت‌افزار مورد نیاز برای گره‌های عملیاتی دشوار می‌گردد.

هزینه‌های تراکنش

عامل مهم بعدی که منجر به چالش‌های بزرگ مقیاس پذیری در بلاک چین می‌شود، به کارمزد بالای تراکنش اشاره دارد. محبوبیت روزافزون شبکه‌های بلاک چین به دلیل تقاضا برای قدرت محاسباتی بالاتر برای استخراج، منجر به پیچیدگی‌های بیشتری در فرآیندهای اعتبارسنجی تراکنش‌ها شده است. کاربران باید برای تایید تراکنش‌های خود هزینه خاصی بپردازند. با گسترش مداوم شبکه‌های بلاک چین، کاربران مشتاق هستند تا برای تأیید تراکنش‌های خود هزینه تراکنش‌های بیشتری بپردازند. توجه به این نکته ضروری است که بسیاری از تراکنش‌های دیگر برای مدت طولانی بدون پردازش در صف انتظار باقی می‌مانند.

اندازه بلوک

افزایش تعداد تراکنش‌ها در شبکه‌های بلاک چین منجر به فرآیندی زمان بر برای اجرای تراکنش‌ها می‌شود. به عنوان مثال هر بلوک در شبکه بلاک چین بیت کوین در روزهای اولیه به اندازه ۱ مگابایت و تقریباً شامل ۲۰۲۰ تراکنش بود. از سوی دیگر تعداد فزاینده تراکنش‌ها در شبکه منجر به افزایش اندازه بلوک شده و در نتیجه بر مقیاس‌پذیری بیت کوین تأثیر می‌گذارد.

زمان پاسخ

تمام تراکنش‌ها در شبکه بلاک چین باید یک فرآیند اعتبارسنجی را طی کنند. به طور کلی با توجه به تعداد تراکنش‌های موجود در صف، تراکنش‌ها باید برای مدت‌های طولانی جهت اعتبارسنجی منتظر بمانند. مثلا بیت کوین برای ساخت یک بلوک جدید به تقریباً ۱۰ دقیقه زمان نیاز دارد. زمان انتظار برای اعتبارسنجی تراکنش در زمان‌های اوج افزایش می‌یابد. زمان پاسخ به طور مستقیم با کارمزد تراکنش‌های بالا به عنوان یکی از عوامل قابل توجه منجر به مشکل مقیاس‌پذیری بلاکچین مرتبط است.

عوامل برجسته‌ای که منجر به چالش مقیاس‌پذیری بلاک چین می‌شود نشان می‌دهد که افزایش تعداد تراکنش‌ها و کاربران برای شبکه‌های بلاک چین مشکل ساز خواهد شد. اگر شبکه‌ها نتوانند از نظر ظرفیت برای پذیرش تراکنش‌ها و کاربران جدید گسترش یابند، ممکن است با مشکلات بزرگی رو به رو شوند. لذا جستجو برای راه حل‌های مقیاس‌پذیری ارز دیجیتال و بلاک چین به شدت افزایش یافته است.

امکانات مقیاس پذیری در بلاک چین

درک دقیق این موضوع که چرا مقیاس‌پذیری یک مسئله برای بلاک چین است، توجه را به راه‌حل‌های بالقوه جلب می‌کند. شبکه‌های بلاک چین بدون مجوز مبتنی بر اثبات کار (POW) می‌توانند تقریباً ۱۰ تراکنش در هر ثانیه انجام دهند. علاوه بر این برخی اصلاحات فنی می‌تواند به بهبود توان عملیاتی تراکنش به تقریبا ۱۰۰ تراکنش در هر ثانیه کمک کند. مهم‌تر از همه تغییرات فنی بر جنبه‌های امنیتی شبکه‌های بلاک چین باز و غیرمتمرکز تأثیری نخواهد گذاشت. از سوی دیگر شبکه‌های بلاک چین مجاز نیز می‌توانند به عنوان پاسخ‌های امیدوارکننده برای مشکل مقیاس‌پذیری بلاک چین عمل کنند. مکانیسم‌های اجماع در شبکه‌های بلاک چین مجاز می‌توانند سرعت بهبود یافته‌ای را ارائه دهند. در عین حال شبکه‌های بلاک چین مجاز هیچ وضوحی در موردعدم تمرکز با اعتبارسنجی‌های از پیش تعیین‌شده که به‌طور مؤثر همه تراکنش‌ها و برنامه‌ها را کنترل می‌کنند، ارائه نمی‌کنند. آیا امیدی به مقیاس‌پذیری بلاک چین وجود دارد؟

مشکل مقیاس‌پذیری بیت کوین و بلاک چین

قبل از اینکه پاسخ‌های قابل قبولی برای مسائل مربوط به مقیاس‌پذیری بلاک چین پیدا کنیم می‌بایست مشکل سه‌گانه مقیاس‌پذیری بلاکچین را درک کنیم. اگر مقیاس‌پذیری از طریق شبکه‌های متمرکز و مجاز بهبود بخشد، تمرکززدایی به خطر می‌افتد. مشکل سه‌گانه مقیاس‌پذیری مفهومی است که نشان می‌دهد شبکه‌های بلاک چین می‌توانند تنها دو مورد از سه ویژگی مهم تمرکززدایی، امنیت و مقیاس‌پذیری را داشته باشند. اجازه دهید ارتباط بین سه مولفه متمایز را درک کنیم تا راه حل‌های بهتری برای چالش مقیاس پذیری در بلاک چین پیدا کنیم.

شبکه بلاک چین باید در مورد اعتبار تراکنش برای تسویه به توافق برسد. در مورد سیستمی با تعداد شرکت کنندگان زیاد، شبکه ممکن است به زمان بیشتری برای دستیابی به توافق نیاز داشته باشد. بنابراین مشهود است که مقیاس‌پذیری با افزایش تمرکززدایی کاهش می‌یابد. دو شبکه مختلف بلاک چین مبتنی بر اثبات کار با سطوح غیرمتمرکز مشابه را در نظر بگیرید و امنیت را به عنوان نرخ هش در بلاک چین فرض کنید. در صورت هش ریت بالاتر در کنار رشد چشمگیر مقیاس‌پذیری در امنیت، زمان تایید کمتری وجود خواهد داشت. بنابراین با ثابت بودن تمرکززدایی یک رابطه مستقیم بین امنیت و مقیاس‌پذیری وجود خواهد داشت. مشکل سه‌گانه مقیاس‌پذیری بلاک چین نشان می‌دهد که یک شبکه بلاکچین نمی‌تواند تمرکززدایی، مقیاس‌پذیری و امنیت را به طور همزمان بهینه کند. در نتیجه می‌بایست به نوع تراکنش و اولویت‌های خود در آن نگاه کنید.

قیمت بیت کوین

راه حل‌های امیدوارکننده برای مقیاس پذیری در بلاک چین چیست؟

چالش‌های مختلف برای مقیاس‌پذیری بلاک چین بسیاری از موانع حیاتی را برای پذیرش بلاک چین ایجاد می‌کند. اما می‌توان با راه حل‌های زیر به چالش‌های مختلف مقیاس پذیری در بلاک چین پرداخت:

مکانیسم‌های اجماع بهتر

یکی از رایج‌ترین راه حل‌های پیشنهادی برای چالش مقیاس‌پذیری بلاکچین، به بهبود پروتکل‌های اجماع اشاره دارد. شبکه‌های بلاک چین معروف مانند بیت کوین در حال حاضر از پروتکل اجماع اثبات کار (PoW) استفاده می‌کنند. حتی اگر مکانیسم اجماع اثبات کار امنیت قابل اعتمادی را ارائه دهد؛ بسیار کند است. بنابراین بسیاری از شبکه‌های بلاک چین به دنبال مکانیسم اجماع اثبات سهام (PoS) به عنوان راه حلی امیدوارکننده برای مسائل مقیاس‌پذیری بلاک چین هستند. مکانیسم اجماع PoS نیازی به استخراج کنندگان برای حل الگوریتم‌های رمزنگاری با استفاده از قدرت محاسباتی عظیم ندارد. در عوض اجماع را از طریق انتخاب اعتباردهنده‌ها بر اساس سهام در شبکه تضمین می‌کند. پذیرش اجماع PoS می‌تواند ظرفیت شبکه‌های اتریوم را در کنار بهبود امنیت و تمرکززدایی به طور قابل ملاحظه‌ای افزایش دهد.

شاردینگ (Sharding)

شاردینگ یکی از انتخاب‌های مرسوم برای رسیدگی به مشکل مقیاس‌پذیری بلاک چین به عنوان یک راه حل مقیاس‌پذیری بر روی زنجیره است. بر اساس پایگاه‌های داده توزیع شده، شاردینگ در حال حاضر یکی از راه حل‌های قابل توجه مقیاس‌بندی لایه ۱ برای شبکه‌های بلاک چین است. این پدیده شامل تجزیه تراکنش‌ها به مجموعه داده‌های کوچک‌تر است که به آن‌ها «شارد» گفته می‌شود. سپس شبکه به طور هم‌زمان داده‌های کوچک را پردازش می‌کند و در نتیجه کار متوالی روی چندین تراکنش را امکان‌پذیر می‌سازد. با کمک به اشتراک گذاری، داده‌ها می‌توانند بین نودهای مختلف تقسیم شده و در عین حال از ثبات اطلاعات اطمینان حاصل شود. داده‌های کوچک به عنوان مدرکی برای زنجیره اصلی عمل می‌کنند و در عین حال از تعامل با یکدیگر برای اشتراک‌گذاری آدرس‌ها، حالت کلی و تعادل با استفاده از پروتکل‌های ارتباطی متقاطع اطمینان می‌دهند.

بلاک چین تو در تو

یکی دیگر از پاسخ‌های امیدوارکننده برای حل چالش‌های مقیاس پذیری در بلاک چین به بلاک چین تودرتو اشاره دارد. این راه حل یک زیرساخت شبکه غیرمتمرکز است که از بلاک چین اصلی برای ایجاد پارامترهایی برای شبکه بلاک چین بزرگ‌تر استفاده می‌کند. علاوه بر این اجرای تراکنش‌ها را بر روی یک شبکه به هم پیوسته از زنجیره‌های ثانویه نیز تضمین می‌کند. بلاک چین تودرتو یکی از ورودی‌های امیدوارکننده در میان راه حل‌های لایه ۲ است که هدف آن حل مشکل مقیاس‌پذیری بلاکچین است.

درحالی‌که اطلاع از راه حل‌های امیدوارکننده برای مقیاس‌پذیری بلاکچین خوب است، اما باید بدانید که این راه حل‌ها هنوز در مراحل آزمایشی هستند. کاملاً واضح است که مقیاس‌پذیری یک محدودیت بزرگ برای شبکه‌های بلاک چین است. توسعه دهندگان در تلاش هستند تا مشکل مقیاس‌پذیری ارز دیجیتال را با توجه به دیدگاه‌های مختلف حل کنند.

گفتار پایانی!

به نظر می‌رسد آینده بلاک چین با امکان‌سنجی کاربردهای آن در بخش‌های مختلف کاملاً روشن باشد. اما نباید از این موضوع غافل شد که افزایش تعداد کاربران شبکه نیاز به شبکه‌های بلاک چین بزرگ‌تر دارد. درک عمیق چالشمقیاس پذیری در بلاک چین نشان می‌دهد که چگونه مقیاس‌پذیری در هزینه و ظرفیت، شبکه و توان عملیاتی نمایش داده می‌شود. محدودیت‌های شبکه بلاک چین و سخت‌افزار، افزایش کارمزد تراکنش‌ها و اندازه بلوک در کنار زمان تکمیل تراکنش بر مقیاس‌پذیری بلاک چین تأثیر می‌گذارد. علاوه بر این مقیاس‌پذیری بلاکچین باید با نگرانی‌های مربوط به مقیاس‌بندی سه‌گانه نیز مقابله کند. اما در کل در دسترس بودن راه حل‌های خاص برای حل مشکلات مقیاس‌پذیری در بلاک چین، چشم‌انداز امیدوارکننده‌ای را به کاربران این شبکه ارائه می‌دهد. راه حل‌هایی برای مقیاس‌پذیری بلاکچین باید با تأکید بر حل همه مسائل مقیاس‌پذیری در بلندمدت به طور جامع توسعه یابد.

سوالات متداول

• بلاک چین چیست؟

بلاک چین یک پایگاه داده توزیع شده است که بین نودها یا گره‌های یک شبکه کامپیوتری به اشتراک گذاشته می‌شود. به عنوان یک پایگاه داده، اطلاعات را به صورت الکترونیکی در قالب دیجیتال ذخیره می‌کند. بلاک چین‌ها بیشتر به دلیل نقش حیاتی خود در سیستم‌های ارزهای دیجیتال مانند بیت کوین، برای حفظ رکورد ایمن و غیرمتمرکز تراکنش‌ها شناخته می‌شوند. بلاک چین ایمنی و امنیت داده‌ها را بدون دخالت شخص ثالثی تضمین می‌کند.

• چه عواملی مقیاس پذیری در بلاک چین را تعریف می‌کنند؟

هزینه و ظرفیت، شبکه‌سازی و توان عملیاتی یک شبکه عوامل مختلفی هستند که در تعریف مقیاس‌پذیری بلاکچین به کار برده می‌شوند.

• عوامل موثر بر مقیاس پذیری در بلاک چین چیست؟

محدودیت‌ها، هزینه‌های تراکنش، اندازه بلوک و زمان پاسخ‌دهی از عوامل مهمی هستند که منجر به چالش مقیاس‌پذیری بلاک چین می‌شوند.