تکنولوژی های جدیدی مانند بلاک چین برای این به وجود آمده اند که مشکلات سیستم های سنتی را حل کنند اما از آن جایی که هیچ سیستمی کاملا بی ایراد نیست سیستم بلاکچین هم دارای مشکلی به نام مقیاس پذیری است. ما در این مقاله از سایت دکتر رضا شیرازی قصد داریم شما را با مشکل مقیاس پذیری بلاکچین و راه حل های آن آشنا کنیم در ادامه همراه ما باشید.

مقیاس پذیری یکی از مشکلاتی است که بلاک چین همراه خود به وجود آورده است و ارزهای دیجیتال که وابسته به بلاکچین هستند نیز طبیعتا این مشکلات را دارند و همین مشکل باعث شده است تا برخی از افراد و ارگان ها تمایلی به استفاده از رمز ارزها نداشته باشند

مفهوم مقیاس پذیری بلاکچین

بگذارید با یک مثال این موضوع را شروع کنیم فرض کنید به رستوران رفته اید و غذای موردنظرتان را میل کرده اید حال زمان حساب کردن رسیده است و شما باید صورت حساب غذاهایتان را پرداخت کنید به سمت بخش پرداخت میروید و کارت خود را به مسئول آن بخش داده و رمزتان را هم اعلام میکنید.

بعد از کشیدن کارت شما با پیام : در حال حاضر شبکه نقل و انتقالات شلوغ است لطفا صبر کنید مواجه میشوید بعد از گذشت نیم ساعت همچنان این پیام برای شما نمایش داده میشود و در نهایت اینقدر این پیام طول میکشد که تصمیم میگیرید هزینه را نقدی حساب و زودتر رستوران را ترک کنید!

اگر بخواهیم به صورت ساده این موضوع را بررسی کنیم میتوانیم بگوییم مشکل مقیاس پذیری مشکلی مشابه مثالی که خواندید را به وجود می آورد.

اندازه بلوک ها در بلاک چین

همانطور که به طور کامل در مقاله بلاک چین چیست در مورد این موضوع صحبت کردیم بلوک های ذخیره اطلاعات در بلاک چین دارای اندازه محدودی هستند برای مثال حجم یک بلوک در بلاک چین بیتکوین 1 مگابایت است علاوه بر این موضوع مدت زمانی که یک بلوک ساخته میشود هم اهمیت بسیار زیادی دارد برای مثال حدود 10 دقیقه طول میکشد تا یک بلاک جدید در بیتکوین ساخته شود از آن جایی که حجم هر تراکنش بیت کوین حدود 250 کیلو بایت است در مدت 10 دقیقه 4500 تراکنش صورت می پذرید یعنی در هر ثانیه فقط 7 تراکنش!

شاید بگویید 7 تراکنش در هر ثانیه مقدار خوبی است و میتواند نیازهای کاربران را برطرف کند اما برای درک بهتر ، بهتر است میزان تراکنش در هر ثانیه مسترکارت یا پی پل را بررسی کنیم که حدود 2000 تراکنش در هر ثانیه است!

بنابراین اینجاست که بسیاری از افراد ترجیح میدهند از بسترهای سنتی به جای ارزهای دیجیتال استفاده کنند حال راه چاره چیست و چرا این اتفاق می افتد؟

TPS و مفهوم مقیاس پذیری

یکی از موضوعاتی که در ارزهای دیجیتال بسیار مطرح میشود مفهوم TPS است. تی پی اِست یا Transaction Per Second به تعداد تراکنش های انجام شده در مدت زمان یک ثانیه اشاره میکند و میتوانیم این مفهوم را مفهومی مشابه مقیاس پذیری بدانیم

مقیاس پذیری عبارت است از توانایی یک ارز برای پاسخ گویی به تراکنش های زیاد در مدت زمان مشخص است مثلا همانطور که قبل تر اشاره کردیم بیتکوین در هر ثانیه حدود 7 تراکنش انجام میدهد حال اگر تعداد تراکنش ها بیشتر از 7 تا باشد چه اتفاقی می افتد ؟ تراکنش ها بری انجام شدن باید در یک صف منتظر بمانند و هر کسی که کارمزد بیشتری پرداخت کند زودتر میتواند تراکنش را انجام دهد.

سه راهی مقیاس پذیری بلاکچین

ویتالیک بوترین (بنیان گذار ارز اتریوم) از یک اصطلاح قابل تامل به نام سه راهی مقیاس پذیری یاد کرده است او بر این باور است که هیچ شبکه ای نمیتواند 3 ویژگی امنیت ، سرعت و تمرکز زدایی را به طور همزمان به کاربرانش ارائه کند البته این سه راهی بیشتر برای رمزارزهایی است که از الگوریتم اثبات کار استفاده میکنند برای مثال بیتکوین نمونه ای از ارزهای دیجیتال است که از این الگوریتم استفاده میکند بیتکوین امنیت بسیار بالایی دارد و همچنین به صورت غیر متمرکز فعالیت میکند اما سرعت تراکنش بسیار کمی دارد یا به عنوان یک مثال دیگر ارز دیجیتال ریپل سرعت بسیار بالایی برای تراکنش ها دارد ( 1000 تراکنش در ثانیه ) اما به صورت متمرکز در حال فعالیت است.

همان طور که پیش تر اشاره کردیم رمزارزهایی که از الگوریتم های اثبات کار بهره میبرند برای اینکه ویژگی تمرکز زدایی را حفظ کنند بر روی سرعت چشم میبندند اما در ارزهای دیجیتالی که از الگوریتم اثبات سهام استفاده میکنند این اتفاق نمی افتد چرا که در این نوع ارزها تمرکزی روی تمرکززدایی وجود ندارد

حال که با مشکل مقیاس پذیری بلاک چین آشنا شدیم میتوانیم به سراغ راه حل های این موضوع برویم

حل مشکل مقیاس پذیری بلاکچین

تا کنون افراد زیادی راه های متفاوتی را برای حل مشکل مقیاس پذیری بلاک چین مطرح کرده اند  و همتانطور که قبلا اشاره کردیم با توجه به این که بلاک چین یک فناوری نوظهور است دائما در حال گسترش، تغییر و به روزرسانی است و ممکن است که بسیاری از مشکلاتی که در حال حاضر در بلاک چین وجود دارد در مدت زمان کوتاهی حل شد.

در ادامه به مهمترین راه های حل مشکل مقیاس پذیری اشاره میکنیم

افزایش سایز بلوک ها

در حال حاضر سایز هر بلوک 1 مگابایت است در سال 2017 بلاک چین بیتکوین برای حل مشکل مقیاس پذیری تصمیم گرفت یک انشعاب جدید در بلاک چین بیتکوین ایجاد کند با این تفاوت که سایز هر بلوک به جای اینکه 1 مگابایت باشد 8 مگابایت بود.

این راه حل به صورت موقتی کارساز بود اما در بلند مدت باعث ایجاد مشکل در بلاک چین میشد و علت آن هم این بود که حجم افزایش بلوک ها باعث میشد تا حجم کل شبکه بلاک چین هم بسیار زیاد شود و زیاد شدن حجم بلاکچین مساوی بود با کاهش تعداد نودها در شبکه!

چرا که نودها ممکن است به مرور زمان فضای کافی برای ذخیره سازی این شبکه عظیم نداشته باشند و کاهش نودها نیز مساوی است با از بین رفتن قابلیت تمرکز زدایی!

افزایش پاداش ماینینگ

همانطور که پیش از این در مقاله ماینینگ چیست به آن اشاره کردیم ، ماینینگ به معنای ایجاد بلوک های جدید در شبکه بلاک چین توسط ماینرها است حال اگر این پاداش افزایش پیدا کند ماینرها با سرعت بیشتری شروع به تایید تراکنش ها میکنند و نرخ TPS نیز افزایش پیدا میکند البته این روش در بلاک چین هایی مثل بیتکوین که هر چند مدت متناسب با سختی شبکه پاداش را کاهش میدهد جوابگو نیست.

کاهش حجم تراکنش ها

این یک فرمول ساده است که هر چه تعداد و حجم تراکنش ها کمتر شود سرعت بیشتر خواهد شد راه های مختلفی برای کاهش حجم تراکنش ها وجود دارد برای مثال بیت کوین با استفاده از سافت فورک سگویت توانسته است تا 60 درصد حجم تراکنش ها را کاهش دهد یا برای مثال با استفاده از راهکار  Aggregated Signature  میتوان برای هر تراکنش صرفا یک امضای دیجیتالی در نظر گرفت و حجم تراکنش ها را کم کرد.

لایه دوم بلاک چین

یکی دیگر از راه هایی که به نظر کارآمدتر از راه های دیگر است این است که یک شبکه مجزا بر روی بلاک چین ساخته شود در این روش نیازی نیست که همه تراکنش ها در لایه اول انجام شود برخی از تراکنش ها میتوانند بر روی لایه دوم انجام و حجمی را هم اشغال نکنند برای مثال شبکه لایتینیگ یکی از شبکه های دوم روی بلاک چین بیتکوین است

تغییر روش اجماع

همانطور که پیش از این اشاره کردیم الگوریتم اثبات کار مانع اصلی افزایش سرعت بلاک چین است روش های اجماع دیگری مثل اثبات سهام این مشکل را ایجاد نمیکنند و میتوان سرعت بلاک چین را با آنها افزایش داد.

همانطور که در ابتدای مقاله اشاره کردیم بسیاری از این مشکلات به صورت مقطعی به وجود می آیند و ممکن است در آینده بسیار نزدیک هم از بین بروند. مهم این است که بلاکچین یک تکنولوژی نوظهور است که به سرعت در حال پیشرفت است. ما در این مقاله از سایت دکتر رضا شیرازی قصد داشتیم شما را با مشکل مقیاس پذیری بلاک چین آشنا کنیم امیدواریم از این مقاله لذت برده باشید.