اتریوم ۲ و آینده‌ی بلاک‌ چین مقیاس پذیر

آخرین به‌روزرسانی: ۲۱ مهر ۱۳۹۷ | ۱۴:۲۰

همان‌طور که پیشتر گفته شد اتریوم، بلاک چین توزیع‌شده عمومی‌ای که برای اجرای کدهای برنامه‌نویسی برنامه‌های غیرمتمرکز توسط ویتالیک بوترین طراحی شد، نگاه جدیدی را در کاربرد بلاک چین‌های عمومی به وجود آورد. به‌تدریج که برنامه‌های کاربردی بر روی پلتفرم اتریوم توسعه یافتند، چالش مقیاس‌پذیری مطرح شد.

مقیاس‌پذیری یا قابلیت گسترش تابعی از سه پارامتر تعداد تراکنش‌ها در ثانیه (TPS)، تمرکززدایی و امنیت است. مقیاس‌پذیری راه‌حلی است که به یک بلاک چین امکان گسترش هر چه بیشتر، سرعت بالاتر و کارمزد پایین‌تر را می‌دهد و در عین حال امنیت و تمرکززدایی آن حفظ می‌گردد.

در نسل بعدی اتریوم، یعنی اتریوم ۲ با مشکلات مقیاس‌پذیری در پلتفرمش مقابله خواهد شد. از راهکارهای این پلتفرم برای رسیدن به مقیاس‌پذیری به استفاده از اثبات سهام (proof of stake) به‌جای اثبات کار (Proof of Work)، کسپر، زنجیره‌ی بیکن (Beacon Chain)، پلاسما و شاردینگ اشاره کرد.

باوجوداینکه اتریوم فرصت مناسبی برای تبدیل‌شدن به یک پلتفرم مقیاس‌پذیر جهانی دارد و در این راه پیشرو بوده است، اما لزوماً اولین پلتفرمی نخواهد بود که به راه‌حلی برای مشکل مقیاس‌پذیری می‌رسد.

پلتفرمی که بتواند سیستم اقتصاد جهانی را در دست گیرد، نیازمند سطحی از مقیاس‌پذیری است که اتریوم سال‌ها باید برای رسیدن به آن تلاش کند. در این طول این زمان، پروژه‌های دیگری می‌توانند از جنبه‌ی مقیاس‌پذیری او را شکست دهند. به همین علت مساله‌ی مقیاس‌پذیری برای اتریوم بسیار حائز اهمیت است.

اتریوم از تکنیک‌های خارج زنجیره‌ای (Off chain) یعنی تکنیک‌هایی که ارزش را به خارج از شبکه‌ی بلاک چین انتقال می‌دهند، نظیر پلاسما (plasma)، پلاسما کش (plasma cash) و کانال‌های ایالتی (state channels) برای بهبود مقیاس‌پذیری خود استفاده کرد. بااین‌وجود ویتالیک بوترین (Vitalik Buterin)، خالق اتریوم معتقد است که اتریوم امروز، هنوز بسیار ضعیف است.

بلاک چین‌های عمومی امروزی می‌توانند به‌طور کلی از بین بروند. باوجود اینکه اتریوم تمرکززدایی را بهبود می‌بخشد اما سیلیکون ولی و یا کشور چین می‌توانند بدون در نظر گرفتن وجه تمرکززدایی آن را به علت مشکل مقیاس‌پذیری در جهت بهبود مدل مالی بلاک چین‌های عمومی رد کنند.

اتریوم نظر توسعه‌دهندگان را به بلاک چین جلب کرده، جوامعی را ایجاد و به بسیاری از استارتاپ‌های بلاک چینی نیز امکان زیستن در مجامع بین‌المللی را داده است. اتریوم همچنین پروتکل‌هایی را برای توسعه‌ی برنامه‌های غیرمتمرکز (dApp) معرفی کرده است. اکوسیستم کلی پروژه‌های نرم‌افزاری متن‌بازی که بر ساخت جنبه‌های مختلف اتریوم کار می‌کنند، بسیار چشمگیر است.

زبان‌های قرارداد هوشمند: (Solidity, Vyper)
کتابخانه‌هایهای RPC: شامل (web3js, ethers, Nethereum)
ابزارهای توسعه (truffle, ganache, solc, solium)

اگرچه معضل مقیاس‌پذیری برای پایدار ماندن اتریوم در آینده‌ی بسیار جدی به نظر می‌رسد اما اتریوم به‌طور کلی ما را نسبت به سیستم‌های متن‌باز غیرمتمرکز امیدوار کرده است.

اتریوم پروتکل اجماع خود را از اثبات کار به اثبات سهام تغییر داده و برای انطباق‌پذیری بیشتر تلاش می‌کند. درهرصورت سرنوشت آن تا سال ۲۰۲۰ معلوم شده و روند او در این سال‌ها بسیار تعیین‌کننده خواهد بود.

پروژه دفینیتی (Dfinity)

طبق گزارش crunchbase، دفینیتی (Dfinity) موفق به جذب سرمایه‌ی بیش از ۱۶۷ میلیون دلار شده است. Dfinity در حقیقت یک کپی از اتریوم است که بسیاری از ویژگی‌های اتریوم را تکرار کرده و با برند جذابی منتشرشده است. توسعه‌دهندگان آن به جمله‌ی معروف «آن‌قدر تظاهر کن تا بالاخره موفق بشی» اعتقاد داشته‌اند. Dfinity یک مدل ابری غیرمتمرکز ارائه می‌دهد. خود را شبیه به اتریوم با محدودیت‌های اجرای کمتری دانسته که ظرفیت نامحدودی خواهد داشت.

دفینیتی شامل یک سیستم حاکمیت نوآورانه به نام سیستم عصبی بلاک چین و یا (Blockchain Nervous System (BNS بوده که به‌گونه‌ای طراحی‌شده است که قادر است تغییر وضعیت مربوط به گذشته را بدون نیاز به فورک پیاده‌سازی کند.

دفینیتی قصد دارد اتمام محاسبات را حداقل ۵۰ برابر سریع‌تر از اتریوم انجام دهد. به همین علت معمولاً خود را با اتریوم در مفاهیم پایه‌ای مقایسه می‌کند. Dfinity می‌خواهد بنیان‌گذار باشد و جسورانه تلاش کرده تا همان کامپیوتر مجازی در فضای سایبری باشد که از سیستم‌های نرم‌افزاری، برنامه‌های مربوط به کسب‌وکار و سیستم‌های بزرگ IT حمایت می‌کند.

Dfinity به یک اصطلاح در این روزها تبدیل‌شده و یکی از رقبا در رقابت بر سر حل مشکل مقیاس‌پذیری بلاک چین‌های عمومی محسوب می‌شود. بااین‌حال در برخی موارد خود را شبیه به یک ابر بلاک چین می‌بیند که جای پیشرفت دارد و شاید یک روز رقیب AWS،Azure و Google Cloud شود.

کاردانو

کاردانو یک پلتفرم مبتنی بر بلاک چین است که مانند اتریوم قابلیت ایجاد و اجرای قراردادهای هوشمند را دارد. با این تفاوت که کاردانو مقیاس‌پذیری بوده و امنیت را از طریق معماری لایه‌ای فراهم می‌کند. کاردانو پلتفرم بسیار محبوبی است و خود را بستری می‌بیند که قادر است برنامه‌های کاربردی مالی‌ای که هرروز افراد، سازمان‌ها و دولت‌ها در سراسر جهان از آن استفاده می‌کنند را اجرا نماید.

این پلتفرم ریشه‌ی علمی قوی‌ای داشته و کیفیت آن بررسی‌شده است. کاردانو به علت اینکه مقیاس‌پذیری و امنیت را از طریق معماری چندلایه ایجاد می‌کند، از اتریوم و نئو بالغ‌تر است. با توجه به ریشه‌ی آکادمیک علمی و فلسفی‌اش نسبت به EOS رسمی‌تر بوده و به‌عنوان بلاک چین نسل دوم از آن یاد می‌شود.

بنیان‌گذار کاردانو که از بنیان‌گذاران اتریوم نیز بوده است، بلاک چین را مدل حاکم و پیشرو فناوری در سال ۲۰۳۰ می‌داند. با استارتاپ‌هایی همچون Bakkt، در حقیقت مرزهای رؤیایی ارزهای دیجیتال و وال استریت آشکار خواهد شد کاردانو ریشه‌ی علمی قوی‌ای داشته و در هنگ کنگ و ژاپن مقبول واقع‌شده است. او معتقد است اتریوم دچار مشکل بوده و به نظر می‌رسد، کاردانو در بین بلاک چین‌های عمومی بیشترین میزان مقیاس‌پذیری را دارد.

پلتفرم کاردانو بر روی حل مشکلات زیر متمرکز لست:

مقیاس‌پذیری (Scalability)
تعامل (Interoperability)
پایداری (Sustainability)

کاردانو به جلب‌توجه بیش‌ازحد برای جذب سرمایه اعتقادی ندارد. کاردانو به فلسفه و علم تأکید داشته و برای ایجاد مجموعه‌ای از قوانین طراحی، بهترین شیوه‌های مهندسی و اکتشاف معتبر است.

کاردانو مقیاس‌پذیری را همانند یک مار آبی می‌داند که سه سر دارد:

توان عملیاتی (تعداد تراکنش‌ها در هر ثانیه)
شبکه
مقیاس داده

کاردانو از الگوریتم اجماع Ouroboros استفاده می‌کند که یک الگوریتم امن اثبات سهام (proof of stake) بوده که در سال ۲۰۱۷ موردبررسی قرار گرفت.

اثبات سهام (Proof of stake)، فرآیند کلی ماینینگ را تغییر داده و برخلاف الگوریتم اثبات کار (Proof of Work)، که در آن ماینرها با حل مسائل ریاضی پاداش می‌گیرند، در اثبات سهام ماینر یک بلاک، به‌طور قطعی انتخاب می‌شود و هرکسی نسبت به دارایی خود از آن ارز در نگهداری شبکه شریک می‌شود.

کاردانو یک پلتفرم در حال پیشرفت برای بنیان‌گذاری نسل بعدی شبکه‌های توزیع‌شده است. به‌عنوان مثال کاردانو در حال بررسی فناوری جدیدی به نام رینا (RINA) که یک معماری درون شبکه‌ی بازگشتی است، می‌باشد. رینا (RINA) توسط جان دی (John Day) به وجود آمد. هدف RINA ایجاد یک شبکه‌ی ناهمگون است که امکانات زیر را فراهم می‌آورد.

حریم خصوصی
شفافیت
مقیاس‌پذیری

برای بحث مقیاس داده‌ها، کاردانو اعتقاد دارد بهتر است برخی چیزها از دید کاربر پنهان بمانند. تکنیک‌هایی که کاردانو برای این مساله از آنها استفاده می‌کند شامل موارد زیر است.

الگوریتم هرس (Pruning)
حق اشتراک‌ها (Subscriptions)
فشرده‌سازی (Compression)

تحقیق کاردانو بر روی قابلیت همکاری و زنجیره‌های جانبی (Side chains) نباید نادیده گرفته شود. (زنجیره‌های جانبی امکان جابجایی توکن‌ها و دیگر دارایی‌های دیجیتالی را از بلاک چین اصلی به بلاک چین‌های دیگر و در صورت نیاز بازگشت این دارایی‌ها به بلاک چین اصلی را می‌دهد. زنجیره‌های جانبی پتانسیل عظیمی جهت ارتقای قابلیت بلاک چین‌های فعلی دارند.)

چشم‌انداز کاردانو ایجاد اینترنتی از بلاک چین‌ها (internet of blockchains) است و آن پلتفرمی خواهد بود که با دنیای واقعیت که هم شامل سیستم‌های پیشرفته و هم سیستم‌های کامپیوتری قدیمی و از مد افتاده است، سازگار است.

پروتکل هارمونی (Harmony)

هارمونی قصد دارد یک الگوریتم اجماع متن‌باز برای ۱۰ میلیارد نفر بسازد. در این پروژه مشابه پروژه‌های قبلی تیمی شامل مهندسان خبره که همگی سابقه‌ی کار در شرکت‌های بزرگی همچون مایکروسافت، اپل، گوگل و غیره را داشته‌اند گرد هم آمده و به دنبال راه‌حلی برای مشکل مقیاس‌پذیری می‌گردند.

این تیم سرمایه‌ی اولیه (Seed money) دریافت کرده و ایده‌های جدیدی برای ایجاد مقیاس‌پذیری دارد. پروتکل هارمونی برای ایجاد یک بازار آزاد در مقیاس گوگل برای اقتصاد غیرمتمرکز است.

مقیاس‌پذیری در اینجا با استفاده از ادغام با فناوری‌هایی همچون زیر است:

شبکه‌ی انتقال (Transport network): شامل UDP گوگل، Bloom tables و ۵G mobile
پروتکل اجماع: Byzantine committees, acyclic graphs, monopolist fees)
ابزار سیستم: unikernels, multi-core in Rust, zero-copy streaming

استفاده از چنین فناوری‌هایی دستاوردهای زیر را به همراه خواهد داشت.

توان عملیاتی بالا (High throughout)
تأخیر کم (Low Latency)
پلتفرم اجماعی با هزینه‌ی ناچیز (Low-fee Consensus platform)

نویسنده معتقد است این تیم به‌واسطه‌ی تیمی قوی و باپشتکار، پتانسیل زیادی در چشم‌انداز آینده‌ی بلاک چین مقیاس‌پذیر دارد.

نروس(Nervos)

یکی از محبوب‌ترین بلاک چین‌های عمومی است. این پروژه تیمی قوی از مهندسین بلاک چین دارد. هسته‌ی پلتفرم آنها ارجینال و بسیار با فاکتورهای مقیاس‌پذیری سازگار است. آنها تجربه‌ی بسیاری را پس از ساخت بلاک چین انحصاری سیتا (CITA) که یک بلاک چین سریع و مقیاس‌پذیر سازمانی است، به‌دست آوردند. بنابراین درک آنها از تحقیقات حوزه‌ی بلاک چین و هر آنچه برای یک بلاک چین عمومی نیاز است بی‌نظیر است.

اقامت آنها در چین مزیت بزرگی برای سرمایه‌گذاری و همکاری با شرکت‌های بزرگ بلاک چین مستقر در چین دارد و به نسبت سیلیکون‌ولی

(Silicon valley) و کریپتوولی (Crypto valley) باوجود آنکه برای تبلیغات بهترند، مناسب‌تر است.

بااین‌حال شبکه‌ی نروس، در مقایسه با رقبای سرسختش شانس زیادی برای برنده شدن ندارد.

به نظر نویسنده این چالش‌ها مدت طولانی‌ای باقی نخواهند ماند. پلتفرم بلاک چین نسل سوم مشکلات مربوط به مقیاس‌پذیری را برطرف خواهد کرد. برای همگانی شدن این فناوری مشکلات مربوط به مقیاس‌پذیری و سرعت تراکنش‌های بهینه الزامی است.

درنهایت اینکه آینده‌ی بلاک چین‌های عمومی چیزی فراتر از اتریوم ۲ خواهد بود و پروژه‌های زیادی بر سر بلاک چین غیرمتمرکز مقیاس‌پذیر با یکدیگر رقابت خواهند کرد. ساتوشی ناکوموتو هرگز از ما نخواست که در بیت کوین و یا اتریوم متوقف شویم بلکه باید برای پیشرفت این ایده تلاش کنیم. دنیا به پلتفرم‌هایی همچون کاردانو، هارمونی و یا نروس نیاز دارد تا اتریوم برای حل چالش‌ها و بهبود پلتفرمش به فکر چاره بیفتد و اگر موفق نشود، پلتفرم دیگری جای او را خواهد گرفت.

باوجود آنکه افراد مستعد و باهوشی بر روی پروژه‌ی اتریوم کار می‌کنند، اما اتریوم همه‌چیز نخواهد بود و آینده‌ی بلاک چین‌های عمومی به اتریوم ختم نخواهد شد.