هدرا هشگراف تکنولوژی دفتر کل توزیع شده (DLT) است که براساس فناوری Distributed Ledger همانند بلاکچین ایجاد شده است. در واقع می توان هدرا هشگراف را نسخه ای نوآورانه از بلاک چین معرفی کرد که مبتنی بر فناوری (DAG) می باشد. عملیات شبکه هدار هشگراف از طریق گراف جهت دار مدور ثبت می شود نه از طریق زنجیره. این پروژه توسط دکتر لیمون بیرد و مانس هرمن ایجاد شده است. هدرا هشگراف مبتنی بر aBFT یا اجماع تحمل خطای بیزانس نامتقارن می باشد و از dapp ها پشتیبانی می کند.

شبکه هدرا هشگراف

شبکه هدرا هشگراف خود را به عنوان جایگزینی برای بلاک چین معرفی می کند که می تواند تراکنش ها را به سرعت و ارزان انجام دهد. هدرا هشگراف پلتفرمی است که خود را به عنوان جایگزین سریع ‌تر و امن ‌تر برای بلاک چین معرفی می‌کند و با استفاده از فناوری به نام Directed Acyclic Graph، از استخراج انرژی بر صرفه جویی می کند.

Hashgraph یک بلاک چین نیست، بلاک چین بر روی زنجیره ای از بلوک ها ساخته شده است. بهتر است شبکه هشگراف را به عنوان یک نمودار تصور کنید که به موجب آن با اضافه شدن تراکنش های بیشتر به شبکه، سرعت تأیید تراکنش ها افزایش می یابد. نام فناوری مبتنی بر آن همانطور که گفته شد به عنوان DAG  شناخته می شود که مخفف Directed Acyclic Graph است.

این فناوری برای کمک به شبکه هدرا هشگراف در دستیابی به بیش از 100000 تراکنش در ثانیه طراحی شده است و آن را به رقیبی واقعی برای Visa و سایر سیستم های پرداخت انبوه تبدیل می کند.

شبکه هدرا هشگراف در حال حاضر روزانه 6.5 میلیون تراکنش با میانگین زمان تراکنش 5 ثانیه انجام می دهد که به راحتی از 1.2 میلیون تراکنش اتریوم و 300000 تراکنش بیت کوین پیشی می گیرد.

تیم هدرا هشگراف، جهت بهبود عملکرد شبکه هدرا هشگراف 5 مشکل اساسی را مطرح کرده اند و معتقدند که برای پذیرش جهانی ارزهای دیجیتال، باید این مشکلات را حل کرد. این مشکلات عبارتند از:

1- عملکرد

در حال حاضر در اکثر پروژه ها، تعداد تراکنش ها در هر ثانیه برای پیاده سازی گسترده بلاک چین به اندازه کافی نیست، به این دلیل که برای پذیرش گسترده، لازم است که تعداد تراکنش ها افزایش یابد.

2- امنیت

در صورتی که پذیرش بلاک چین گسترده شود، حجم زیادی دلار و تراکنش ایجاد خواهد شد، بنابراین ارزش هر تراکنش افزایش می یابد. از این رو باید اقدامات امنیتی بیشتری در نظر گرفته شود. تیم توسعه هدرا معتقدند، اجماع aBFT که توسط شبکه هدرا هشگراف ارائه می شود، از امنیت ویژه ای برخودار می باشد.

3- نظارت

نمایندگان و متخصصان حوزه IT، فناوری، حقوق، تجارت و صنایع دیگر باید بر روی دفتر کل نظارت داشته باشند.

4- ثبات

این سیستم باید به منظور اعمال تصمیم و با استفاده از ترکیبی از مکانیزم های فنی و حقوقی، باید دارای ثبات باشد.

5- مطابقت با قانون گذاری

بلاک چین جدید باید مطابق با قوانین تایید هویت و اقدامات ضد پولشویی باشد.

فناوری شبکه هدرا هشگراف به عنوان یک سیستم انتقال اطلاعات مبتنی بر پروتکل غیر متمرکز می باشد که نحوه ذخیره سازی اطلاعات در آن متفاوت با ذخیره سازی در بلاک چین می باشد. همچنین این فناوری برای شرکت کنندگان ارزان تر و مقرون به صرفه تر می باشد، زیرا نیازی به گواه اثبات کار ندارد. در نتیجه می توان گفت این سیستم انتقال اطلاعات، یک سیستم ارزان تر، سریع تر و کارآمدتری است.

این سیستم باید توسط 39 سازمان نظارت شود، به طوری که این 39 سازمان نباید بر یکدیگر تاثیرگذار باشند. این پلتفرم یک توکن چند منظوره قابل استفاده مخصوص خود دارد که امکان ایجاد برنامه های غیر متمرکز و عملکردهای بیشتر را فراهم می کند.

چهار سرویس اصلی Hedera

شبکه هدرا هشگراف از چهار مؤلفه یا سرویس اصلی تشکیل شده است که با هم کار می کنند تا امکان انتقال ارزش، ایجاد و اجرای قراردادهای هوشمند، انتقال فایل و غیره را فراهم کنند. اینها هستند:

HBAR: یک ارز رمزنگاری شده برای فعال کردن تراکنش‌های با کارمزد پایین و بسیار قابل تنظیم در Hedera.

قراردادهای هوشمند: برای اجرای خودکار منطق و ساخت برنامه های غیرمتمرکز با هدف قرار دادن موارد استفاده احتمالی متعدد استفاده می شود.

سرویس فایل: برای ذخیره‌سازی فایل‌های اضافی و توزیع‌شده با کنترل‌های ریز، مانند افزودن و حذف.

سرویس اجماع: برای دستیابی به اجماع سریع، منصفانه و ایمن در هر برنامه ای که نیاز به اعتماد دارد.

معماری بلاک چین شبکه هدرا هشگراف

معماری شبکه هدرا هشگراف از 3 لایه تشکیل شده است. لایه اینترنت در پایین ترین قسمت آن قرار دارد و هر رایانه برای اتصال به پلتفرم از اینترنت استفاده می کند. لایه اجماع هشگراف نیز در قسمت میانی این پلتفرم قرار دارد که تضمین کننده سرعت، امنیت و منصفانه بودن اقدامات در این پلتفرم می باشد. نودها از شرکت کنندگان و یا مشتریان، تراکنش ها را دریافت می کنند و در شبکه با پروتکل گاسیپ (gossip) به اشتراک می گذارد. همه ی نودها اجرا کننده الگوریتم اجماع هشگراف می باشند. لایه خدمات نیز در بالاترین قسمت اجماع هشگراف قرار دارد که شامل قراردادهای هوشمند نوشته شده با زبان سالیدیتی، ذخیره سازی فایل ها برای DAG و همچنین ارزهای دیجیتال می باشد.

طبق اطلاعات شبکه هدرا هشگراف، در پروتکل گاسیپ، نودها اطلاعات را پس از تراکنش ها با سایر عوامل به اشتراک می گذارند. در واقع نودها با استفاده از پروتکل گاسیپ به صورت کارآمد و سریع می توانند با سایر نودهای جامعه، اطلاعات را تبادل کنند. این امر به صورت کاملا خودکار و با استفاده از پروتکل جدید گاسیپ، ساختار اطلاعات هشگراف را ایجاد می کند که به طور رمزنگاری شده، دارای امنیت بالایی می باشد. با استفاده از این مورد به عنوان ورودی، نودها یک الگوریتم اجماع رای گیری مجازی مشابه را مانند سایر نودها اجرا می‌کنند. جامعه می تواند براساس ترتیب و ثبت زمانی به اجماع برسد، آن هم بدون هیچ گونه ارتباطات اضافی در اینترنت. همچنین هر رویدادی به صورت دیجیتالی توسط ایجاد کننده آن امضا می شود. بنابراین اجماع به صورت ارزان تر و سریع تر صورت می گیرد.

در هشگراف تایید به این ترتیب صورت می گیرد؛ هدرا هشگراف به صورت منصفانه، ضمانت می کند که تراکنش ها به همان ترتیبی قرار دارند که توسط جامعه دریافت شده اند. این پلتفرم می تواند تضمین کند که هیچ کاربری، جریان ورود تراکنش ها به جامعه را نمی تواند مسدود کند. همچنین گروه های کوچک کاربران تاثیر سوء بر اجماع ترتیب این تراکنش ها نخواهند داشت. این در حالی است که اکثر فناوری های دفتر کل توزیع شده این ویژگی را ندارند.

امنیت هدرا هشگراف

در این دسته بندی، شبکه هدرا هشگراف قوی ترین و بالاترین سطح امنیت را دارد که بر پایه aBFT یا همان تحمل خطای بیزانس نامتقارن می باشد. همچنین تنها فناوری دفتر کل توزیع شده که کیفیت خود را به صورت رسمی اثبات کرده است، پلتفرم هدرا هشگراف می باشد. دستیابی به همچین سطح بالایی از امنیت، در حوزه سیستم های توزیع شده، یک پیشرفت اساسی محسوب می شود.

هدرا تضمین کننده اجماع های همزمان می باشد که مقام در برابر حملات DDoS می باشد. حملات DDoS برای برخی از پلتفرم های دفتر کل عمومی به عنوان یک آسیب پذیری بزرگ می باشد. در این پلتفرم به دو سوم نودها برای تایید تراکنش ها نیاز است. کاربران باید کارمزدی را بابت استفاده از دفتر کل پرداخت کنند. کارمزدها به دلیل سریع بودن شبکه و عدم نیاز به گواه اثبات کار گران، از سایر پلتفرم هایی که از بلاک چین استفاده می کنند، کمتر می باشد.

تنها حق کمیسیونی که هدرا آن را تعیین نکرده، کارمزد نودها می باشد. کارمزد نودها توسط مشتریان تعیین می شود و برای پرداخت نودها جهت ثبت تراکنش می باشند. این کارمزد باید به نودی که از آنها تقاضای پردازش تراکنش شده است به صورت مستقیم پرداخت شود.

مزایای هدرا هشگراف

• شبکه هدرا هشگراف ادعا می کند که از طریق سیستمی به نام aBFT (تحمل خطای بیزانسی ناهمزمان) که توسط گره ها به کار می رود، به بالاترین سطح ممکن امنیت دست می یابد، حتی زمانی که عوامل مخرب در شبکه حضور دارند.
• هدرا هشگراف سریع‌تر از بلاک‌چین‌های بیت‌کوین یا اتریوم است، زیرا تراکنش‌ها را می‌توان به صورت موازی و نه سریالی پردازش کرد و تاخیر سریعی دارد(تنها چند ثانیه طول می‌کشد تا یک تراکنش توسط شبکه ارسال و تأیید شود (با اطمینان 100 درصد).
• شبکه هدرا هشگراف از همان زبان برنامه ریزی شده شی گرا که اتریوم استفاده می کند، (معروف به Solidity)، که معمولا برای قراردادهای هوشمند استفاده می شود، پشتیبانی می کند. با فعال کردن قراردادهای هوشمند، می‌توان از این پلتفرم برای ساخت برنامه‌های غیرمتمرکز (dapps) استفاده کرد که می‌توانند برای موارد مختلف از جمله بازی، محصولات مالی غیرمتمرکز (DeFi)، هویت دیجیتال و موارد دیگر استفاده شوند.
• همچنین از کارمزدهای بسیار کم و تراکنش‌های سریع سود می‌برد، به طوری که تراکنش‌ها در عرض چند ثانیه نهایی می‌شوند و کارمزد تراکنش‌ها کمتر از 1 سنت است. در مقایسه، تایید تراکنش های بیت کوین بیش از 10 دقیقه طول می کشد و میانگین کارمزد تراکنش بیش از 1 دلار در بیشتر سال 2020 حفظ شده است. در اوایل سال 2021، کارمزدها به بالای 10 دلار رسید و به 30 دلار در هر تراکنش رسید.

معایب هدرا هشگراف

• برخلاف بسیاری از ارزهای دیجیتال، شبکه هدرا هشگراف منبع باز نیست. در عوض، این فناوری به ثبت رسیده است و از توسعه‌دهندگان برای ایجاد نسخه‌های عمومی خود، پروتکل را فورک نمی‌کند، مشابه نحوه فورک کردن بیت‌کوین (BTC) به بیت‌کوین کش (BCH) و فورک شدن بیت‌کوین کش در بیت‌کوین SV یا (BSV).

Swirlds، شرکت سازنده این پلتفرم، استدلال می‌کند که این الگوریتم برای جلوگیری از از بین رفتن اثرات شبکه ثبت شده است، که ارزش هش‌گراف را با رشد پایگاه کاربر افزایش می‌دهد. از آنجایی که فورک‌ها می‌توانند جوامع و پایگاه‌های کاربران را تقسیم کنند، این می‌تواند خطری برای شرکت‌هایی باشد که بر روی زنجیره‌های فورک پذیر بنا می‌شوند که هدرا با پتنت‌های خود حذف کرده است.

رقبای هدرا هشگراف

پروژه های متعددی به غیر از هدرا، از فناوری گراف جهت دار غیر مدور استفاده کرده اند که می توان آنها را رقیبی برای هدرا دانست.

آیوتا (IOTA): پروژه (IOTA) توسط بنیاد آیوتا توسعه یافته و از فناوری دفتر کل توزیع شده استفاده می کند.

نانو: یک ارز دیجیتال برای دنیای واقعی که روشی رایگان و سریع برای پرداخت می باشد.

بایت بال (ByteBall): پلتفرم متن باز ارز دیجیتال