یکی از مسائلی که صنعت بلاک چین برای مدت طولانی با آن مواجه بوده است، مثلث سه گانه است که به مثلث سه گانه در بلاک چین نیز معروف است. مثلث سه گانه (که سه گانه مقیاس پذیری نیز نامیده می شود) نشان می دهد که پلتفرم های غیرمتمرکز تنها می توانند به دو مورد از سه هدف امنیت، مقیاس پذیری و عدم تمرکز به طور همزمان عمل کنند. برای آشنایی با این اصطلاح تا انتهای مقاله با ما همراه شوید.

بلاک چین چیست؟

تعاریف مختلف و پیچیده ای برای بلاک چین وجود دارد اما در اینجا می خواهیم خیلی ساده بلاک چین را برای شما توضیح دهیم. بلاک چین نوعی سیستم ثبت و گزارش اطلاعات است. این یک تعریف به زبان ساده از بلاک چین است.

تفاوت بین بلاک چین و سایر سیستم ها در این است که اطلاعات ذخیره شده در آن بین همه اعضای یک شبکه به اشتراک گذاشته می شود. با استفاده از رمزگذاری و توزیع داده ها، امکان هک، حذف و دستکاری اطلاعات ثبت شده کامل برطرف می شود. 

مثلث سه گانه در بلاک چین

مثلث سه گانه در بلاک چین ایده و نظریه ای بود که اولین بار توسط ویتالیک بوترین ارائه شد. بر اساس این نظریه نمی توان سه ویژگی امنیت، مقیاس پذیری و تمرکززدایی را همزمان داشت و در هر سیستمی یکی از دو ویژگی دیگر می شود. این ممکن است گیج کننده به نظر برسد اما اجازه ندهید ابتدا هر یک از این سه ویژگی را مرور کنیم و سپس مثلث سه گانه بلاک چین را بیشتر بررسی کنیم. 

عدم تمرکز 

ایده اصلی پشت ارزهای بلاک چین تسهیل تراکنش ها بدون یک مرجع مرکزی (مانند بانک مرکزی) و به عبارت دیگر داشتن یک شبکه غیرمتمرکز بود. برای دستیابی به هدف عدم تمرکز، اطلاعات مربوط به بلاک چین های عمومی در شبکه بزرگی از گره ها (رایانه های کسانی که از بلاک چین استفاده می کنند) در مکان های مختلف ذخیره می شود. این بدان معناست که هر کسی می‌تواند در بلاک چین بخواند و بنویسد. تعداد زیاد گره ها حمله به یک بلاک چین عمومی را تقریبا غیرممکن می کند زیرا تراکنش ها را می توان به گره های جداگانه ردیابی کرد. اما یک اشکال عمده وجود دارد و آن این است که وجود تعداد زیادی گره (و در نتیجه تعداد کاربران زیاد) تعداد و سرعت تراکنش های پردازش شده در ثانیه در بلاک چین را کاهش می دهد.

امنیت

شبکه بلاک چین باید از امنیت بالایی برخوردار باشد تا اطمینان حاصل شود که کسانی که پس انداز خود را در سرمایه گذاری های رمزنگاری می گذارند به دلیل هک یا حملات مخرب متحمل ضرر مالی نمی شوند. هک بلاک چین‌هایی مانند بیت‌کوین و اتریوم عملاً غیرممکن است، زیرا قدرت آنها در تعداد ماینرهای بلاک چین نهفته است.

در واقع، این بلاک چین ها از مکانیزم اجماع اثبات کار (PoW) استفاده می کنند. استفاده از یک سیستم اثبات کار در بلاک چین، زنجیره‌های بلاکی را در معرض خطر حمله ۵۱ درصدی قرار می‌دهد که در آن حملات جعلی می‌توانند توسط گروهی از ماینرها که بیش از ۵۰ درصد از قدرت استخراج را کنترل می‌کنند، انجام دهند. این وضعیت سه بار در شبکه اتریوم کلاسیک در آگوست 2020 اتفاق افتاد. یکی دیگر از مشکلات مکانیسم اثبات کار در بلاک چین، مصرف انرژی زیاد و اثرات مخرب محیطی است و به همین دلیل امروزه کمتر مورد توجه قرار می گیرد.

مقیاس پذیری بلاک چین

کندی شبکه بلاک چین ما را به دومین هدف مقیاس پذیری بلاک چین می رساند. برای اینکه بلاک چین ها در مقیاس مفیدتر و کاربردی تر شوند، باید بتوانند تراکنش های بی شماری را به سرعت و بدون پرداخت هزینه های هنگفت پردازش کنند. با این حال، بلاک چین های عمومی به دلیل سرعت پایین تراکنش، هنوز خیلی مقیاس پذیر نیستند.

عدم تمرکز و امنیت: دو عامل جدایی ناپذیر

تمرکززدایی مفهوم جدیدی نیست. هنگام ساخت یک راه حل فناوری، معمولاً سه معماری شبکه اصلی در نظر گرفته می شود: متمرکز، توزیع شده و غیرمتمرکز. تمرکززدایی اساساً ستون فقرات بلاک چین و ارزهای دیجیتال است. این بدان معنی است که هیچ مقام یا نهاد مرکزی پروژه را هدایت نمی کند و هیچ واسطه ای برای تکمیل معامله لازم نیست. مثلاً در امور مالی سنتی ما بانک داریم. آنها متمرکز هستند و به عنوان واسطه بین شما و پول شما عمل می کنند. بانک ها مسئولیت ارائه راهی برای ذخیره و ارسال امن پول را بر عهده می گیرند. برای اینکه انتقال پول انجام شود باید توسط بانک تایید شود.

در شبکه بلاک چین، برای تایید یک تراکنش، بیش از نیمی از گره های شبکه باید آن را تایید کنند. بدیهی است که هر چه تعداد گره ها در یک شبکه بیشتر باشد، نیاز به تایید یک تراکنش بیشتر می شود و بنابراین هکرها نمی توانند کنترل شبکه را در دست بگیرند.

مقیاس پذیری؛ مخالف امنیت

در بلاک چین، شما می توانید هر بیت از اطلاعات را به عنوان چیزی که وزن دارد مشاهده کنید. با اضافه شدن اطلاعات بیشتر، داده ها سنگین تر و کندتر می شوند. امنیت بلاک چین به استفاده از قدرت پردازش اضافی نیاز دارد تا اطمینان حاصل شود که هیچ کس از شبکه سوء استفاده نمی کند. در نتیجه، مشکل اصلی این است که قدرت کمتری برای پردازش تراکنش ها وجود خواهد داشت. توسعه دهندگان باید بین پردازش تراکنش های بیشتر (مقیاس پذیری) یا حفظ امنیت یکی را انتخاب کنند. علاوه بر این، هرچه یک شبکه غیرمتمرکزتر باشد، زمان بیشتری برای رسیدن به اجماع طول می‌کشد و دستیابی به تمرکززدایی ایده‌آل و امنیت همزمان بلاک چین را سخت می‌کند.

برای آشنایی با دنیای رمزارزها، کافیست بر روی دوره آموزشی ارز دیجیتال کلیک کنید. 

به زبان ساده، بلاک چین هیچ یک از اطلاعات خود را در یک مکان مرکزی ذخیره نمی کند. در عوض، بلاک چین کپی شده و در شبکه ای از رایانه ها توزیع می شود. هر بار که یک بلاک جدید به بلاک چین اضافه می شود، هر کامپیوتر موجود در شبکه، بلاک چین خود را به روز می کند تا تغییر را منعکس کند. با پخش اطلاعات از طریق شبکه، به جای ذخیره آن در یک پایگاه داده مرکزی، دستکاری بلاک چین دشوارتر می شود. در این حالت، اگر یک نسخه از بلاک چین به دست یک هکر بیفتد، تنها یک کپی از اطلاعات در معرض خطر است نه کل شبکه.

اهمیت افزایش مقیاس پذیری در بلاک چین 

بازار ارز دیجیتال در حال رشد است و تعداد تراکنش های رمزنگاری به طور پیوسته در حال افزایش است. بنابراین، مقیاس‌پذیری بلاک چین اجتناب‌ناپذیر است و تمام تنظیمات و ارتقاهایی را که اجرا یا توسعه می‌یابند توجیه می‌کند. مقیاس پذیری در بلاک چین برای افزایش تعداد تراکنش ها در ثانیه لازم است و یک راه حل افزایش اندازه بلاک یا کاهش زمان بلاک است. راه حل های بیت کوین شامل سگویت است که به طور موثر اندازه بلاک را افزایش می دهد و اجرای راه حل های لایه 2 را آسان تر می کند. راه حل های اتریوم شامل الگوریتم های اثبات سهام است. در ادامه راه حل های پیشنهادی برای حل مثلث سه گانه در بلاک چین را بررسی خواهیم کرد.

راه حل های پیشنهادی برای حل مثلث سه گانه در بلاک چین

اگرچه راه حل های زیادی برای حل مثلث سه گانه در بلاک چین ارائه شده است، اما حقیقت این است که تعداد راه حل های اجرا شده محدود است. در ادامه به تعدادی از راه حل های لایه اول و دوم برای حل مثلث سه گانه در بلاک چین خواهیم پرداخت.

راه حل های لایه اول

ملاحظات اصلی برای لایه 1 مقیاس بندی است. این بدان معناست که مکانیسم‌های اجماع یا سایر مفاهیم اساسی بلاک چین را می‌توان تغییر داد تا مقیاس‌پذیری در نتیجه این تغییر افزایش یابد. در واقع لایه اول پایه و اساس لازم را برای اطمینان از عملکرد شبکه با ظرفیت مناسب فراهم می کند. در مرحله بعد، پروتکل های لایه 1 را بررسی می کنیم:

پروتکل اجماع بهبود یافته

راه های زیادی برای دستیابی به اجماع در مورد بلاک چین وجود دارد اما سوال اینجاست که آیا این راه حل ها امکان پذیر هستند یا خیر. یک پروتکل اجماع بهبودیافته تضمین می‌کند تراکنش‌ها مرتب هستند و از سوی رهبر درست انجام می‌شوند. مراجع تراکنش از قبل انتخاب می شوند و در زمان برای رسیدن به توافق شبکه صرفه جویی می شود.

شاردینگ

شاردینگ مفهومی برگرفته از دنیای پایگاه های داده است. این نوآوری برای پایگاه‌های داده مهم است زیرا یکی از راه‌های متعدد برای مقیاس‌پذیری در چندین سرور است. در غیر این صورت، باید کل پایگاه داده را روی یک سرور نگه دارید. همین امر در مورد بلاک چین نیز صادق است. اگر قرار باشد هر اعتبارسنجی کل زنجیره بلاکی را شامل شود، سیستم ناکارآمد خواهد بود زیرا اعتبارسنجی‌های متعددی ایجاد می‌شوند تا در صورت عدم نیاز، داده‌های مشابهی را نگهداری کنند. این امر دستیابی به اجماع را دشوار می کند زیرا اعتبارسنجی باید بین تمام گره های زنجیره بلاکی انجام شود.

شاردینگ بلاک چین را جدا می کند و آن را به بخش های جداگانه اعتبار می دهد. این یک روش مخاطره آمیز برای انجام معاملات است زیرا احتمال تئوری وجود دارد که تمام اعتباردهندگان دارای یک قطعه خاص از اطلاعات گم شوند. در این صورت کل صنعت بلاک چین نابود خواهد شد. الگوریتم های مختلفی برای جلوگیری از این اتفاق وجود دارد که یکی از آنها الگوریتم «زنجیره تقسیم» است که اتریوم نیز از آن استفاده می کند. این روش کل بلاک چین را به صورت افقی تقسیم می کند و بار را در چندین سرور توزیع می کند. در این صورت قدرت پردازش شبکه بیشتر می شود. 

برای آشنایی با روش معاملاتی دکس تریدینگ، بر روی لینک کلیک کنید. 

چین فورک(chain fork)

در این روش از انشعاب یک زنجیره برای تنظیم و ارتقاء شبکه استفاده می شود. فورک ها به دو دسته هارد فورک و سافت فورک تقسیم می شوند. هارد فورک تغییراتی را ارائه می دهد که با عملکرد زنجیره قبلی متفاوت است، در حالی که جابجایی سافت فورک با زنجیره سازگار است. یکی از معروف ترین سافت فورک ها مربوط به بیت کوین است که به سافت فورک سگویت معروف است. این تغییرات در بلاک چین بیت کوین مقیاس پذیری شبکه را افزایش داده و بار تراکنش از 1600 تراکنش در یک بلاک به پردازش حدود 3000 تراکنش رسیده است.

راه حل های لایه دوم

بلاک چین های لایه 2 برای بهبود سرعت پردازش بلاک چین ایجاد می شوند. با این حال، برای دستیابی به سرعت پردازش بالای بلاک چین، این راه حل ها باید هوشمندانه در نظر گرفته شوند. راه حل های لایه دوم عبارتند از:

بلاک چین های تو در تو

به زبان ساده، یک بلاک چین در بلاک چین دیگری وجود دارد. بلاک چین های لایه 1 پردازش را به یک بلاک چین داخلی (لایه 2) واگذار می کنند، بنابراین شبکه اصلی به قدرت پردازش کمتری نیاز دارد. روش بلاک چین های تو در تو یکی از بهترین و ساده ترین راه ها برای حل معضل سه گانه بلاک چین بدون ایجاد معضل دیگری است. بزرگترین مثال از این مورد، پلاسما اتریوم است که از یک بلاک چین مجزا استفاده می کند که به زنجیره اصلی متصل است و می تواند اثبات تقلب را برای داوری اختلافات ارائه دهد.

کانال های اظهارنامه

کانال اصلی اساساً قابلیت پردازش و تراکنش را به کانال اظهارنامه واگذار می کند. گره های State Channel نیازی به اعتبارسنجی ندارند زیرا State Channel مانند یک منبع دوم است که تراکنش های مورد نظر را انجام می دهد و تنها نتیجه نهایی در شبکه اصلی ذخیره می شود و بنابراین اعتبارسنجی همیشه در شبکه اصلی انجام می شود. به عبارت دیگر، تراکنش های متعددی را می توان بین دو نفر در زنجیره حالت انجام داد اما تنها دو تراکنش که نتیجه نهایی را تعیین می کنند در شبکه اصلی ثبت می شوند.