مثلث سه گانه در بلاک چین چیست؟

بلاک چین چیست؟

تعاریف متنوع و پیچیده ای از 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 ساده از بلاک چین است.

تفاوت بلاک چین با سایر سیستم ها در این است که اطلاعات ذخیره شده در آن بین تمام اعضای شبکه به اشتراک گذاشته می شود. از طریق استفاده از رمزگذاری و توزیع داده ها، امکان هک، پاک کردن و دستکاری کلیه اطلاعات ثبت شده از بین می رود.

مثلث سه گانه در بلاک چین

مثلث سه گانه در بلاک چین یک ایده و تئوری است که اولین بار توسط ویتالیک بوترین ارائه شد. بر اساس این نظریه امکان داشتن سه ویژگی امنیت، مقیاس پذیری و عدم تمرکز همزمان وجود ندارد و این به یکی از دو ویژگی دیگر در هر سیستمی تبدیل می شود. این ممکن است گیج کننده به نظر برسد، اما اجازه دهید ابتدا هر یک از این سه ویژگی را مرور کنیم و سپس مثلث 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 تمرکززدایی، 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 بلاکچین 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 داشتن 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، متحمل ضرر مالی به دلیل هک یا حملات مخرب نشوند. بلاکچین هایی مانند بیت کوین و اتریوم عملا غیرممکن است که هک شوند 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 یک بلاک چین، بلاک چین ها را در معرض خطر حمله 51 درصدی قرار می دهد، که در آن حملات جعلی می تواند توسط گروهی از ماینرها انجام شود که بیش از 50 درصد از قدرت استخراج را کنترل می کنند. این وضعیت سه بار در شبکه Ethereum Classic در آگوست 2020 اتفاق افتاد. یکی دیگر از مشکلات مکانیسم اثبات کار در بلاک چین مصرف بالای انرژی و اثرات مضر بر محیط زیست 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 معناست که هیچ ارگان مرکزی یا مرجعی 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 امن برای ذخیره و ارسال پول را بر عهده می گیرند. برای انتقال پول باید به تایید بانک برسد.

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 شبکه بیشتر باشد، نیاز به تایید تراکنش بیشتر می شود و بنابراین هکرها نمی توانند کنترل شبکه را در دست بگیرند.

مقیاس پذیری؛ علیه امنیت

در یک بلاک چین، شما می توانید هر بخش از اطلاعات را به عنوان چیزی که وزن دارد ببینید. 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. همچنین، هرچه شبکه غیرمتمرکزتر باشد، رسیدن به اجماع بیشتر طول می‌کشد و دستیابی به تمرکززدایی ایده‌آل و امنیت همزمان بلاک چین را دشوارتر می‌کند.

به زبان ساده، بلاک چین هیچ اطلاعاتی را در یک مکان مرکزی ذخیره نمی کند. در عوض، بلاک چین کپی شده و در سراسر شبکه ای از رایانه ها توزیع می شود. هر بار که یک بلوک 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 نسخه از اطلاعات در معرض خطر است، نه کل شبکه.

اهمیت افزایش مقیاس پذیری در بلاک چین

بازار ارزهای دیجیتال در حال رشد است و تعداد تراکنش های رمزنگاری به طور مداوم در حال افزایش است. بنابراین مقیاس پذیری بلاک چین اجتناب ناپذیر است و هرگونه اصلاحیه و ارتقایی را که پیاده سازی یا توسعه داده می شود توجیه می کند. مقیاس پذیری در بلاک چین برای افزایش تعداد تراکنش ها در ثانیه مورد نیاز است و یکی از راه حل ها افزایش اندازه بلاک یا کاهش زمان هر بلوک است. راه حل های بیت کوین شامل Segway می شود که به طور موثر اندازه بلوک را افزایش می دهد و اجرای راه حل های لایه 2 را تسهیل می کند. راه حل های اتریوم شامل الگوریتم های اثبات سهام است. در زیر 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 زیر تعدادی راه حل لایه اول و دوم برای حل آورده شده است مثلث سه گانه در بلاک چین ما پرداخت خواهیم کرد.

راه حل های لایه اول

ملاحظات اصلی برای لایه 1 مقیاس بندی است. این بدان معناست که مکانیسم‌های اجماع یا سایر مفاهیم بنیادی بلاک چین را می‌توان برای افزایش مقیاس‌پذیری در نتیجه این تغییر تغییر داد. در واقع اولین لایه پایه و اساس لازم را برای اطمینان از عملکرد شبکه با ظرفیت کافی فراهم می کند. در ادامه به پروتکل های لایه 1 نگاه می کنیم:

پروتکل اجماع بهبود یافته

راه های زیادی برای دستیابی به اجماع بلاک چین وجود دارد، اما سوال اینجاست که آیا این راه حل ها امکان پذیر هستند یا خیر. پروتکل اجماع بهبودیافته تضمین می‌کند که تراکنش‌ها توسط رهبر صحیح سفارش و اجرا می‌شوند. ارجاعات تراکنش از پیش انتخاب شده اند و در زمان اجماع شبکه صرفه جویی می کنند.

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 ذخیره کنید. همین امر در مورد بلاک چین نیز صدق می کند. اگر هر اعتبارسنجی باید کل زنجیره بلوکی را پوشش دهد، سیستم ناکارآمد خواهد بود زیرا اعتبارسنجی‌های متعددی برای ذخیره داده‌های مشابه در مواقعی که نیاز نیست ایجاد می‌شود. این امر دستیابی به اجماع را دشوار می کند، زیرا اعتبارسنجی باید بین تمام گره های زنجیره بلوکی انجام شود.

شاردینگ زنجیره بلوکی را تقسیم می‌کند و آن را به بخش‌های جداگانه تقسیم می‌کند. این یک روش مخاطره آمیز برای انجام تجارت است، زیرا احتمال تئوریکی وجود دارد که تمام طلبکارانی که اطلاعات خاصی دارند از بین بروند. 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 افزایش می یابد.

چنگال زنجیری

این روش از انشعاب زنجیره ای برای تنظیم و ارتقاء شبکه استفاده می کند. چنگال 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 زنجیر سازگار است. یکی از معروف ترین سافت فورک ها مربوط به بیت کوین است که به سافت فورک Segwayt معروف است. این تغییرات در بلاک چین بیت کوین، مقیاس پذیری شبکه را افزایش داد و بار تراکنش از 1600 تراکنش در یک بلوک به پردازش حدود 3000 تراکنش افزایش یافت.

محلول های لایه دوم

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

بلاک چین های تعبیه شده

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 تودرتو یکی از بهترین و ساده ترین راه ها برای حل مشکل بلاک چین سه گانه بدون ایجاد مشکل 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 برای داوری اختلافات، اثبات تقلب ارائه کند.

کانال های اعلامیه

کانال اصلی اساساً قابلیت های پردازش و تراکنش را به کانال بیانیه 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 اجرا می کند و تنها نتیجه نهایی در شبکه اصلی ذخیره می شود و از این رو اعتبار سنجی 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.