با وجود توسعه و گسترش قابل‌توجه فناوری بلاکچین و به‌کارگیری آن در حوزه‌های متعدد، از امور مالی تا هنری، هنوز هم ساختار زیربنایی این تکنولوژی با چالش‌های مهمی روبه‌‌رو است. در زمینه شبکه‌های توزیع‌شده امروزی یک چالشی به نام مثلث بلاکچین Blockchain Trilemma وجود دارد. یک انتقاد عمومی درباره شبکه بلاک‌چین‌ها مطرح است که می‌گوید بلاک‌چین‌های عمومی نمی‌توانند هر سه ویژگی مقیاس‌پذیری، امنیت و تمرکززدایی را هم‌زمان باهم داشته باشند. مثلاً بیت‌کوین غیرمتمرکز و امن است ولی فقط می‌تواند هفت تراکنش را در ثانیه انجام دهد. درباره بلاک‌چین‌های دیگر نیز این موضوع وجود دارد که ایمن هستند و سرعت عملیات تراکنش بالایی دارند ولی اجماع متمرکز دارند. یا شبکه‌هایی هستند که سریع و غیرمتمرکز اند، ولی امنیت آن‌ها کم است و در برابر هک شدن آسیب‌پذیرند. به همین دلیل این باور وجود دارد که یک بلاکچین نمی‌تواند همه‌ی این ویژگی‌ها را باهم داشته باشد و اغلب یک مورد فدای دیگری میشود؛ بنابراین جامعه بلاک‌چین‌ها به دنبال راه‌حلی برای این مشکل است. در این مقاله ابتدا به معرفی سه گوشه این مثلث می‌پردازیم و سپس راه‌حل‌هایی که تاکنون برای حل این مشکل مطرح شده است را بررسی می‌کنیم.
معمای مثلث بلاکچین یا ترایلما.
تمرکززدایی(Decentralization) چیست؟
تمرکززدایی ویژگی حیاتی فناوری بلاکچین است. فرایند تمرکززدایی واسطه‌ها را در بین صنایع مختلف حذف میکند. مثلاً تمرکززدایی با حذف مؤسسات بانکی برای انجام امور مالی به پلتفرم‌های امور مالی غیرمتمرکز Defi این امکان را می‌دهد تا حاکمیت و سود، بین جامعه وسیع‌تری گسترش یابد و هیچ واسطه‌ای امکان سانسور و کنترل تراکنش‌ها و داده‌ها را نداشته باشد. البته افزایش تمرکززدایی باعث میشود تا توان عملیاتی شبکه پایین بیاید؛ یعنی وقتی ماینرهای بیشتری سعی دارند تا شبکه را از طریق اجماع ایمن کنند، در مقابل سرعت انجام تراکنش‌ها پایین می‌آید و این موضوع سبب میشود تا مانعی در برابر گسترش شبکه بلاک‌چین‌ها در جوامع وجود داشته باشد.
تمرکززدایی؛ یکی از اهداف مهم بلاک‌چین‌ها.
امنیت بلاکچین (Security)
یکی از مواردی که در مورد فناوری بلاکچین بسیار پر اهمیت میباشد، مسئله امنیت است؛ اما برای افزایش توان عملیاتی شبکه نیاز است تا تعداد گره‌ها یا پراکندگی جغرافیایی، یا هردو این موارد، کم بشود. این کار باعث میشود تا شبکه به سمت تمرکز بیشتر حرکت کند و امنیت شبکه‌هایی که از اثبات کار برای ایمن‌سازی استفاده میکنند کاهش یابد. این یعنی خطر!
وقتی‌که اجماع در یک شبکه محدود شود احتمال وقوع حمله ی هکرها افزایش می‌یابد. مثلاً بلاکچین اتریوم کلاسیک در سال ۲۰۲۰ سه حمله را تجربه کرد که بیش از ۴۰۰۰ هزار بلاک توسط هکرها دست‌کاری شدند و آن‌ها توانستند تعداد ارزهای ETC خود را دو برابر کنند. لذا امنیت شبکه یک موضوع حیاتی است که نمی‌توان به این سادگی‌ها از آن گذشت. اگر امنیت یک شبکه پایین بیاید، کاربران کمتری میل به استفاده از امکانات یک شبکه پیدا میکنند و قیمت توکن و ارز اختصاصی آن شبکه هم به همین ترتیب افت میکند و ضرر های جبران ناپذیری به کاربران وارد میشود.
امنیت، یک راس مثلث بلاکچین.
مقیاس‌پذیری (Scalability)
در واقع مقیاس‌پذیری، نکته کلیدی است که پلتفرم‌های جدید را از پلتفرم‌های قدیمی متمایز میکند. افزایش توان عملیاتی و سرعت، ویژگی است که برای پذیرش فناوری بلاکچین در مقیاس وسیع حیاتی است؛ اما گسترش آن موجب کاهش امنیت و تمرکززدایی میشود. در حقیقت بسیاری از پلتفرم‌ها توانسته اند امنیت و تمرکززدایی را فراهم کنند ولی دستیابی به مقیاس‌پذیری هدفی است که به فناوری بلاکچین نسبت به پلتفرم‌های سنتی ارجحیت می‌بخشد. لذا رسیدن به مقیاس‌پذیری در کنار امنیت و تمرکززدایی هدفی است که بلاک‌چین‌ها باید به آن برسند تا بتوانند بهترین کارایی و پذیرش را در میان جوامع داشته باشند.
مقیاس پذیری معیار اصلی تفاوت پلتفرم‌های جدید و قدیمی.
راه‌حل مسئله مثلث بلاکچین
حالا که سه گوشه مثلث بلاکچین را شناختیم، بیایید تا با راه‌حل‌هایی که تاکنون برای حل این معما ارائه شده است آشنا شویم. جامعه بلاکچین برای حل این مسئله از راه‌حل‌های لایه یک و لایه دو بهره گرفته است. لایه یک شبکه بلاک‌چینی که است برای افزایش سرعت و امنیت طراحی شده است و لایه دو برای بهینه‌سازی فناوری و محصولات بلاکچین ساخته شده تا بتواند مقیاس‌پذیری شبکه بلاک‌چینی را افزایش دهد. ایجاد تعادل بین این دو لایه می‌تواند راه‌حل کلیدی برای حل مسئله مثلث بلاکچین و همچنین اقدامی برای پذیرش بیشتر فناوری بلاکچین در جامعه باشد. حالا در ادامه به شرح کامل راه‌حل‌های لایه یک و دو می‌پردازیم. این دو راه حل بر روی نقاط مختلفی تمرکز کرده اند و هر کدام از در متفاوتی برای حل این مسئله وارد میشوند.
راه حل لایه 1 و 2 برای حل معمای مثلث ترایلما.
راه‌حل لایه ۱ برای حل مثلث بلاک چین
راه‌حل لایه یک پروتکلی است که در بلاک‌چین‌هایی مانند بیت‌کوین، لایت کوین و اتریوم مورد استفاده قرار گرفته است. روش‌های مختلفی در این باب ارائه شده است که در تلاش‌اند تا مسئله مقیاس‌پذیری را بهبود بخشند. یکی از این روش‌ها، “بهبود پروتکل اجماع” است. برای مثال پروتکل اثبات سهام روشی است که در بسیاری از بلاک‌چین‌های معروف و محبوب مانند بیت‌کوین مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ اما همان‌طور که گفته شد بیت‌کوین مقیاس‌پذیری موردنظر را ندارد و در هر ثانیه فقط ۷ تراکنش را انجام می‌دهد. حال شبکه اتریوم به‌جای استفاده از اثبات کار به استفاده از اثبات سهام در نسخه اتریوم ۲.۰ روی آورد. این پروتکل به‌جای آن که ماینرها را مجبور کند تا الگوریتم‌های رمزنگاری شده را حل کند، وضعیت اعتبار سنجی را بر اساس سهمی در شبکه انجام می‌دهد. پیش‌بینی میشود که این کار بتواند ظرفیت شبکه اتریوم را به اندازه قابل‌ملاحظه‌ای افزایش دهد و در کنار آن امنیت و تمرکززدایی را نیز فراهم کند.
روش بعدی شاردینگ(Sharding) است که با وجود آزمایشی بودن این روش در فضای بلاکچین به یکی از راه‌حل‌های محبوب در لایه یک تبدیل شده است. در این روش اطلاعات تراکنش‌ها به تکه‌های کوچک‌تر به نام خرده یا شارد تقسیم شده و به‌صورت هم‌زمان و موازی پردازش میشوند. این کار امکان کار متوالی و هم‌زمان روی تراکنش‌های متعدد را فراهم میکند. علاوه بر این، به‌جای این‌که هر گره شبکه یک کپی کامل از همه بلاک‌ها را داشته باشد، این اطلاعات تقسیم شده و به‌وسیله گره‌های مختلف نگه‌داری میشود. برای مثال پروتکل اتریوم ۲.۰ از این روش بهره می‌برد.
راه‌حل لایه ۲ برای حل مثلث بلاک چین
راه‌حل لایه دو شبکه یا فناوری است که در بالای پروتکل بلاکچین دیگری عمل میکند تا ویژگی مقیاس‌پذیری آن را بهبود بخشد. مثلاً شبکه لایتنینگ یک راه‌حل لایه دو است که برای بهبود پروتکل لایه یک بیت‌کوین طراحی شده است. راه‌حل لایه دو اخیراً رشد چشمگیری داشته و تأثیر به سزایی در بهبود مسئله مقیاس‌پذیری داشته است.
یکی از روش‌های لایه دو “بلاک‌چین‌های تودرتو” است. این بلاک‌چین‌ها یک زیرساخت هستند که از یک بلاکچین اصلی برای تنظیم پارامتر‌های دیگر روی شبکه وسیع‌تر استفاده میکنند. در واقع یک زنجیره والد و چند زنجیره فرزند مسئول انجام کارها هستند. به این صورت که زنجیره‌های فرزند کارها را انجام می‌دهند و سپس آن را به زنجیره والد منتقل میکنند. برای مثال پروژه OMG Plasma نمونه‌ای از اجرای این روش است که در بالای لایه یک اتریوم ساخته شده و تراکنش‌های سریع‌تر و ارزان‌تر را فراهم میکند. این کار سبب میشود تا بار پردازش از دوش زنجیره اصلی برداشته شود و مقیاس‌پذیری آن افزایش یابد. روش دیگری که در این حیطه مورد استفاده قرار می‌گیرد زنجیره‌های جانبی است. این زنجیره‌های تراکنش مجاور بلاکچین اصلی هستند و از مکانیسم اجماع مستقل از زنجیره اصلی استفاده میکنند. اغلب یک توکن کاربردی به‌عنوان مکانیسم انتقال داده بین دو زنجیره اصلی و جانبی مورد استفاده قرار می‌گیرد. تراکنش‌های زنجیره‌های جانبی بین کاربران خصوصی نیست و به‌صورت عمومی ثبت میشوند. همچنین مشکل امنیتی در زنجیره جانبی تأثیری روی زنجیره اصلی نخواهد داشت.
راه حل لایه 2 برای حل مشکل مقیاس پذیری.
و در آخر
معمای مثلث بلاکچین موضوعی بود که می‌توانست فناوری بلاک‌چین‌ها را برای پذیرش گسترده در جوامع به خطر بیندازد. مسئله مقیاس‌پذیری در کنار دو مورد مهم امنیت و تمرکززدایی نیازمند توجه ویژه‌ای بود که با ارائه راه‌حل‌های لایه یک و دو که توسط جامعه بلاکچین طراحی شد تا حد قابل توجهی بهبود یافت. بااین‌حال روش‌ها و راه‌حل‌های گوناگون دیگری در حال توسعه‌اند تا بتوانند راه‌حل‌های کارآمدتر و بهتری را برای در تعادل نگه‌داشتن مثلث بلاکچین ارائه دهند. با توجه به گسترش روز افزون محبوبیت شبکه های بلاک چین، قطعا راه حل های بهتر و نوین تری هم ممکن است ارائه شود تا بهبود این فناوری کمک کند.
ما در این مقاله به معرفی کامل بلاک چین ها، لایه یک و دو و روش های حل مسئله مثلث بلاکچین پرداختیم. امیدواریم که این مقاله برای شما مفید واقع شده باشد و از خواندن آن لذت برده باشید.
