ازدحام شبکه بلاکچین چیست؟

ازدحام شبکه بلاکچین زمانی رخ می دهد که تعداد تراکنش هایی که برای پردازش به شبکه ارسال میشوند بیشتر از ظرفیت آن باشد. عوامل مختلفی در این پدیده نقش دارند، مانند عوامل خارجی از جمله نوسانات بازار و ویژگی های ذاتی شبکه مانند اندازه بلوک و زمان بلوک.

بهتر است قبل از وارد شدن به جزئیات این مفهوم، به بررسی فرآیند اضافه شدن بلوک ها به بلاک چین بپردازیم.

تکونولوژی بلاکچین چگونه کار میکند؟

یک بلاک چین از زنجیره ای از بلوک ها تشکیل شده است و هر بلوک حاوی داده های تراکنشاتی است که توسط کاربران ایجاد شده اند. هر بلوک جدید به طور دائم به زنجیره اضافه می شود و به هیچ وجه نمیتوان آن را تغییر داد یا حذف کرد.

در این رابطه بخوانید‌ : کاردانو چیست و چه اهدافی را دنبال می کند؟

هر یک از این بلوک ها یک کپی از بلاک چین را ذخیره می کنند و در یک شبکه غیرمتمرکز از گره ها منتشر می شوند. بلاک چین زیر ساخت ارزهای دیجیتال مانند بیت کوین و اتریوم را تشکیل می دهد.

برای درک کامل اینکه چرا شبکه‌های بلاک چین شلوغ میشوند، ابتدا باید مفاهیم کلیدی که در توانایی شبکه برای پردازش تراکنش‌ها نقش دارند را بررسی کنیم.

ممپول چیست؟

ممپول (Mempool)، یک فضای ذخیره سازی است که تراکنش های تایید نشده در آنجا در انتظار ثبت شدن در بلاکچین هستند.

به عنوان مثال، هنگامی که تراکنش در شبکه بیت کوین ایجاد می شود، بلافاصله به بلاک چین اضافه نمی شود. در عوض، ابتدا وارد mempool می شود و در انتظار پردازش و تایید باقی میماند. سپس، پس از تأیید از mempool حذف می شود.

بلاک کاندید چیست؟

بلوک‌های کاندید (candidate block)، که به‌عنوان «بلوک‌های پیشنهادی» نیز شناخته می‌شوند، بلوک هایی هستند که ماینرها یا ولیدیتور ها پیشنهاد می‌کنند به بلاک چین اضافه شوند. این بلوک‌ها حاوی تراکنش‌های تایید نشده‌ای هستند که به شبکه ارسال شده‌اند اما در بلاکچین ثبت نشده‌اند.

برای اینکه یک بلوک کاندید به یک بلوک تایید شده تبدیل شود، باید مطابق مکانیسم اجماع بلاک چین استخراج یا تایید شود. به عنوان مثال، در مکانیسم اجماع اثبات کار بیت کوین (PoW) ماینر ها برای حل یک معمای پیچیده ریاضی با یکدیگر رقابت میکنند. اولین ماینری که معما را حل کند، می تواند بلوک نامزد خود را به بلاک چین اضافه کند و پاداش آن را کسب کند.

در مکانیسم اجماع اثبات سهام اتریوم (PoS)، ولیدیتور ها به طور تصادفی برای اضافه کردن بلوک های نامزد خود انتخاب می شوند. سپس سایر ولیدیتور ها اعتبار بلوک را پردازش می کنند و هنگامی که یک بلوک به اندازه کافی تایید شد، از یک بلوک نامزد به یک بلوک تایید شده تغییر میکند.

نهایی شدن تراکنش یعنی چی؟

نهایی شدن تراکنش (finality) به زمانی گفته میشود که یک تراکنش یا یک عملیات دیگر قابل تغییر یا لغو نباشد. هنگامی که تراکنش نهایی شد، به طور دائم در بلاک چین ثبت می شود و نمی توان آن را تغییر داد یا حذف کرد.

در بلاک چین بیت کوین، تراکنش ها به شبکه ارسال می شوند و به ممپول اضافه می شوند. ماینرها تراکنش ها را از این استخر انتخاب می کنند و پس از پردازش و تأیید، آنها را در بلوک های جدیدی قرار می دهند تا به بلاک چین اضافه شوند. تراکنش‌های موجود در آن بلوک تایید شده در نظر گرفته می‌شوند، اما از نظر تئوری هنوز سایر ماینرها می توانند بلوک رقیب را استحراج کنند.

نهایی شدن تراکنش ها، با تعداد بلوک های تایید شده افزایش می یابد. تراکنش‌های بیت‌کوین معمولاً زمانی «نهایی» در نظر گرفته می‌شوند که شش بلوک اضافی به بلوکی که این تراکنش‌ها را در بر می‌گیرد، اضافه شود.

اصل طولانی ترین زنجیره بلاک چیست؟

همانطور که قبلا گقته شد، چند ماینر می توانند بلوک های معتبر جدیدی را در زمان های مشابه تولید کنند. این امر می تواند منجر به ایجاد فورک های موقت در بلاک چین شود.

همچنین بخوانید : کتیزن (Catizen) چیست؟ و چگونه آن را نقد کنیم؟

اصل “طولانی ترین زنجیره” به این قاعده اشاره دارد که نسخه معتبر بلاکچین، نسخه ای است که بیشترین ماینر فعال را در خود دارد، که معمولاً نسخه ای با طولانی ترین زنجیره بلوک است. در نتیجه، بلوک‌های «معتبر» در زنجیره‌های کوتاه‌تر، که اغلب بلوک‌های یتیم یا قدیمی نامیده می‌شوند، دور ریخته می‌شوند و تراکنش‌های آنها به mempool بازگردانده می‌شود.

زمانی که شبکه اتریوم از اثبات کار (PoW) استفاده می کرد، برای تعیین اعتبار یک بلوک از اصل طولانی ترین زنجیره بلاک استفاده میکرد. اما پس از اینکه در سال 2022 شبکه اتریوم به اثبات سهام (PoS) روی آورد، از حجم آرای ولیدیتورها برای تعیین اعتبار یک بلوک زنجیره استفاده میکند.

چه چیزی باعث ازدحام شبکه بلاکچین میشود؟

ازدحام شبکه بلاکچین زمانی رخ می دهد که تعداد تراکنش های ارسال شده به شبکه از ظرفیت شبکه برای پردازش آنها بیشتر شود.

دلایل متعددی برای شلوغ شدن شبکه های بلاک چین وجود دارد، که عبارت اند از:

افزایش تقاضا

هرچه افراد بیشتری تراکنش‌ به بلاک چین ارسال کنند، تعداد تراکنش‌های تایید نشده در ممپول بیشتر از ظرفیت یک بلوک میشود. این امر به ویژه در بلاک چین هایی با محدودیت های ذاتی در اندازه بلوک و زمان بلوک مرتبط است.

افزایش تراکنش ها می تواند ناشی از نوسانات ناگهانی قیمت باشد که منجر به افزایش فعالیت های تراکنش ها یا امواج چرخه های پذیرش انبوه می شود.

سایز کوچک بلوک

اندازه هر بلوک در بلاک چین، حداکثر تعداد تراکنش‌هایی که میتوان در یک بلوک جای داد را مشخص می کند.

به عنوان مثال، بیت کوین در ابتدا محدودیت اندازه بلوک 1 مگابایتی داشت. در سال 2017، بیت کوین ارتقایی به نام Segregated Witness یا SegWit را برای بهبود توان عملیاتی تراکنش اجرا کرد. این محدودیت اندازه بلوک نظری را تا حدود 4 مگابایت افزایش می دهد.

اگر تعداد تراکنش ها از این حد بیشتر شود، منجر به ازدحام شبکه می شود.

زمان کند بلوک

زمان بلاک، به مقدار زمانی که یک بلاک جدید به بلاک چین اضافه میشود، اشاره دارد. بیت کوین تقریباً هر 10 دقیقه یک بلاک جدید اضافه می کند. اگر تراکنش‌ها با سرعت و حجم بسیار سریع‌تری ایجاد شوند، تعداد تراکنش‌های تایید نشده افزایش می یابد.

ازدحام شبکه چه عواقبی دارد؟

ازدحام شبکه بلاکچین می تواند منجر به پیامدهای مخرب بسیاری شود که عملکرد یکنواخت شبکه جلوگیری میکند.

افزایش کارمزد تراکنش

معیار ماینرها برای انتخاب و پردازش یک تراکنش پرداخت کارمزد بالا از سوی کاربران است. بنابراین وقتی یک شبکه بلاک چین شلوغ می شود، کاربران کارمزد بالایی میپردازند تا ماینر ها تراکنش آنها را در اولویت قرار دهند. این امر می تواند استفاده از بلاک چین را گران تر از حد معمول کند، به خصوص برای تراکنش های کوچکتر.

تاخیر در زمان تایید تراکنش

ازدحام شبکه می تواند زمان انتظار برای تایید تراکنش ها و نهایی شدن آن را طولانی تر کند. در مواردی که شبکه به شدت شلوغ است، ممکن است ساعت ها، روز ها یا حتی بیشتر طول بکشد تا تراکنش ها تایید شوند. این امر می تواند باعث ناامیدی کاربران شود.

تجربه کاربری ضعیف

کارمزد های بالا و تاخییر در زمان تایید می تواند تجربه کاربری ضعیفی را برای کاربر رقم بزند و درنتیجه آن پذیرش و قابلیت استفاده از بلاک چین را کاهش دهد.

نوسان بازار

ازدحام می تواند باعث ایجاد ناپایداری و نوسانات بازار شود. اگر کاربران زیادی قصد فروش یک ارز دیجیتال را داشته باشند، اما شبکه بخاطر شلوغی نتواند آنها را به موقع پردازش کند، کاربران وحشت میکنند و سعی میکنند به سرعت دارایی‌های خود را تخلیه کنند.

پیامدهای دیگری از جمله خطرات امنیتی و خطرات تمرکز شبکه نیز وجود دارد. به ویژه، تاخیر در زمان‌های تایید می‌تواند خطر حملات دوبار خرج کردن یا double-spending را افزایش دهد و کارمزد های بالا می‌تواند منجر به متمرکز شدن قدرت استخراج شود.

راه حل های جایگزین

پرداختن به تراکم شبکه بلاک چین یک مسئله پیچیده است. روش های مختلفی برای حل آن وجود دارد و هر کدام دارای مزایا و معایبی هستند.

افزایش اندازه بلاک

افزایش اندازه بلوک اجازه می دهد تا تراکنش های بیشتری در هر بلوک پردازش شود و به طور موثر توان عملیاتی شبکه را افزایش دهد. اما بلوک های بزرگتر برای اضافه شدن در شبکه به زمان بیشتری نیاز دارد  که این موضوع خطر فورک های موقت را افزایش می دهد. آنها همچنین به فضای ذخیره سازی بیشتری نیاز دارند که می تواند منجر به افزایش متمرکز سازی شود.

کاهش زمان بلاک

کاهش زمان بلوک به شبکه اجازه می دهد تا تراکنش ها را سریعتر پردازش کند. با این حال، زمان بلوک کوتاه‌تر می‌تواند تعداد بلوک‌های یتیم را افزایش دهد و امنیت بلاکچین را به خطر بیندازد.

راه حل های لایه 2

این راه‌حل‌های برون زنجیره ای، تراکنش‌های خارج از بلاک چین را پردازش می‌کنند و وضعیت نهایی را درون زنجیره ثبت می‌کنند. شبکه لایتنینگ بیت کوین (Bitcoin) و پلاسمای اتریوم (Ethereum) نمونه هایی از این راه حل ها هستند. این راه حل ها می توانند مقیاس پذیری را افزایش دهند، اما برای پیاده سازی پیچیده هستند و می توانند مسائل امنیتی بیشتری را ایجاد کنند.

شاردینگ

شاردینگ (Sharding) تکنیکی است که در آن بلاک چین به چند قطعه کوچکتر تقسیم می شود و هر کدام قادر به پردازش تراکنش ها و قراردادهای هوشمند هستند. این ویژگی می تواند ظرفیت شبکه را به میزان قابل توجهی افزایش دهد. اما مانند راه حل های لایه 2، شاردینگ مشکلات و همچنین خطرات امنیتی بیشتری ایجاد میکند.

از آنجایی که انتظار می‌رود فناوری بلاک چین در سال‌های آینده توسط کاربران بیشتری مورد استفاده قرار گیرد، مسائل تراکم شبکه اهمیت بیشتری پیدا کرده اند. توانایی شبکه در پردازش موثر حجم بالای تراکنش ها، برای پذیرش گسترده و کاربردی بودن آن بسیار مهم است. این امر به ویژه در سیستم های بلاک چینی که قصد دارند تراکنش های روزانه و سریع را بهبود دهند،  بسیار مهم است.

در حالی که ازدحام شبکه بلاک چین چالش های مهمی را ایجاد می کند، جامعه همچنان به توسعه راه حل هایی برای کمک به کاهش این مشکلات ادامه می دهد. به همین ترتیب، تحقیقات پیرامون افزایش مقیاس پذیری بلاک چین در اولویت این صنعت قرار دارد.

ترجمه شده توسط مجله خبری نیپوتو

برای خرید و فروش تتر به مارکت نیپوتو مراجعه کنید