بلاک چین ها فقط تعداد محدودی از تراکنش ها را در ثانیه پردازش میکنند. به عنوان مثال، شبکه بیت کوین (BTC) می تواند حدود هفت تراکنش را در ثانیه پردازش کند. اگر قرار است فناوری بلاک چین در سطح جهانی مورد استفاده قرار گیرد، باید بتواند داده های بسیار بیشتری و با سرعت بیشتری را مدیریت کند تا افراد بیشتری بتوانند از شبکه استفاده کنند و استفاده از آن کند یا گران نباشد. با این حال، اساس طراحی بسیاری از شبکه های غیرمتمرکز به این منظور است که افزایش مقیاس پذیری باعث تضعیف تمرکززدایی یا امنیت آن میشود. این مشکل به عنوان معضل سه‌گانه بلاکچین شناخته می‌شود. توسعه‌دهندگان به دنبال حل این مشکل، مکانیسم‌های اجماع متفاوت و راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری، مانند شاردینگ، زنجیره‌های جانبی و کانال‌های حالت را مورد آزمایش قرار میدهند.

بلاک چین یک پایگاه داده دیجیتالی توزیع شده است. بلوک های داده به ترتیب زمانی سازماندهی میشوند و به وسیله شواهد رمزنگاری به هم متصل و ایمن می شوند. پیاده سازی این فناوری در صنایع مختلف در حال حاضر نحوه کار و زندگی ما را تغییر داده است.

در این رابطه بخوانید‌ : قرارداد آتی معکوس (Inverse futures contract) چیست؟

هدف توسعه بلاک چین های غیرمتمرکز حذف واسطه ها است. با این حال، به عقیده کارشناسان در استفاده گسترده از این فناوری، یک مشکل اصلی وجود دارد که باید رفع شود. این مشکل به عنوان «معضل سه‌گانه بلاکچین» شناخته می شود.

این اصطلاح برای اولین بار توسط ویتالیک بوترین، یکی از بنیانگذاران اتریوم (ETH) مطرح شد. تمرکززدایی، امنیت و مقیاس پذیری سه بخش اصلی یک بلاک چین هستند. سه‌گانه بلاک چین به این ایده اشاره دارد که رسیدن به سطوح بهینه در هر سه بخش به طور همزمان برای بلاک‌چین‌ها دشوار است. افزایش بهینه یکی از آنها معمولا منجر به تضعیف دیگری می شود.

این مقاله به بررسی هر سه بخش Blockchain Trilemma می پردازد و هر بخش را توضیح می دهد.

بلاکچین غیرمتمرکز چیست؟

تمرکززدایی یک اصل کلیدی در فناوری بلاک چین است. این امر به توزیع قدرت در سراسر شبکه اشاره دارد، به این معنی که هیچ فرد یا نهادی سیستم را کنترل نمیکند. در یک بلاک چین غیرمتمرکز، تمام نودهای شبکه یک نسخه از دفتر کل را در اختیار دارند و می توانند تراکنش ها را بررسی و تایید کنند.

اهمیت تمرکززدایی در فناوری بلاک چین در تامین امنیت و شفافیت شبکه است. یک بلاک چین غیرمتمرکز در برابر حملات بسیار مقاوم است، زیرا هیچ نقطه شکستی وجود ندارد. همچنین شفافیت را فراهم می کند، زیرا هر کسی می تواند تراکنش های شبکه را مشاهده کند.

نمونه هایی از بلاک چین های غیرمتمرکز عبارت اند از بیت کوین (Bitcoin)، اتریوم (Ethereum) و لایت کوین (Litecoin). بیت کوین، اولین ارز دیجیتال غیرمتمرکز، در یک شبکه غیرمتمرکز کار می کند که در آن هر نود یک کپی از دفتر کل دارد. تراکنش ها از طریق مکانیزم اجماع اثبات کار (proof-of-work) تأیید می شوند. اتریوم، نیز در یک شبکه غیرمتمرکز کار می کند اما از مکانیزم اجماع متفاوتی به نام اثبات سهام (proof-of-stake) استفاده می کند.

با این حال، دستیابی به تمرکززدایی با مبادلات همراه است. به عنوان مثال، یک بلاک چین بسیار غیرمتمرکز ممکن است کندتر و کارآمدتر از یک بلاک چین متمرکز باشد. علاوه بر این، با افزایش تعداد گره‌ها در شبکه، دشواری دستیابی به اجماع افزایش می‌یابد که منجر به کاهش سرعت تراکنش و مصرف انرژی بیشتر می‌شود.

امنیت بلاکچین چیست؟

امنیت یکی دیگر از اجزای حیاتی فناوری بلاک چین است. این امر به اقدامات انجام شده برای جلوگیری از دسترسی غیرمجاز و فعالیت های مجرمانه در شبکه بلاک چین اشاره دارد. فناوری بلاک چین امنیت شبکه را از طریق رمزگذاری، کلید‌های عمومی رمزنگاری شده و الگوریتم‌های اجماع تامین میکند.

اهمیت امنیت در فناوری بلاک چین در تامین یکپارچگی و قابل اعتماد بودن شبکه است. در یک بلاک چین امن تراکنش ها پس از اضافه شدن به دفتر کل قابل تغییر یا حذف نیستند. این ویژگی اعتماد و شفافیت را فراهم می کند، زیرا همه اعضای شبکه می توانند تراکنش ها را تأیید کنند.

نمونه هایی از بلاک چین های امن عبارت اند از بیت کوین، اتریوم و مونرو (Monero). به عنوان مثال، بیت کوین از الگوریتم های رمزنگاری برای ایمن سازی تراکنش ها و جلوگیری از هزینه مضاعف استفاده می کند. اتریوم از رویکرد مشابهی استفاده می‌کند اما امکان اجرای قراردادهای هوشمند را نیز فراهم می‌کند، قراردادهایی که به طور اتوماتیک اجرا میشوند و توافق بین خریدار و فروشنده مستقیماً در کد نوشته می‌شود.

با این حال، حفظ سطوح بالای امنیت در یک سیستم بلاک چین می تواند چالش برانگیز باشد. به عنوان مثال، همیشه خطر یک حمله 51٪ وجود دارد. در حمله 51%، یک نهاد واحد بیش از 50٪ از قدرت محاسباتی شبکه را کنترل می کند، که به طور بالقوه منجر به نقض امنیت می شود. سایر تهدیدات امنیتی شامل هک، بدافزار و حملات مهندسی اجتماعی است.

همچنین بخوانید : انواع آدرس های بیت کوین: لگسی، سگویت، تپروت

معاوضه امنیت در فناوری بلاک چین با کارایی و سرعت تراکنش ها مرتبط است. اجرای سطوح بالای امنیت می تواند منجر به کاهش سرعت تراکنش و افزایش مصرف انرژی شود. با این حال، قربانی کردن امنیت برای کارایی می‌تواند منجر به آسیب‌پذیری‌ها و خطراتی برای یکپارچگی و قابلیت اعتماد شبکه شود.

مقیاس پذیری در بلاکچین چیست؟

مقیاس پذیری، به توانایی یک سیستم بلاک چین برای مدیریت حجم زیاد تراکنش ها بدون به خطر انداختن کارایی شبکه اشاره دارد. مقیاس پذیری جزء مهمی از فناوری بلاک چین است، زیرا تعداد تراکنش هایی که یک سیستم بلاکچین می تواند در لحظه پردازش کند را تعیین می کند.

اهمیت مقیاس پذیری شبکه در فناوری بلاک چین به افزایش پذیرش گسترده این فناوری مرتبط است. یک بلاک چین مقیاس پذیر می تواند بسیاری از تراکنش ها را به طور کارآمد پردازش کند و برای استفاده در صنایع مختلف مانند مراقبت های بهداشتی، مالی و مدیریت زنجیره تامین مناسب است.

نمونه هایی از بلاک چین های مقیاس پذیر عبارتند از اتریوم 2.0، کاردانو و سولانا. به عنوان مثال، اتریوم 2.0 نسخه ارتقا یافته بلاک چین اتریوم است که هدف آن بهبود مقیاس پذیری با استفاده از مکانیزم اجماع اثبات سهام است.

با این حال، دستیابی به سطوح بالایی از مقیاس پذیری چالش برانگیز است زیرا سیستم های بلاک چین برای اعتبارسنجی تراکنش ها به الگوریتم های اجماع متکی هستند. با افزایش تعداد تراکنش ها، زمان لازم برای اعتبارسنجی هر تراکنش نیز افزایش می یابد. این موضوع می تواند منجر به کاهش سرعت تراکنش و افزایش مصرف انرژی شود.

معاوضه مقیاس پذیری در فناوری بلاک چین با تمرکززدایی و امنیت مرتبط است. دستیابی به سطوح بالایی از مقیاس پذیری می تواند منجر غیرمتمرکز شدن شبکه شود و در آن تنها تعداد کمی از نود ها قدرت محاسباتی مورد نیاز برای پردازش تراکنش ها را دارند. علاوه بر این، قربانی کردن امنیت شبکه برای مقیاس‌پذیری می‌تواند منجر به آسیب‌پذیری‌ شود و یکپارچگی و قابلیت اعتماد شبکه را به خطر بی اندازد.

معضل سه‌گانه چگونه بر بلاکچین تاثیر میگذارد؟

نمونه هایی از اینکه چگونه trilemma بر فناوری بلاک چین تأثیر می گذارد عبارتند از:

بیت کوین: بیت کوین یک شبکه بلاک چین بسیار غیرمتمرکز است که از اجماع اثبات کار استفاده می کند که سطوح بالایی از امنیت را تضمین می کند، اما مقیاس پذیری پایینی دارد و سرعت پردازش تراکنش ها در آن بسیار پایین است.

اتریوم: اتریوم یک پلتفرم بلاک چین است که از چارچوب قرارداد هوشمند استفاده می کند که منجر به پذیرش گسترده آن در صنایع مختلف شده است. در گذشته اتریوم از مکانیسم اجماع اثبات کار استفاده میکرد که مقیاس پذیری آن را پایین آورده بود. در نتیجه تیم توسعه برای حل این مشکل اتریوم 2.0 را معرفی کرد که از مکانیزم اجماع اثبات سهام را برای بهبود مقیاس پذیری استفاده میکند.

ریپل: ریپل یک پلتفرم بلاک چین است که برای مؤسسات مالی طراحی شده است و پرداخت‌های بین‌مرزی سریع و کارآمد را ارائه می‌کند. با این حال، شبکه ریپل نسبت به دیگر شبکه‌های بلاک چین متمرکزتر است، که آن را در برابر حملات آسیب‌پذیرتر می‌کند و نگرانی‌هایی را در مورد عملکرد طولانی‌مدت آن ایجاد می‌کند.

معضل سه‌گانه بلاکچین به طرق مختلف بر فناوری بلاک چین تأثیر می گذارد و یافتن تعادل مناسب بین این سه مؤلفه همچنان یک چالش مهم برای توسعه دهندگان و مهندسان بلاک چین است.

حل معضل سه‌گانه بلاکچین

فناوری بلاک چین در دستیابی به تعادل مناسب بین تمرکززدایی، امنیت و مقیاس پذیری با چالش زیادی مواجه است. برای غلبه بر این چالش، توسعه دهندگان و مهندسان بلاک چین درحال برسی راه حل های جدید برای بهبود فناوری و یافتن تعادل مناسب بین این اجزا تلاش می کنند.

مروری بر راه حل های بالقوه:

راه حل های لایه 2: راه حل های لایه 2 پروتکل هایی هستند که در بالای شبکه بلاک چین عمل می کنند و به افزایش مقیاس پذیری کمک می کنند. این راه حل ها امکان پردازش بسیاری از تراکنش های خارج از زنجیره را فراهم می کند و بار شبکه اصلی بلاک چین را کاهش می دهد.

شاردینگ: شاردینگ تکنیکی است که شامل تقسیم شبکه بلاک چین به قطعات کوچکتر می شود که هر کدام می توانند زیرمجموعه ای از کل تراکنش ها را پردازش کنند. این رویکرد می‌تواند با کاهش بار روی نود ها به افزایش مقیاس‌پذیری کمک کند.

مکانیسم های اجماع: مکانیسم های اجماع الگوریتم هایی هستند که برای اعتبارسنجی تراکنش ها در شبکه بلاک چین استفاده می شوند. مکانیسم‌های اجماعی مانند اثبات سهام، که به افزایش مقیاس‌پذیری و کاهش مصرف انرژی کمک میکند.

تحلیل راه حل های پیشنهادی

راه حل های لایه 2 و شاردینگ رویکردهای امیدوارکننده ای برای افزایش مقیاس پذیری هستند، اما مشکلاتی نیز به همراه دارند. راه حل های لایه 2 می توانند از امنیت کمتری نسبت به شبکه اصلی بلاک چین برخوردار باشند و شاردینگ جنبه غیرمتمرکز بلاکچین را مختل میکند. علاوه بر این، اجرای این راه حل ها به تخصص فنی و منابع قابل توجهی نیاز دارد.

مکانیسم های اجماع، مانند اثبات سهام، پتانسیل افزایش مقیاس پذیری و کاهش مصرف انرژی را دارند. با این حال، این مکانیسم ها باید به دقت طراحی شوند تا امنیت شبکه را تضمین کنند و از متمرکز شدن جلوگیری کنند.

چشم انداز آینده در حل معضل سه گانه

فناوری بلاک چین هنوز در مراحل اولیه توسعه خود است و راه حل های سه گانه بلاک چین به طور مداوم در حال تغییر هستند. در حالی که معاوضه بین تمرکززدایی، امنیت و مقیاس پذیری همیشه وجود خواهد داشت، اما توسعه دهندگان و مهندسان بلاک چین در تلاش هستند تا راه حل های نوآورانه ای برای بهبود فناوری و دستیابی به تعادل مناسب بین این اجزا پیدا کنند. با پیشرفت فناوری، می‌توان انتظار داشت که رویکردهای جدیدی برای حل معضل سه‌گانه و افزایش مقیاس‌پذیری شبکه‌های بلاک چین توسعه یابد.

چرا دستیابی به تعادل مناسب اهمیت دارد؟

فناوری بلاک چین این پتانسیل را دارد که با ارائه روش های امن و شفاف برای ذخیره و انتقال داده‌ها، صنعت را متحول کند. با این حال، معضل سه‌گانه بلاکچین چالش‌های مهمی در ایجاد تعادل در تمرکززدایی، امنیت و مقیاس‌پذیری ایجاد می‌کند. بنابراین، توسعه دهندگان و مهندسان بلاک چین به طور مداوم در جال بررسی راه حل های نوآورانه برای غلبه بر این چالش هستند.

در حالی که رویکردهای امیدوارکننده‌ای مانند راه‌حل‌های لایه 2، شاردینگ، و مکانیسم‌های اجماع در حال توسعه هستند، اما دستیابی به تعادل مناسب بین مؤلفه‌های trilemma همچنان یک چالش است. با این وجود، با تکامل فناوری بلاک چین، می‌توان انتظار داشت راه‌حل‌های جدیدی پدیدار شود و امکان پذیرش گسترده فناوری بلاک چین برای تغییر صنایع نیز فراهم شود.

ترجمه شده توسط مجله خبری نیپوتو