در به‌روزرسانی اتریوم چه اتفاقی می‌افتد؟

مدت‌ها است که فعالان حوزه رمزارزها در انتظار بروزرسانی شبکه اتریوم معروف به «اتریوم ۲.۰» هستند. قرار است در این نسخه، ساختار و عملکرد شبکه اتریوم به‌کلی متحول شود، گذار به سمت سازوکار اجماع «اثبات سهام»، تقسیم‌بندی شبکه و استفاده از «زنجیره بیکان» به‌عنوان قلب تپنده بلاک چین اتریوم، از مهم‌ترین تغییرات مورد انتظار در به‌روزرسانی شبکه اتریوم هستند.

در این مقاله از آکادمی مزدکس می‌خواهیم نگاهی دقیق‌تر به اتریوم ۲.۰ بیندازیم و جزئیات فرایند به‌روزرسانی این بلاکچین پرطرفدار را زیر ذره‌بین ببریم.

از زمان راه‌اندازی شبکه اتریوم تا به امروز، حوزه‌های مختلف فناوری بلاکچین از «دی‌اپ‌ها» (اپلکیشن‌های توزیع‌شده) تا «دیفای» (امور مالی غیرمتمرکز)، شاهد پیشرفت‌های چشم‌گیری بوده‌اند. روزی نیست که پروتکل یا برنامه تازه‌ای با هدف ارائه خدماتی نوآورانه برای کاربران عرضه نشود. توسعه و راه‌اندازی این اپ‌های پرتعداد، گرچه با استقبال فزاینده کاربران مواجه شده؛ اما با یک مانع بزرگ روبه‌رو است. بسیاری از این برنامه‌ها در بستر بلاکچین اتریوم، پیاده‌سازی می‌شوند. اتریوم نیز همچون دیگر شبکه‌های بلاکچینی، ظرفیت محدودی دارد. بنابراین نتوانسته به‌خوبی از پس میزبانی و پردازش اپ‌های پرشمار بربیاید.

رفته‌رفته، «مقیاس‌پذیری» به پاشنه آشیل شبکه اتریوم تبدیل شد. با رشد اپ‌ها و افزایش فعالیت‌ها در این شبکه، کارمزد انجام تراکنش‌ها به‌شدت افزایش پیدا کرد. سازندگان اتریوم همواره ادعا کرده‌اند که این شبکه می‌تواند آغازگر راهی برای مهاجرت به سمت نسل بعدی اینترنت با صدها میلیون کاربر باشد. این ادعا اما با ظرفیت‌های کنونی اتریوم در تضاد است و بعید به‌نظر می‌رسد که کاربرها حاضر باشند برای هر تراکنشی ده‌ها دلار کارمزد پرداخت کنند.

اینجا بود که توسعه‌دهندگان به فکر به‌روزرسانی اتریوم و راه‌اندازی نسخه دوم این بلاکچین افتادند. این به‌روزرسانی، بیش از هر چیز می‌خواهد معضل مقیاس‌پذیری اتریوم را حل و فصل کند.

شبکه اتریوم ۲.۰ چیست؟

اتریوم ۲.۰ که با عناوین دیگری همچون «Eth2» یا «سرنیتی» (Serenity) نیز شناخته می‌شود، نسخه دوم و روزآمد اتریوم است که افزایش مقیاس‌پذیری این شبکه را نوید می‌دهد. در این نسخه قرار است سرعت، راندمان و مقیاس‌پذیری بلاکچین اتریوم افزایش پیدا کند، بی‌آنکه امنیت و تمرکززدایی این شبکه قربانی شوند.

چندین سال است که به‌روزرسانی اتریوم در قالب یک فرایند تدریجی در حال انجام است. گرچه در نگاه اول، به‌نظر می‌شد که این فرایند، کمی طولانی شده؛ اما نباید از این واقعیت غافل شد که ایجاد تغییرات به روشی امن و غیرمتمرکز در یک شبکه بلاک چینی در حال کار، بسیار دشوار است.

اتریوم ۲.۰ تفاوت‌های بسیاری با نسخه پیشین خود دارد که در ادامه به آن‌ها اشاره می‌کنیم.

تفاوت‌های شبکه اتریوم ۲.۰ با نسخه اولیه آن

اتریوم ۲.۰ و نسخه اولیه آن، دارای سه تفاوت اساسی هستند که عبارت‌اند از:

۱- گذار به سمت سازوکار اجماع اثبات سهام؛

۲- استفاده از زنجیره‌های خرد؛

۳- زنجیره بیکان.

در ادامه، هر یک از این سه مولفه را بررسی خواهیم کرد.

گذار به سوی اثبات سهام

در بسیاری از شبکه‌های بلاکچینی از جمله بیت کوین و اتریوم، از روشی ویژه موسوم به «اثبات کار» برای امن نگه‌داشتن شبکه، اعتبارسنجی تراکنش‌ها و اعطای پاداش به ماینرها استفاده می‌شود. متأسفانه این روش، مقیاس‌پذیری بلاک چین را با محدودیت مواجه می‌کند؛ زیرا هرچه ابعاد شبکه، گسترده‌تر می‌شود، توان رایانشی موردنیاز برای پردازش تراکنش‌ها هم افزایش می‌یابد. تأمین این توان نیز مستلزم نصب و راه‌اندازی دستگاه‌های گران‌قیمت و مصرف مقادیر زیاد انرژی است که هزینه‌های هنگفتی را به کاربران تحمیل می‌کند.

در روش «اثبات سهام» اما قواعد بازی تغییر می‌کند و نیازی به صرف توان رایانشی نیست. در این روش، هر کاربری که خواهان مشارکت در فرایند اعتبارسنجی تراکنش‌ها است، باید تعداد مشخصی رمزارز اتر را در یک حساب، سپرده‌گذاری (سهام‌گذاری) و با صحت‌سنجی تراکنش‌ها پاداش دریافت کند.

تقسیم‌بندی یا شاردینگ

در نسخه فعلی اتریوم هر کاربری که بخواهد در فرایند اعتبارسنجی تراکنش‌‌ها یا همان استخراج مشارکت کند، باید دست به راه‌اندازی یک گره یا نود (Node)‌ بزند. هر گره، رونوشتی کامل از تمامی رخدادهای شبکه را باید در اختیار داشته باشد. بنابراین اگر بخواهید یک گره در شبکه اتریوم بسازید، باید تک‌تک تراکنش‌های این شبکه را از ابتدای راه‌اندازی آن تا زمان حال، بارگذاری، ذخیره و پردازش کنید. گرچه این ویژگی، تضمین‌کننده امنیت شبکه است؛ اما باعث می‌شود که پردازش تراکنش‌ها به کندی انجام شود.

اتریوم ۲.۰ برای حل این مشکل، راهکاری ویژه‌ موسوم به «تقسیم‌بندی» یا «شاردینگ» (Sharding) پیشنهاد داده است. در این روش، بلاک چین یا زنجیره اتریوم به اجزای کوچک‌تری به نام «خرده‌زنجیره» (Shard Chain) تقسیم می‌شوند. به این ترتیب،‌ دیگر لازم نیست هر گره، کل تراکنش‌های یک شبکه را اعتبارسنجی کند و می‌تواند تنها به صحت‌سنجی تراکنش‌های موجود در خرده‌زنجیره‌ها مشغول شود. این کار باعث افزایش سرعت هر گره و در نتیجه بهبود ظرفیت شبکه در پردازش تراکنش‌ها می‌شود.

زنجیره بیکان

پیش‌تر گفتیم که خرده‌زنجیره‌ها در اتریوم ۲.۰ به موازات هم مشغول پردازش تراکنش‌ها می‌شوند. حالا چطور می‌توان مطمئن شد که این خرده‌زنجیره‌ها دچار تداخل نمی‌شوند و می‌توانند به‌طور هماهنگ به فعالیت خود ادامه دهند؟ برای هماهنگی و اجماع خرده‌زنجیره‌ها یک زنجیره جدید به نام «زنجیره بیکان» (Beacon Chain) در اتریوم ۲.۰ تعبیه شده است.

زنجیره بیکان، یک بلاکچین کاملا جدید و به‌نوعی قلب تپنده اتریوم ۲.۰ است. بدون این زنجیره، خرده‌زنجیره‌ها نمی‌توانند اطلاعات را با هم به‌اشتراک بگذارند و دچار ناهماهنگی می‌شود. به این ترتیب، دیگر خبری از بهبود مقایس‌پذیری و افزایش ظرفیت پردازش تراکنش‌ها نخواهد بود.

نقشه راه گذار به شبکه اتریوم ۲.۰

پیاده‌سازی و راه‌اندازی اتریوم ۲.۰ طی فرایندی تدریجی در حال انجام است. این فرایند شامل سه فاز یا مرحله است که در ادامه جزئیات هر یک را بررسی می‌کنیم.

فاز صفر

فاز اول یا فاز صفر به راه‌اندازی زنجیره بیکان اختصاص دارد؛ زیرا بدون این زنجیره، خرده‌زنجیره‌ها قادر به فعالیت نیستند. زنجیره بیکان، کار خود را با پذیرش متقاضیان مشارکت در اعتبارسنجی آغاز می‌کند. متقاضیان باید برای این کار، تعداد مشخصی از رمزارز اتر را در یک قرارداد سپرده‌گذاری یک‌طرفه سهام‌گذاری کنند.

توجه داشته باشید که کسانی که می‌خواهند به‌عنوان گرههای اعتبارسنج در شبکه اتریوم ۲.۰ فعال باشند و اترهای خود را در قرارداد سپرده‌گذاری زنجیره بیکان، سهام‌گذاری کرده‌اند، تا راه‌اندازی کامل خرده‌زنجیره‌ها قادر به لغو قرارداد خود نیستند. به این ترتیب، نمی‌توانند تا اتمام مرحله بعدی به‌روزرسانی شبکه، اترهای خود را برداشت کنند.

گفتنی است که اجرای فاز صفر به‌روزرسانی اتریوم از تاریخ اول دسامبر ۲۰۲۰ آغاز شده است.

فاز ۱/۱.۵

مرحله بعدی به‌روزرسانی اتریوم، ترکیبی از دو فاز ۱ و ۱.۵ است. در فاز ۱، خرده‌زنجیره‌ها در یک محیط آزمایشی به اعتبارسنج‌ها اجازه می‌دهند از طریق اثبات سهام، دست به ایجاد بلاک داده بزنند. در فاز ۱.۵ اما خرده‌زنجیره‌ها به‌طور رسمی کار خود را در شبکه اصلی اتریوم آغاز می‌کنند و فرایند گذار از روش اجماع اثبات کار به اثبات سهام کلید می‌خورد.

فاز ۲

فاز ۲، مرحله پایانی استقرار اتریوم ۲.۰ است. در این مرحله، کل شبکه به خرده‌زنجیره‌ها تقسیم شده و بار پردازش تراکنش‌ها بر دوش اعتبارسنج‌ها قرار دارد. خرده‌زنجیره‌ها در اتریوم ۲.۰ با قراردادهای هوشمند به‌طور کامل، سازگار هستند و توسعه‌دهندگان همچون گذشته می‌توانند دی‌اپ‌ها یا پروتکل‌های دلخواه خود را در بستر اتریوم ۲.۰ پیاده‌سازی کنند.

نتایج راه‌اندازی اتریوم ۲.۰

در ادامه می‌خواهیم بدانیم که از راه‌اندازی اتریوم ۲.۰ چه انتظاراتی باید داشته باشیم و این به‌روزرسانی چه تغییراتی در عملکرد شبکه اتریوم ایجاد می‌کند.

۱- بهبود راندمان شبکه از نظر مصرف انرژی

همان‌طور که پیش‌تر گفتیم، اتریوم کنونی از روش انرژی‌بر اثبات کار برای پردازش و صحت‌سنجی تراکنش‌ها استفاده می‌کند. این روش، نیازمند مصرف مقادیر گزافی از انرژی است. با راه‌اندازی اتریوم ۲.۰ و گذار به روش اجماع اثبات سهام، دیگر نیازی به استخراج و مصرف انرژی نخواهد بود. بنابراین، نگه‌داری شبکه اتریوم به انرژی کمتری نیاز خواهد داشت.

۲- افزایش امنیت شبکه

با راه‌اندازی اتریوم ۲.۰، خرابکاری در شبکه اتریوم و اختلال در عملکرد آن دشوارتر می‌شود؛ زیرا اعتبارسنج‌ها برای مشارکت در فرایند پردازش تراکنش‌ها باید تعداد مشخصی اتر را در یک قرارداد، سپرده‌گذاری کنند و در صورت تخطی از قوانین شبکه، اترهای خود را از دست می‌دهند؛ بنابراین به نفع آن‌ها است که به‌طور کامل به قوانین شبکه پایبند باشند و تمام تلاش خود را برای حفظ امنیت آن به کار ببندند.

۳- تمرکززدایی بیشتر

با راهکار تقسیم‌بندی یا شاردینگ، بار پردازش و اعتبارسنجی تراکنش‌ها در اتریوم ۲.۰ به دوش خرده‌زنجیره‌ها می‌افتد. خرده‌زنجیره‌ها نیز خود شامل کاربرانی هستند که با هدف کسب پاداش اعتبارسنجی به شبکه پیوسته‌اند. به این ترتیب، تعداد کاربران و اعضای فعال اتریوم افزایش می‌یابد و این شبکه بیش از پیش به هدف خود برای تمرکززدایی بیشتر نزدیک‌تر می‌شود.

۴- افزایش سرعت تراکنش‌ها

در اتریوم ۲.۰ با پیاده‌سازی راهکار شاردینگ، سرعت پردازش تراکنش‌ها به‌شدت افزایش پیدا می‌کند. در حال حاضر، شبکه اتریوم تنها می‌تواند ۳۰ تراکنش را در ثانیه پردازش کند؛ اما اتریوم ۲.۰ وعده داده که قادر است از پس پردازش ۱۰۰ هزار تراکنش در ثانیه بر بیاید. به این ترتیب، می‌توان انتظار داشت که تراکنش‌های شبکه اتریوم، با کمترین تأخیر و بیشترین سرعت ممکن، پردازش و تأیید شوند.

۵- کاهش کارمزد تراکنش‌ها

با افزایش سرعت شبکه، کارمزد انجام تراکنش‌ها کاهش می‌یابد. به این ترتیب، توسعه‌دهندگانی که اکنون به‌دلیل هزینه‌های سنگین از پیاده‌سازی برنامه‌های خود در بستر اتریوم دل‌سرد شده‌اند، بار دیگر می‌توانند برای تحقق ایده‌های خود به سراغ این شبکه بروند.

جمع‌بندی

به‌روزرسانی اتریوم، رخداد بسیار مهمی برای این شبکه و فراتر از آن، کل زیست‌بوم بلاک چین و رمزارزها است. با گذار به سمت اتریوم ۲.۰، انتظار می‌رود که مقیاس‌پذیری بلاک چین اتریوم به‌طور چشم‌گیری بهبود پیدا کند.

گرچه راه‌اندازی اتریوم ۲.۰ تابه‌حال دچار وقفه‌های متعددی شده و حتی ممکن است بیش از پیش به طول بینجامد؛ اما با تلاش مستمر توسعه‌دهندگان و بنیان‌گذاران اتریوم، امید است که به‌زودی شاهد پیاده‌سازی کامل این به‌روزرسانی باشیم.