مشکل مقیاس پذیری شبکه بیت کوین (Bitcoin)

آیا بیت کوین (Bitcoin) با مشکل مقیاس پذیری مواجه است؟

بله ، این مشکل تا کنون حل نشده است و با گذشت زمان نیز بدتر می شود.

بیت کوین (Bitcoin) بر روی نرم افزاری که توسط یک برنامه نویس یا گروهی از برنامه نویسان معروف به ساتوشی ناکاموتو (Satoshi Nakamoto) در سال ۲۰۰۷-۲۰۰۹  ایجاد شده است اجرا می شود. علیرغم پیشرفت های بسیار ، که از زمان ظهور بیت کوین (Bitcoin) توسط توسعه دهندگان انجام شده است ، کد بیس این شبکه همچنان بسیار شبیه به یازده سال پیش است و برخی از محدودیت های شبکه همچنان وجود دارند.

مشکل این است که وضعیت فعلی اکوسیستم بیت کوین (Bitcoin) با زمان آغاز ظهور این کریپتوکارنسی بسیار متفاوت است. تعداد کاربران این شبکه از چند فرد علاقه مند به بیش از ۱۰ میلیون کاربر روزمره افزایش یافته است.

رشد کاربران به طور طبیعی با تعداد فزاینده تراکنش های روزانه همراه است که اکنون شامل صدها هزار تراکنش می شود. حقیقت تأسف آور این است که شبکه بیت کوین (Bitcoin) در شرایط فعلی قادر به پردازش سریع همه تراکنش ها نیست.

چرا شبکه بیت کوین (Bitcoin) قادر به انجام تمامی تراکنش ها نیست؟

مشکل از یک پارامتر خاص به نام “محدودیت سایز بلاک” ناشی می شود. حد فعلی برای شدت تراکنش های در حال رشد کافی نیست.

اول ، یک معرفی خیلی مختصر و اساسی درباره نحوه کار بیت کوین (Bitcoin) برای کسانی که نمی دانند. تمام تراکنش هایی که تاکنون در شبکه بیت کوین (Bitcoin) اتفاق افتاده است و یا در آینده رخ خواهد داد ، روی یک دفتر کل عمومی و تغییر ناپذیر به نام بلاکچین “The Blockchain” ثبت می شود.

همانطور که از نام آن پیداست ، بلاکچین (Blockchain) زنجیره ای از بلاک ها است. هر بلاک نیز ، مجموعه ای از تمام تراکنش های رمزنگاری شده است که طی ده دقیقه گذشته در شبکه اتفاق افتاده است. هر بلاک جدید به طور دائمی به انتهای بلاکچین (Blockchain) اضافه می شود و کاربران در هر زمانی می توانند روند انجام تراکنش مورد نظر خود را بررسی کنند.

در سال ۲۰۱۰ ، ناکاموتو محدودیت اندازه بلاک را ۱ مگابایت اعلام کرد ، به این معنی که بلاک های با اندازه بیشتر از ۱ مگابایت به طور خودکار توسط شبکه به عنوان بلاک نامعتبر رد می شوند. این یک اقدام امنیتی بود که به منظور جلوگیری از حملات احتمالی منع سرویس (Denial of Service attack) یا به اختصار (DoS) از سوی هکرها ایجاد شده است ، طی این حمله بلاک هایی با سایز بزرگ یا حتی بی نهایت به منظور فلج کردن و از کار انداختن شبکه در آن پخش می شوند.

این تصمیم تأثیر طولانی مدتی بر ظرفیت تراکنش های شبکه داشته است.

هر تراکنش از داده های مهمی تشکیل شده است: فرستنده ، گیرنده ، میزان بیت کوین (Bitcoin)های در حال انتقال و غیره. این داده ها فضای کمی را اشغال می کنند که در یک تراکنش واحد کاملاً ناچیز است. اما صدها تراکنش در هر دقیقه انجام می شود.

محدودیت سایز فعلی که یک مگابایت در هر بلاک است ، در واقع می تواند از سه تا هفت تراکنش بیت کوین (Bitcoin) در ثانیه پشتیبانی کند. مشکل اینجاست که این میزان برای شبکه ای با مقیاس فعلی کافی نیست. و با رشد روزافزون کاربران شبکه ، وضعیت بدتر می شود.

محدودیت سایز بلاک چه مشکلاتی را ایجاد کرده است ؟

افزایش هزینه ها و میانگین زمان انجام تراکنش ها. درواقع بیت کوین (Bitcoin) به تدریج به یک آنالوگ با کاربرد انتقال سیمی (Wire Transfer) تبدیل می شود.

در یک روز معمولی ، شبکه بیت کوین (Bitcoin) قادر به فعالیت به صورت نرمال است. با این حال ، گاهی اوقات در هنگام اوج بار شبکه در زمان اوج مصرف ( پیک ) با مشکل مواجه می شود. بسیاری از کاربران برای انجام تراکنش های خود چندین ساعت یا حتی چند روز انتظار می کشند.

علاوه بر این ، سرعت پردازش تراکنش ها از سوی ماینرهای بیت کوین (Bitcoin)، به طور مستقیم به میزان کارمزد ماینرها بستگی دارد که توسط فرستنده برای هر تراکنش تعیین می شود. این امر موجب ایجاد بازار کارمزد های تراکنش می شود: برای اینکه پردازش تراکنش و روند انتقال سریع تر انجام شود ، کاربران باید با افزایش کارمزد ها با یکدیگر رقابت کنند.

در روزهای اولیه ، کارمزدها کمتر از یک سنت بودند. اما در حال حاضر اگر می خواهید سریعا کوین ها را انتقال دهید ، باید مبلغی به ارزش چندین سنت یا حتی دلار بپردازید.

هم زمان تراکنش ها و هم میزان کارمزد به تدریج در حال افزایش بوده اند ، این موضوع باعث می شود عملکرد بیت کوین (Bitcoin) بیشتر شبیه به نقل و انتقالات بانکی باشد. این یک تهدید اساسی برای این دارایی دیجیتال است: اگر ما یک جایگزین محبوب تر و گسترده تر برای بیت کوین (Bitcoin) داریم ، اصلا چرا از آن استفاده می کنیم؟

آیا راه حلی برای مشکل مقیاس پذیری وجود دارد؟

روش های پیشنهادی زیادی برای حل این مشکل ارائه شده است که هیچکدام از آنها تا به امروز تحقق نیافته است.

مشکل مقیاس پذیری مدتهاست که مورد بررسی قرار گرفته است. احتمالاً ، دو اقدام جدی برای رفع این مشکل طرح هایی تحت عنوان BIP 100 و BIP 101 بوده است که BIP مخفف طرح بهبود بیت کوین (Bitcoin Improvement Proposal) بوده است. این طرح ها به ترتیب توسط توسعه دهندگان بیت کوین ، جف گارزیک (Jeff Garzik) و گوین اندرسن (Gavin Andresen) در سال ۲۰۱۵  معرفی شدند.

هر دو در جهت افزایش حد سایز بلاک و هر دو راه حل های هارد فورک (hard-fork) بوده اند ، به این معنی که در صورت اجرا شدن ، نسخه های قدیمی تر نرم افزار بیت کوین (Bitcoin) با شبکه جدید ناسازگار می شوند. تفاوت بین آنها در این بود که BIP 100  بر اساس تنظیم حد سایز بلاک با تصمیم ماینرها اجرا می شد ، در حالی که BIP 101 شامل افزایش یک باره و سریع سایز بلاک از ۱ مگابایت به ۸ مگابایت بود.

در این خصوص که کدام پیشنهاد باید اجرا شود ، در سال۲۰۱۵ بحث های داغی در میان جامعه بیت کوین (Bitcoin) صورت گرفت. با این وجود ، نتیجه ای نداشت. تا کنون هیچ کدام از این دو طرح BIP 100 و BIP 101 در شبکه اجرا نشده اند.

به نظر می رسد تاریخ در حال تکرار بوده است و پس از آن نیز مجددا دو راه حل مختلف ارائه شدند که برای جلب توافق جامعه و اجرا با یکدیگر رقابت می کردند :  (Bitcoin Unlimited) و (SegWit) نیز از جمله طرح هایی برای افزایش سایز بلاک بیت کوین (Bitcoin) بودند که سرو صدای زیادی در جامعه بیت کوین (Bitcoin) به پا کردند اما به نتیجه نرسیدند. مشکل ظرفیت کافی بیت کوین (Bitcoin) اکنون بسیار مهم تر از گذشته شده است ، و طرح های متعدد افزایش اندازه بلاک ها یکی پس از دیگری شکست می خورند.

طرح های (BU) و (SegWit) برای افزایش مقیاس پذیری بیت کوین (Bitcoin)

بیت کوین آنلیمیتد (Bitcoin Unlimited) قصد داشت حد مجاز اندازه بلاک را به کلی حذف کند و از این طریق به ماینرها اجازه دهد به تنهایی بر اندازه بلاک ها تاثیر بگذارند. سگویت (SegWit) در صدد افزایش متوسط اندازه بلاک به حداکثر ۴ مگابایت و حذف برخی از داده های غیر حیاتی از بلاک ها بود.

بیت کوین آنلیمیتد (Bitcoin Unlimited) طرح تکامل یافته ای از تلاش های ناموفق قبلی برای حل مشکل اندازه بلاک بوده است. (BU) با بررسی شکست ایده های افزایش حد مجاز یا تنظیم آن به صورت تدریجی که نتوانستند از پشتیبانی کافی برخوردار شوند ، با هدف از بین بردن حد مجاز مطرح شد. درعوض ، این امر باعث می شود كه ماینرها بتوانند بلاک هایی با اندازه دلخواه ایجاد كنند و آنها را از طریق شبکه پخش كنند ، و برای دستیابی به قسمتی از بلاکچین (Blockchain) با یکدیگر رقابت كنند.

سگویت (SegWit) که کوتاه ‌شده‌ی (Segregated Witness) است راه حل دیگری ارائه می دهد. این طرح در ابتدا برای رفع یک مشکل دیگر ، قابلیت  انعطاف‌پذیری (Malleability) تراکنش ها ایجاد شده بود. به طور خلاصه ، خلاص شدن از مشکل انعطاف پذیری تراکنش ها نیاز به جابجایی برخی داده های غیر مهم و اطلاعات امضا به نام “داده های شاهد  (witness data) ” از تراکنش ها و حذف آنها از بلاکچین (Blockchain) دارد.

این امر باعث افزایش اندازه بلاک ها به ۴ مگابایت می شود ، اگرچه اکثر کارشناسان آشنا با فرآیند توسعه معتقد بودند که احتمالاً بعد از راه اندازی سگویت (SegWit) ، این شبکه با اندازه بلاک ۲ مگابایت تنظیم خواهد شد.

راه دیگری نیز وجود داشت که سگویت (SegWit) می توانست از آن طریق ظرفیت تراکنش ها را افزایش دهد ، البته نه به طور مستقیم. رفع انعطاف پذیری تراکنش ها باعث می شود شبکه بیت کوین (Bitcoin) به اندازه کافی ایمن باشد تا امکان ایجاد راه حل های خارج از بلاکچین (Blockchain) مانند لایتنینگ نتورک نیز فراهم شود که می تواند تراکنش های بیت کوین (Bitcoin) را بسیار ارزان تر و سریع تر از گذشته انجام دهد.

چرا (BU) عملی نشده است؟

این طرح با مخالفت گسترده ای روبرو شد ، علت اصلی این بود که (BU) باعث میشد بیت کوین (Bitcoin) متمرکزتر شود.

برخی افراد معتقد بودند حذف محدودیت اندازه بلاک با طرح (Bitcoin Unlimited) منجر به ایجاد بلاکچین (Blockchain) کنترل نشده می شود. در سال ۲۰۱۷ ، سایز کل بلاکچین (Blockchain) از ۱۰۰ گیگابایت فراتر رفته بود و این آمار با وجود انجام سه تا هفت تراکنش در ثانیه است. اگر آن را با حد مجاز ویزا (Visa) با ۲۴۰۰۰ تراکنش در ثانیه مقایسه کنید خواهید فهمید مشکل چیست.

گفته می شود که اگر حد سایز بلاک به میزان کافی برای مخاطبان جهانی افزایش یابد ، بلاکچین (Blockchain) می تواند به چندین پتابایت و حتی بیشتر برسد.

این امر منجر به افزایش تمرکز بیت کوین (Bitcoin) خواهد شد. فقط شرکت های بزرگ قادر به تهیه فضای ذخیره سازی ، قدرت محاسباتی و پهنای باند لازم برای پردازش چنین مقادیر عظیمی از داده ها هستند و اپراتورهای گره در مقیاس کوچک را از شبکه خارج می کنند. این روش با این تصور که بیت کوین (Bitcoin) دارایی است که توسط تمامی کاربران آن اداره می شود مغایرت دارد.

چرا پروژه سگویت (SegWit) متوقف شد؟

سگویت (SegWit) نیز یک راه حل کاملاً غیرمتمرکز نیست. به خودی خود ، این روش ظرفیت بلاک را در کوتاه مدت به حدود ۲ مگابایت و در کل تا ۴ مگابایت افزایش می دهد. بسته به سرعت رشد شبکه در آینده ، ممکن است برای چندین سال یا حتی چند دهه کافی باشد.

با این وجود دیر یا زود دوباره به حد مجاز رسیده و ظرفیت آن نیز باید افزایش یابد. ارزش بلند مدت سگویت در رفع اشکال انعطاف پذیری تراکنش ها است. این امر باعث می شود توان کارایی شبکه با اجرای راه حل های زنجیره جانبی (Sidechain) مانند لایتنینگ نتورک افزایش یابد.

لایتنینگ نتورک تقریباً می تواند به عنوان یک سیستم پرداخت متقابل بدون نیاز به ثبت تمامی تراکنش ها در بلاکچین (Blockchain) توصیف شود. ابتدا ، بیت کوین (Bitcoin) های چند کاربر از طریق یک تراکنش معمولی بیت کوین (Bitcoin) بر روی کانال پرداخت جداگانه واریز می شوند که بسته به تراکم شبکه ، حدود ۱۰ دقیقه یا بیشتر طول می کشد تا تأیید شوند. پس از آن ، کلیه پرداخت های کانال پرداخت خارج از بلاکچین (Blockchain) انجام می شوند و فوراً و با هزینه بسیار کم یا به صورت رایگان توسط شخص ثالث قابل اعتماد پردازش می شوند.

هنگامی که همه اعضای کانال پرداخت در مورد توزیع نهایی بیت کوین (Bitcoin) ها به توافق برسند ، می توانند تعادل خالص را به بلاکچین (Blockchain) بازگردانند ، از این طریق به شبکه بیت کوین (Bitcoin) اجازه می دهند تا اعتبار کلیه تراکنش ها را تأیید کند.

مشکل اینجاست که برای بسیاری از اعضای جامعه کریپتوکارنسی ، هیچ تفاوتی بین “یک سیستم پرداخت متقابل که توسط شخص ثالث قابل اعتمادی نگهداری می شود” و بانک ها وجود ندارد ، و این مسئله ای است که بیت کوین (Bitcoin) قرار بوده است از روند پرداخت ها حذف کند.

آیا به زودی این بحران برطرف خواهد شد؟

بیت کوین (Bitcoin) هر روز کمتر قابل استفاده می شود ، برای یک اکوسیستم به ارزش بیش از ۱۷ میلیارد دلار ، این وضعیتی نیست که بتواند برای مدت طولانی ادامه یابد. این مشکل باید به زودی حل شود.

هر دو طرح (SegWit) و (BU) استدلال هایی را مطرح می کنند که راه حل دیگر را مغایر با ارزش های اصلی بیت کوین (Bitcoin) توصیف می کنند.

این درگیری نه تنها یک اساس فناوری بلکه یک اساس سیاسی نیز دارد. هر دو جناح ادعا می کنند که گروه دیگر در حال تلاش برای جلوگیری از رشد بیت کوین (Bitcoin) هستند یا آن را تحت کنترل دارند. نظریه های دیگری نیز وجود دارد كه اصرار دارند طرف مقابل در حال جنگ اطلاعاتی است كه مخفیانه از طریق پول زیاد تأمین می شود (بلاک استریم Blockstream برای SegWit و راجر ور برای BU) هر دو اصرار دارند که داستان آنها “واقعی” است.

آمار و ارقام نشان می دهد وضعیت به بن بست رسیده است. تصمیم نهایی توسط اکثر ماینرهای شبکه بیت کوین (Bitcoin) اتخاذ خواهد شد.  (SegWit) در این رقابت مورد علاقه اکثریت بوده است اما (Bitcoin Unlimited) در گذشته چندین بار توانسته موفق شود.

اگر طرح مشخصی برای این مشکل اجرا نشود و این بن بست ادامه یابد چه خواهد شد؟

اگر تصمیم قاطعی در این باره اتخاذ نشود ، امکان سازش وجود دارد.

یک راه سوم نیز وجود دارد ، که غیرممکن نیست و می تواند بیشترین سود را برای شبکه داشته باشد. افزایش حد بلاک و اجرای سگویت (SegWit) از هم جدا نیستند ، اکثریت افراد در جامعه معتقدند که سازش بین این دو راه حل ممکن است راهی برای پیشبرد آن باشد.

در حقیقت ، حداقل یکبار توافقی در این زمینه حاصل شده است. کنفرانسی در فوریه سال ۲۰۱۶ در هنگ کنگ با نمایندگان بیت کوین کور (Bitcoin Core) ، نویسندگان سگویت (SegWit) و چندین شرکت بزرگ ماینینگ برگزار شد که بیشتر آنها خواستار افزایش اندازه بلاک بودند. به نظر می رسید که هر دو طرف ، برای اجرای سگویت و افزایش متوسط حد اندازه بلاک به ۲ مگابایت ، در آن زمان به توافق رسیده بودند.

متأسفانه ، این توافقنامه از سوی هنگ کنگ رعایت نشد ، توسعه دهندگان بیت کوین کور در آخرین نسخه سگویت اندازه بلاک را افزایش ندادند و ماینرها نیز از این رو از پذیرش آن خودداری کردند.

اما این موضوع نشان داده است که توافق جمعی بین طرف های مخالف امکان پذیر است و راه حلی وجود دارد که بتواند همه را راضی نگه دارد. هنوز این امید وجود دارد که اختلافات سیاسی کنار گذاشته شوند و با همکاری این گروه ها خواهیم دید که بیت کوین (Bitcoin) از گذشته قوی تر می شود.

ترجمه شده توسط دلاریپتو

No views yet