ظرفیت بلاک (Block Size) چیست؟ بررسی چالش های آن برای بیت کوین
بیت کوین چگونه مشکل ظرفیت بلاک را حل کرد؟
بیت کوین ارز دیجیتال برتر حوزه کریپتوکارنسی با یک مشکل مهم و اساسی دست و پنجه نرم میکند. توسعه دهندگان ارز دیجیتال بیت کوین پرونده ی افزایش سایز بلاک ها را بر روی میز خود دارند. در این مقاله از سایت جامع فیبودکس به بررسی این مشکل خواهیم پرداخت. با ما همراه باشید تا پس از تعریف مشکل به بررسی راه حل های توسعه دهندگان بپردازیم.
بلاک و بلاک چین
بلاک چین یک سیستم برای ثبت اطلاعات است. هر تراکنشی که در شبکه اتفاق می افتد. اطلاعات آن درون یک فایل به نام “بلاک” ثبت میشود. همان طور که می‌دانید. تعداد تراکنش ها بالا است. برای این که شبکه بتواند به حالت متن باز باشد. و همچنین امنیت آن بالا رود. این بلاک ها به حالت یک زنجیره به هم متصل اند. و توسط رمز نگاری های مخصوص اطلاعات یکدیگر را درون خود ثبت دارند. این پیوستگی اطلاعات در حالت عملکرد زنجیره وار تغییر در بلاک چین را غیر ممکن و امنیت شبکه را ایجاد میکند.
قرارگیری زنجیره های تشکیل شده از بلاک های پر شده در کنار هم، “دفتر کل توزیع شده” را تشکیل میدهد. که این دفتر کل یک بستری است برای پلتفرم ارز دیجیتال بیت کوین.
بیت کوین و مشکل ظرفیت بلاک
همان طور که عنوان کردیم بلاک های هر بلاک چین یک حلقه زنجیر است. که با انجام هر تراکنش این حلقه ها به زنجیر اصلی متصل میشوند. در سیستم بلاک چین، بلاک های جدید قبل از این که بتوانند به زنجیره اصلی متصل شوند. نیاز به تایید ماینر ها دارند. ظرفیت از قبل تعیین شده توسط توسعه دهندگان بیت کوین برای هر بلاک محدود است. و این محدودیت باعث میشود که ظرفیت برای ثبت تمامی اطلاعات تراکنش ها کافی نباشد.
از طرفی بزرگ تر بودن بلاک ها نیز خود مشکل ساز خواهد بود. چون برای تایید بلاک ها قدرت محاسباتی بسیار بالایی را به شبکه تحمیل میکند. و این کار مستلزم بالاتر رفتن زمان لازم برای تایید تراکنش ها خواهد بود. تحمیل زمان و ظرفیت بالاتر برای شبکه قابل قبول نیست. و منجر به رد شدن تراکنش از سمت پلتفرم میشود.
با بررسی سابقه کاربری بیت کوین، در زمان آغاز فعالیت این رمز ارز سایز بلاک هایی طراحی شده برای این ارز 36 مگا بایت بود. که در ماه جولای سال 2010 چیزی به اندازه 1 مگابایت از ظرفیت هر بلاک رمز ارز بیت کوین، کاهش پیدا کرد.
بزرگ تر بودن حجم بلاک های شبکه علاوه بر ایجاد مشکل سرعت در تایید تراکنش ها و نیاز بالاتر بودن توان محاسباتی ماینر ها خطر ایجاد تراکنش های اسپم و همچنین حملات DDoS را به دنبال دارد.
مطالب بیشتر:
دفتر کل توزیع شده Distributed Ledger | معرفی دفتر کل توزیع شده و قابلیت های آن
حمله دیداس چیست و چگونه انجام میشود؟بررسی راه های نفوذ هکر ها
مقیاس پذیری
همان طور که عنوان کردیم افزایش و یا کاهش سایز بلاک های بلاک چین باعث ایجاد محدودیت در مقیاس پذیری شبکه میشود.
سه فاکتور مهم و تعیین کننده در کارکرد با بلاک چین، سرعت و امنیت و قیمت است.
- سرعت: انتظاری که از فاکتور سرعت میرود این است که تراکنش ها را در حجم زیاد با سرعت بالا بتواند تایید کند.
- امنیت: از فاکتور های مهم و موثر امنیت است. بروز هر مشکلی در ساختار، یک درب برای ورود هکر ها است. باگ ها موقعیت‌هایی برای نفوذ و انجام حملات هستند.
- قیمت: برای سرمایه گذاران بایستی تراکنش ها مقرون به صرفه به اتمام برسد. پس قیمت مهم است. و در انجام معاملات تاثیر گذار است.
مسئله ای که در بلاک چین به عنوان مشکل تعریف شده این است که این سه فاکتور به طور همزمان اجرا نمی‌شود. هم اکنون تراکنش ها با قیمت مناسب و امنیت بالا تایید و انجام میشوند. اما با سرعت پایین! و یا با لایه هایی مانند لایتنینگ با سرعت و امنیت کار به انجام میرسد. اما مقرون به صرفه نیست. و با قیمت بالا تمام میشود. این دقیقا همان مشکل مقیاس پذیری است.
به بیانی دیگر مقیاس پذیر بودن یا نبودن بلاک چین عاملی است. که این فناوری کاربردی را کامل و یا بلعکس دارای ایراد خواهد کرد. چون زمانی که حجم بلاک ها بیش از حد مشخصی پایین آید، در آن صورت کارمز شبکه بالا میرود. این موضوع میتواند جایگاه بیت کوین را در رقابت با آلت کوین ها به خطر بیاندازد. و ممکن است آن را به رده های پایین تر تنزل دهد.
مطالب مرتبط:
مقیاس پذیری در بلاک چین/ بررسی موانع و مشکلات بلاک چین
ظرفیت بلاک
در فضای رقابتی کریپتوکارنسی، و با تولد روز افزون رمز ارز های نوین، هر یک گامی در جهت حل مشکلات کریپتوکارنسی برداشته است. و همه برای یکه تاز شدن این رقابت در تلاش اند. بیت کوین به عنوان ارز دیجیتال نخست. در این حوزه باید بتواند جایگاه خود را حفظ کند.
در مدت زمان کارکرد این ارز طرح های زیادی برای بزرگ تر شدن ظرفیت بلاک های پلتفرم بیت کوین مطرح شده است. توسعه دهندگان افزایش یافتن سایز بلاک ها را راه حل کامل می‌دانند. با پر شدن بلاک های شبکه، زمان مورد نیاز برای تراکنش ها زیاد میشود. که این موضوع افزایش کارمزد شبکه را به طبع بالا میبرد.
طرح Bitcoin XT
در سال 2015 مقاله ای تحت عنوان “ضرورت افزایش ظرفیت بلاک” توسط “گوین اندرسون” که خود یکی از فعالان توسعه دهنده پلتفرم بیت کوین است، این گونه عنوان کرد:
با افزایش یافتن تعداد تراکنش های بیت کوین، شبکه به حالت اشباع در آمده و کارایی خود را از دست میدهد. این خود عاملی است که در آیند، اعضای جامعه کریپتوکارنسی را ترغیب به ترک شبکه خواهد کرد.
انتشار این مقاله از سمت کوین اندرسون در زمانی منتشر شد. که تنها نیمی از حجم هر بلاک برای ذخیره سازی اطلاعات استفاده شده بود. این موضوع حاکی از نگرانی توسعه دهندگان در خصوص پر شدن بلاک های بیت کوین قبل از بروز این مشکل میکند. گوین اندرسون در ادامه تحقیقات وی در اواخر همان ماه طرح Bitcoin XT را عنوان کرد. که تمرکز آن بر روی افزایش سایز بلاک و مشکلاتی که میتواند به همراه داشته باشد بود.
بر اساس این طرح: ماینر ها و نود ها باید تصمیم گیرنده اند. چون کارمزد ها و یا نرخ توان بالاتر محاسباتی گریبان گیر این دو گروه فعالان ارز های دیجیتال است. پس آنان خود بر سر این موضوع بایستی به اجماع برسند.
در ژوئن 2015 بر اساس طرح جدید به نام طرح BIP101، از سمت استخر های استخراج قرار شد که ظرفیت بلاک ها تا 8 مگا بایت افزایش پیدا کند.
مطالب مرتبط:
استخر نقدینگی چیست و چگونه به انجام تراکنش های ارزدیجیتال کمک میکند؟
طرح BIP101
بر اساس طرح ارائه شده، قرار بر این بود که بلاک ها تا اندازه 8 مگابایت بزرگ تر، و تا تاریخ 2036 به دو برابر حالت قبل تغییر وضعیت داده باشد. با تحلیل عملکرد بلاک ها با ظرفیت 8 مگابایتی توانایی پردازش چیزی به اندازه 24 تراکنش را در خود داشتند. با ارائه طرح BIP101 جلب نظر بسیاری از کاربران، اعم از کاربرا عمومی تا صاحبان استخر های استخراج اتفاق افتاد. اما دو دستگی در این پلتفرم از بین نرفت.
پس از عنوان طرح BIP101 یکی از مخالفان افزایش ظرفیت بلاک به نام برام کوهن، مقاله ای با نام ” بحران طعنه دار بیت کوین” موضوع را با دید دیگری عنوان کرد:
تغییرات ناشی از افزایش سایز بلاک با ذات پلتفرم بیت کوین در تضاد است.
با گذشت زمان و افزایش تعداد تراکنش های بیت کوین، پاداش ماینینگ از بین میرود. و تنها کارمزد ها باقی می مانند.
در مقاله منتشر شده از برام کوهن، طرحی برا اساس کارمزد ها عنوان شده است. بر این اساس که نرخ کارمزد ها باید توسط اعضای بازار مشخص شود. و نیازی به تغییر سایز بلاک نیست. در این مقاله پیدا است که موضع کوهن در برابر کارمزد های بالا مثبت است. پس از بررسی طرح های عنوان شده در جهت حل مشکل هر دو طرح Bitcoin XT و BIP101 را در تاریخ شانزدهم آگوست 2015 با هم درآمیختند. با توجه به استقبال کاربران از طرح پیشنهادی BIP101، انتظار میرفت که این طرح با پذیرش عمومی روبه رو شود. که متاسفانه این طور پیش نرفت. و این طرح با شکست رو به رو شد.
طرح های روی میز برای تغییرات پلتفرم بیت کوین
از زمان تعریف مشکل بلاک های بیت کوین و زمان انجام تراکنش ها، طرح های متعددی مطرح شدند. که عمده آنان رد و تعداد محدودی از آنان در جامعه کارنسی جنجالی شد.
“Bitcoin XT، Bitcoin Unlimited، Bitcoin Classic و Segwit2x” چهار طرح پیشنهادی جنجالی بودند که توسعه دهندگان سعی در گسترش آنان بر روی پلتفرم بیت کوین را از خود نشان دادند. اما تایید و انجام آنان موفقیت آمیز نبود.
در ادامه دو طرح پیشنهادی Bitcoin XT و BIP101 به طور کامل از دستور کار حذف شد. و توسعه دهندگان به دنبال طرح های افزایش بلاک تا 2 مگابایت پرداختند. با به اجرا درآمدن این طرح به طور چشمگیری از تعداد نود های شبکه بیت کوین کاسته شد. و تعداد آن ها را از 650 به چیزی کمتر از 30 نود در شبکه تغییر داد.
Bitcoin Unlimited و Bitcoin Classic
پس از آن طرح دیگری به نام Bitcoin Unlimited در دستور کار قرار گرفت. این بار این کاربران شبکه بیت کوین بودند که بر سایز و ظرفیت بلاک موثر بودند.
در سال 2016، Bitcoin Classic از دیگر طرح هایی بود که با قدرت به میدان آمد، این بار توسعه دهندگان با ارائه این طرح اجازه افزایش یک باره بلاک را تا سقف 2 مگابایت فراهم کردند. با ارائه این طرح استقبال از سمت خانواده بیت کوین صورت گرفت. و در بین کاربران این شبکه از محبوبیت خاصی برخوردار شد.
عده ای از فعالان توسعه دهنده مانند شخص “پال ویگنا” طرح Bitcoin Classic را مبنی بر Bitcoin XT میدانست. وی بر این باور است که:
Bitcoin XT عمر خود را در پلتفرم از دست داد. و Bitcoin Classic از بقایای آن به بلوغ رسیده است.
این طرح علیرغم شروع طوفانی خود، در جلب نظر ماینر ها ناکام بود. و درصد بالایی از آنان حمایتی از این طرح به عمل نیاوردند.
در نهایت با نقد و بررسی طرح ها و پیشنهادات متفاوت، بررسی جزییات آنان و از طرفی موضوع پذیرش جامعه بیت کوین از طرح ها، تیم توسعه دهنده ارز دیجیتال بیت کوین بر سر ارائه یک هاردفورک در پلتفرم این ارز دیجیتال به اجماع نظر رسیدند.
مطالب مرتبط:
نود چیست و چه تاثیری در انجام تراکنش های بیت کوین دارد؟
فول نود Full Node چیست؟ و چه کاربردی در شبکه ارزدیجیتال دارد؟
سگویت
Segregated Witness یا به اصطلاح ساده تر “سگویت” طرحی بود که مشکل را تا حد بالایی از شبکه بیت کوین حل میکرد. ارائه دهندگان این طرح، تمرکز را از روی افزایش یک بلاک و یا پذیرش و عدم پذیرش کارمزد های بالا برداشتند. آنان این مشکل را از طریق حذف کردن بخش اطلاعاتی از تراکنش‌ها که کارایی خاصی در امنیت شبکه ندارد، به افزایش ظرفیت شبکه پرداختند.
با اجرایی شدن این طرح فضا برای ثبت تراکنش های بیشتر در یک بلاک افزوده خواهد شد. و بلاک ها با گنجایش بیشتری در شبکه قرار میگیرند.
در ادامه طرح سگویت، توسعه دهندگان SegWit2MB را به پلتفرم پیشنهاد دادند. تفاوت این دو طرح در سافت فورک و هارد فورک آنان است. SegWit2MB یک هارد فورک برای شبکه بیت کوین خواهد بود. بر طبق این هر بلاک به اندازه به 2 مگابایت خواهد رسید.
مطالب مرتبط:
سگویت SegWit چیست؟ بیت کوین چه نیازی به ارائه سافت فورک سگویت داشت
فورک چیست؟ بررسی مفهوم سافت فورک و هارد فورک
بیت کوین کش متولد میشود
ارز دیجیتال بیت کوین کش بر بستر بلاک چین بیت کوین ایجاد شده است. در واقع این ارز یکی از زنجیره های ( فورک Fork) بیت کوین می باشد. در سال 2017 بعد از اینکه بین فعالان بیت کوین اختلاف نظر افتاد، بیت کوین کش ایجاد شد. و این گونه خانواده بیت کوین به دو دسته بیت کوین و بیت کوین کش تقسیم شد. در ادامه بیت کوین کش به عنوان پلتفرمی جدای از بیت کوین با اعمال یک هاردفورک جدید ظرفیت بلاک پلتفرمش را تا 32 مگابایت افزود. این ارز فورک ها را به حالت پی در پی ادامه داد. تا در نهایت در سال 2019 با ایجاد ظرفیت 2 گیگا بایتی به کار افزایش بلاک پلتفرم خود خاتمه داد.
در نهایت:
همانگونه که عنوان کردیم، بیت کوین کش بر اساس ایجاد یک اختلاف نظر در بین فعالان بیت کوین رخ داد. که اصل مشکل برای بروز این اختلاف موضوع مقیاس پذیری بیت کوین بود. از طرفی سرعت پایین انجام تراکنش ها در بیت کوین و در عین حال کارمزدهای بالای آن موضوع بحث توسعه دهندگان بود.
در نهایت با ارائه هارد فورک و تولد بیت کوین کش، بیت کوین کش با افزودن ظرفیت بلاک های خود، امکان انجام تراکنش های بیشتری را فراهم کرد.
اما با تمام این موارد، بیت کوین و بیت کوین کش شباهت هایی نیز باهم دارد. مثلا هر دوی این ارزهای دیجیتال برای تائید تراکنش ها و ایجاد سکه از مکانیزم اجماع اثبات کار POW استفاده می کنند. یعنی در بحث استخراج مشابه یکدیگر عمل میکنند.
همچنین تعداد بیت کوین کش نیز مانند بیت کوین محدود است و روزی به اتمام میرسد. این تعداد برای بیت کوین کش به اندازه 21 میلیون می باشد.
مطالب بیشتر:
ارز دیجیتال بیت کوین کش BitcoinCash | معرفی کامل + کاربردهای آن
افزایش ظرفیت شبکه لایتنینگ/ظرفیت لایتنینگ مجددا افزایش یافت
الگوریتم اثبات کار چیست و تاثیری بر عملکرد شبکه بلاک چین دارد
الگوریتم اثبات سهام چیست؟ با چه هدفی به وجود آمده و بر چه مبنایی کار میکند؟
