مقیاس پذیری Scalability در ارزهای دیجیتال به چه معناست؟

منظور از مقیاس پذیری Scalability چیست؟

مقیاس پذیری Scalability از زمان خلق بیت کوین معضل و یکی از مهمترین مشکلات اصلی شبکه بلاکچین بوده است و بسیار مورد توجه کسانی که در این بازار فعالیت می کنند قرار گرفته است.

در ادامه به بررسی و صحبت در مورد اینکه مقیاس پذیری Scalability در بلاکچین چیست و به نکات مثبت و منفی آن و علاوه بر آن کاربرد مقیاس پذیری در بلاکچین می پردازیم. شما در این مقاله به طور کلی با مفهوم مقیاس پذیری در ارزهای دیجیتال آشنا خواهید شد.

مقیاس پذیری Scalability در بلاکچین

اگر شما معامله گر در بازار ارزهای دیجیتال باشید و یا در حوزه بلاکچین تحقیقاتی انجام داده باشید به خوبی با کلمه مقیاس پذیری آشنا هستید، چرا که این یک موضوع مهم در بلاکچین تلقی می شود و در بسیاری از اوقات بلاکچین مقیاس پذیر نام دیگری برای بلاکچین هایی است می توانند تعداد تراکنش های زیادی در ثانیه داشته باشند.

بلاکچین در ذهن بسیاری از مردم به درستی تعریف نشده است. در یکی از مقاله ها با موضوع مقیاس پذیری بلاکچین، بیت کوین از منظر توان عملیاتی، راه اندازی مجدد و هزینه هر معامله « مقیاس گزاری» نامیده می شود.

امروزه بلاکچین های متفاوتی داریم در این حوزه میتوان آنها را «مقیاس پذیر» دانست ولی بازدهی تولید آنها پایین و بالا دارد.

زمانی به یک بلاکچین مقیاس پذیر می گوییم که با تغییر دادن مکانیسم های اجماع خود و یا با تغییر دادن بعضی از پارامترهای سیستم خود به تراکنش در ثانیه های بالاتری نسبت به بعضی از بلاکچین های دیگر دست یابد.

انواع بلاکچین های مقیاس پذیر Scalability

در ادامه به چهار نوع بلاکچین مقیاس پذیر میپردازیم:

مقیاس گذاری بیت کوین

راه حل هایی برای تقویت توان بیت کوین از طریق افزایش دادن اندازه بلاک یا کاهش دادن فاصله بلاک بدون تغییر دادن الگوریتم اجماع  pow بیت کوین.

مقیاس Proof Of Work

راه حل هایی که بر پایه اجماع ساتوشی ناکاموتو هستند اما از طریق تغییر دادن الگوریتم توان بیشتری نسبت به الگوریتم pow بیت کوین پیدا می کنند.

مقیاس گذاری الگوریتم های تحمل خطای بیزانس (Bft)

راه حل هایی با تکیه بر الگوریتم های Bft که پیچیدگی پیام کمتری نسبت بهPbft  دارند.

بلاکچین های بر پایه مقیاس

راه حل هایی که نیاز به داشتن نودهای اعتبار سنج برای به دست آوردن تاریخچه کل معاملات هستند ، به طوری که توان تولید سیستم با رشد اندازه شبکه افزایش پیدا می کند که این مبنی مقیاس پذیری بهتری نسبت به سه نوع سیستم بالا می دهد.

مقیاس پذیری Scalability شبکه بیت کوین

با توجه به سرعت تایید تراکنش های بیت کوین میتوان حدس زد که توسعه دهندگان این ارز دیجیتال در ابتدا تصور نمی کردند که یک روزی این شبکه به این شکل گسترده شود. عدم توجه به این موضوع سبب شد تا مقیاس پذیری Scalability در بلاکچین بیت کوین راضی کننده و مورد قبول بسیاری از کاربران نباشد.

در این شبکه از بلاک ها برای انجام دادن تراکنش ها استفاده می شود. اندازه بلاک بیت کوین بعد بالا و پایین های زیاد به 1 مگابایت رسیده است.

سرعت تراکنش در شبکه بیت کوین

تراکنش ها به همراه اطلاعات کامل خود مثل زمان انجام تراکنش و آدرس فرستنده و گیرنده و امضای دیجیتال در بلاک ذخیره می شوند. حجم تراکنش ها متفاوت است اما بلاک های بیت کوین هر 10 دقیقه یکبار تولید می شوند و می توانند 4000 تراکنش را در خود جای دهند که این میزان ذخیره سازی فقط امکان انجام دادن 7 تراکنش در ثانیه را برای شبکه بیت کوین فراهم می کند.

در ساعات اوج مصرف یعنی زمانی که ترافیک شبکه بالاست و تراکنش های بسیاری زیادی به صورت همزمان در حال انجام و اجرا هست، TPS (تراکنش بر ثانیه)، پاسخ گوی حجم زیاد معاملات کاربران نیست و تراکنش ها باید در استخر حافظه یا Memory Pool منتظر تایید تراکنش بمانند.

بیت کوین این حجم از بلاک را به منظور حفظ امنیت شبکه ایجاد کرده اما حالا و با توجه به حجم معاملات شبکه آن این عدم مقیاس پذیری Lack of scalability شبکه به یک معضل اساسی برای این ارز دیجیتال تبدیل شده است.

رفع مشکلات بلاکچین های POW

برای رفع مشکلات مطرح شده در بالا، راه حل هایی جدید ارائه شده است که آن ها به گونه ای طراحی شده اند که امنیت سیستم به همگام سازی بلاک های جدید وابسته نیست. به عبارتی دیگر مدت اجماع به طرز قابل توجهی بیشتر از زمان هماهنگ سازی طول نمی کشد اما گاهی این زمان کاملا برابر با زمان هماهنگ سازی است و همیشه هم کمتر نیست.

در طراحی جدید این مقیاس پیشرفت های زیادی نسبت به طرح های قدیمی به دست آمده است. در این طراحی همگام سازی معاملات می تواند به یک اندازه انجام شود و می توان از بلاکی که حجم بزرگتری دارد استفاده کرد.

بعضی از بلاکچین ها بر اساس این طراحی جدید عبارتند از : Byzcoin , Ghost , Hybrid consensus

مقیاس Bft (Byzantine Fault Tolerance):

الگوریتم های تحمل خطای بیزانس مجموعه ای از الگوریتم های اجماع هستند که قادر هستند نودهای دارای عیب را بدون داشتن مجوز از سمت سیستم شناسایی و ردیابی کنند و به نودهای سالم اجازه دهند که در شبکه هایی که قابل اعتماد نیستند به توافق برسند بدون اینکه نودهای دارای عیب اختلالی در انجام این کار به وجود آورند. این الگوریتم اولین بار در دهه 1980 میلادی بیان شد و به دلیل اینکه در آن زمان کاربری نداشت ، نسخه اولیه آن در سال 1995 آمد که نام الگوریتم در آن زمان تحمل نقص عملی بیزانس یا (PBFT) بود.

استفاده از راهکارهای لایه دوم (Layer Two Solutions)

یکی دیگر از راه های افزایش مقیاس پذیری شبکه های بلاکچینی ایجاد یک شبکه جدا بر روی شبکه بلاکچین اصلی است که به آن لایه دوم گویند. در واقع در این روش نیازی نیست که تراکنش ها یک به یک بر روی بلاکچین اصلی ثبت شوند که و ظرفیت آن را اشغال کنند، اما در عوض این تراکنش ها می توانند بر روی شبکه امن لایه دوم انجام شوند و در صورت لزوم بر روی بلاکچین اصلی هم ثبت شوند.

از جمله این روش ها می توان به شبکه (Lightening Network) لایتنینگ بیت کوین اشاره کرد که در حال حاضر راهکار اصلی بیت کوین برای حل مشکل مقیاس پذیری به شمار می رود اشاره کرد.

سخن آخر؛ درمان نهایی مقیاس پذیری scalability

باید به این نکته اشاره کنیم که مقیاس پذیری در بلاکچین قطعی نیست و یک مسئله کاملا نسبی است، به زبان ساده تر نمی توان قطعی گفت که شبکه بیت کوین مقیاس پذیری پایینی دارد یا شبکه کاردانو بسیار بسیار مقیاس پذیر است. پارامترهایی نظیر زمان و تعداد کاربران آنلاین تاثیر زیادی در این امر دارند و تغییر هر یک می تواند مقیاس پذیری را کم و زیاد کند.

هیچ یکی از روش های بالا که توضیح دادیم درمانی قطعی برای مقیاس پذیری نیست و هر شبکه باید با توجه به تعداد کاربران و زمان های پیک تراکنش هایش روشی را برای بهبود این فرایند در پیش بگیرد که بازهم نمی توان به طور قطعی گفت که با روش اتخاذ شده مشکل آن شبکه به طور حتمی رفع شده است.