شاردینگ (Sharding) چیست و چه کاربردی در بلاک چین و ارزهای دیجیتال دارد؟

شبکه‌ای بلاکچینی را تصور کنید که حجم عظیمی از اطلاعات را دریافت کرده اما قادر به مدیریت آنها نیست؛ چه اتفاقی خواهد افتاد؟ در این حالت به سرعت ازدحام شبکه بالا رفته و زمان تایید انجام تراکنش‌ها افزایش می‌یابد. این اتفاق نه‌تنها کارایی شبکه را تحت تاثیر قرار می‌دهد و باعث کندی سرعت می‌شود، بلکه با افزایش کارمزدها فعالیت کاربران آن طبیعتاً  کاهش خواهد یافت.

برای غلبه بر این چالش‌ها، راه‌حل‌های مختلفی ارائه شده است که یکی از برجسته‌ترین آنها، شاردینگ (Sharding) نام دارد. در این مقاله قرار است کمی عمیق‌تر به شاردینگ بپردازیم و درباره چگونگی پیاده‌سازی آن در شبکه‌های مختلف بلاک چین و مزایا و معایبش توضیح دهیم؛ پس تا پایان همراه ما باشید.

شاردینگ چیست؟

شبکه بلاک چین را به عنوان یک پایگاه داده مشترک در نظر بگیرید، جایی که هرچه داده‌های بیشتری اضافه شود، شبکه برای پردازش کارآمد و سریع همه آن داده‌ها باید بزرگ‌تر و سریع‌تر شود. در این مرحله فناوری شاردینگ برای بهبود عملکرد داده‌ها به کار می‌آید.

 شاردینگ، یک شبکه بلاکچین را به بخش‌های کوچک‌تر به نام شارد (Shard) تقسیم می‌کند. هر شارد از داده‌های خاص خود تشکیل شده است که آن را نسبت به سایر شاردها متمایز و مستقل می‌کند. با تقسیم بار پردازش در بین شاردها، شبکه قادر است حجم بیشتری از تراکنش‌ها را مدیریت کند و در نتیجه، سرعت، کارایی و مقیاس‌‌پذیری به طور قابل توجهی ارتقا می‌یابد.

چالش سه‌گانه شبکه‌های بلاک چینی

 تمرکززدایی (Decentralization)، امنیت (Security) و مقیاس‌پذیری (Scalability) به عنوان سه ضلع اصلی هر شبکه بلاک چین شناخته می‌شوند. این مفهوم اولین بار توسط ویتالیک بوترین (Vitalik Buterin)، هم‌بنیان‌گذار بلاکچین اتریوم مطرح شد. به باور بوترین این سه ضلع با هم در تضاد هستند و دستیابی به هر سه مورد، به طور همزمان دشوار است. به زبان ساده ممکن است دو مورد با هم هماهنگ باشند، ولی یک مورد از آنها در وضعیتی نامناسب به سر ببرد. 

ایده‌ای که ویتالیک در این‌باره عنوان می‌کند منجر به ارائه برخی راه‌حل‌های جالب شده است. در ادامه برای آشنایی بیشتر با این سه ضلع وارد جزئیات آن خواهیم شد.

تمرکززدایی در بلاک چین

اساسا تمرکززدایی و امنیت به عنوان ستون فقرات بلاک چین و ارزهای دیجیتال شناخته می‌شوند، زیرا شبکه‌های غیرمتمرکز به جای وابستگی به یک شرکت متمرکز، به فناوری بلاک چین متکی هستند و با استفاده از مجموعه‌ای از قراردادهای هوشمند، یک جایگزین مناسب برای نهادهای متمرکز ارائه می‌دهند. هرچه شبکه از نودها (Node) یا اعتبارسنج‌های بیشتری تشکیل شود که در بلاکچین مشارکت می‌کنند، یعنی شبکه غیرمتمرکزتر بوده و امنیتی که آن شبکه ارائه می‌دهد، بیشتر است.

در فضای بلاکچین، غیرمتمرکزسازی به این معناست که افراد سراسر دنیا می‌توانند با کامپیوترهای خود در اداره یک شبکه مشارکت کنند. این ویژگی به دلیل عدم کنترل توسط یک نهاد خاص، بسیار عالی است، اما به دلیل حجم عظیم اطلاعات پردازش شده توسط یک سیستم مشترک، زمان تایید تراکنش‌ها را طولانی‌تر می‌کند و مقیاس‌بندی سیستم در این حالت سخت‌تر می‌شود.

امنیت در بلاک چین

ماهیت شبکه‌های بلاکچینی امن است، اما این فناوری به طور کامل در برابر هک شدن مصون نیست. مثلاً اگر هکری بتواند کنترل بیش از نصف اعتبارسنج‌های شبکه (۵۱ درصد) را به دست آورد، می‌تواند بلاکچین را دستکاری کند و تراکنش‌ها را برای سرقت از شبکه تغییر دهد. پس هرچه تعداد نودها بیشتر باشد، امنیت هم بالاتر می‌رود.

از طرف دیگر با افزایش حجم اطلاعات، حفظ همزمان امنیت و مقیاس‌پذیری پیچیده‌تر می‌شود. برای افزایش مقیاس‌پذیری، محدود کردن توزیع بلاک‌چین راه‌حل مناسبی به نظر می‌رسد، اما در این حالت شبکه با کاهش امنیت روبه‌رو می‌شود، چرا که به هکرها فرصت بیشتری برای تصاحب بخش کافی از شبکه و دستکاری در بلاک‌چین می‌دهد. این چالش نشان می‌دهد که ارتقای مقیاس‌پذیری در بلاک‌چین، همواره با هزینه همراه است.

مقیاس‌پذیری در بلاک چین

برای درک مفهوم مقیاس‌پذیری در بلاکچین به یک مثال از زندگی واقعی فکر کنید؛ احتمالا تا به حال تجربه گیر افتادن در ترافیک را داشته‌اید، ترافیک زمانی به‌وجود می‌آید که تعداد ماشین‌هایی که همزمان از یک جاده استفاده می‌کنند بیشتر از ظرفیت آن باشند. در بلاکچین نیز هر چه تعداد تراکنش‌ها بیشتر شود، نیاز به شبکه و فرآیند تایید هم بیشتر می‌شود. حالا تصور کنید هر بار که می‌خواهید تراکنشی انجام دهید، باید در ترافیک منتظر بمانید تا نوبت شما شود. در نهایت همین امر باعث تضعیف عملکرد شبکه می‌شود.

بنابراین، اگر قرار است فناوری بلاک چین به پذیرش گسترده برسد، مقیاس‌پذیری امری حیاتی است. اگر شبکه‌ای قابلیت مقیاس‌پذیری نداشته باشد، به سادگی نمی‌تواند از نظر راحتی، سرعت تراکنش و توان عملیاتی با پلتفرم‌های سنتی رقابت کند. 

تا اینجا شاید تصور کنید برای حل مشکل مقیاس‌پذیری، یک پروژه باید امنیت یا عدم تمرکز را قربانی کند؛ اما همیشه این‌طور نیست.

اگرچه حل مشکل مقیاس‌پذیری، یک چالش سخت و طاقت‌فرسا به شمار می‌رود، نوآوری‌های جالبی را در صنعت بلاک چین به‌وجودآورده است. باتوجه به این که یک پروژه چه زیرساختی دارد و اینکه آیا به پروژه‌ی دیگری برای اجرا وابسته است یا خیر (مانند نیاز یک اپلیکیشن غیرمتمرکز به اتریوم) ایده‌های مختلفی برای حل این چالش وجود دارد.  شاردینگ یکی از همین ایده‌های فناورانه است که در ادامه بیشتر با آن آشنا خواهیم شد.

 شاردینگ چگونه کار می‌کند؟

فرآیند تقسیم‌بندی یک شبکه بلاک چین بزرگ و غیرمتمرکز پیچیدگی‌های خاص خود را دارد. بدیهی است که در این فرآیند، فقط زنجیره‌ها تقسیم نمی‌شوند، بلکه باید قابلیت برقراری ارتباط با یکدیگر را نیز داشته باشند تا اطمینان حاصل شود که شبکه همچنان به صورت یکپارچه عمل می‌کند.

ابتدا همان‌طور که می‌دانید، شبکه به چندین زنجیره شارد یا شارد چین (Shard Chain) که به‌عنوان لایه‌های داده نیز شناخته می‌شوند، تقسیم می‌شود. این لایه‌ها به طور مستقل کار می‌کنند و هر کدام گروهی از نودهای خاص خود را دارند. این گروه مشارکت‌کنندگان که اغلب کمیته نامیده می‌شوند، تراکنش‌ها را برای شارد خاص خود اعتبارسنجی و پردازش می‌کنند. اساسا، زمانی که تراکنشی را با استفاده از یک زنجیره شارد آغاز می‌کنید، تراکنش شما ابتدا برای اعتبارسنج‌های تعیین‌شده آن شارد فرستاده می‌شود.

این پایان ماجرا نیست. با اینکه این شاردها به طور مستقل کار می‌کنند، می‌توانند با یکدیگر نیز در ارتباط باشند. یک لایه خاص در بلاکچین‌های مبتنی بر این فناوری وجود دارد که کار هر یک از شاردها را تایید می‌کند و به آن‌ها اجازه دهد تا با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. این لایه به عنوان لایه هماهنگی (Coordination Layer) شناخته می‌شود.

برای توضیح بیشتر، یک بلاک (Block) تنها پس از اعتبارسنجی توسط نودهای زنجیره شارد، به لایه هماهنگی ارسال می‌شود. در این مرحله، لایه هماهنگی بررسی می‌کند که هر بلاک معتبر باشد. اگر معتبر باشد، آن را به سوابق خود اضافه می‌کند و در غیر این صورت آن را رد می‌کند. این کار به زنجیره‌های شارد کمک می‌کند تا با یکدیگر سازگار باقی بمانند و اساسا امنیت سیستم را تضمین می‌کند. همچنین امکان برقراری ارتباط بین شاردها را فراهم می‌کند، زیرا این لایه اطمینان حاصل می‌کند که هر شارد قادر به خواندن داده‌های شاردهای دیگرباشد.

انواع شاردینگ

دنک شاردینگ (Danksharding) و پروتو دنک شاردینگ (Proto-danksharding) دو نوع شاردینگ شناخته‌شده هستند که برای حل مشکل مقیاس‌پذیری در شبکه ارز دیجیتال اتریوم (ETH) ارائه شده‌اند. در ادامه هر کدام را بررسی می‌کنیم.

 دنک شاردینگ (Danksharding)

دنک شاردینگ روشی را برای برقراری ارتباط با راه‌حل‌های لایه دوم اتریوم معرفی می‌کند که اجرای آن بسیار ساده‌تر از تقسیم‌بندی کل شبکه اتریوم است. این روش همچنین برای پردازش داده‌های بیشتر در هر بلاک، انجام تراکنش‌های پیچیده بدون کُند شدن شبکه و یا افزایش کارمزدها مناسب است. در اصل، هدف نهایی دنک شاردینگ کارآمدتر کردن رول‌ آپ‌های (Rollup) بلاک چین است. برای درک نحوه عملکرد دنک شاردینگ، ابتدا بیایید ببینیم که رول‌ آپ‌های بلاک چین در حال حاضر چگونه با شبکه اتریوم تعامل دارند.

امروزه، رول‌ آپ‌ها تراکنش‌های اتریوم را در زنجیره لایه ۲ خود دسته‌بندی و پردازش می‌کنند، سپس یک «اثبات اعتبار» یا «Validity Proof» را در زنجیره اصلی اتریوم ارسال می‌کنند. اگرچه این روش باعث صرفه‌جویی در هزینه می‌شود، اما همچنان برای ارسال این اثبات، بیش از ۹۰ درصد از گس فی تراکنش یا کارمزد دریافتی از سوی رول‌ آپ‌‌ها، مستقیماً به شبکه اصلی اتریوم اختصاص پیدا می‌کند.

دنک شاردینگ به شبکه اتریوم امکان می‌دهد تا این تراکنش‌های دسته‌بندی‌شده از  رول‌ آپ‌های لایه ۲ را بدون ذخیره دائمی همه داده‌های آنها پردازش کند. یعنی شبکه اصلی اتریوم در دراز مدت کمتر تحت فشار قرار می‌گیرد.

 پروتو دنک شاردینگ (Proto-Danksharding)

پروتو دنک شاردینگ که همچنین با نام پروپوزال مربوط به خود یعنی EIP-4844 شناخته می‌شود، روشی برای رول‌ آپ‌های اتریوم است تا بتوانند داده‌های ارزان‌تری را به بلاک‌ها اضافه کنند.

در گذشته به دلیل اینکه رول‌ آپ‌ها تراکنش‌هایشان را به مرکز اطلاعات (CALLDATA) ارسال می‌کردند، این کار هزینه‌بر بود زیرا توسط تمام نودهای اتریوم پردازش شده و برای همیشه روی زنجیره باقی می‌ماندند. این در حالی است که رول‌ آپ‌ها فقط برای مدت کوتاهی به این داده‌ها نیاز دارند.

پروتو دنک شاردینگ داده‌های قطعه‌ای (Blob) را معرفی می‌کند که می‌توان آن‌ها را ارسال و به بلاک‌ها ضمیمه کرد. داده‌های موجود در این قطعه‌ها برای ماشین مجازی اتریوم (EVM) قابل دسترسی نیستند و پس از یک دوره زمانی ثابت (حدود ۱۸ روز) به طور خودکار حذف می‌شوند. یعنی رول‌ آپ‌ها می‌توانند داده‌های خود را بسیار ارزان‌تر ارسال کنند و این صرفه‌جویی را به صورت تراکنش‌های ارزان‌تر به کاربران نهایی منتقل کنند.

تاثیر شاردینگ و به‌روزرسانی دنکان (Dencun) بر اتریوم

 به‌روزرسانی دنکن در اتریوم، گام مهمی تلقی می‌شود که بر بهبود مقیاس‌پذیری، کاهش کارمزد تراکنش‌ها، ارتقاء توان عملیاتی اتریوم، افزایش امنیت شبکه و ذخیره‌سازی بهینه داده‌ها تمرکز دارد. علاوه بر این، به‌روزرسانی دنکن بر راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری لایه ۲ اتریوم تاثیر دارد و تعامل راه‌حل‌های لایه ۲ را با بلاک‌چین اصلی اتریوم آسان‌تر کرده و باعث انتقال تراکنش‌ها بین لایه‌ها ارزان‌تر و کارآمدتر شوند.

به‌روزرسانی دنکن همچنین ممکن است استانداردها و شیوه‌های امنیتی جدیدی را معرفی کند که شبکه‌های لایه ۲ آن‌ها را اتخاذ کنند. پس از به‌روزرسانی دنکان، انتظار می‌رود توان عملیاتی تراکنش‌های اتریوم از حدود ۱۵ تراکنش در ثانیه به ۱۰۰۰ تراکنش در ثانیه افزایش پیدا کند که برخی از مزیت‌های آن عبارتند از:

ایجاد بستر dApp قوی‌تر

 افزایش قدرت تراکنش باعث می‌شود شبکه در مدیریت حجم بالای تراکنش‌ها و پشتیبانی از قراردادهای هوشمند و dAppهای مختلف قوی‌تر شود. این امر به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد تا محیطی قوی‌تر برای ساخت dAppهای پیچیده را تجربه کنند.

تقویت لیکویید استیکینگ ETH

 آپدیت دنکان اتریوم می‌تواند لیکویید استیکینگ یا استیکینگ سیال ETH را تقویت کند و به کاربران این امکان را بدهد تا در فعالیت‌های استیکینگ شرکت کرده و در عین حال نقدینگی خود را حفظ کنند. این جنبه از به‌روزرسانی اتریوم را به پلتفرمی جذاب‌تر تبدیل می‌کند.

مزایای شاردینگ

شاردینگ مزایای زیادی دارد، اما دو مورد از مهم‌ترین آنها عبارتند از: افزایش توان عملیاتی در ثانیه (TPS) و سرعت تراکنش که در ادامه به آن خواهیم پرداخت.

افزایش توان عملیاتی 

از آن‌جایی که شبکه به چندین زنجیره Shard تقسیم شده است و هر زنجیره Shard اعتبارسنج‌های خاص خود را دارد، کل شبکه می‌تواند تراکنش‌های بسیار بیشتری را به طور همزمان پردازش کند. این برای شبکه‌های بسیار بزرگ و پرکاربرد یک تغییر اساسی است.

به عنوان مثال، اتریوم فقط می تواند ۱۵ تا ۳۰ تراکنش در ثانیه را پردازش کند. تصور کنید اگر می توانست ۱۰۰ تراکنش در ثانیه را پردازش کند چقدر مفید می‌بود. برای درک بهتر، ویزا به طور تقریبی ۱٬۰۰۰ تا ۴٬۰۰۰ تراکنش در ثانیه را پردازش می‌کند. بنابراین، بلاکچین‌ها هنوز راه درازی در پیش دارند.

افزایش سرعت تراکنش 

تقسیم شبکه به شاردها به این معناست که هر شارد کمتر تحت فشار صف تراکنش‌ها قرار می گیرد. از آن‌جایی که هر زنجیره شارد تنها بخشی از بلاک‌های شبکه را دریافت می‌کند، نودها مجبور نیستند داده‌های زیادی را ذخیره کنند و تراکنش‌های کمتری در صف وجود دارد. یعنی اعتبارسنج‌ها می‌توانند تراکنش‌های شما را بسیار سریع‌تر از زنجیره‌های سنتی پردازش کنند.

معایب شاردینگ

تا اینجا دریافتیم که شاردینگ باعث افزایش مقیاس‌پذیری می‌شود که برای هر بلاک‌چین بزرگی مهم است. اما باید بدانید این فناوری هم مانند هر تکنولوژی جدیدی با چالش‌هایی همراه است. بیایید برخی از معایب شارد کردن یک شبکه بلاک‌چین را بررسی کنیم.

خطر متمرکز شدن شبکه

از آن‌جایی که نودهای بلاک‌چین بین زنجیره‌های مختلف تقسیم می‌شوند، تعداد کمتری از نودها امنیت هر شارد را تأمین می‌کنند. این امر باعث کاهش تمرکززدایی و احتمالاً زمینه‌ساز مشکلات تمرکز اعتبارسنج‌ها مانند تبانی یا تصاحب ۵۱درصدی می‌شود. به طور خلاصه، شارد کردن شبکه‌های کوچک‌تر می‌تواند منجر به هدف قرار دادن اعتبارسنج‌ها توسط هکرها شود. هرچه تعداد اعتبارسنج‌ها کمتر باشد، حمله به سیستم برای هکرها  آسان‌تر است. با این حال، شارد کردن یک شبکه‌ٔ شلوغ مشکلی ایجاد نخواهد کرد.

علاوه بر این، هماهنگی و ارتباط بین زنجیره‌های مختلف شارد و لایه هماهنگ‌سازی نیز جنبه مهمی از عملکرد شبکه است. به دلیل پیچیدگی بیشتری که شاردها ایجاد می‌کنند، در صورت خرابی هر یک از اجزا، احتمال سقوط سیستم بیشتر می‌شود.

چه ارزهای دیجیتالی شاردینگ دارند؟

شاردینگ روشی هوشمندانه برای رفع مشکلات تاخیر شبکه و پهنای باند است که به طور واضح مقیاس‌پذیری بلاک چین را محدود می‌کند. علاوه بر اتریوم چندین پروژه در حال کار بر روی پیاده‌سازی‌های جایگزین فناوری شاردینگ هستند که در ادامه با سه مورد از آنها آشنا خواهیم شد.

شاردینگ نیر (NEAR)

هدف اصلی نیر پروتکل ایجاد تراکنش‌ بین‌ شاردهای مختلف به صورت لحظه‌ای و با حفظ سبکی کافی برای کاربران است. هر دستگاه باید بتواند نودی را ایجاد کند که بخشی از شبکه را اجرا می‌کند و با این کار زیرمجموعه‌ای از تراکنش‌ها را پردازش کند.

NEAR یک بلاک چین اثبات سهام قطعه‌بندی شده (Sharded proof-of-stake) با قابلیت مقیاس‌پذیری بالا است و رویکرد آنها به گره‌ها اجازه می‌دهد تا روی سخت‌افزارهای رده پایین اجرا شوند و به شبکه دسترسی به میلیاردها دستگاه اضافی بدهند که هر کدام باعث سریع‌تر شدن آن می‌شود.

NEAR برای ۲ مشکل اساسی بلاکچین راه‌حل‌هایی را ارائه داده است؛ اولین مشکل مربوط به اطمینان از اعتبار داده‌های ثبت شده در هر بلاک است که برای حل این مشکل 

قرار است هر بلاک همراه با مدرکی باشد که اعتبار آن را تأیید کند. مسئولیت نگهداری و در دسترس بودن این مدرک برعهده اعتبارسنج‌ها (validator) است.

مشکل دوم که نیر به آن پرداخته، تضمین اینکه اطلاعات ثبت‌شده در بلاک‌ها برای هر کس در مدت زمان مشخصی قابل بررسی باشد. در این بخش با یک مشکل اساسی مواجه می‌شویم چون برخی پیام‌ها قرار بوده ارسال شوند، اما ارسال نشده‌اند (حذف شده‌اند) و در دسترس نیستند؛ مگر اینکه آن پیام‌ها در خود بلاک‌چین ثبت شوند. راه‌حل فعلی برای دور زدن این مشکل، استفاده از زیرساخت و حاکمیت متمرکزتر است که با ماهیت غیرمتمرکز بلاک‌چین در تضاد است.

شاردینگ پولکادات (Polkadot)

پالیگان برای دستیابی به یک پایگاه داده توزیع شده موثر، از تکنولوژی به نام پاراچین (Parachain) استفاده می‌کند. یک پاراچین (زنجیره قابل موازی‌سازی) شکل ساده‌تری از بلاک‌چین است. این زنجیره به جای تامین امنیت اختصاصی خود، به امنیتی که توسط یک زنجیره رله (Relay Chain) ارائه می‌شود، متصل می‌شود.

 این زنجیره به جای تامین امنیت خودش، از امنیت ارائه‌شده توسط یک زنجیره رله بهره می برد. زنجیره رله نه تنها امنیت زنجیره‌های پاراچین متصل را تامین می‌کند، بلکه تضمین انتقال امن پیام بین آنها را نیز فراهم می‌آورد. یکی از ویژگی‌های کلیدی پاراچین‌ها این است که محاسبات انجام شده توسط آنها ذاتا مستقل هستند و با یکدیگر تداخل ندارند. این باعث می‌شود تا بتوان آنها را به طور همزمان اجرا کرد و از قدرت پردازش به طور موثرتری استفاده نمود. برخلاف قراردادهای هوشمند که همه بر روی یک زنجیره اجرا می‌شوند و ممکن است با یکدیگر تداخل پیدا کنند، پاراچین‌ها با مرزهای مشخص از هم جدا شده‌اند، بنابراین می‌توان محاسبات را به صورت موازی انجام داد. این موازی‌سازی باعث می‌شود تا با همان امنیت، بتوان تا ۱۰ برابر کار بیشتری انجام داد.

علاوه بر این، پاراچین‌ها می‌‏توانند برای حوزه‌های خاصی بهینه شوند و نیازی نیست که از زبان اسکریپت نویسی یا ماشین مجازی خاصی که برای بلاک چین طراحی شده استفاده کنند. این انعطاف‌پذیری باعث می‌شود تا بتوان ساختار درختی از پاراچین‌ها ایجاد کرد که برای محاسبات توزیع شده بسیار مناسب است و در عین حال بار کلی بر روی زنجیره رله اصلی را کاهش می‌دهد.

شاردینگ زیلیکا (Zilliqa)

شیوه اجرای شاردینگ در زیلیکا کاملا متفاوت از اتریوم است. این روش بر اساس منطق زیر عمل می‌کند:

• تمام تراکنش‌های درون یک شارد به صورت موازی اجرا می‌شوند.
• تراکنش‌هایی که بر روی یک قرارداد هوشمند (Smart Contract) یکسان تاثیر می‌گذارند، به صورت موازی اجرا نمی‌شوند.
• هیچ تراکنشی که بر روی بیش از یک شارد تاثیر بگذارد، به صورت موازی با تراکنش دیگری اجرا نمی‌شود.

در واقع، زیلیکا از یک هماهنگ‌کننده مرکزی استفاده نمی‌کند و همین موضوع باعث می‌شود که برنامه‌های غیرمتمرکز (dApp) نیاز داشته باشند در اکثر شاردها مستقر شوند و این اتفاق باعث محدود شدن مزیت اصلی  شارد می‌شود.

جایگزین‌های شاردینگ برای مقیاس‌پذیری در بلاک چین

روش‌های دیگری به غیر از شاردینگ برای افزایش مقیاس‌ پذیری در بلاک‌چین وجود دارد که در ادامه با کاردبردی‌ترین آنها آشنا می‌شوید:

هاردفورک و افزایش سایز بلاک

هاردفورک (Hard Fork) در بلاک چین به فرآیندی گفته می‌شود که تغییرات اساسی و زیرساختی در ویژگی‌های شبکه بلاک چین ایجاد می‌کند. این تغییرات می‌توانند شامل افزایش حجم بلاک یا کاهش زمان لازم برای ایجاد یک بلاک باشند.

در حالی که هاردفورک یک نیاز اساسی برای راه‌حل‌های مقیاس‌ پذیری لایه ۱ بلاک چین به حساب می‌آید، کارآمدترین حالت آن زمانی شکل می‌گیرد که جامعه بلاک‌چین دچار اختلاف شده و بخشی از آن با جامعه اصلی بر سر مسائل خاصی به توافق نمی‌رسند. در این شرایط، این بخش جدا شده می‌تواند تغییرات اساسی در کد زیربنایی بلاک‌چین اعمال کند.

سگویت (Segregated Witness)

شاهد جداگانه (Segregated Witness) یا سگوویت (SEGWIT) یکی دیگر از راه حل‌های مفید برای مقیاس پذیری بلاک چین در بین راه‌حل‌های لایه اول است. سگوییت باعث بهبود در پروتکل شبکه بلاک چین بیت‌کوین می‌شود که بر تغییر نحوه و ساختار ذخیره داده تمرکز دارد. این امر به حذف داده‌های امضا مرتبط با هر تراکنش کمک می‌کند و در نتیجه فضای بیشتری برای ذخیره تراکنش‌ها فراهم می‌شود. ذکر این نکته مهم است که امضای دیجیتال برای تأیید مالکیت و در دسترس بودن وجوه فرستنده، حدود ۷۰ درصد از کل فضای یک تراکنش را اشغال می‌کند. حذف امضای دیجیتال می‌تواند فضای بیشتری برای افزودن تراکنش‌های بیشتر ایجاد کند.

تفاوت شاردینگ با شبکه‌های لایه ۲ و رول‌ آپ‌ها

در کنار شاردینگ، راه‌حل‌های لایه ۲ که رول‌ آپ نمونه‌ای از آنها است مزایای مشابهی را برای بهبود مقیاس‌ پذیری شبکه ارائه می‌دهند. به طور خلاصه، شاردینگ شبکه بلاک چین را به بخش‌های کوچک‌تری تقسیم می‌کند تا تراکنش‌ها به صورت موازی پردازش شوند و سرعت تراکنش افزایش یابد. تمرکز اصلی شاردینگ بر روی مدیریت تعداد زیادی از تراکنش‌ها به طور همزمان است اما رول‌ آپ‌ها شامل یک زنجیره جداگانه هستند که تراکنش‌های زیادی را با هم پردازش می‌کند و سپس آن‌ها را به زنجیره اصلی بازمی‌گرداند. این کار باعث می‌شود زنجیره اصلی از پردازش تراکنش‌های حجیم داده معاف شود و در نتیجه از تراکم شبکه بکاهد. رول‌ آپ‌ها انواع مختلفی دارند، اما اساسا همه رول‌ آپ‌ها بار داده را روی گره‌ها (یا نودها) کاهش می‌دهند.

سخن پایانی

شاردینگ اتریوم یک پیشرفت مهم برای این بلاک چین محسوب می‌شود که می‌تواند مشکل مقیاس‌ پذیری را حل کند و آن را به پلتفرمی قابل دسترس‌ و کارآمد برای برنامه‌های غیرمتمرکز تبدیل کند. در کنار شاردینگ روش‌های مختلفی برای بهبود مقیاس‌‌پذیری به‌وجود آمده‌اند که در این مقاله به آن‌ها پرداختیم. در حال حاضر مشخص نیست کدام راه‌حل بهتر است و راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری همچنان در حال توسعه هستند و ممکن است ترکیبی از این روش‌ها راه‌حل نهایی باشد.

سوالات متداول