آیا بیت‌کوین به مقیاس‌پذیری لازم می‌رسد؟ راهکارها و آینده
آیا شبکه بیت‌کوین می‌تواند به مقیاس‌پذیری لازم برسد؟ راهکارهای نوین، چالش‌ها و آینده رمزارز اول جهان
بررسی چالش‌ها و راهکارهای مقیاس‌پذیری بیت‌کوین، از افزایش حجم بلوک تا شبکه لایتنینگ و آینده این رمزارز در رقابت با سیستم‌های پرداخت سنتی
مشکلات مربوط به مقیاس‌پذیری بلاک‌چین‌ها مانع از تحقق پتانسیل این شبکه‌ها در رقابت با روش‌های پرداخت سنتی می‌شود که قادرند هزاران تراکنش در ثانیه را پردازش کنند. در این گزارش، به طور خاص به موضوع مقیاس‌پذیری بیت‌کوین (Bitcoin) پرداخته و راهکارهای توسعه یافته تاکنون برای افزایش ظرفیت شبکه‌های بلاک‌چین بررسی خواهد شد.
مشکل مقیاس‌پذیری بیت‌کوین چیست؟
مشکل مقیاس‌پذیری بیت‌کوین یکی از چالش‌های اصلی در توسعه این شبکه است که مانع از پردازش سریع و حجم بالای تراکنش‌ها در کوتاه‌ترین زمان ممکن می‌شود.
در حال حاضر، نرخ تراکنش‌های بیت‌کوین به طور متوسط حدود هفت تراکنش در ثانیه است، رقمی بسیار پایین در مقایسه با هدف این رمزارز برای تبدیل شدن به یک ارز جهانی و تسهیل پرداخت‌های بین‌المللی، مشابه سیستم‌های ویزا و مسترکارت. این دو سامانه پرداخت، توان پردازش تراکنش‌هایی در حدود ۲۴ هزار و ۵ هزار TPS (تراکنش در ثانیه) دارند.
این محدودیت در مقیاس‌پذیری به دلیل ساختار شبکه بیت‌کوین است که هر ده دقیقه یک بلوک جدید تولید می‌کند و حداکثر حجم هر بلوک ۱ مگابایت است. در نتیجه، تراکنش‌های بیت‌کوین در قالب بلوک‌هایی قرار می‌گیرند که ماینرها پس از تایید نودهای کامل، آن‌ها را به زنجیره بلوکی اضافه می‌کنند. هرچه بلوک بزرگ‌تر باشد، امکان قرار دادن تعداد بیشتری تراکنش در آن وجود دارد و افزایش تعداد بلوک‌ها در زمان کوتاه‌تر می‌تواند منجر به تسریع تراکنش‌ها شود.
در حالی که این راهکارها در ظاهر ساده به نظر می‌رسند، اما هرکدام با چالش‌ها و محدودیت‌های خاص خود همراه هستند که نیازمند راه‌حل‌های نوآورانه در حوزه مقیاس‌پذیری شبکه‌های بلاک‌چین است.
تاریخچه مناقشه بر سر افزایش مقیاس بیت‌کوین
بحث مربوط به مقیاس‌پذیری بیت‌کوین از همان روزهای نخستین معرفی این ارز دیجیتال در سال ۲۰۰۸، مطرح بوده است. هنگامی که ساتوشی ناکاموتو (Satoshi Nakamoto) پروژه بیت‌کوین را در فهرست پستی رمزنگاری اعلام کرد، اولین واکنش درباره محدودیت‌های مقیاس‌پذیری بود. این نظر، از سوی جیمز دِنان (James Donald)، یکی از فعالان سایفرپانک کانادایی، مطرح شد و بیان می‌داشت: «به نظر نمی‌رسد که این سیستم بتواند به اندازه مورد نیاز برسد.» طی سال‌ها، نگرانی‌ها درباره ظرفیت و توان عملیاتی شبکه بیت‌کوین افزایش یافته و راهکارهای مختلفی برای رفع این مشکلات ارائه شده است.
اکثر مناقشات در حوزه مقیاس‌پذیری بیت‌کوین حول موضوع اندازه بلوک متمرکز است. در عین حال، برخی بحث‌ها نیز درباره زمان تولید هر بلوک و تأثیر آن بر سرعت تراکنش‌ها و امنیت شبکه صورت گرفته است. این مسائل همچنان یکی از مهم‌ترین چالش‌های فنی در توسعه و توسعه‌پذیری بیت‌کوین به شمار می‌رود.
بحث درباره اندازه بلاک در شبکه‌های بلاک‌چین
در ساختار بیت‌کوین، حداکثر حجم هر بلوک به طور مشخص ۱ مگابایت تعیین شده است. به دلیل ماهیت غیرمتمرکز بودن این شبکه، تغییر این محدودیت بسیار دشوار است، همان‌طور که تغییر حداکثر عرضه ۲۱ میلیون سکه نیز کار ساده‌ای نیست.
در سال ۲۰۱۳، گریگوری مکسول، یکی از توسعه‌دهندگان پیشین بیت‌کوین، درباره اهمیت این محدودیت گفت: «ارزش بیت‌کوین به دلیل کمیابی آن است. یکی از ویژگی‌های کلیدی بیت‌کوین، عرضه محدود سکه‌ها است؛ دیگری محدودیت در فضای بلوک‌ها. در واقع، محدودیت در فضای بلوک‌ها بازار کارمزد تراکنش‌ها را شکل می‌دهد و این کارمزدها تأمین مالی ماینرها را بر عهده دارند تا زنجیره در برابر حملاتی مانند reorganization مقاوم باقی بماند.»
با وجود این استدلال، گروهی از اعضای جامعه بیت‌کوین که به «بلاک‌کنندگان بزرگ» معروف بودند، خواستار افزایش حجم بلوک‌ها شدند. در مقابل، «بلاک‌کنندگان کوچک» که مخالف این تغییر بودند، تمایل داشتند گزینه‌هایی را بررسی کنند که منجر به فورک سخت نشود. این اختلاف نظر منجر به آغاز جنگ بر سر مقیاس‌پذیری بیت‌کوین شد، و در نتیجه چندین فورک سخت ایجاد شد.
برخی از مهم‌ترین فورک‌های سخت شامل موارد زیر است:
- بیت‌کوین اکس‌تی (Bitcoin XT): در سال ۲۰۱۴، مایکل هیرن این فورک را راه‌اندازی کرد که حجم بلوک را از ۱ به ۴ مگابایت افزایش داد. اما پس از چند ماه، علاقه کاربران کاهش یافت و پروژه به فعالیت خود پایان داد.
- بیت‌کوین کلاسیک (Bitcoin Classic): پس از شکست بیت‌کوین اکس‌تی، توسعه‌دهندگانی که خواهان افزایش حجم بلوک بودند، در اوایل ۲۰۱۶ این فورک را ایجاد کردند. حجم بلوک در آن زمان به ۲ مگابایت رسید، اما این پروژه اکنون چندان طرفداری ندارد.
- بیت‌کوین نامحدود (Bitcoin Unlimited): در سال ۲۰۱۶، این فورک اجازه می‌داد ماینرها حداکثر تا ۱۶ مگابایت، حجم بلوک خود را تعیین کنند، اما چندان مورد استقبال قرار نگرفت.
- بیت‌کوین کش (Bitcoin Cash): در سال ۲۰۱۷، این فورک به دلیل مخالفت برخی توسعه‌دهندگان با ارتقاء SegWit صورت گرفت. SegWit، که در سال ۲۰۱۵ توسط پیتر ویول (Pieter Wuille) پیشنهاد شد، یک اصلاح نرم‌افزاری است که هدف آن افزایش ظرفیت تراکنش‌ها با کاهش وزن تراکنش‌ها در بلوک است. بیت‌کوین کش هم‌اکنون با حجم بلوک ۳۲ مگابایت و بدون استفاده از SegWit فعال است و از محبوب‌ترین فورک‌های بیت‌کوین در بازار است، با ارزش بازار حدود ۲.۳ میلیارد دلار.
در سال ۲۰۱۷، توسعه‌دهندگان کوچک‌تر با اجرای SegWit به‌طور کامل، سعی در بهبود مقیاس‌پذیری بیت‌کوین داشتند. این ارتقاء در قالب پروتکل دو قسمتی طراحی شده بود؛ قسمت دوم، یعنی SegWit2x، قرار بود منجر به فورک سخت و افزایش حجم بلوک به ۲ مگابایت شود، اما به دلیل عدم توافق در جامعه، این طرح عملی نشد. پس از آن، ارتقاء Taproot در نوامبر ۲۰۲۱ به عنوان گام بعدی در بهبود حریم خصوصی و قابلیت‌های شبکه بیت‌کوین اجرا شد.
بحث درباره زمان بلوک در شبکه‌های بلاک‌چین
در جریان کنفرانس اسکیلینگ بیت‌کوین (Scaling Bitcoin) در سال ۲۰۱۶، کارشناسان به بررسی امکان کاهش زمان لازم برای استخراج هر بلاک در شبکه بیت‌کوین پرداختند. در این نشست، محققان از موسسه ETH زوریخ (ETH Zürich) پیشنهاد دادند که زمان بلوک بیت‌کوین، که در حال حاضر حدود ۱۰ دقیقه است، می‌تواند به طور امن به یک دقیقه کاهش یابد تا تعداد تراکنش‌های پردازش‌شده در ثانیه افزایش یابد.
هدف اصلی این تغییر، افزایش ظرفیت تراکنش‌ها و بهبود سرعت تایید تراکنش‌ها در شبکه بود. با این حال، منتقدانی مانند مکسول (Maxwell) هشدار دادند که کاهش زمان بلوک می‌تواند منجر به کاهش امنیت شبکه شود، چرا که سرعت پایین‌تر در تایید بلوک ممکن است در صورت کاهش بیش از حد، امنیت شبکه را به خطر بیندازد.
از آن زمان تاکنون، هیچ پیشنهاد عملیاتی در این زمینه اجرایی نشده است و به نظر می‌رسد نگرانی‌های امنیتی، مهم‌ترین مانع برای تحقق این ایده بوده است.
راهکارهای فعلی مقیاس‌پذیری بیت‌کوین
در نهایت، دو روش اصلی برای افزایش مقیاس‌پذیری بیت‌کوین وجود دارد. یکی از این روش‌ها به‌روزرسانی بلاک‌چین است و دیگری افزودن لایه‌های جدید به شبکه.
در این زمینه، به‌روزرسانی‌هایی مانند SegWit (سگ‌ویت) و Taproot (تپ‌روت) به عنوان ارتقاءهای مستقیم بلاک‌چین شناخته می‌شوند، که هدف آن‌ها بهبود کارایی و امنیت تراکنش‌ها است. در مقابل، شبکه لایتنینگ (Lightning Network) به عنوان راه‌حلی لایه‌دو (Layer-2) عمل می‌کند و امکان انجام تراکنش‌های سریع و کم‌هزینه را فراهم می‌آورد.
این راهکارها نقش مهمی در توسعه و بهبود عملکرد شبکه بیت‌کوین دارند و هر کدام با توجه به نیازهای فنی و اقتصادی، در مسیر افزایش ظرفیت و کاهش کارمزد تراکنش‌ها به کار گرفته می‌شوند.
پروتکل امنیتی SegWit در شبکه بیت‌کوین فعال شد
سگ‌ویت (SegWit) در آگوست ۲۰۱۷ به عنوان یک فورک نرم (soft fork) در شبکه بیت‌کوین فعال شد. برخلاف فورک سخت (hard fork)، سگ‌ویت پروتکل نرم‌افزاری را به‌روزرسانی می‌کند و با نسخه‌های قدیمی‌تر سازگار است، بدون اینکه منجر به ایجاد دو زنجیره بلوکی مجزا شود. این فناوری با تفکیک تراکنش به دو بخش، ظرفیت تراکنش‌ها را افزایش می‌دهد و اندازه هر تراکنش را کاهش می‌دهد. در نتیجه، امکان ثبت تعداد بیشتری تراکنش در هر بلاک فراهم می‌شود.
بیشتر صرافی‌های رمزارز، زیرساخت‌های خود را به‌روزرسانی کرده‌اند تا از مزایای سگ‌ویت بهره‌مند شوند. به عنوان نمونه، کوین‌مکس (کوکین) و اف‌تی‌اکس (FTX) موفق به تحقق ۱۰۰ درصدی استفاده از سگ‌ویت شده‌اند، بر اساس گزارش‌های منتشر شده توسط گلس‌نود (Glassnode). همچنین، کیف‌پول‌های معتبر مانند لجر و تریزور نیز فناوری سگ‌ویت را در خدمات خود به کار گرفته‌اند.
بر اساس داده‌های Buy Bitcoin Worldwide، روند پذیرش SegWit از سال ۲۰۱۷ میلادی به تدریج افزایش یافته است. با این حال، حجم تراکنش‌های درون‌زنجیره‌ای بیت‌کوین همچنان در حدود ۷ TPS (تراکنش در ثانیه) باقی مانده است، که نشان‌دهنده محدودیت در سرعت پردازش تراکنش‌ها است.
درخت ریشه‌ای؛ راهکار نوین در فناوری بلاک‌چین
در نوامبر ۲۰۲۱، شبکه بیت‌کوین (Bitcoin) با اجرای بروزرسانی Taproot، تحولی مهم در کارایی و حریم خصوصی این ارز دیجیتال ایجاد کرد. این به‌روزرسانی که بر پایه پیشنهاد گرگوری مکسول (Gregory Maxwell) در سال ۲۰۱۸ طراحی شده بود، امکان کاهش مدت زمان تایید تراکنش‌ها و بهبود کارایی شبکه را فراهم آورد. همچنین، Taproot قابلیت‌های جدید در حوزه قراردادهای هوشمند را به شبکه بیت‌کوین افزود، که می‌تواند امکانات بیشتری برای توسعه‌دهندگان و کاربران فراهم کند. این بروزرسانی، گامی مهم در جهت ارتقای امنیت و انعطاف‌پذیری بیت‌کوین محسوب می‌شود.
شبکه لایتنینگ
شبکه لایتنینگ (Lightning Network) لایه‌ای پرداخت است که بر بستر شبکه بیت‌کوین (BTC) ساخته شده است و هدف آن ارائه تراکنش‌های سریع‌تر و کم‌هزینه‌تر است. این فناوری عمدتاً برای انجام میکروپول‌های حجم بالا طراحی شده و در سال‌های اخیر شاهد افزایش فعالیت در کانال‌های پرداخت خود بوده است. در اکتبر ۲۰۲۲، ظرفیت این شبکه به حدود ۵۰۰۰ بیت‌کوین رسیده است. شبکه لایتنینگ در سال ۲۰۱۸ راه‌اندازی شد و همچنان در حال توسعه و بهبود است.
منبع: کریپتو.نیوز
