مشکل مقیاس پذیری در شبکه بیت کوین

یکی از اشکالات فعلی استفاده از شبکه بیت کوین برای معاملات پرداخت ، مسئله مقیاس پذیری شبکه است.

• هنگامی که معاملات در شبکه بیت کوین تأیید می شود ، در تئوری هر گره در سیستم غیر متمرکز باید هر معامله را تأیید کند
• شبکه بیت کوین فقط می تواند تعداد مشخصی از معاملات را در یک بازه زمانی مشخص مانند هر بلوک پردازش کند
• در ابتدایی ترین تعریف خود ، مقیاس پذیری توانایی شبکه برای رسیدگی به میزان فزاینده ای از معاملات است
• در یک زمینه دقیق تر ، عوامل مقیاس پذیری شامل توان ، زمان معامله ، تأخیر و امنیت است

در این درس ، شما می خواهید در مورد مسئله مقیاس پذیری در فناوری blockchain مطلع شوید.

تأیید معاملات

همانطور که در درس 8 بخش مبتدیان آکادمی آموخته اید ، معاملات در شبکه بیت کوین در فرآیند به نام معدن تأیید می شود. رایانه های معدنچیان معاملاتی را که به بلوک اعزام شده اند ، جمع می کنند. سپس گره ها به عنوان اولین گره برای حل یک معمای رمزنگاری پیچیده رقابت می کنند. هدف این است که اولین معدنچی باشد که بلوک جدید را تأیید می کند. اگر تمام معاملات موجود در این بلوک معتبر باشد و قبلاً هزینه نشده باشد ، یک بلوک فقط در blockchain پذیرفته می شود.

همانطور که Satoshi Nakamoto در کاغذ سفید خود در مورد بیت کوین تخمین می زند ، بلوک ها تقریباً هر ده دقیقه تولید می شوند - این به عنوان "زمان بلوک" شبکه بیت کوین شناخته می شود. این مدت زمان تخمینی است که برای معدن یک بلوک طول می کشد. یک بلوک معمولاً در حدود 1 مگابایت است. اگر مدت زمان بیشتری برای معدن در شبکه بیت کوین طول بکشد ، اگر زمان کمتری طول بکشد ، سطح "دشواری" کاهش می یابد ، مشکل افزایش می یابد. تنظیم دشواری تقریباً در هر بلوک 2016 (تقریباً هر دو هفته) صورت می گیرد.

حجم معامله

در حال حاضر ، ارزش کل در شبکه بیت کوین به صورت سالانه در حال افزایش است ، همانطور که تعداد معاملات پردازش شده نیز وجود دارد. از آنجا که هر معامله باید حداقل 250 بایت باشد - رقمی که به پروتکل بیت کوین کدگذاری شده است - شبکه بیت کوین می تواند در صورت ده دقیقه زمان بلوک ، حداکثر 7 معاملات در ثانیه (TPS) را پردازش کند. فرآیند اتریوم حدود 15 TPS و Ripple سریعترین است و ظرفیت پردازش حدود 1500 TP در ثانیه است.

در حال حاضر ، ارزش کل در شبکه بیت کوین به صورت سالانه در حال افزایش است ، همانطور که تعداد معاملات پردازش شده نیز وجود دارد.

چرا مقیاس پذیری مسئله است؟

به منظور حمایت از نرخ پذیرش ارزهای رمزنگاری شده برای معاملات روزمره ، در ابتدا ، یک شبکه باید توانایی خود را برای انجام مقدار مشخصی از معاملات بدون پردازش مسائل و تأخیرها فراتر از شک نشان دهد. ثانیا ، شبکه باید اعتبار خود را فراهم کند که بتواند در آینده با افزایش معاملات معاملات روبرو شود. این همان چیزی است که یک شبکه "مقیاس" به معنای افزایش در اندازه ، ظرفیت و در نتیجه ، در امنیت است. از طرف دیگر ، یک شبکه باید از نظر هزینه معامله ، مشوق های کافی را برای معدنچیان فراهم کند تا آنها را درگیر و رقابتی نگه دارد.

در مقایسه با ارائه دهندگان پرداخت سنتی مانند ویزا یا پی پال ، ظرفیت های معامله ارزهای رمزنگاری مانند بیت کوین و اتریوم بسیار کم است. رهبر جهان در پرداخت های دیجیتال ، ویزا ، ادعا می کند که قادر است بیش از 65000 پیام معامله را در ثانیه انجام دهد و در واقع هر روز به طور متوسط 150 میلیون معاملات انجام می دهد. در مقابل ، شبکه پرداخت PayPal "فقط" 193 معاملات در ثانیه یا حدود 5 میلیون معاملات در روز را انجام می دهد.

بنابراین ، سرعت و امنیت شبکه دو عامل غالب است که اعتبار یک شبکه پرداخت را تعیین می کند. در نتیجه ، زیرساخت های فعلی شبکه های cryptocurrency باید به روش مناسبی برای جذب افزایش حجم معامله به همراه تعداد فزاینده ای از کاربران گسترش یابد.

مسئله مقیاس بندی راه حل ها

همانطور که در درس 8 از بخش میانی آکادمی در چنگال های سخت و چنگال های نرم یاد گرفتید ، جامعه بیت کوین Segwit را در سال 2017 به عنوان یک چنگال نرم به پروتکل بیت کوین فعال کرد تا راه حل های لایه دوم را برای مقیاس گذاری فعال کند. در اصل ، Segwit اساساً شامل حذف (تفکیک) "شاهد" - داده های مورد نیاز برای بررسی اعتبار معاملات - از لیست ورودی ها بود.

یکی دیگر از راه حل های مقیاس گذاری که هدف آن کاهش میزان داده های موجود در blockchain است ، شبکه رعد و برق ، یک پروتکل پرداخت "لایه 2" است که در بالای بیت کوین بر اساس شبکه ای از کانال های پرداخت دو طرفه کار می کند ، بنابراین معاملات روزمره را بدون پرداخت هزینه های غیر منطقی تسهیل می کند.

بعد از اینکه معاملات بیت کوین در اواخر سال 2017 به محدودیت شبکه نزدیک شد ، دو مدرسه اصلی فکری در مقیاس بندی شبکه پدیدار شدند. حامیان یک گروه می خواستند با افزودن پروتکل های اضافی روی لایه های بالاتر ، تا حدودی شبیه به ساختار فعلی اینترنت ، روی افزایش حد اندازه بلوک تمرکز کنند ، دیگری که روی مقیاس گذاری خارج از زنجیره تمرکز می کنند.