به‌روزرسانی چندمرحله‌ای اتریوم مشکلات امنیت و ترافیک شبکه را از طریق چندین زیرساخت جدید از جمله استفاده از گواه بر سهام و شاردینگ حل خواهد کرد. در این مقاله به‌طور کامل به بررسی به‌روزرسانی آتی بلاک چین اتریوم با عنوان اتریوم ۲ خواهیم پرداخت.

اتریوم ۲٫۰ چیست؟

اتریوم ۲ که از آن به نام سِرِنیتی (Serenity) به معنی آرامش نیز یاد می‌شود، ارتقایی نرم‌افزاری و زیرساختی برای بلاک چین اتریوم است. هدف از این به‌روزرسانی، ارتقای سرعت، بهره‌وری و مقیاس پذیری شبکه‌ی اتریوم است تا آنکه تراکنش‌های بیشتری پردازش شود و ترافیک کاهش یابد.

به گفته‌ی ویتالیک بوترین، بنیان‌گذار اتریوم، پس از به‌کارگیری اتریوم ۲، سرعت شبکه از مقدار فعلی ۱۵ تراکنش در ثانیه به مقدار بالقوه‌ی ۱۰۰ هزار تراکنش در ثانیه خواهد رسید. همچنین این به‌روزرسانی امنیت شبکه‌ی اتریوم را بالا خواهد برد و انتشار کربن آن‌ را به‌شدت کاهش خواهد داد.

در ادامه به بررسی راه‌های ارائه‌شده توسط اتریوم ۲ برای بهبود بلاک چین فعلی می‌پردازیم؛ اما سؤال این است که چه مشکلاتی باعث ظهور اتریوم ۲ شده؟

مشکلات اتریوم ۱ کدام است؟

نسخه‌ی یک اتریوم که در ۲۰۱۵ معرفی شد کاملا پیشگامانه بود؛ اما تقاضای بی‌نظیر برای امکاناتی که این پلتفرم در اختیار می‌گذاشت، باعث بروز برخی مشکلات شد. این مشکلات را می‌توان به سه دسته‌ی اساسی تقسیم کرد:

• شبکه‌ی پرترافیک: بلاک چین اتریوم به حدی دچار ازدحام شده است که برای استفاده‌ی جهانی ایده‌آل نیست. برای حفظ امنیت، تمامی گره‌های شبکه باید تراکنش‌ها را روی بلاک چین تأیید کنند که این کار باعث کاهش سرعت زمان تراکنش می‌شود.
• فضای دیسک پایین: هر اندازه محبوبیت شبکه‌ی اتریوم بیشتر می‌شود، اجرای نرم‌افزاری که گره (نود) نام دارد، مشکل‌تر می‌شود؛ زیرا حجم دفتر کل که حاوی سابقه‌ی تمامی تراکنش‌ها است به‌شدت بالا می‌رود. سختی کار در ایجاد روشی برای افزایش اندازه‌ی اتریوم بدون در خطر گذاشتن غیر متمرکز بودن آن است.
• مصرف انرژی بالا: اتریوم برای حفظ امنیت خود از اجماع گواه بر کار استفاده می‌کند که این روش به دلیل مصرف انرژی بالا، در طولانی‌‎مدت به‌صرفه نیست.

تیم اتریوم در کنار حفظ ساختارهای مهم موجود از جمله غیر متمرکز بودن، سعی در حل مشکلات ذکرشده دارند. اتریوم ۲، راه‌ حلی برای رسیدن به مقیاس‌پذیری و امنیت بیشتر بدون تبدیل شدن به شبکه‌ی متمرکز است.

تفاوت اساسی اتریوم ۲ و اتریوم ۱ در چیست؟

تفاوت اصلی این دو نسخه در این است که اتریوم ۱ از مکانیزم اجماع گواه بر کار (PoW) استفاده می‌‎کند؛ درحالی‌که اتریوم ۲ به گواه بر سهام (PoS) متکی است. در این ادامه به بررسی بیشتر این تفاوت اساسی و سایر ابداعات جدید اتریوم ۲ می‌پردازیم:

جایگزینی گواه بر سهام به جای گواه بر کار

در بلاک چین اتریوم، تراکنش‌ها باید توسط روشی غیر متمرکز تأیید شوند. اتریوم همانند سایر رمزارزها از جمله بیت کوین، در حال حاضر از مکانیزم اجماع گواه بر کار استفاده می‌کند.

در این سیستم، ماینرها با استفاده از توان پردازشی خود به حل مسائل پیچیده‌ی ریاضی می‌پردازند و تراکنش‌ها را تأیید می‌کنند. اولین ماینری مسئله را حل کند، تراکنش جدید را به بایگانی از تمامی تراکنش‌های انجام‌شده که دفتر کل (لجر) نام دارد، اضافه می‌کند. ماینرها در ازای این کار با رمزارز بومی شبکه، پاداش داده‌ می‌شوند؛ اما طی کردن این فرایند به‌شدت انرژی‌بَر است.

گواه بر سهام از این جهت متفاوت است که در آن به جای ماینرها، کاربران به قفل سرمایه‌‌های خود در شبکه می‌پردازند؛ این کار استیک کردن نام دارد. رمزارز استیک شده، رمزارز بومی آن بلاک چین است و کاربرانی که اقدام به استیک می‌کنند، تأییدکننده (ولیدیتور) نامیده می‌شوند. تأییدکنندگان مشابه استخراج‌کنندگانی هستند که به تأیید تراکنش‌های شبکه می‌پردازند و از این امر مطمئن می‌شوند که شبکه در حال پردازش تراکنش‌های جعلی نیست.

انتخاب این تأییدکنندگان بر اساس مقدار ارز دیجیتال استیک شده و اینکه چه مدت به استیک ادامه می‌دهند، صورت می‌گیرد.

تأییدکنندگان می‌توانند زمانی که بلاکی را مشاهده کردند، تأیید انجام بدهند. زمانی که به اندازه‌ی کافی تأییدیه وجود داشت، آن بلاک می‌تواند به بلاک چین اضافه شود. در صورت اضافه شدن موفقیت‌آمیز بلاک، به تأییدکنندگان پاداش داده ‌می‌شود، این فرایند، فورجینگ یا مینتینگ (به معنای جعل و ضرب) نامیده می‌شود.

مزیت اصلی گواه بر سهام این است که این مکانیزم در مقایسه با گواه بر کار بسیار به‌صرفه‌تر است؛ زیرا طی این روش دیگر از کامپیوترهای پرمصرف برای انجام اجماع در بلاک چین استفاده نمی‌شود.

شاردینگ (Sharding)

قدم دیگر برای بهبود کاهش ترافیک و افزایش تراکنش‌های انجام‌شده، معرفی فرآیندی به نام شاردینگ است. در نسخه‌ی فعلی بلاک‌چین، تمامی داده‌هایی که به زنجیره افزوده می‌شود باید مورد تأیید تمامی گره‌ها قرار بگیرد. این بدین معنی است که سرعت تمام سیستم، محدود به کندترین شرکت‌کننده است. این امر موجب ایجاد گلوگاهی می‌شود که هزینه‌ی تراکنش را افزایش و توان عملیاتی را کاهش می‌دهد.

با افزودن شاردینگ به شبکه، اتریوم ۲ می‌تواند بهره‌وری منابعش را بسیار بالا ببرد. در سیستم جدید، وظایف تأیید داده میان مجموعه‌هایی از گره‌ها تقسیم می‌شود و هر کدام از این گره‌ها تنها مسئول تأیید تراکنش‌های محوله به آن است. این امر قابلیت پردازش موازی را به کامپیوتر جهانی اتریوم می‌دهد که به نوبه‌ی خود باعث افزایش چندبرابری توان پردازشی سیستم می‌شود.

بلاک چین اتریوم با داشتن قابلیت شاردینگ در کنار گواه بر سهام، بسیار سریع‌تر و پربازده‌تر از نسخه‌ی قبلی خود خواهد شد.

eWASM جایگزین EVM خواهد شد

یکی  از ویژگی‌های اصلی که اتریوم را تا این اندازه قابل اعتماد ساخته و آن را به رقیبی برای سلطه‌ی بیت کوین تبدیل کرده، به‌کارگیری «ماشین مجازی اتریوم یا EVM» است. EVM محیطی اجرایی است که در تمامی گره‌هایی که باعث تسهیل قراردادهای هوشمند می‌شوند، اجرا می‌شود. این قراردادهای هوشمند، بلاک چین اتریوم را به جای سیستمی مالی محض، به ماشین محاسباتی جهانی تبدیل می‌کند. قراردادهای هوشمند روی EVM می‌توانند بازی‌ها، تراکنش‌های مالی پیچیده یا حتی شبکه‌های اجتماعی را اجرا کند.

EVM به‌طور گسترده استفاده می‌شود؛ اما درک آن حتی برای کسانی که مهارت‌های بالای برنامه‌نویسی دارند، معمایی پیچیده است. اتریوم ۲ برای حل این مشکل، «زبان اسمبلی وب یا eWASM» را معرفی کرده است. eWASM، اجرای اپ‌های اتریوم را در مرورگرهای وب امروزی امکان‌پذیر می‌کند، این امر پیشرفتی قابل توجه نسبت به EVM است. همچنین برنامه‌نویسان می‌توانند زبان‌های متعددی از جمله Rust ،C و  ++C را برای اجرای کد روی بلاک چین انتخاب کنند. eWASM در جهشی ناگهانی باعث جلب تعداد زیادی برنامه‌نویس به اکوسیستم اتریوم می‌شود؛ زیرا درهای زیادی به روی کاربران گشوده خواهد شد و آن‌ها دیگر نیازی به یادگیری زبان مختص به اتریوم ندارند.

مقیاس پذیری اتریوم ۲ چگونه از اتریوم ۱ بهتر خواهد بود؟ 

یکی از اهداف اصلی ارتقای اتریوم، افزایش مقیاس پذیری به معنای بهبود ترافیک و تعداد تراکنش‌های پردازش‌شده است.

اتریوم ۱ تنها می‌تواند از ۳۰ تراکنش در ثانیه پشتیبانی کند که این امر موجب تأخیر و ازدحام می‌شود. اتریوم ۲ نوید ۱۰۰ هزار تراکنش در ثانیه می‌دهد. این پیشرفت از طریق به‌کارگیری شاردچین (Shard Chain) به‌ دست می‌آید.

زنجیره‌ی فعلی اتریوم تنها دارای یک زنجیره است که از بلاک‌های متوالی تشکیل شده؛ این سیستم امن اما بسیار کند و ناکارآمد است. همان‌طور که قبلا  گفته شد، با معرفی زنجیره‌های شارد، بلاک چین به چندین بخش تقسیم و تراکنش‌ها به‌صورت موازی پردازش خواهند شد، بدین شیوه شبکه سریع‌تر می‌‍شود و مقیاس‌پذیری آن افزایش می‌یابد.

امنیت اتریوم ۲ چگونه بهتر خواهد بود؟ 

اتریوم ۲ با در نظر گرفتن امنیت ساخته شده است. اغلب شبکه‌های گواه بر سهام، دارای مجموعه‌ی کوچکی از تأییدکنندگان هستند که این امر باعث بیشتر متمرکز شدن و کاهش امنیت می‌شود. اتریوم ۲ به حداقل ۱۶,۳۸۴ تأییدکننده نیاز دارد؛ این کار باعث هرچه بیشتر غیر متمرکز شدن و امن شدن شبکه می‌شود.

نظارت‌های امنیتی اتریوم ۲ توسط سازمان‌های امنیت بلاک چین Least Authority و Quantstamp انجام می‌شود. بنیاد اتریوم نیز تیم امنیتی اختصاصی برای تحقیق در مورد مشکلات امنیت سایبری اتریوم ۲ تشکیل داده است. یکی از تست‌های که این تیم روی نسخه جدید انجام خواهد داد، تست fuzzing است؛ بدین معنی که با دادن ورودی‌های غیر استاندارد به نرم‌افزار، جواب‌های آن را بررسی خواهند کرد. از دیگر اقدامات دیگر این گروه مدل‌سازی اقتصادی رمزنگاری، تحلیل کاربردی رمزنگاری و بررسی صلاحیت رسمی است.

اتریوم ۲ چه تأثیری بر کاربران دیفای خواهد گذاشت؟

اتریوم اکوسیستم مالی غیر متمرکز عظیمی دارد؛ اما قسمت عمده‌ی آن به دلیل ازدحام و سرعت بسیار پایین، عملا بلااستفاده است. این ازدحام می‌تواند باید ایجاد هزینه‌های تراکنشی بیشتر از مقدار انتقالی توسط کاربر شود.

در وضعیت فعلی اتریوم، تنها کسانی که سرمایه‌ی زیادی دارند می‌توانند از اکوسیستم مالی آن استفاده کنند. هزینه‌ی مبادله‌ی رمزارزها روی یونی سواپ (Uniswap)، صرافی غیر متمرکز و فراهم‌کننده‌ی نقدینگی روی شبکه‌ی اتریوم، تا ۱۵۰ دلار نرسیده است. این امر انتقال پول کمک یا ترید مبالغ اندک را غیر ممکن می‌سازد.

کارمزدهای انجام تراکنش به دلیل کنترل ماینرها، بالا هستند؛ اما با وجود گواه بر سهام، این مشکل دیگر وجود نخواهد داشت.

همان‌طور که اشاره شد، اتریوم در حال حاضر ۳۰ تراکنش در ثانیه را پردازش می‌کند؛ اما اتریوم ۲ با استفاده از شاردینگ و سایر تکنیک‌ها می‌تواند تا ۱۰۰ هزار تراکنش پردازش کند. ویتالیک بوترین در توییتی نوشته است: مقیاس‌پذیری داده در اتریوم ۲ قبل از مقیاس‌پذیری برای محاسبات کلی در دسترس خواهد بود. این الگو حداقل در چند سال اول، رویکرد اصلی خواهد بود: ابتدا تقریبا ۲ تا ۳ هزار تراکنش در ثانیه با استفاده از اتریوم به عنوان لایه ۱ پردازش خواهند شد، سپس در فاز یک اتریوم ۲، حدودا ۱۰۰ هزار TPS خواهیم داشت.

سرمایه‌گذاری و استیک اتریوم ۲

بلاک چین اتریوم ۲ از اثبات سهم استفاده می‌کند، این فرصت به دارندگان اتر ۲ این امکان را می‌دهد که با سرمایه‌گذاری یا اصطلاحا استیک رمزارزهای خود در گره تأییدکننده، به تأیید بلاک‌ها در شبکه بپردازند. شبکه در قبال این کار، به دارندگان پاداش می‌دهد.

استیکینگ در اتریوم ۲ با شروع فاز صفر این به‌روزرسانی، شروع می‌شود. اولین قدم برای استیک در اتریوم ۲، ارسال مقداری رمزارز اتر در قرارداد هوشمند اتریوم ۲ است. این فرایند یک‌طرفه است و دیگر نمی‌توانید تا زمان نهایی شدن فاز ۱٫۵ به‌روزرسانی، رمزارز خود را بازپس بگیرید. از این لینک در وب سایت رسمی اتریوم می‌توانید به قرارداد هوشمند ذکرشده، دسترسی پیدا کنید. کسانی که می‌خواهند به عنوان تأییدکننده در شبکه‌ی جدید انتخاب شوند باید ۳۲ اتر در قرارداد قفل کند؛ البته قفل کردن مقادیر کمتر به امید کسب سود نیز امکان‌پذیر است. در فهرست ذکرشده در لینک اشاره‌شده، می‌توان اتر خود را به یکی از موارد ذکرشده به امانت گذاشت. همان‌طور که در بخش‌های قبلی ذکر شد، در ازای این امر پاداشی دریافت خواهید کرد و نماینده‌ی شما نیز شانس بیشتری برای تأیید به عنوان تأییدکننده پیدا خواهد کرد. مقدار سود کسب‌شده از استیک در اتریوم ۲ در همان لینک با عنوان APY، ذکر شده است. این بهره‌ی سالیانه در ابتدا ۲۰ درصد یا بیشتر بود و به مرور زمان پس از رسیدن به هدف مالی خود و حداقل سرمایه‌ی قفل‌شده، به‌تدریج کاهش یافت.

باید توجه کنید که بعضی از صرافی‌ها مانند بایننس نیز امکان استیک در اتریوم ۲ را به شما می‌دهند. در این روش شما به صرافی به‌عنوان نماینده‌ی خود اعتماد می‌کنید و در ازای مبلغ استیک شده، سود دریافت می‌کنید.

سؤالی که در اینجا پیش می‌آید این است که آیا برای تبدیل اتر ۱ به اتر ۲ نیاز به کار خاصی است؟ در جواب باید گفت خیر؛ اترهای شما پس از اتمام به‌روزرسانی به‌صورت خودکار تبدیل  خواهند شد و در شبکه‌ی جدید قابل استفاده خواهند بود.

انتقال به اتریوم ۲ چگونه انجام خواهد گرفت؟ 

اتریوم ۲ در چندین فاز منتشر می‌شود. فاز صفر بیکن چین (Beacon Chain) نام داشت و در ۱۱ آذر ۱۳۹۹ (۱ دسامبر ۲۰۲۰) منتشر شد. بیکن چین، امکان استیک روی بلاک چین اتریوم را معرفی کرد؛ تغییری کلیدی برای اعمال مکانیزم گواه بر سهام (PoS). در طی این فاز، شبکه‌ی اصلی اتریوم که مبتنی بر گواه بر کار  (PoW) است، در کنار بلاک چین مجزای بیکن چین، اجرا می‌شود؛ این بلاک چین جدید، دخالتی در بلاک چین اصلی اتریوم ندارد و به‌طور مجزا اجرا می‌شود.

در فاز ۱ که قرار است در نیمه‌ی اول و دوم سال ۲۰۲۲ (دی ۱۴۰۰ تا تیر ۱۴۰۱) اجرا شود، شبکه‌ی اصلی اتریوم با بیکن چین ادغام خواهد شد و کار PoW به‌طور رسمی به پایان خواهد رسید. در این مرحله، کسانی که روی بیکن چین، اتر استیک کرده بودند به‌عنوان تأییدکننده انتخاب مخواهند شد. این فاز بعد از EIP-1559 که با عنوان هاردفورک لندن شناخته شده بود، اجرا خواهد شد. در این فاز تغییرات اساسی روی ماشین مجازی اتریوم (EVM) صورت نخواهد گرفت و امکان برداشت نیز وجود نخواهد داشت.

فاز نهایی، شارد چین (Shard Chain) است و نقشی حیاتی در مقیاس‌پذیری شبکه‌ی اتریوم بازی خواهد کرد. به جای پردازش تمامی تراکنش‌ها روی یک بلاک چین، ۶۴ زنجیره‌ی جدید که زنجیره‌های شارد نام دارند، عملیات پردازش را انجام خواهند داد؛ این یعنی توان عملیاتی اتریوم ۱، ۶۴ برابر می‌شود. اما در زمان انتشار شارد چین، از حساب‌های کاربری و قراردادهای هوشمند پشتیبانی نخواهد شد. همچنین از منظر سخت‌افزاری، گره‌ها آسان‌تر می‌تواند اتریوم را اجرا کنند؛ زیرا داده‌ی کمتری روی ماشین ذخیره می‌شود. شارد چین تا ۲۰۲۲ اجرایی نخواهد شد و زمان انتشار آن نامعلوم است.

تأثیر اتریوم ۲ بر قیمت اتر 

برای بسیاری از افراد، انتشار اتریوم ۲ دقیقا همان چیزی است که ارزهای دیجیتال نیاز دارند. جمی انسون، مؤسس Nifty Orchard و سازمان‌دهنده‌ی هاردفورک لندن، در مصاحبه‌ای به دیکریپت می‌گوید: «گلوله شلیک خواهد!» 

به عبارت دیگر، مقیاس پذیری بیشتر به معنی استفاده‌ی بیشتر است و این خود باعث تقاضای بیشتر می‌شود. این امر باعث افزایش قیمت اتر به قله‌های جدید خواهد شد.

انسون در ادامه می‌گوید: با انتشار اتریوم ۲، بیش از ۱۰۰ هزار تراکنش در ثانیه پردازش خواهند شد؛ این به معنی تجربه‌ای کاملا جدید برای میلیون‌ها نفر است.

مت کاتلر، مدیرعامل Blocknative، در مورد اتریوم ۲ خوش‌بین است؛ زیرا انتظار دارد انتشار آن باعث کاهش هزینه‌های گس شبکه و پایین آمدن کارمزدها شود. او می‌گوید: «مشتریان ما کاهش کارمزدها و افزایش توان عملیاتی شبکه را همانند فرصتی رو به جلو می‌بینند.»

همچنین رسیدن اکوسیستم به دستاوردهای قابل توجه باعث تقویت هرچه بیشتر جامعه‌ی توسعه‌دهندگان اتریوم خواهد شد. کاتلر در ادامه می‌گوید:  این امر [انتشار اتریوم ۲] بدون توجه به نوسان‌های مقطعی که جزو لاینفک رمزارزها است، باعث اثری گاوی و طولانی‌مدت بر قیمت اتر خواهد بود.

آینده‌ی اتریوم ۲ 

ویتالیک بوترین، هم‌بنیان‌گذار اتریوم، نقشه‌ی راهی پنج تا ده ساله برای اتریوم ۲ منتشر کرده است. او در تویتی گفته است: این نگاه تقریبی من از ۵ تا ۱۰ سال آینده از اتریوم ۲ است.  @VitalikButerin  pic.twitter.com/wynMVC04Ag

در ژوئن ۲۰۲۰ (خرداد ۱۳۹۹)، بوترین اعلام کرد که اتریوم ۲ باید حداقل ۲ سال دیگر تا قبل از به‌کارگیری زنجیره‌های شارد بر روش‌های فعلی مقیاس پذیری از جمله ZK-rollups تکیه کند.

آگوست ۲۰۲۱ (مرداد ۱۴۰۰) شاهد به‌کارگیری هاردفورک لندن و EIP-1559 بود که باعث تغییر کارمزدهای شبکه‌ی اتریوم شد. EIP-1559 یا طرح بهبود اتریوم بخشی از کارمزد پرداخت‌شده توسط کاربران را به جای دادن به ماینرها، می‌سوزاند، این کار باعث کاهش موجودی اتر و ایجاد فشار ضد تورمی روی شبکه‌ی اتریوم می‌شود.

هاردفورک لندن همانند آزمایشی برای فاز بعدی اتریوم ۲ بود و ویتالیک بوترین نیز اعتماد خود را به قدم بعدی اتریوم اعلام کرد. بوترین در مصاحبه‌ای با بلومبرگ از اجرای موفقیت‌آمیز هاردفورک لندن سخن گفت و اعلام کرد که این امر ثابت می‌کند اکوسیستم اتریوم «قادر به ایجاد تغییرات اساسی» است و «من را در مورد [قدم بعدی یعنی] ادغام، مطمئن‌تر می‌سازد.»

اما کار برای اتریوم به همین آسانی انجام نخواهد شد. اتریوم در گیرودار انتقال به نسخه‌ی بعدی خود است؛ اما سایر رقیبان که از آن‌ها به‌‎عنوان «قاتلان اتریوم» یاد می‌شود از جمله کاردانو، سولانا و ...، در صورت تکمیل و ارائه خدمات مشابه، ممکن است برای همیشه شبکه اتریوم را پایین بکشند و جایگزین آن شوند.

منبع: زومیت