شبکه اصلی اتریوم به زودی از مکانیزم اثبات کار «Proof of Work» یا «PoW» به مکانیزم اجماع اثبات سهام «Proof Of Stake» یا «PoS» در ارتقایی به نام «The Merge» یا ادغام تغییر خواهد کرد. ادغام بخشی از یک سری ارتقاءهای عمده اکوسیستم اتریوم است که شامل The Surge ،The Verge ،The Purge و The Splurge نیز می‌شود. 

هدف از این ارتقاها، مقیاس‌پذیرتر کردن اتریوم و بهینه‌سازی مصرف انرژی است. The Merge شبکه اصلی اتریوم را با Proof of Stake Beacon Chain ترکیب می‌کند و انتظار می‌رود این اتفاق مهم در سپتامبر ۲۰۲۲ انجام شود.

مقدمه

از زمان راه‌اندازی پروژه اتریوم در سال ۲۰۱۵، این رمزارز محبوب جایگاه خود را در صنعت بلاک‌چین به‌عنوان یک پلتفرم محاسباتی غیرمتمرکز تثبیت کرده است و میزبان هزاران پروژه در بلاک‌چین خود بوده است. اتریوم در حالی که یکی از فعال‌ترین بلاک‌چین‌ها است، زیرساخت فعلی آن نمی‌تواند عملیات خود را به گونه‌ای مقیاس‌بندی کند که بتواند تقاضای رو به رشد جهانی را تامین کند. به منظور مبارزه با کمبود مقیاس پذیری، تیم اتریوم مجموعه‌ای از ارتقاها را پیشنهاد داده است که منجر به یک بلاک‌چین تکامل یافته اتریوم می‌شود. این بهبودها عبارتند از Beacon Chain، The Merge، The Surge، The Verge، The Purge و The Splurge.

چرا اتریوم در حال ارتقا است؟

بلاک‌چین‌ها معمولاً به جای تکیه بر یک مرجع مرکزی، با اصل عدم تمرکز طراحی می‌شوند. از مزایای بلاک‌چین‌های غیرمتمرکز می‌توان به عدم نیاز به دریافت مجوز، قابل اعتماد بودن و ایمن بودن اشاره کرد.

همانطور که بلاک‌چین‌ها محبوب‌تر می‌شوند، پلتفرم‌ها باید اطمینان حاصل کنند که می‌توانند پاسخگوی نیاز جهانی باشند و با اصل مقیاس‌پذیری نیز مطابقت داشته باشند. عدم انجام این کار می‌تواند منجر به ازدحام شبکه شده و زمانی که ظرفیت بلاک‌چین توسط تعداد تراکنش‌های بسیار زیاد تکمیل شود، در این هنگام است که کارمزد تراکنش‌ها هم بسیار بالاتر می‌رود.

با این حال، اگر بلاک‌چین‌ها بخواهند ماهیت غیرمتمرکز خود را حفظ کنند، دستیابی به امنیت و مقیاس پذیری می‌تواند سخت‌تر از گذشته شود. این مشکل با مفهوم سه گانه مقیاس‌پذیری که توسط Vitalik Buterin ارائه شده است توضیح داده می‌شود. Trilemma Blockchain چالش ایجاد تعادل در سه ویژگی مهم مقیاس پذیری، امنیت و تمرکززدایی را توصیف می‌کند.

همانطور که Vitalik Buterin اذعان کرده، شبکه اتریوم پیش از ادغام نمی‌تواند معیارهای مقیاس‌پذیری را به دلیل مکانیسم اجماع خود یعنی Proof of Work برآورده کند. مقیاس بلاک‌چین اثبات کار به دلایلی دشوارتر است. اولاً، تعداد تراکنش‌هایی که یک بلوک می‌تواند در هر بلوک تأیید کند محدود است. در مرحله دوم، بلوک‌ها باید با نرخ ثابت استخراج شوند.

به عنوان مثال، بیت‌کوین به گونه‌ای طراحی شده که به طور متوسط هر ۱۰ دقیقه یک بار، با توجه به سختی استخراج که به طور خودکار توسط پروتکل تنظیم می‌شود، بلاک‌ها استخراج شوند. در حالی که طراحی بیت‌کوین بسیار امن است، زمان ایجاد بلوک همراه با محدودیت تراکنش در هر بلوک می‌تواند در زمان افزایش تقاضا منجر به تراکم شبکه شود. این مسئله اغلب باعث می‌شود که کارمزد تراکنش‌ها و زمان تایید به میزان قابل توجهی افزایش یابد. برای غلبه بر چنین محدودیت‌های PoW، تیم اتریوم مجموعه‌ای از به‌روزرسانی‌ها را به نام اتریوم ۲.۰ (ETH 2.0) پیشنهاد کرده است.

ارتقای اتریوم؛ یک اقدام بنیادین

ارتقای اتریوم ۲.۰ شامل Beacon Chain (که قبلاً اجرا شده است)، The Merge (به زودی) و همچنین Surge، The Verge، The Purge و The Splurge می‌شود. پس از به‌روزرسانی‌ها، انتظار می‌رود بلاک‌چین جدید اتریوم مقیاس‌پذیرتر، ایمن‌تر و پایدارتر شود در حالی که هنوز غیرمتمرکز است.

زنجیره بیکن یا بیکن‌چین «Beacon Chain»

زنجیره بیکن یا بیکن‌چین «Beacon Chain» یک بلاک‌چین است که در هسته اتریوم ۲ قرار دارد. به‌صورت کلی بیکن‌چین بر قوانینی که تحت الگوریتم اثبات سهام ایجاد شده نظارت می‌کند. این زنجیره همچنین مسئولیت ایجاد بلوک‌های جدید را برعهده داشته اما قادر به اجرای قراردادهای هوشمند نیست.

بیکن‌چین را می‌توان اولین فاز یا به اصطلاح فاز صفر از تغییرات عمده‌ی شبکه اتریوم محسوب کرد که اثبات سهام را وارد اتریوم کرده و بر عملکرد آن کنترل دارد. بنابراین اجرای بیکن‌چین سبب شده است تا اتریوم به یک شبکه ترکیبی اثبات کار و اثبات سهام تبدیل شده و از هر دوی این مکانیسم‌ها برخوردار باشد.

زنجیره Beacon برخلاف شبکه اصلی اتریوم که هنوز روی اثبات کار اجرا می‌شود، توسط یک الگوریتم اجماع اثبات سهام ایمن شده است. در واقع بیکن تاکنون به عنوان یک شبکه آزمایشی واقعی برای اتریوم ۲.۰ کار کرده است.

بیکن‌چین که به موازات شبکه اصلی اجرا می‌شود، در تاریخ ۱ دسامبر سال ۲۰۲۰ اجرایی شد. این زنجیره در حال حاضر دارای بیش از ۳۷۵۰۰۰ اعتبارسنج فعال است و به عنوان اولین مرحله از مراحل ادغام اتریوم با موفقیت اجرا شده است.

مرحله مهم دیگری که پس از بیکن‌چین در انتظار اتریوم است، مرحله دیگری تحت عنوان «Main net» است که به ادغام این دو مرحله، ادغام اتریوم گفته می‌شود. ورود اثبات سهام به شبکه اتریوم از قبل توسط بیکن‌چین صورت گرفته است، اما این شبکه هنوز به‌ صورت کامل این مسیر را طی نکرده است. بنابراین برای اینکه اتریوم به‌صورت کامل از اثبات کار به اثبات سهام تغییر پیدا کند، باید مرحله ادغام اتریوم را پشت سر بگذارد.

مکانیسم اجماع

هنگامی که ادغام اتفاق می‌افتد، اثبات کار اتریوم با مکانیزم اجماع اثبات سهام جایگزین می‌شود. به جای استخراج، بلوک‌ها توسط گره‌هایی به نام اعتبارسنج ساخته می‌شوند. یک گره به طور تصادفی به صورت دوره‌ای برای تایید یک بلوک کاندید منصوب می‌شود. این اعتباردهنده‌ها با کارمزد تراکنش و پاداش‌های استکینگ انگیزه دارند که این کار را انجام دهند. از آنجایی که هیچ گره‌ای برای اضافه کردن یک بلوک جدید رقابت نمی‌کند، PoS به طور قابل توجهی منابع کمتری را نسبت به PoW اشغال می‌کند و آن را پایدارتر می‌کند.

توکن‌ها

تاریخچه تراکنش‌های اتریوم با Beacon Chain ادغام می‌شود، اما رمزارز اتر (ETH) آن به همین شکل باقی می‌ماند. وجوه ETH پس از The Merge در دسترس باقی خواهد ماند و کاربران توکن ETH نیازی به انجام هیچ اقدامی برای آماده سازی برای ارتقا ندارند.

مدل فعلی دارای یک سیستم صدور توکن است که تقریباً ۱۳۰۰۰ ETH در روز را در ماینینگ و پاداش‌دهی توزیع می‌کند. پس از اجرای ادغام، دیگر پاداش استخراج وجود نخواهد داشت، و صدور اتریوم جدید را به تقریباً ۱۶۰۰ ETH در روز به عنوان پاداش استکینگ خواهد رسانید.

چه چیزی فراتر از The Merge وجود دارد؟

در حالی که هیچ اطلاعیه رسمی در مورد سایر ارتقاهای اتریوم، The Surge، The Verge، The Purge و The Splurge وجود ندارد، Sharding قطعا در دست توسعه است و قرار است در سال ۲۰۲۳ پس از The Merge انجام شود.

شاردینگ

اتریوم ۲.۰ با معرفی مکانیسم‌های شاردینگ (Sharding)، مسائل مربوط به هزینه تراکنش و زمان رسیدگی را بهبود می‌بخشد. با این ارتقا، پلتفرم مذکور هزاران تراکنش را در زمان کوتاه‌تری انجام می‌دهد. شاردینگ بخش مهمی از این ارتقا محسوب می‌شود. شاردینگ به‌زبان ساده به‌معنی جداسازی و تقسیم یک زنجیره بزرگ به زنجیره‌های کوچک‌تر (شاردها) است. پس از این ارتقا، حجم کار بین چندین اعتبارسنج توزیع و شاردینگ به مقیاس‌پذیری بیشتر و کارمزد کمتر تراکنش‌ها و سرعت بیشتر انجام تراکنش‌ها منجر می‌شود.

معرفی اتریوم ۲.۰ اتر را به دارایی مولد سود تبدیل می‌کند؛ بنابراین، می‌توان انتظار داشت که تعداد نودهای فعال شبکه به‌صورت تصاعدی رشد کند. علاوه‌ بر‌ این، معرفی الگوریتم اجماع اثبات سهام و مکانیسم‌ شاردینگ و رویکردهای جدید مرتبط با فعالیت‌های اعتبارسنجی، بلاک‌چین اتریوم ۲.۰ را کاملاً متحول می‌کند. این‌ها به‌همراه معرفی ویژگی‌هایی مانند EIP-1559، اتر را به دارایی کمیاب و غیرتورمی در آینده تبدیل می‌کند. ناگفته نماند راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری لایه‌دوم اتریوم، عملکرد اتریوم ۲.۰ را با بهبود موارد زیر ارتقا می‌دهد:

  •  افزایش توان عملیاتی اتریوم (تعداد تراکنش‌های انجام‌شده در ثانیه)
  •  کاهش تأخیر تأیید (مدت‌زمانی‌ که یک تراکنش طول می‌کشد تا تأیید شود)
  • کاهش کارمزد تراکنش (Gas)
  • تضمین امنیت بسیار زیاد با تکیه بر امنیت بلاک چین اتریوم

به‌عنوان مثال، در بحث تراکنش‌ها، در هر ثانیه بلاک چین فعلی اتریوم می‌تواند ۱۵ تا ۴۵ تراکنش را مدیریت کند. این در حالی است که راه‌حل‌های مقیاس‌پذیر لایه‌دوم این عدد را به ۱,۰۰۰ تا ۴,۰۰۰ تراکنش در ثانیه افزایش داده‌اند. روی‌هم‌رفته با معرفی اتریوم ۲.۰، انتظار می‌رود که بلاک چین اتریوم حدود ۱۰۰٬۰۰۰ تراکنش را در هر ثانیه پردازش کند. همچنین، افزایش تعداد تراکنش‌های انجام‌شده در هر ثانیه به‌معنای تراکم کمتر در شبکه است و همین موضوع احتمالاً کارمزد تراکنش در شبکه را نیز کاهش خواهد داد.

چرا راه حل‌های مقیاس‌پذیری زیادی وجود دارد؟

به نظر می‌رسد که اتریوم در حال آماده شدن برای آینده است و قرار است بار تراکنش‌های عظیمی را به عهده بگیرد. هرچه راه‌حل‌های بیشتری وجود داشته باشد، احتمال کاهش ازدحام کلی شبکه بیشتر می‌شود. علاوه بر این، در صورت ناکافی بودن یک راه‌حل مقیاس‌پذیری، این موضوع می‌تواند از نقاط شکست منفرد جلوگیری کند. وجود چندین راه حل مقیاس‌پذیری نه تنها شبکه را برای افزایش سرعت تراکنش و توان عملیاتی آماده می‌کند، بلکه به کاربران کمک می‌کند تا از هزینه‌های بالای تراکنش اجتناب کنند.

تاثیر ادغام بر ETH

اتریوم به عنوان یکی از برجسته‌ترین پروژه‌های بلاک‌چین نسل دوم، با عرضه اولیه ۷۲ میلیون اتر (ETH) راه‌اندازی شد. در مدل اصلی PoW، درصد زیادی از این عرضه توکن برای تشویق استخراج‌کنندگان برای ایمن کردن شبکه استفاده می‌شود. پس از انتقال به PoS، دیگر پاداش استخراج داده نخواهد شد. در نتیجه، کاهش خالص انتشار سالانه ETH تقریباً ۹۰٪ وجود خواهد داشت. اگر قانون عرضه و تقاضا اجرا شود، این احتمالاً می‌تواند منجر به افزایش قیمت ETH شود. با این حال، بازارهای مالی غیرقابل پیش‌بینی و پر نوسان هستند، و بسیاری از عوامل دیگر در بازی وجود دارند.

سخن پایانی

ادغام دومین مورد از یک سری ارتقاء قابل توجه روی شبکه اتریوم است. در حال حاضر شبکه و جامعه اتریوم برای پیاده‌سازی راه‌حل‌های جدید مقیاس‌پذیری برای عملکرد بهتر آماده می‌شوند. پس از تکمیل همه ارتقاهای فهرست شده، اتریوم احتمالاً آماده است تا فعالیت‌های بیشتری را بدون به خطر انداختن امنیت یا عدم تمرکز بر عهده بگیرد.

شایان ذکر است که آپدیت Merge شبکه اصلی اتریوم را با Proof of Stake Beacon Chain ترکیب می‌کند و انتظار می رود که در همین ماه اتفاق بیفتد.