ارتقای اخیر لندن همچنان در صنعت ارزهای دیجیتال طنین‌انداز است. اهمیت آن از نقش حیاتی‌اش در انتقال اتریوم از ETH 1.0 به ETH 2.0 نشأت می‌گیرد. ارتقای اتریوم گام به گام پیش می‌رود و از زمان راه‌اندازی شبکه اتریوم، فورک‌های زیادی رخ داده است. در مراحل اولیه، اولین ارتقا تنظیم سختی ماینینگ بود، دومی "فورک هوم‌استد" و سومی "فورک DAO" در واکنش به یک حمله هکری بود. در نوامبر 2016، چهارمین فورک برای جلوگیری از حملات DDoS و کاهش حجم وضعیت بلاکچین ظاهر شد. در مارس 2019، "فورک قسطنطنیه" و "فورک استانبول" برای تسریع مقیاس‌پذیری و بهبود امنیت انجام شد. در آوریل 2021، "ارتقای برلین" برای بهینه‌سازی عملکرد شبکه اصلی اتریوم اجرا شد. و چهار ماه بعد، در 4 آگوست 2021، "ارتقای لندن" که مورد استقبال قرار گرفت، فعال شد. هر چه شبکه اتریوم استقرار بیشتری یافت، ارتقاها نیز بیشتر شد.

حال ممکن است بپرسید، چرا این همه ارتقای شبکه وجود داشت؟ چگونه اتریوم از ETH 1.0 به ETH 2.0 ارتقا خواهد یافت؟ و چه پیوندهای اساسی در این میان وجود دارد؟

چرا این همه ارتقای هارد فورک وجود داشت؟

در ابتدا، طرح بزرگ اتریوم برای "کامپیوتر جهانی" و "پلتفرم متن‌باز جهانی" بر مکانیزم اجماع شبکه بلاکچین PoW ساخته شده است، که ارتقای مداوم اتریوم "محکوم به وقوع" است. "پلتفرم متن‌باز جهانی" آن برنامه‌های کاربردی را روی برنامه‌های دیگر اجرا خواهد کرد، بنابراین نیازمند سرعت پردازش فوق‌العاده بالا در زنجیره زیربنایی است. اما این دقیقاً همان نقطه ضعف مکانیزم اجماع PoW است. PoW تمام مزایایی مانند باز بودن، شفافیت، غیرمتمرکز بودن و امنیت بالا را دارد، اما سرعت پردازش تراکنش‌های آن پایین‌تر از استاندارد است. میانگین تقریبی TPS بلاکچین بیت‌کوین حدود 7 است، در حالی که اتریوم در مقایسه، می‌تواند تقریباً 15 تراکنش در ثانیه را پردازش کند. بنابراین، هر چه شبکه اتریوم بزرگتر شود، کاربران بیشتر و برنامه‌های بیشتری روی زنجیره توسعه یابند، ارتقاها نیز شدیدتر و مکررتر مورد نیاز خواهند بود.

علاوه بر این، در شش سال گذشته، مکانیزم تأیید تراکنش اتریوم به شکل حراج قیمت اول بود. یعنی زمانی که چندین تراکنش همزمان باید تأیید شوند، ماینرها تراکنش‌هایی با کارمزد بالاتر را ترجیح می‌دهند. در نتیجه، کارمزد تراکنش‌ها در دوره اوج شبکه به شدت افزایش یافت و کاربران مجبور شدند برای اولویت‌بندی تراکنش‌ها، کارمزد اضافی بپردازند. و اگر نه، برای برخی کاربران که کارمزد تراکنش کمتری پیشنهاد می‌دهند، تراکنش‌هایشان نادیده گرفته می‌شود. در نتیجه، هزینه تأیید سریع تراکنش به شدت افزایش می‌یابد و تأیید تراکنش‌های کم‌هزینه به طور نامحدود به تأخیر می‌افتد، که این امر به شدت به اکوسیستم شبکه اتریوم آسیب خواهد زد.

از طرف دیگر، مکانیزم اجماع PoW به دلیل مصرف بیش از حد منابع نیز مورد انتقاد قرار می‌گیرد، که نه تنها برای محیط زیست نامناسب است بلکه هش‌ریت را در اختیار ثروتمندان متمرکز می‌کند. با افزایش کل هش‌ریت، هزینه ماینینگ ارز دیجیتال در حال افزایش است و بنابراین تنها تعداد کمی از افراد با سرمایه کلان می‌توانند وارد این بازی شوند. در حال حاضر، 65% از ماینینگ بیت‌کوین توسط گروه‌های بزرگ ماینینگ انجام می‌شود، که اجرای یک نود کامل برای تأیید و ثبت داده‌های بلاکچین را برای کاربر معمولی به طور فزاینده‌ای دشوار می‌کند. تمرکز هش‌ریت و نودهای کامل باعث شده است که زنجیره کمتر از آنچه در ابتدا تصور می‌شد غیرمتمرکز باشد، که امنیت کل پروتکل را به خطر می‌اندازد.

به همین دلیل است که اتریوم این همه فورک را پذیرفته است، حتی از طریق جهش انقلابی از ETH 1.0 به ETH 2.0.

اتریوم 2.0 چیست؟

پس اتریوم 2.0 چیست و چه تفاوتی با اتریوم 1.0 دارد؟ اتریوم برای تکمیل این انتقال چه خواهد کرد؟ از زمان راه‌اندازی، اتریوم از یک نقشه راه توسعه دقیق پیروی کرده است که نقاط عطف کلیدی زیر را مشخص کرده است:

فاز 1: فرانتیر، انتشار اولیه شبکه اتریوم.

فاز 2: هوم‌استد.

این اولین انتشار پایدار پس از دومین ارتقای شبکه اصلی اتریوم در مارس 2016 بود. از آن زمان، پروژه‌های مبتنی بر اتریوم به سرعت رشد کردند.

فاز 3: متروپولیس.

در این مرحله، مجموعه‌ای از نوآوری‌ها برای ساده‌تر کردن برنامه‌نویسی قراردادهای هوشمند و امن‌تر و کارآمدتر کردن شبکه معرفی شدند. این نشان‌دهنده بلوغ شبکه اتریوم است. از رونق ICO در سال 2017 تا ظهور DeFi و NFT در سال 2020، کل جامعه بلاکچین شاهد موفقیت اتریوم بود زیرا فرصت‌های جدیدی برای ثروت‌آفرینی ایجاد کرد. در عین حال، نقص‌های ذاتی اجماع PoW آن نیز در کانون توجه قرار گرفت.

فاز 4: سرنیتی

راه‌اندازی سرنیتی باعث تغییر از اجماع PoW به PoS خواهد شد و بدین ترتیب شبکه را به سمت آینده‌ای مقیاس‌پذیر هدایت می‌کند. این کار ظرفیت پردازش اتریوم را به شدت افزایش خواهد داد. به طور خاص، راه‌حل نهایی برای مشکلات دیرینه مانند تراکم و کارمزد بالای گس را ارائه می‌دهد و تعادلی بین امنیت، مقیاس‌پذیری و غیرمتمرکز بودن برقرار می‌کند. هدف این است که با ایجاد یک اکوسیستم کامل و سرعت پردازش بالا، اتریوم را به کامپیوتر جهانی تبدیل کند.

به طور خلاصه، سه فاز قبلی برای هموار کردن راه اتریوم 2.0 طراحی شده‌اند. و سرنیتی چیزی است که انتقال به اتریوم 2.0 را به واقعیت تبدیل می‌کند. می‌توان گفت که سرنیتی خود اتریوم 2.0 است.

چگونه اتریوم از ETH 1.0 به ETH 2.0 انتقال خواهد یافت؟

پس، اتریوم چگونه از ETH 1.0 به ETH 2.0 انتقال خواهد یافت؟ چه پیوندهای ضروری در این میان وجود دارد؟

1) راه‌اندازی زنجیره بیکن

قلب انتقال به اتریوم 2.0 تغییر از PoW به PoS است که استیکینگ را ضروری می‌کند. با توجه به این موضوع، اتریوم در 1 دسامبر 2020 زنجیره بیکن را راه‌اندازی کرد تا همه کاربران بتوانند با استفاده از قراردادهای هوشمند، اتر خود را در زنجیره PoS استیک کنند و برای مشارکت خود پاداش دریافت کنند. با این حال، در حال حاضر زنجیره بیکن قادر به پردازش تراکنش‌ها یا اجرای قراردادها نیست. و توکن‌های استیک شده و پاداش‌های PoS حداقل برای دو سال دیگر قفل خواهند ماند.

2) بازسازی مکانیسم قیمت‌گذاری تراکنش برای اکوسیستمی شکوفاتر

کارمزد بالای گس در اتریوم تا زمان اجرای ارتقاء لندن در 4 آگوست 2021 حل نشده بود. یکی از تغییرات معرفی شده در این هارد فورک EIP-1559 است که به شبکه اجازه می‌دهد از سیستم حراج قیمت اول به سیستم جدیدی که "کارمزد پایه" و "انعام" را برای هر تراکنش دریافت می‌کند، تغییر کند. اگرچه کارمزد پایه اجباری است، اما به مقدار گس مصرف شده برای گنجاندن یک تراکنش در بلوک قبلی و میزان پر بودن بلوک بستگی دارد. علاوه بر این، ماینرها ممکن است از کاربرانی که می‌خواهند تراکنش‌هایشان در اولویت قرار گیرد، انعام دریافت کنند. به این ترتیب، کاربران دیگر نیازی به پرداخت قیمت بالا برای تأیید سریع ندارند و خطر حذف تراکنش‌هایشان به دلیل عدم پرداخت سخاوتمندانه را نخواهند داشت. این امکانات به اتریوم اجازه می‌دهد تا کارمزد تراکنش‌ها را کنترل کند و تعادلی بین کارایی و برابری برقرار کند.

علاوه بر این، کارمزد پایه برای هر تراکنش تحت EIP-1559 سوزانده خواهد شد. این بدان معناست که با هر فعالیت اقتصادی جدید در اتریوم، اتر بیشتری از گردش خارج می‌شود و اتریوم را به یک ارز انقباضی تبدیل می‌کند. این تغییرات در مکانیسم قیمت‌گذاری تراکنش، اتریوم را برای توسعه‌دهندگان DApp و خریداران جذاب‌تر خواهد کرد. برای فروشندگان، توکن‌هایشان حتی ارزشمندتر خواهند شد زیرا بخشی از درآمد ماینرها نابود می‌شود.

3) طراحی بمب سختی برای مجبور کردن ماینرها به تغییر از PoW به PoS

از نظر تئوری، PoS کارآمدتر و کم‌مصرف‌تر از PoW است و کارمزد تراکنش‌ها پس از ارتقاء لندن کاهش می‌یابد. بنابراین برای تجار و صاحبان کسب و کار که از زنجیره‌های عمومی اتریوم استفاده می‌کنند، رأی دادن به PoS یک انتخاب طبیعی است. اما سؤال بسیار دشوارتر این است که چگونه این اتفاق بیفتد. ماینرها سرمایه‌گذاری زیادی در خرید دستگاه‌ها و ساخت مزارع ماینینگ کرده‌اند. برای آنها غیرممکن خواهد بود که بهره‌وری موجود را رها کنند و در الگویی دیگر از صفر شروع کنند.

راه‌اندازی زنجیره بیکن و اجازه همزیستی PoW و PoS به تنهایی نمی‌تواند ارتقاء آسان به اتریوم 2.0 را تضمین کند. ظاهراً، ماینرها ممکن است به PoW بچسبند و کارها به بن‌بست برسد.

به همین دلیل است که بمب سختی طراحی شد. در ابتدا قرار بود با ارتقاء لندن منتشر شود، اما چرا مدام به تعویق می‌افتد؟

بمب سختی درباره دشوار کردن استخراج PoW است. در مرحله‌ای خاص، سطوح سختی فزاینده، پاداش‌های ماینرها را از بین خواهد برد. به زبان ساده، بمب سختی برای مجبور کردن ماینرها به کنار گذاشتن PoW است. نارضایتی ماینرها می‌تواند به راحتی منجر به فورک شود زیرا عملیات بلاکچین بر اساس اجماع ساخته شده است. علاوه بر این، اگر مکانیزم PoS نتواند مشکلاتی مانند کارایی تأیید تراکنش و تعادل امنیت-غیرمتمرکز سازی را حل کند، و ماینرها نتوانند به دلیل فعال شدن بمب سختی استخراج کنند، تأیید تراکنش‌ها رد خواهد شد و شبکه دچار ازدحام می‌شود. در نهایت، اتریوم فرو خواهد ریخت. این موضوع گذار نرم از PoW به PoS با استفاده از بمب سختی را به یک اولویت اصلی تبدیل می‌کند.

یک چیز مشخص است. زنجیره PoS باید قبل از انفجار به اندازه کافی توانمند باشد تا بتواند جایگزین PoW در پردازش تراکنش‌ها شود. باید کارآمد باشد و در عین حال الزامات غیرمتمرکز سازی و امنیت را برآورده کند.

آیا اتریوم راه حلی برای این مسئله دارد؟ بله، زنجیره‌های شارد.

4) زنجیره‌های شارد.

در بسیاری موارد، ما جهش ناگهانی عملکرد اتریوم 2.0 را به تغییر از PoW به PoS نسبت می‌دهیم. واقعیت این است که PoS نمی‌تواند مستقیماً ازدحام شبکه را کاهش دهد یا پردازش تراکنش را تسریع کند. نکته این است که PoS شاردینگ را امکان‌پذیر می‌کند که معجزه افزایش کارایی شبکه و افزایش تراکنش‌ها در ثانیه از ده‌ها به صدها هزار را انجام می‌دهد. دقیقاً چگونه مقیاس‌پذیری را افزایش می‌دهد؟

اتریوم تنها یک زنجیره عمومی دارد که در آن بلوک‌ها به صورت متوالی تولید می‌شوند. سرعت تولید بلوک و تعداد تراکنش‌هایی که هر بلوک می‌تواند ثبت کند تعیین می‌کند که اتریوم چند تراکنش در ثانیه می‌تواند پردازش کند. چنین صحنه‌ای را تصور کنید: یک سوپرمارکت فقط یک صندوق باز دارد و همه باید در آن صف برای پرداخت بایستند. مگر اینکه کسب و کار سوپرمارکت کند باشد و مشتریان کمی داشته باشد، پرداخت سریع بسیار دشوار خواهد بود. اما اگر چندین صندوق همزمان کار کنند، کارایی افزایش خواهد یافت.

شاردینگ نیز همینطور است. برای سریع‌تر کردن پردازش تراکنش در اتریوم 2.0، 64 زنجیره شارد از زنجیره اصلی که داده‌ها را حمل می‌کند و نودها را تأیید می‌کند، ایجاد خواهد شد. واضح است که این رویکرد کارایی را به شدت افزایش خواهد داد. با این حال، اگر هر زنجیره به طور جداگانه اطلاعات را پردازش کند و اطلاعات در سراسر شبکه همگام نشود، آیا خرج دوباره و اقدامات مخرب آسان نخواهد شد؟ اتریوم 2.0 در چهار مرحله با آنها مقابله می‌کند: اطلاعات بین شاردها به اشتراک گذاشته می‌شود و تأیید تراکنش‌ها به شاردهای مختلف محول می‌شود؛ زنجیره بیکن به عنوان زنجیره اصلی ساخته می‌شود که در آن قراردادهای هوشمند برای تخصیص تصادفی و تأیید نودها ایجاد می‌شوند؛ 128 تأییدکننده یک کمیته تشکیل می‌دهند تا بلوک‌ها را تولید و پاداش‌ها را تخصیص دهند؛ و پس از تولید هر 64 بلوک، زنجیره بیکن یک دور تأییدکننده‌های تصادفی جدید انتخاب می‌کند. تمام این اقدامات می‌تواند به شدت احتمال اقدامات مخرب را کاهش دهد.

برای به حداقل رساندن خرج دوباره و نودهای مخرب، اتریوم 2.0 مکانیزمی برای مجازات بازیگران مخرب اتخاذ می‌کند. زمانی که مشخص شود نودی اقدامات مخرب انجام می‌دهد، تمام ETH سپرده‌گذاری شده مصادره خواهد شد. این مجازات بسیار شدیدتر از مجازات در مکانیزم PoW است.

همه اینها عملکرد نرم و امن بلاکچین تحت مکانیزم PoS را تضمین می‌کند که با عملکرد تحت مکانیزم PoW رقابت می‌کند.

نتیجه‌گیری

با این حال بسته فناوری برای راه‌اندازی فوری اتریوم بیش از حد پیچیده است. ممکن است مدت زمان زیادی طول بکشد تا یک اتریوم کاملاً شارد شده که تمام داده‌های موجود را حمل می‌کند را ببینیم. اتریوم 2.0 آینده امیدوارکننده‌ای دارد، اما باید آهسته پیش برود. این همچنین به پیشرفت فناوری پروژه اتریوم بستگی دارد. چرا باید در ارز دیجیتال سرمایه‌گذاری کرد؟ ما باید توانمندی فناوری تیم توسعه‌دهنده را ارزشمند بدانیم. اگرچه فناوری ممکن است از ما دور به نظر برسد، اما برای سرمایه‌گذاری در کوین و اینکه آیا یک کوین یا زنجیره می‌تواند به رشد خود ادامه دهد، بسیار مهم است.

از اتریوم 1.0 به اتریوم 2.0