شرح ثلاثية التشفير: المشاكل والحلول [2023] | بيتباي

يمكن أن تسمح تقنية Blockchains بتخزين المعلومات بشكل آمن وغير مسموح به ولامركزي وتسهيل المعاملات. لكن قواعد البيانات الموزعة هذه تميل إلى مواجهة القيود في واحد على الأقل من المجالات الحيوية الثلاثة: الأمان، أو قابلية التوسع، أو اللامركزية.

أصبحت التحديات التي تطرحها محاولة تحقيق التوازن بين هذه الجوانب من تقنية blockchain تُعرف باسم "معضلة blockchain الثلاثية".

هنا تم شرح معضلة blockchain.

ما هي لعبة blockchain trilemma؟

يصف مصطلح blockchain trilemma، وهو مصطلح يعود الفضل في صياغته إلى المؤسس المشارك لـ Ethereum، فيتاليك بوتيرين، الصعوبات التي يواجهها المطورون عند إنشاء بنية blockchain آمنة وقابلة للتطوير مع الحفاظ على اللامركزية.

انظر إلى blockchain Bitcoin، على سبيل المثال. شبكة البيتكوين هي الأكثر أمانًا في العالم، مع معدل التجزئة أكثر من 460 إكساهاش في الثانية. لا يوجد جهاز كمبيوتر معروف في العالم يمكنه كسر تشفير إثبات العمل الخاص بالبيتكوين. ومع وجود الآلاف من مشغلي العقد المستقلين في جميع أنحاء العالم، تظل الشبكة لا مركزية وبالتالي يصعب مهاجمتها.

ولكن عندما يتعلق الأمر بالمعاملات، فإن الطبقة الأساسية للبيتكوين بالكاد قابلة للتوسع. يمكن للشبكة التعامل مع حوالي 7 معاملات في الثانية (TPS) فقط.

أي طريقة لزيادة معدل TPS من شأنها أن تؤدي إلى انخفاض في الأمن أو اللامركزية، أو كليهما.

إلى حد أو آخر، تواجه جميع أنظمة blockchain سيناريو مماثل: فهي تتفوق في بعض المجالات بينما تفشل في مجالات أخرى.

فهم الركائز الثلاث ل blockchain

لفهم معضلة blockchain الثلاثية، يجب علينا أولاً أن نتعرف على الركائز الأساسية لتكنولوجيا blockchain، والتي تشمل 1) الأمان، 2) قابلية التوسع، و 3) اللامركزية.

حماية

الأمن له أهمية قصوى عندما يتعلق الأمر بـ blockchain. إذا تمكن المهاجم من التلاعب بالسجل، فلن يتمتع بالنزاهة وسيُعتبر غير جدير بالثقة وعديم القيمة.

تعمل اللامركزية على جعل blockchains آمنًا من خلال جعل مهاجمتها أكثر صعوبة. إن تدمير شبكة ما يعني إزالة جميع عقدها، أو على الأقل السيطرة على أغلبيتها. ومع ذلك، في الوقت نفسه، يمكن أن يشكل تحقيق الأمن تحديًا لنظام ليس لديه نقطة سيطرة مركزية، حيث لا يمكن وضع الحماية في يد شخص أو كيان واحد.

إحدى الطرق الأكثر شيوعًا لمهاجمة شبكة blockchain هي من خلال ما يعرف بهجوم 51٪. إذا تمكن شخص ما من السيطرة على غالبية عقد الشبكة، فيمكنه تغيير السجل. قد يسمح ذلك بالإنفاق المزدوج للمعاملات، أو محو المعاملات السابقة، أو عمليات معالجة أخرى للبيانات لتناسب احتياجات المهاجم. لقد عانت إيثريوم كلاسيك (ETC)، وهي سلسلة إيثريوم الأصلية هجمات متعددة بنسبة 51%، فمثلا.

على الرغم من أهمية الأمن، إلا أنه يظل متشابكًا مع الجانبين الآخرين من معضلة blockchain الثلاثية: قابلية التوسع واللامركزية. يؤدي تعزيز الأمان في كثير من الأحيان إلى تقليل هذه المكونات الأخرى لسلسلة الكتل.

التدرجية

تشير قابلية التوسع إلى قدرة blockchain على التعامل مع حجم كبير من المعاملات على نطاق واسع دون التأثير على السرعة أو الكفاءة أو الرسوم. وبالنظر إلى أن معظم سلاسل الكتل لديها طموحات لاعتمادها على نطاق عالمي، فيجب أن تكون تقنيتها قادرة على التعامل مع أعداد كبيرة جدًا من المستخدمين الذين يرسلون الكثير من المعاملات. ولكن قد يكون من الصعب تحقيق القدرة على التوسع مع الحفاظ على الركيزتين الأخريين، وهما اللامركزية والأمن.

ضع في اعتبارك الأجهزة اللازمة لمشغلي عقدة blockchain. تعمل الأجهزة المتطورة على تعزيز أداء الشبكة، مما يعزز قابلية التوسع. ومع ذلك، من خلال وضع مثل هذه المعايير الصارمة للأجهزة، فإننا نحد من الأشخاص الذين يمكنهم الانضمام إلى الشبكة. قد يعني عدد أقل من المشاركين نظامًا أكثر مركزية. بشكل أساسي، من خلال ملاحقة قابلية التوسع، قد نتنازل عن اللامركزية.

مثلما يمكن أن تؤدي زيادة أمان blockchain إلى تقليل قابلية التوسع، فإن زيادة قابلية التوسع يمكن أن تقلل من الأمان واللامركزية.

لامركزية

كونها لا مركزية هو ما يجعل blockchain مختلفًا عن الطرق الأخرى لتخزين البيانات أو تسهيل المعاملات. بدلاً من تخزين جميع البيانات على خادم واحد والتحكم فيها من قبل أصحابها، تشكل blockchain شكلاً من أشكال توزيع تكنولوجيا دفتر الأستاذ (دلت). تحتوي دفاتر الأستاذ الموزعة على بيانات في خوادم متعددة عبر مواقع جغرافية مختلفة. ما يميز blockchain عن الأشكال الأخرى من DLT هو أن الخوادم أو العقد غالبًا ما يتم تشغيلها بواسطة أفراد مستقلين، ويتم تخزين البيانات بشكل مستمر في كتل تشكل سلسلة مختومة زمنيًا.

يمكن أن تجعل اللامركزية الشبكة أكثر أمانًا من خلال القضاء على أي ناقل هجوم واحد أو نقطة فشل. ومع ذلك، فإن هذا يجلب معه تحديات جديدة، مثل تحقيق توافق في الآراء بشأن سجل البيانات، والذي يمكن أن يصبح أكثر صعوبة مع زيادة عدد المشاركين، مما يؤدي إلى مشكلات قابلية التوسع. وعندما يكون من السهل على الجهات الفاعلة الخبيثة الانضمام إلى الشبكة والتأثير على عملياتها، يمكن أن تتحول اللامركزية إلى نقطة ضعف وليس قوة.

التدرجية

تشير قابلية التوسع إلى قدرة blockchain على التعامل مع حجم كبير من المعاملات على نطاق واسع دون التأثير على السرعة أو الكفاءة أو الرسوم. وبالنظر إلى أن معظم سلاسل الكتل لديها طموحات لاعتمادها على نطاق عالمي، فيجب أن تكون تقنيتها قادرة على التعامل مع أعداد كبيرة جدًا من المستخدمين الذين يرسلون الكثير من المعاملات. ولكن قد يكون من الصعب تحقيق القدرة على التوسع مع الحفاظ على الركيزتين الأخريين، وهما اللامركزية والأمن.

ضع في اعتبارك الأجهزة اللازمة لمشغلي عقدة blockchain. تعمل الأجهزة المتطورة على تعزيز أداء الشبكة، مما يعزز قابلية التوسع. ومع ذلك، من خلال وضع مثل هذه المعايير الصارمة للأجهزة، فإننا نحد من الأشخاص الذين يمكنهم الانضمام إلى الشبكة. قد يعني عدد أقل من المشاركين نظامًا أكثر مركزية. بشكل أساسي، من خلال ملاحقة قابلية التوسع، قد نتنازل عن اللامركزية.

مثلما يمكن أن تؤدي زيادة أمان blockchain إلى تقليل قابلية التوسع، فإن زيادة قابلية التوسع يمكن أن تقلل من الأمان واللامركزية.

لامركزية

كونها لا مركزية هو ما يجعل blockchain مختلفًا عن الطرق الأخرى لتخزين البيانات أو تسهيل المعاملات. بدلاً من تخزين جميع البيانات على خادم واحد والتحكم فيها من قبل أصحابها، تشكل blockchain شكلاً من أشكال توزيع تكنولوجيا دفتر الأستاذ (دلت). تحتوي دفاتر الأستاذ الموزعة على بيانات في خوادم متعددة عبر مواقع جغرافية مختلفة. ما يميز blockchain عن الأشكال الأخرى من DLT هو أن الخوادم أو العقد غالبًا ما يتم تشغيلها بواسطة أفراد مستقلين، ويتم تخزين البيانات بشكل مستمر في كتل تشكل سلسلة مختومة زمنيًا.

يمكن أن تجعل اللامركزية الشبكة أكثر أمانًا من خلال القضاء على أي ناقل هجوم واحد أو نقطة فشل. ومع ذلك، فإن هذا يجلب معه تحديات جديدة، مثل تحقيق توافق في الآراء بشأن سجل البيانات، والذي يمكن أن يصبح أكثر صعوبة مع زيادة عدد المشاركين، مما يؤدي إلى مشكلات قابلية التوسع. وعندما يكون من السهل على الجهات الفاعلة الخبيثة الانضمام إلى الشبكة والتأثير على عملياتها، يمكن أن تتحول اللامركزية إلى نقطة ضعف وليس قوة.

الحلول والابتكارات الحالية

كانت هناك العديد من الحلول المقترحة للتعامل مع معضلة التشفير الثلاثية التي تطرحها الموازنة بين الأمان وقابلية التوسع واللامركزية. تحاول معظم هذه الإصلاحات حل المشكلة عن طريق تنفيذ التغييرات إما على مستوى الطبقة الأولى (المعروفة أيضًا باسم الطبقة الأساسية) أو عن طريق استخدام الأدوات الموجودة أعلى الطبقة الأساسية. المعروف باسم الطبقة 2.

حلول الطبقة الأولى

تحسينات بروتوكول الإجماع: إن النهج الأكثر شمولاً لحل معضلة blockchain الثلاثية هو ببساطة تغيير آلية توافق الآراء التي تعتمد عليها الشبكة. ويمكن القيام بذلك عن طريق التحول من نموذج توافق آراء إثبات العمل (PoW) إلى نموذج إثبات المصلحة (PoS)، على سبيل المثال. بدلاً من الاعتماد على عقد التعدين لإجراء حسابات كثيفة الاستهلاك للطاقة لتأمين الشبكة، تتطلب شبكات إثبات الحصة (PoS) عقد التحقق من الصحة لقفل أو "حصة" الرموز المميزة لفترة زمنية محددة. وقد مر إيثريوم بهذه العملية في أواخر عام 2022، والمعروفة باسم الدمج.

عملية التجزئة، والمعروف أيضًا باسم التقسيم الأفقي، هو أسلوب لإدارة قاعدة البيانات يتضمن تقسيم البيانات إلى أجزاء أو أجزاء وتخزينها في مواقع مختلفة. من خلال تقسيم أجزاء من بيانات blockchain بين العقد المختلفة، يمكن تحرير مساحة أكبر للمعالجة المتوازية للمعاملات. عادةً، يجب على كل عقدة كاملة في blockchain تخزين مجموعة بيانات السلسلة بأكملها، بدءًا من أول كتلة من المعاملات وحتى أحدثها. ولكن مع التجزئة، لا يجب أن يكون هذا هو الحال.

يؤدي تقسيم بيانات blockchain إلى أجزاء أصغر إلى قدرة كل عقدة على معالجة المزيد من المعاملات، مما يعني قابلية أكبر للتوسع.

حلول الطبقة الأولى

العديد من المقترحات الأكثر شيوعًا لحل معضلة blockchain الثلاثية لا تحدث على الطبقة الأساسية من blockchain، بل على حلول الطبقة الثانية. يمكن أن يوفر العمل على الطبقة الثانية طريقة لزيادة قابلية التوسع مع الحفاظ على اللامركزية وأمن السلسلة الرئيسية، والتي تظل دون تغيير.

• بلوكشين متداخلة استخدام هيكل يتضمن سلسلة رئيسية مع عدة سلاسل ثانوية. وهذا يسمح للسلاسل بالعمل جنبًا إلى جنب مع بعضها البعض. تركز السلسلة الرئيسية على تعيين المهام والتحكم في المعلمات، بينما يمكن للسلاسل الثانوية معالجة المعاملات. يعد OMG Plasma مثالاً على الطبقة الثانية التي تستخدم blockchain المتداخل أعلى الطبقة الأولى من Ethereum لزيادة قابلية التوسع.
• قنوات الدولة توفير طريقة للمشاركين لإجراء المعاملات مباشرة خارج السلسلة، حيث تعمل الطبقة الأساسية بمثابة الحكم النهائي للمعاملات. يفتح المستخدمون قناة خارج السلسلة من خلال استخدام معاملة متعددة التوقيع على blockchain. يمكن بعد ذلك إغلاق القنوات، مع حدوث التسوية مباشرة على السلسلة. شبكة البيتكوين في البرق مثال على طبقة قناة الحالة 2.
• سلاسل جانبية تعمل كسلاسل كتل مستقلة تعمل بالتوازي مع الطبقة الأساسية. ويستخدمون أساليب الإجماع الخاصة بهم، والتي يمكن أن تسمح بقابلية أكبر للتوسع، كما ذكرنا سابقًا. أحد العوائق هو أن السلسلة الجانبية لا تستفيد من أمان الطبقة الأساسية الخاصة بها، مما يخلق نقاط ضعف محتملة. المضلعوPolkadot وCosmos وAvalanche هي بعض الأمثلة على المشاريع الشائعة التي تستخدم السلاسل الجانبية.

الآثار المترتبة على المستقبل

مع تطور مشهد العملات المشفرة، سيستمر اعتماد المدفوعات والتكنولوجيا القائمة على تقنية البلوكشين في اختراق الاتجاه السائد.

لقد رأينا بالفعل طبقة Ethereum-2 ستة أضعاف عدد المعاملات كطبقة أساسية للإيثريوم. علاوة على ذلك، منذ أن أضافت BitPay دعمًا لمعاملات الشبكة المسرّعة، فقد شهدنا ذلك شهريًا معاملات البرق ما يقرب من ثلاثة أضعاف في أقل من 10 أشهر، مع عرض إمكانات الحلول خارج السلسلة.

يظل مجتمع العملات المشفرة ثابتًا في سعيه لمعالجة المعضلة الثلاثية، ويسعى جاهداً لتحقيق مزيج متناغم من اللامركزية وقابلية التوسع والأمان. يبدو المستقبل واعدًا، خاصة في مجال المدفوعات بالعملات المشفرة. وبفضل الجهد الجماعي والإبداع، نحن على وشك إعادة تشكيل النموذج المالي. ترقبوا، فالأفضل لم يأت بعد.

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
• أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
• المصدر https://bitpay.com/blog/the-crypto-trilemma/