ازدحام شبکه بلاک چین چیست و چه راهکارهایی دارد؟

وقتی در بلاک چین‌های ارز دیجیتال تراکنشی را شروع می‌کنید، مدت زمانی طول می‌کشد تا آن تراکنش تکمیل شود. در این بازه زمانی، تراکنش به فضایی به نام ممپول (Mempool) انتقال پیدا می‌کند که خلاصه شده عبارت Memory Pool و به معنی استخر حافظه است. تراکنش‌ها در ممپول در انتظار تأیید شدن باقی می‌مانند و هر چه ازدحام شبکه بلاک چین (Blockchain Network Congestion) بالاتر باشد، زمان انتظار تراکنش در ممپول، بیشتر است و مدت بیشتری طول می‌کشد تا تراکنش، تأیید و نهایی‌سازی شود.

در واقع، زمانی که شبکه شلوغ باشد و کاربران زیادی در حال استفاده از شبکه باشند، تراکنش‌های بیشتری به درون ممپول سرازیر می‌شوند و در صف تأیید قرار می‌گیرند. در بعضی از شبکه‌های بلاک چین مثل بیت کوین، می‌توان با انتخاب کارمزد بیشتر، سرعت تکمیل تراکنش را بالاتر برد زیرا تأییدکنندگان یا همان گره‌ها (Nodes)، تراکنش‌هایی را در اولویت بررسی قرار می‌دهند که کارمزد بالاتری داشته باشند. در چنین بلاک چین‌هایی، اگر کارمزد کمی انتخاب شود، احتمال دارد که تکمیل تراکنش، چندین روز هم طول بکشد.

زمانی که بیت کوین در سال ۲۰۱۷ به قیمت ۲۰ هزار دلار رسید، ازدحام شبکه بیت کوین خیلی بالا رفت و به دلیل اینکه خیلی از مردم می‌خواستند تراکنش‌هایشان به صورت فوری انجام شود، کارمزد هر تراکنش به ۵۰ دلار هم رسید.

همین مثال ساده، اهمیت مشکل ازدحام شبکه در بلاک چین‌های ارز دیجیتال را نشان می‌دهد. بنابراین، پروژه‌های زیادی تلاش کرده‌اند تا با ارائه معماری‌های متفاوتی از بلاک چین، مشکل ازدحام شبکه را حل کنند. در ساده‌ترین راه حل، بعضی از پروژه‌ها، مثل ETH Gas Station و BTC Network، امکان مشاهده ازدحام لحظه‌ای بلاک چین‌های مختلف را برای کاربران فراهم آورده‌اند تا آن‌ها بتوانند بهترین زمان را برای انجام تراکنش، انتخاب کنند.

در این مقاله می‌خواهیم در رابطه با مشکل ازدحام شبکه بلاک چین و راه حل‌های آن صحبت کنیم. با مجله صرافی داموند همراه باشید.

ازدحام شبکه چیست؟

ازدحام شبکه (Network Congestion)، اصطلاحی در مهندسی فناوری اطلاعات است و برای توصیف حالتی از شبکه توصیف می‌شود که در آن، جریان ترافیک درون شبکه، از حداکثر ظرفیت شبکه فراتر می‌رود. در اغلب موارد، ازدحام شبکه به صورت موقتی رخ می‌دهد ولی بعضی وقت‌ها، شبکه به صورت پیوسته و مداوم، علائم ازدحام را نشان می‌دهد که می‌تواند نشان‌دهنده مشکلی فنی، به ویژه در معماری شبکه باشد.

کاربران شبکه، ازدحام شبکه را به صورت کندی شبکه و تأخیر زیاد در پردازش درخواست‌ها به شبکه، تجربه می‌کنند.

ازدحام شبکه بلاک چین چیست؟

مفهوم ازدحام در دنیای کریپتو، تفاوت چندانی با مفهوم ازدحام در IT ندارند. زمانی که تعداد درخواست‌های کاربران در بلاک چین‌ها بالا می‌رود و از حداکثر ظرفیت شبکه تجاوز می‌کند، ازدحام ایجاد می‌شود و تراکنش‌ها باید مدتی در ممپول در صف قرار بگیرند تا نوبت به آن‌ها برسد و تأیید شوند.

در واقع، هر شبکه بلاک چین دارای ظرفیت محدودی برای انجام تراکنش‌ها است که به صورت «تراکنش بر ثانیه» (Transaction Per Second) یا TPS بیان می‌شود. در صورتی که تعداد تراکنش‌های موجود در ممپول از TPS شبکه بالاتر باشد، ازدحام ایجاد می‌شود.

دلیل ازدحام شبکه در بلاک چین چیست؟

همانطور که در بالا توضیح دادیم، هر شبکه دارای TPS خاصی است که ظرفیت گره‌های شبکه برای تأیید کردن تراکنش‌ها در هر ثانیه را نشان می‌دهد. برای مثال، اتریوم دارای ظرفیت ۱۵ TPS است و بلاک چین‌های پیشرفته‌تری مثل سولانا و پلیگان می‌توانند بدون در خطر قرار دادن امنیت دارایی‌ها و حریم خصوصی کاربران، در هر ثانیه، هزاران تراکنش را پردازش کنند.

ازدحام شبکه بلاک چین که ازدحام بلاک چین نیز نامیده می‌شود، زمانی رخ می‌دهد که تعداد تراکنش‌ها در ممپول در هر ثانیه، بیش از ظرفیت شبکه بر حسب TPS باشد.

در نتیجه، زمان مورد نیاز برای تکمیل هر تراکنش به طور قابل توجهی افزایش پیدا می‌کند. معمولا، دلیل اصلی این ازدحام شبکه در بلاک چین‌ها و دیگر شبکه‌ها، تعداد بالای کاربرانی است که در حال استفاده از شبکه هستند. ازدحام بالای بلاک چین‌های محبوب بیت کوین و اتریوم، انگیزه‌ای قوی برای توسعه بلاک چین‌هایی با معماری‌های خلاقانه به منظور حل این مشکل، ایجاد کرده است.

به عنوان یکی از این راه حل‌ها می‌توان به راهکار سولانا برای حل مشکل ازدحام شبکه بلاک چین اشاره کرد. توسعه‌دهندگان سولانا، پس از مواجه شدن با این مشکل اعلام کردند که یک سرویس پرداخت راه‌اندازی می‌کنند که امکان استفاده مستقیم از رمزارزهایی را که دارای پشتوانه دلار آمریکا هستند، فراهم می‌آورد.

ازدحام شبکه بلاک چین چه مشکلاتی ایجاد می کند و چه تبعاتی دارد؟

ازدحام شبکه در بلاک چین‌ها، همانند مشکل ازدحام شبکه در شبکه‌های سنتی، چالش‌های زیادی ایجاد می‌کند. شناسایی این چالش‌ها به شما کمک می‌کند تا زمان مناسب برای شروع تراکنش در بلاک چین‌ها را پیدا کنید. بعضی از مهم‌ترین مشکلات ازدحام شبکه در بلاک چین‌های ارز دیجیتال به شرح زیر هستند.

۱- افزایش کارمزد تراکنش ها

همانطور که پیش از این گفتیم، گره‌ها در بلاک چین‌ها، تراکنش‌هایی را که کارمزد بالاتری داشته باشند، در اولویت بررسی قرار می‌دهند. در نتیجه، هر چه کاربر، کارمزد بالاتری انتخاب کند، سرعت انجام تراکنش، بالاتر می‌رود. این سازوکار منجر به ایجاد الگوی عرضه و تقاضا در بلاک چین‌ها می‌شود و می‌تواند کارمزد تراکنش‌ها را بالاتر ببرد.

برای مثال، زمانی که به دلیل نوسانات بازار، تقاضا برای خرید یا فروش یک رمزارز زیاد شود، به دلیل افزایش تقاضا برای انجام فوری تراکنش‌ها، کارمزد تراکنش‌ها بالا می‌رود و گاهی اوقات کاربران مجبور می‌شوند برای تکمیل تراکنش خود در زمان مناسب، صدها دلار هزینه کنند.

۲- کاهش TPS بلاک چین

یکی از مهم‌ترین تبعات ازدحام شبکه بلاک چین، کاهش قابل توجه در TPS شبکه است. این مشکل می‌تواند منجر به طولانی شدن زمان تکمیل تراکنش‌ها تا چندین ساعت و حتی چندین روز شود که البته با پرداخت کارمزد بالاتر، قابل کوتاه‌تر شدن است.

۳- کاهش مقیاس پذیری شبکه

یکی از مهم‌ترین مشکلات بلاک چین‌های اولیه مثل بیت کوین و اتریوم، مشکل مقیاس‌پذیری (Scalability Problem) است. این مشکل که سه‌گانه بلاک چین (Blockchain Trilemma) نیز نامیده می‌شود به این صورت بیان می‌شود که هیچ شبکه بلاک چین نمی‌تواند هر سه ویژگی مقیاس‌پذیری، امنیت و «غیر متمرکز بودن» (Decentralization) را با هم دیگر داشته باشد و همیشه باید یکی از این دو ویژگی، فدای دو ویژگی دیگر شود.

هر چه مقیاس‌پذیری شبکه‌های بلاک چین پایین باشد، توانایی آن‌ها برای پردازش تراکنش‌ها پایین‌تر است و اصطلاحات TPS پایین‌تری دارند. در نتیجه، خیلی راحت‌تر با مشکل ازدحام شبکه بلاک چین رو به رو می‌شوند.

چه کسانی و چگونه از ازدحام در شبکه های بلاک چین ضربه می خورند؟

کاربران، بیشترین ضربه را از ازدحام شبکه بلاک چین دریافت می‌کنند. آن‌ها چاره‌ای جز این ندارند که ساعت‌ها یا حتی روزها منتظر تکمیل شدن تراکنش‌های خودشان باشند یا اینکه کارمزد بالا و غیرمنصفانه‌ای پرداخت کنند تا تراکنش‌هایشان با سرعت بیشتری انجام شود.

راه حل های محتمل برای حل مشکل ازدحام شبکه بلاک چین

همانطور که پیش از این گفتیم، مشکلات متعددی که ازدحام شبکه در بلاک چین‌ها ایجاد می‌کند، به انگیزه‌ای قوی برای توسعه راه حل‌های به منظور حل این مسئله، تبدیل شده‌اند. در زیر، بعضی از راه حل‌هایی را که می‌توانند مشکل ازدحام شبکه را در بلاک چین‌ها حل کنند، برای شما توضیح می‌دهیم.

۱- شارد چین ها

شارد چین‌ها (Shard Chains) زیرشاخه‌هایی از یک بلاک چین اصلی هستند. شاردها به صورت مستقل از بلاک چین مادر کار می‌کنند و می‌توانند تراکنش‌ها را به صورت مستقل تأیید کنند. در نتیجه، با تقسیم تراکنش‌ها بین شاردها، تا حد زیادی از ایجاد ازدحام در بلاک چین، جلوگیری می‌شود.

۲- شبکه لایتنینگ

شبکه لایتنینگ (Lightning Network) نسل جدیدی از پروتکل‌های پرداخت لایه-۲ است که با اضافه شدن به بلاک چین‌ها، سرعت انجام تراکنش‌ها را بالا می‌برد.

در شبکه لایتنینگ، کانال‌های مستقلی بین دو طرف درگیر در تراکنش ایجاد می‌شود. سپس، این کانال‌ها به شبکه‌ای از گره‌های لایتنینگ اضافه می‌شوند که ظرفیت بالایی برای پردازش ایمن تراکنش‌ها دارند.

۳- پروپوزال های بهبود اتریوم

پروپوزال‌های بهبود اتریوم (Ethereum Improvement Proposals) یا EIPها، به پیشنهاداتی از طرف کاربران گفته می‌شود که می‌توانند با اضافه کردن قابلیت‌های جدید یا تغییر در فرایندهای موجود در بلاک چین اتریوم، کارایی این بلاک چین را بالاتر ببرند.

هر کاربر اتریوم می‌تواند پروپوزال یا همان طرح پیشنهادی خودش را در GitHub آپلود کند تا مورد بحث و بررسی جامعه اتریوم قرار بگیرد.

سوالات پر تکرار در رابطه با ازدحام شبکه بلاک چین

۱- منظور از ازدحام شبکه در بلاک چین های ارز دیجیتال چیست؟

زمانی که تعداد تراکنش‌ها در ممپول بلاک چین بیش از TPS بلاک چین شود، ازدحام شبکه بلاک چین پیش می‌آید.

۲- چطور می توانم کارمزد کمتری برای تراکنش های ارز دیجیتال بپردازم؟

با انجام تراکنش‌های خود در ساعات خلوتی شبکه، می‌توانید با اجتناب از ازدحام شبکه بلاک چین، کارمزد کمتری برای تراکنش خود پرداخت کنید و در عین حال، زمان زیادی منتظر تکمیل تراکنش نباشید.

۳- منظور از عمق ممپول چیست؟

هر چه تعداد تراکنش‌های در صف در ممپول افزایش پیدا کند، عمق ممپول (Mempool Depth) و ازدحام شبکه بلاک چین، بیشتر می‌شود.

جمع بندی

تراکنش‌ها در بلاک چین‌های ارز دیجیتال، پس از شروع شدن وارد ممپول می‌شوند و در انتظار تأیید قرار می‌گیرند. در صورتی که تعداد تراکنش‌های موجود در ممپول بیش از حداکثر TPS بلاک چین شود، ازدحام شبکه ایجاد می‌شود که نتیجه آن، کاهش سرعت تکمیل تراکنش‌ها و افزایش کارمزدها است.

به دلیل مشکلاتی که ازدحام شبکه بلاک چین برای کاربران بلاک چین‌های سنتی مثل بیت کوین و اتریوم ایجاد می‌کند، راهکارهایی مثل شارد چین و شبکه لایتنینگ برای کاهش این مشکل، توسعه یافته‌اند.