زمانی‌که وارد دنیای جدید و هیجان‌انگیز بلاک چین و ارزهای دیجیتال می‌شویم، یکی از اولین اصطلاحاتی که زیاد با آن برخورد می‌کنیم مشکل «مقیاس‌پذیری» در بلاک چین‌های مختلف است. مقیاس پذیری در بلاک چین تا حد زیادی به سرعت تراکنش‌ها اشاره دارد. توانایی فناوری بلاک چین برای مدیریت سریع حجم بالایی از تراکنش‌ها در آن واحد که به عنوان مقیاس‌پذیری شناخته می‌شود، چالشی بزرگ در صنعت ارزهای دیجیتال است. در این مقاله مفهوم مقیاس‌پذیری و اهمیت آن را توضیح داده و تازه‌ترین راهکارها و پیشرفت‌ها در این زمینه را بررسی می‌کنیم.

مقیاس‌پذیری چیست؟

مقیاس‌پذیری در بلاک چین به توانایی شبکه برای افزایش ظرفیت پردازش تراکنش‌ها در زمان شلوغی شبکه می‌گویند. در فناوری بلاک چین، حفظ کارایی و سرعت شبکه در مواجهه با افزایش تعداد کاربران و حجم تراکنش‌ها در قالب مقیاس‌پذیری مطرح می‌شود. هدف اصلی مقیاس‌پذیری این است که عملکرد شبکه بدون به خطر انداختن امنیت یا غیرمتمرکز بودن آن بهبود یابد.

در یک شبکه بلاک چین مقیاس‌پذیر، افزایش تعداد تراکنش‌ها نباید منجر به کندی قابل‌توجه در پردازش تراکنش‌ها یا افزایش چشمگیر در هزینه‌های آن شود. این شبکه باید قادر به حفظ سرعت تأیید تراکنش‌ها، مدیریت حجم بالای داده‌ها و حفظ هزینه‌های عملیاتی در سطحی معقول باشد.

بهبود مقیاس‌پذیری می‌تواند به گسترش کاربردهای بلاک چین در زمینه‌های مختلف و پذیرش گسترده‌تر این فناوری کمک کند. در حال حاضر، این واقعیت که بلاک چین‌ها هنوز آماده پذیرش عموم مردم نیستند و نمی‌توانند جایگزین سیستم‌های پرداخت سنتی و متمرکز شوند، چالشی بزرگ در دنیای ارزهای دیجیتال است.

سه‌گانه بلاک چین چیست؟

مقیاس‌پذیری همان ویژگی است که برای کاربران بلاک چین یک تجربه عالی و بی‌نقص فراهم می‌کند، فارغ از اینکه تعداد کاربران ۱۰۰ نفر یا یک میلیارد نفر باشد. بنابراین پیش از آنکه عموم مردم آماده استفاده از بلاک چین و ارزهای دیجیتال برای امور مالی و پرداخت‌های روزمره خود شوند، مشکل مقیاس‌پذیری بلاک چین‌ها باید حل شود که خود بخش مهمی از مشکلی دیگر به‌نام «سه‌گانه بلاک چین» است.

معضل سه‌گانه بلاک چین یا همان «Blockchain Trilemma» سه ویژگی اصلی و بنیادین بلاک چین‌ها را در کنار یکدیگر در نظر می‌گیرد:

• مقیاس‌پذیری (Scalability)
• تمرکززدایی (Decentralization)
• امنیت (Security)

معضلی که سه‌گانه بلاک چین پیش روی ما می‌گذارد این است: بلاک چین‌ها تا کنون نتوانسته‌اند به هر سه ویژگی مقیاس‌پذیری، تمرکززدایی و امنیت در کنار هم دست یابند. مخصوصاً دستیابی به مقیاس‌پذیری بالا از همان ابتدا و از پیدایش اولین بلاک چین یعنی بیت کوین یک چالش بزرگ بوده و بلاک چین‌های بعد از آن که تلاش کردند این مشکل را برطرف کنند، مجبور شدند یا تمرکززدایی یا امنیت بلاک چین را قربانی مقیاس‌پذیری بیشتر کنند.

مقیاس‌پذیری در بلاک چین در مقابل شبکه‌های پرداخت سنتی

در حالیکه شبکه‌های پرداخت سنتی مانند ویزا می‌توانند تا ۲۴٬۰۰۰ تراکنش در ثانیه (TPS) را پردازش کنند، بیت کوین به صورت میانگین می‌تواند تنها ۷ تراکنش در ثانیه را پردازش کند و اتریوم، نزدیک‌ترین رقیب بیت کوین، می‌تواند ۲۰ تا ۳۰ تراکنش بر ثانیه را اجرا کند. واضح است که این اعداد برای پذیرش عمومی و گسترده ارزهای دیجیتال اصلاً کافی نیست.

در  سال‌های اخیر، متخصصان و مهندسان بلاک چین تلاش کرده‌اند با ایده‌پردازی و اجرای راهکارهای مختلف، مقیاس‌پذیری بلاک چین‌ها را بالا ببرند. مهم‌ترین راهکارهای مقیاس‌پذیری که تا به‌حال اجرا شده‌اند، راهکارهای مقیاس‌پذیری لایه یک و لایه دو هستند. البته به جز این دو دسته راهکارهای دیگری هم وجود دارند که کمتر متداول‌اند. در ادامه اصلی‌ترین راهکارهای مقیاس‌پذیری در بلاک چین را بررسی می‌کنیم.

راهکارهای مقیاس‌پذیری لایه یک یا درون‌زنجیره‌ای

راهکار‌های مقیاس‌پذیری لایه اول پایگاه کد بلاک چین را تغییر می‌دهند؛ به‌همین‌دلیل، به آنها راهکارهای درون‌زنجیره‌ای می‌گویند. به عبارت دیگر، این راهکارهای با تغییرات در سازوکار داخلی شبکه‌های بلاک چینی به‌دنبال بهینه‌سازی آن‌ها برای افزایش مقیاس‌پذیری هستند. راهکارهای لایه اول در سه بخش مهم بلاک چین، یعنی بخش اجرای تراکنش‌ها، بخش ذخیره‌سازی و مکانیسم اجماع اعمال می‌شوند.

انواع مقیاس‌پذیری لایه یک در بلاک چین

افزایش محبوبیت و کاربردهای بلاک چین حجم بالایی از تراکنش‌ها را به دنبال دارد که نیاز است در زمانی کوتاه پردازش شوند. مقیاس‌پذیری در بلاک چین به توانایی شبکه برای رشد و مدیریت افزایش تعداد تراکنش‌ها، کاربران و داده‌ها بدون از دست دادن کارایی یا امنیت آن کمک می‌کند.

برای درک بهتر مقیاس‌پذیری لایه اول، می‌توان آن را به سه ویژگی کلیدی تقسیم کرد: مقیاس‌پذیری اجرا، مقیاس‌پذیری ذخیره‌سازی و مقیاس‌پذیری اجماع. هر یک از این جنبه‌ها نقش مهمی در عملکرد کلی شبکه بلاک چین دارند و بهبود هر کدام می‌تواند تأثیر قابل‌توجهی بر کارایی کل سیستم داشته باشد. در ادامه، به بررسی دقیق هر یک از این ویژگی‌ها، چالش‌های مربوط به آنها و راهکارهای موجود برای بهبود آنها می‌پردازیم.