تاثیر لایتنینگ بر بیت کوین + آیا مشکل مقیاس پذیری بیت کوین حل شده است؟

بسیاری از کاربران بیت کوین درباره «عدم مقیاس‌پذیری» این شبکه شنیده‌اند. در واقع، مقیاس‌پذیری پایین بیت کوین یکی از رایج‌ترین انتقاداتی است که از سوی رقبا و منتقدان این ارز دیجیتال علیه آن صورت می‌گیرد. برخی از کاربران قدیمی‌ ممکن است بحث‌های داغ مربوط به سایز بلاک در سال‌های ۲۰۱۵ تا ۲۰۱۷ را به خاطر داشته باشند. در آن زمان، بیشتر هدف این بود که با افزایش اندازه بلاک، امکان انجام تراکنش‌های بیشتر در شبکه بیت ‌کوین فراهم شود. یکی دیگر از راه‌حل‌هایی که برای این مشکل ارائه شد، راه‌اندازی شبکه لایتنینگ (Lightning Network) بود. در این مقاله، ما می‌خواهیم به تاثیر لایتنینگ بر بیت کوین و اینکه این راه‌حل چگونه می‌تواند مشکلات مقیاس‌پذیری بیت کوین را حل کند، بپردازیم. با ما همراه باشید.

محدودیت‌های لایه پایه بیت کوین

قبل از اینکه تاثیر لایتنینگ بر بیت کوین را بررسی کنیم، ابتدا باید بفهمیم مشکل اصلی چیست. به زبان ساده، یک شبکه بلاکچینی به‌ اندازه‌ای مقیاس‌پذیر نیست که بتواند کل تراکنش‌های جهان را به روشی غیرمتمرکز اعتبارسنجی کند.

خرید ارز دیجیتال با ۱۰ هزار تومان!

تو صرافی ارزپلاس میتونی فقط با ۱۰ هزار تومان و با کارمزد صفر، بیش از ۶۰۰ ارز دیجیتال رو بخری!

شروع

بلاکچین‌ها از یک محدودیت ذاتی رنج می‌برند که آنها را مجبور می‌کند بین سه مؤلفه «غیرمتمرکز بودن، مقیاس‌پذیر بودن و ایمن بودن»، یکی را فدای دو مؤلفه دیگر کنند. به عبارت دیگر، یک بلاکچین تنها می‌تواند دو ویژگی از این سه ویژگی را داشته باشد.

لازم به ذکر است که همه این ویژگی‌ها در طیف‌های جداگانه و پیچیده‌ای قرار دارند. در شبکه بیت کوین، مؤلفه‌های «ایمن بودن» و «غیرمتمرکز بودن» بهینه‌سازی شده‌اند و مؤلفه «مقیاس‌پذیری» در حاشیه قرار گرفته است.

لایه پایه بیت کوین، یک دفترکل عمومی در سطح جهانی است که در آن، هر تراکنش برای هر شرکت‌کننده در شبکه ارسال می‌شود (broadcast). بدیهی است که عملاً نمی‌توان چنین دفترکلی را برای مطابقت و پاسخگویی به نرخ تراکنش رو به رشد کل جهان تنظیم کرد. در واقع، جدای از غیرعملی بودن و آسیب رساندن به حریم خصوصی، معایب این کار بسیار بیشتر از مزایای ناچیز آن است.

برای حل این مشکل، بهتر این است که دقیقاً مانند اینترنت و سیستم مالی امروزی، کل سیستم از لایه‌های جداگانه تشکیل شود و هر لایه برای موارد مختلف بهینه و استفاده گردد.

سایز بلاک چیست؟

هر بلاک در شبکه بیت کوین دارای سقف مشخصی است که نشان می‌دهد چه تعداد تراکنش می‌تواند در داخل یک بلاک وجود داشته باشد. اگر تقاضا بیشتر از سایز یک بلاک باشد، ظرفیت آن بلاک پر می‌شود و تراکنش‌های دیگر در مم پول (mempool) بیت کوین –اتاق انتظاری برای تراکنش‌های تأییدنشده– باقی می‌مانند. در چنین شرایطی، کاربران می‌توانند با پرداخت کارمزد بالاتر به ماینرها، تأیید تراکنش‌های خود را تسریع کنند.

یک راه‌حل ساده برای این مشکل آن است که محدودیت سایز بلاک افزایش یابد. در این صورت، تعداد تراکنش‌های بیشتری می‌تواند در یک بلاک گنجانده شود. با این حال، افزایش سایز بلاک می‌تواند غیرمتمرکز بودن شبکه را کاهش دهد. همچنین، با افزایش سایز بلاک، هزینه اجرای یک نود (node) در شبکه افزایش می‌یابد.

در شبکه بیت کوین، هر نود باید هر تراکنش را ذخیره و اعتبارسنجی کند. در صورت بیشتر شدن تعداد تراکنش‌ها، پهنای باند مورد نیاز شبکه برای پشتیبانی از آنها نیز چند برابر می‌شود. به عبارت دیگر، هر چه تعداد تراکنش ها بیشتر باشد، قابلیت پردازشی (CPU) و ذخیره‌سازی (دیسک) مورد نیاز برای هر نود شبکه بیشتر خواهد شد. از آنجایی که اجرای یک نود هیچ سود مالی ندارد، هرچه یک نود پرهزینه‌تر باشد، انگیزه برای اجرای آن کاهش می‌یابد.

به طور دقیق‌تر، اگر شبکه بیت کوین بخواهد به سطوح حداکثر ظرفیت ادعایی ویزا (Visa)، یعنی ۲۴ هزار تراکنش در ثانیه دست یابد، یک نود فقط برای دریافت تراکنش‌ها از طریق این شبکه به ۴۸ مگابیت در ثانیه (Mbps) نیاز دارد. نقشه زیر میانگین سرعت اینترنت در جهان را نشان می‌دهد:

همان‌طور که مشاهده می‌کنید، بخش بزرگی از میانگین سرعت اینترنت در جهان، کاربران را از توانایی اجرای یک نود تحت این شرایط محروم می‌کند. توجه داشته باشید که سرعت میانگین، به معنای این است که بسیاری از آنها حتی کمتر از آستانه گفته‌شده هستند. علاوه بر این، این واقعیت را هم در نظر بگیرید که یک کاربر از پهنای باند خود استفاده‌های دیگری نیز دارد و تعداد کمی از کاربران فداکار ۵۰ درصد از پهنای باند اینترنت خود را برای اجرای یک نود بیت کوین اختصاص می‌دهند.

مهم‌تر از آن، مقدار داده‌ای که از طریق اجرای یک نود بیت کوین تحت این شرایط تولید می‌شود، ذخیره عملی آن را برای کاربران غیرممکن می‌کند: تولید ۵۱۸ گیگابایت داده در روز یا ۱۹۰ ترابایت داده در سال. علاوه بر این، راه‌اندازی (spinning up) یک نود جدید مستلزم آن است که یک نفر تمام این پتابایت داده را دانلود و هر امضا را تأیید کند که هر دو باعث می‌شوند راه‌اندازی یک نود جدید زمان زیادی (سال‌ها) طول بکشد.

و یک خبر بد دیگر: امکان پردازش ۲۴ هزار تراکنش در ثانیه، به خودی خود یک شبکه پرداخت جهانی واقعاً منحصربه‌فرد را ایجاد نمی‌کند. ویزا تنها شبکه پرداخت موجود نیست و جهان هر روز بیشتر به هم متصل می‌شود.

شبکه لایتنینگ چیست؟

برای بررسی تاثیر لایتنینگ بر بیت کوین ابتدا کمی با این شبکه آسنا می‌شویم. شبکه لایتنینگ یک شبکه جداگانه و لایه دوم است که در بالای شبکه اصلی بیت کوین کار می‌کند. به زبان ساده، این شبکه تراکنش‌های بیت کوین را دسته‌بندی می‌کند. برای دسترسی به شبکه لایتنینگ، کاربر یا باید نود خود را اجرا نماید یا از نود شخص دیگری استفاده کند. این شبکه دو مفهوم اصلی دارد:

• نود لایتنینگ: نرم افزار جداگانه‌ای است که با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند و یک شبکه همتابه‌همتای جدید را تشکیل می‌دهند.
• کانال‌ها: اتصال بین نودهای لایتنینگ و جریان پرداخت‌ها بین آنها را ممکن می‌کنند. در واقع، هنگامی که دو نود یک کانال را بین یکدیگر باز می‌کنند، پرداخت‌ها بین آنها جریان می‌یابند.

در حالت ایدئال، کانال‌ها می‌توانند برای مدت طولانی باز بمانند (به عنوان مثال، یک سال یا بیشتر). اگر نودها تصمیم بگیرند کانال خود را ببندند، آخرین موجودی آنها پس از تمام پرداخت‌های خارج از زنجیره، به کیف پول اصلی آنها بازمی‌گردد.

لازم به ذکر است که برای پرداخت به هر شخص، نیازی نیست که مستقیماً به خود آنها متصل شوید. در واقع، کانال‌ها می‌توانند توسط نودهای دیگر در شبکه نیز استفاده شوند و این موضوع، در دسترس بودن آنها را افزایش می‌دهد. برای مثال، اگر آلیس به باب و باب به کارولین وصل شود، آلیس و کارولین می‌توانند به طور یکپارچه از طریق باب، وجوهی را برای یکدیگر ارسال کنند.

تاثیر لایتنینگ بر بیت کوین

شبکه لایتنینگ ضمن حل مشکل مقیاس پذیری بیت کوین، در عین حال تمام مزایای بیت‌ کوین را نیز حفظ می‌کند؛ از جمله: عدم نیاز به مجوز (permissionlessness)، کمیابی، حق حاکمیت کاربر، قابل حمل بودن، قابلیت تأیید، غیرمتمرکز بودن و مقاومت در برابر سانسور.

برای اینکه یک پرداخت از طریق این شبکه انجام شود، معمولاً باید از چندین کانال پرداخت عبور کند. برای پاسخ به اینکه این شبکه در یک ثانیه چند پرداخت را می‌تواند انجام دهد، باید بفهمیم که یک کانال به طور متوسط از ​​چند پرداخت پشتیبانی می‌کند. آمار نشان می‌دهد که یک پرداخت متوسط از طریق سه کانال انجام می‌شود. همچنین، گفته می‌شود که یک نود شبکه لایتنینگ به طور پیش‌فرض می‌تواند ۳۳ پرداخت در ثانیه را با یک دستگاه مناسب – ۸ vCPU (پردازنده مجازی)، ۳۲ گیگابایت حافظه – انجام دهد.

بنابراین، با ۱۶،۲۶۶ نود موجود در شبکه (تا نوامبر ۲۰۲۲) و با فرض اینکه هر پرداخت باید از طریق سه کانال (چهار نود) انجام شود، شبکه لایتنینگ باید بتواند حدود ۱۳۴،۱۹۴ پرداخت را در هر ثانیه انجام دهد.

مقایسه شبکه لایتنینگ با شبکه‌های پرداخت سنتی

یافتن اعداد معتبر در مورد حداکثر ظرفیت سیستم‌های پرداخت سنتی دشوار است؛ بنابراین ما به میانگین نرخ پرداخت آنها در طول سال مالی ۲۰۲۱ تکیه خواهیم کرد. همچنین، ما این رقم را با ظرفیت تئوری شبکه لایتنینگ مقایسه خواهیم کرد؛ زیرا دریافت میانگین نرخ پرداخت‌ها در این شبکه به دلیل خصوصی بودن آن غیرممکن است و همچنین، توانایی آن را به درستی منعکس نمی‌کند؛ چراکه تقاضا برای شبکه لایتنینگ هنوز نسبتاً کم است. با این مقایسه، می‌توان متوجه شد که برای امکان رقابت شبکه لایتنینگ با سیستم‌های سنتی، هر نود آن باید چند پرداخت را انجام دهد.

طبق گزارش‌ها، در سال ۲۰۲۱، شبکه پرداخت ویزا ۷,۳۷۲ تراکنش در ثانیه، پی‌پال (PayPal) ۶۱۲ تراکنش در ثانیه و فدوایر (FedWire) ۶٫۵ تراکنش در ثانیه را پردازش کرده اند. برای مقایسه، در نظر بگیرید که بیت‌ کوین در سال ۲۰۲۱، تعداد ۲٫۴۴ پرداخت را در هر ثانیه انجام داد و حداکثر این رقم، به ۷ پرداخت در ثانیه رسید.

این اعداد برای بیت کوین، بسیار امیدوارکننده هستند. در صورتی که هر نود لایتنینگ قادر به انجام تنها چهار پرداخت در ثانیه باشد، این شبکه می‌تواند سیستم‌های پرداخت فعلی را شکست دهد. با این نرخ، ۴،۰۶۶ گروه شامل چهار نود منحصربه‌فرد می‌توانند به هدف ۱۶،۲۶۴ پرداخت در ثانیه دست یابند که ۲٫۲ برابر بیشتر از پرداخت‌های انجام‌شده توسط بزرگ‌ترین رقیب آن، یعنی ویزا است.

در همین حال، متوسط ​​کارمزد تراکنش‌ها در شبکه لایتنینگ ۱۳ برابر کمتر از ویزا است: ۰٫۱ درصد در مقایسه با ۱٫۲۹ درصد.

لازم به ذکر است که همیشه می‌توان با ایجاد نودهای جدید به افزایش مقیاس شبکه لایتنینگ ادامه داد. در واقع، از آنجایی که لایتنینگ یک شبکه همتابه‌همتا است، تا زمانی که نودهای شبکه رشد کنند، مقیاس‌پذیری آن از لحاظ تئوری نامحدود خواهد بود.

و در آخر، شایان ذکر است که شبکه لایتنینگ هنوز نرم افزار بسیار نابالغی است و پروتکل و اجرای آن همچنان باید بهینه شوند. در همین حال، جالب است بدانید که پلتفرم River Financial اخیراً نرخ موفقیت شبکه لایتنینگ در انجام پرداخت‌های با اندازه متوسط ۴۶ دلار را برابر ۹۸٫۷ درصد گزارش کرده است. این رقم به طرز شگفت‌انگیزی بهتر از اولین داده‌های در دسترس از سال ۲۰۱۸ است؛ زمانی که تراکنش‌های با اندازه متوسط ۵ دلار، ۴۸ درصد مواقع با شکست مواجه شده بودند.

خلاصه مطلب

در این مقاله، به بررسی تاثیر لایتنینگ بر بیت کوین و افزایش مقیاس‌پذیری آن پرداختیم. افزایش مقیاس‌پذیری شبکه بیت کوین از طریق افزایش سایز بلاک شبکه پایه، معایب زیادی دارد که از جمله آنها می‌توان به کاهش غیرمتمرکز بودن شبکه و در نهایت، ناتوانی آن در دستیابی به مقیاس‌پذیری عظیم مورد نیاز برای خواسته‌های یک شبکه پرداخت جهانی، اشاره کرد. شبکه لایتنینگ به‌ عنوان یک راه‌حل لایه دوم، مشکل مقیاس‌پذیری را ضمن حفظ تمام مزایای بیت ‌کوین حل می‌کند و در عین حال، مقیاس‌پذیری آن را فراتر از آنچه که راه‌حل‌های لایه پایه وعده می‌دهند، افزایش می‌دهد.