بمب سختی اتریوم چیست؟ پیشنهادی برای خاتمه شدن استخراج اتریوم

این بمب به افزایش سطح دشواری پازل ها در الگوریتم ماینینگ اشاره دارد که برای پاداش دادن به استخراج کنندگان اتر در بلاک چین استفاده می شود. با پیچیده تر شدن پازل ها (که استخراج اتر برای استخراج کنندگان دشوارتر می شود) تأخیر چشمگیری بین تولید بلاک ها در بلاک چین اتریوم وجود خواهد داشت. این امر سرعت استخراج را به صورت تصاعدی کند می کند و جذابیت اقتصادی آن برای ماینرها کمتر خواهد شد.

شروع این سناریو «عصر یخبندان اتریوم» نامیده می شود. در این مدت، اتریوم به جای استفاده از الگوریتم  Proof of Work (PoW) که ماینرها را ملزم می کند از طریق رقابت با یکدیگر برای حل معماها و کسب جوایز اتر دریافت کنند، از الگوریتم Proof of Stake  (PoS) استفاده کند. بر این اساس پاداش ها براساس شرط بندی یا استیکینگ یا مالکیت کوین ها توزیع می شوند. تغییر بین پروتکل ها بخشی از به روزرسانی  Casperاست که در اتریوم رخ خواهد داد. بمب سختی از فورک شدن بلاک چین اتریوم در آن زمان جلوگیری می کند.

چرا بمب سختی معرفی شد؟

بمب سختی اتریوم عامل بازدارنده برای ماینرها محسوب می شود که ممکن است حتی پس از انتقال بلاک چین به PoS به استفاده از PoW ادامه دهند. دلیل اصلی آن ها برای انجام این کار ممکن است تغییر توازن قدرت و سود از ماینرها به دست سرمایه گذاران و کاربران بلاک چین باشد. اگر همه ماینرها به Proof of Stake تغییر مسیر ندهند، این خطر وجود دارد که بلاک چین اتریوم فورک شود.

وضعیت مشابهی در سال ۲۰۱۷ رخ داد؛ زمانی که شبکه بیت کوین کش بار بیشتر ماینرهای بیت کوین را به دوش کشید و بلاک چین آن فورک شد، اما بنیان گذاران اتریوم چنین احتمالی را پیش بینی کرده و بلاک چین آن را طوری برنامه ریزی کردند که در الگوریتم ماینینگ اتر، سطوح دشواری را افزایش دهد.

روند تکامل بمب سختی

سطح دشواری در بلاک چین اتریوم در نوامبر ۲۰۱۶ از بلاک ۲۰۰۰۰۰ به بعد شروع به افزایش کرد. استفان توآل، مدیر ارشد تجاری اتریوم در یک پست وبلاگی در آگوست ۲۰۱۵ اظهار داشت: «در حوالی انتشار نقطه عطف Serenity (نسخه پیشرفته شبکه به نام اتریوم ۲.۰) شاهد افزایش چشمگیری در سطح سختی و درنتیجه افزایش زمان تفکیک بلاک خواهیم بود. Serenity آخرین مرحله تکامل اتریوم پس از Metropolis است».

یک جدول زمانی اولیه نشان می دهد که کاهش سرعت بلاک چین اتریوم در سال ۲۰۱۹ رخ داد. با این حال، تأخیرهای بعدی در انتشار کد اتریوم، تاریخ انتشار نهایی را بیشتر به تعویق انداخت. این موضوع همچنین باعث کند شدن روند تغییر الگوریتم اتریوم از PoW به PoS شد.

بمب سختی اتریوم یک به روزرسانی است که در پروتکل اتریوم تعبیه شده و به دنبال سخت تر کردن استخراج PoW و جذابیت کمتر برای استخراج کنندگان خواهد بود. با این حال، برای درک اینکه چرا «بمب سختی» اتریوم وجود دارد، مهم است ابتدا بلاک چین اتریوم و نقشه راه آن را درک کنید.

اتریوم ۱.۰ و مشکلات اتریوم آن

اتریوم اولین بلاک چینی است که از برنامه های غیرمتمرکز (DApps) از طریق قراردادهای هوشمند با موارد استفاده مانند سیستم غیرمتمرکز مالی (DeFi)، سازمان های مستقل غیرمتمرکز (DAOs)، پیشنهادهای اولیه سکه (ICO) و توکن های غیرقابل تعویض (NFT) پشتیبانی می کند.

بلاک چین اتریوم همیشه پس از بیت کوین دومین ارز دیجیتال بزرگ از نظر ارزش بازار بوده است. با این حال مانند بسیاری از بلاک چین های دیگر، هنوز هم برای حل مشکلات سه گانه بلاک چین تلاش می کند که شامل مقیاس پذیری، امنیت و تمرکززدایی هستند.

دوره اختصاصی

دوره نخبگان، استاد تمامی در ترید

دوره آموزشی از صفر تا سطح پیشرفته در ترید که با هدف “استاد تمامی ترید” طراحی شده است

دریافت اطلاعات بیشتر

مهم تر از همه، بلاک چین اتریوم با مشکل مقیاس پذیری با دو مسئله اصلی مواجه است: هزینه تراکنش های بالا و تعداد تراکنش های پایین در ثانیه. علاوه بر این، مکانیسم اجماع اثبات کار اتریوم تأثیر زیست محیطی زیادی دارد.

کارمزد تراکنش/گس بالا

با افزایش پذیرش بلاک چین، تقاضا برای برنامه های اتریوم مانند DeFi، ICO  و NFT افزایش یافت. تقاضای بالا سبب افزایش کارمزد تراکنش ها می شود که اتریوم را برای کاربران متوسط گران می کند؛ به عنوان مثال در ۳۰ آوریل ۲۰۲۲، فروش زمین متاورس «BAYC’s Otherside» از Yuga Labs آغاز شد.

اگرچه این رویداد تقریباً ۶۰۰ میلیون دلار برای تیم یوگا لبز درآمد داشت، برخی از بالاترین هزینه های گس را در کل تاریخ اتریوم ایجاد کرد. ۱۷۵ میلیون دلار اتریوم هزینه گس به دلیل پروتکل کاهش تورم زنجیره اتریوم به سادگی سوزانده شده است.

به دلیل هزینه های فوق العاده بالای گس، برخی افراد درنهایت تا ۲.۱۲۵ ETH برای تراکنش های ناموفق پرداخت می کنند. خوشبختانه، یوگا لبز هزینه های اضافی را به افرادی که متضرر شدند پرداخت کرد.

 تعداد تراکنش کم در ثانیه (TPS)

مشابه پروتکل اجماع اثبات کار (PoW) بیت کوین که تنها ۷ تراکنش در ثانیه را مدیریت می کند، بلاک چین اتریوم می تواند تا ۱۵ TPS را مدیریت کند. این تعداد تراکنش درواقع در مقایسه با سیستم های پرداخت متمرکز مانند Visa و Mastercard که به ترتیب ۱۷۰۰ و ۵۰۰۰ تراکنش در ثانیه را انجام می دهند بسیار کند است. بدیهی است بلاک چین های فعلی بیت کوین و اتریوم درمورد مدیریت تراکنش ها در مقیاس بسیار پایین تری هستند.

مصرف انرژی بالا

PoW به دلیل ردپای کربن یک مشکل بزرگ برای محیط زیست محسوب می شود. PoW اتریوم به ۷۳.۲ تراوات ساعت انرژی سالانه برای حفظ امنیت و تمرکززدایی نیاز دارد که همان مقدار انرژی توسط یک کشور با متوسط جمعیت مانند اتریش استفاده می شود.

اتریوم ۲.۰

از سال ۲۰۱۵، ویتالیک و دیگر مهندسان اتریوم روی انتقال از ETH ۱.۰ PoW به ETH ۲.۰ PoS کار کرده اند. در ۱ دسامبر ۲۰۲۰، Beacon Chain یا «لایه اجماع» ایجاد شد که به صورت موازی و مستقل از Mainnet یا «لایه اجرا» اجرا می شود. برای باز کردن پتانسیل کامل اتریوم، الگوریتم PoW فعلی در Mainnet باید با پروتکل اجماع PoS که Beacon Chain ارائه می کند جایگزین شود.

بمب سختی اتریوم چیست؟

این اصطلاح به پروتکلی اشاره دارد که از سال ۲۰۱۵ در بلاک چین اتریوم با شماره ۲۰۰۰۰۰ گنجانده شده است. این بمب سختی مکانیسمی است که سطح دشواری ریاضیات محاسباتی را هر ۱۰۰۰۰۰ بلاک در الگوریتم استخراج اثبات کار (PoW) اتریوم به صورت تصاعدی افزایش می دهد.

بمب سختی سبب می شود فرایند اعتبارسنجی PoW بیشتر طول بکشد و درنتیجه عصر یخبندان اتریوم اتفاق بیفتد. این عصر یخبندان زمانی اتفاق می افتد که استخراج بلاک چین اتریوم بسیار دشوار می شود و زنجیره منجمد خواهد شد. با طولانی تر شدن زمان استخراج، فرایند استخراج اتریوم سود کمتری خواهد داشت و ماینرها PoW  را کنار می گذارند.

تأخیر بمب سختی اتریوم!

انتقال به ETH2.0 با الگوریتم PoS فرایندی چالش برانگیز و وقت گیر برای توسعه دهندگان اتریوم است؛ از این رو بمب سختی باید قبل از آماده شدن و اجرای پروتکل Proof-of-Stake به تعویق بیفتد. پنج پیشنهاد برای بهبود اتریوم (EIP) وجود داشت که این بمب را به تأخیر انداخته است:

• ۲۰۱۷: به روزرسانی بیزانس
• ۲۰۱۹: به روزرسانی قسطنطنیه
• ۲۰۲۰: به روزرسانی Muir Glacier
• ۲۰۲۱: به روزرسانی لندن
• ۲۰۲۱: به روزرسانی Arrow Glacier

علاوه بر این اگر «بمب سختی» در زمان نامناسبی اجرا شود، بلاک چین اتریوم به شدت تحت تأثیر می گیرد؛ زیرا زمان تأیید تراکنش کاهش می یابد؛ درنتیجه کاربران ممکن است زنجیره را رها کنند و سبب کاهش شدید ارزش اتر شوند.

هدف بمب سختی ETH چیست؟

همان طور که پیش تر هم اشاره کردیم، بمب سختی اتریوم برای حذف مکانیسم اجماع PoW اتریوم معرفی شد. این بمب به منزله یک کاتالیزور بازدارنده برای استخراج کنندگان ETH ۱.۰ PoW عمل می کند تا به پروتکل ETH ۲.۰ PoW حرکت کنند. زمانی که «Merge» انجام شود، Mainnet و Beacon Chain درنهایت با هم ادغام می شوند و PoW به طور دائم با PoS جایگزین خواهد شد.

بمب سختی انگیزه ای برای توسعه دهندگان اتریوم است که برای ارتقای شبکه از طریق هارد فورک عمل می کند؛ از این رو از رکود شبکه اتریوم جلوگیری می کند. این بمب دو هدف مهم دارد که شامل افزایش امینت و عدم تمرکز و افزایش مقیاس پذیری خواهد بود.

امنیت و عدم تمرکز

ارتقای PoS به طور کامل پروتکل PoW فعلی را حذف می کند. برای تبدیل شدن به یک اعتبارسنجی شبکه یا ولیدیتور، باید ۳۲ ETH را به عنوان وثیقه در نظر بگیرید. پس از اجرای بمب سختی اتریوم، اعتبارسنج های شبکه می توانند روی رایانه خانگی، تلفن هوشمند یا حتی دستگاه های کم مصرف فعالیت کنند و سیستم های قوی با مصرف انرژی بالا مانند PoW مورد نیاز نیستند.

با هزینه کمتر برای مشارکت در شبکه (هش برق و هزینه برق) افراد بیشتری در فرایند اعتبارسنجی شرکت خواهند کرد؛ از این رو بمب سختی امنیت و عدم تمرکز شبکه را افزایش می دهد. علاوه بر این، پس از ادغام، اتریوم برای محیط زیست بهتر خواهد بود؛ زیرا مصرف انرژی آن تا ۹۹.۹۵ درصد کاهش می یابد.

مقیاس پذیری

اتریوم ۲.۰ با اجرای کامل «sharding/’>شاردینگ» همراه با جمع آوری های لایه ۲ به طور بالقوه می تواند راه حل بهینه برای افزایش مقیاس پذیری شبکه اتریوم باشد. Sharding به پروتکلی اشاره دارد که بلاک چین اتریوم را به ۶۴ بلوک خرده تقسیم می کند که به صورت موازی اجرا می شوند.

هر کدام از بلاک ها شامل اطلاعاتی هستند (موجودی حساب، قراردادهای هوشمند و تاریخچه تراکنش ها) و زیرمجموعه اعتبارسنجی های خود محسوب می شوند. وظیفه این اعتبارسنجی ها تنها فعالیت در بخش پردازش و اعتبارسنجی تراکنش ها است.

از آنجا که اعتبارسنجی ها مسئول پردازش هر تراکنش نیستند، بلاک چین اتریوم می تواند تراکم شبکه را کاهش داده و تراکنش ها را در هر ثانیه افزایش دهد. انتظار می رود اتریوم ۲.۰ درنهایت تا ۱۰۰۰۰۰ تراکنش در ثانیه را پشتیبانی کند.

مزایا و معایب بمب سختی اتریوم

اجرایی شدن این بمب مزایا و معایب مختلفی دارد که در ادامه به چند مورد از آن ها اشاره خواهیم کرد:

مزایای بمب سختی اتریوم

• بمب سختی مسیر انتقال اتر از PoW به PoS را هموارتر می کند.
• مصرف انرژی را به شدت کاهش می دهد.
• تعداد تراکنش های اتریوم در ثانیه و سرعت انجام تراکنش ها با اجرای بمب سختی افزایش پیدا می کند.
• مشکلات سه گانه بلاک چین را حل می کند.

معایب بمب سختی اتریوم

• با اجرایی شدن این بمب سختی، پاداش استخراج بلوک ها برای ماینرها کاهش می یابد.
• تجهیزات ماینرها بعد از بمب سختی عملاً بلا استفاده خواهد شد.

چرا بمب سختی اتریوم به تأخیر افتاد؟

دلیل اصلی تأخیرهای مداوم در بمب سختی این است که توسعه دهندگان اصلی اتریوم و سهامداران کلیدی، شبکه را برای انتقال کامل به PoS آماده نمی دانند. از آنجا که اتریوم خانه بسیاری از DApp هاست، هرگونه سوئیچ به شبکه جدید باید با دقت انجام شود.

قبل از راه اندازی زنجیره بیکن، اتریوم ۲.۰ هنوز تا حد زیادی یک مفهوم درحال توسعه بود. در آن سال ها، بمب سختی بیشتر تلنگری به جامعه ماینرها بود تا برای مهاجرت به آینده آماده شوند. با این حال، از زمانی که Beacon Chain راه اندازی شد، پیش بینی های مداومی برای انتقال واقعی به اتریوم ۲.۰ وجود دارد.

متأسفانه تلاش های توسعه به اتریوم ۲.۰ بارها و بارها با شکست هایی مواجه شده است که سبب شدند بمب سختی به تأخیر بیفتد. بمب سختی اتریوم به طولانی ترین تأخیر در صنعت بلاک چین تبدیل شد و انتظار چهار ساله کاردانو برای معرفی قراردادهای هوشمند را به شدت تحت الشعاع قرار داد.

منشأ بمب سختی چیست؟

مفهوم این بمب در سال ۲۰۱۵ توسط مدیر عامل اتریوم و مدیر سابق تجاری، استفان توآل معرفی شد. او توضیح داد با اجرایی شدن بمب سختی در ۲۰۰۰۰۰ بلاک یا بیشتر، افزایش تصاعدی در سختی شبکه اتریوم وجود خواهد داشت و زمان لازم برای اعتبارسنجی بلاک ها افزایش پیدا می کند. افزایش سرعت تراکنش ها و تعداد تراکنش های موفق در یک ثانیه تمایل به انتقال از Proof of Work به Proof of Stake را توجیه می کند.

در آن زمان هدف، تشویق توسعه دهندگان برای اجرای اتریوم ۲.۰ در سریع ترین زمان ممکن بود. با انجام این کار، استخراج اتر در طول زمان کندتر و کم سودتر می شود و به طور چشمگیری فاصله زمانی بین تولید هر بلوک افزایش پیدا می کند. به دنبال این امر، اثرات عصر یخبندان اتریوم تا دسامبر ۲۰۱۶ معتبر بود.

عصر یخبندان قرار بود تأیید بلوک ها را با مشکل روبه رو کند؛ به طوری که شبکه اتریوم منجمد به نظر برسد، ولی این اتفاق نیفتاد. ویتالیک بوترین، خالق اتریوم، با بیان اینکه مدتی طول می کشد تا عصر یخبندان اتریوم اتفاق بیفتد، تأخیرها را توضیح داد.

در اکتبر ۲۰۱۷، هارد فورک دیگری در شبکه اتریوم رخ داد. به عنوان بخشی از ارتقا، بمب سختی اتریوم باید ۱ سال و ۳ ماه دیگر به تعویق می افتاد و عصر یخبندان اتریوم را دوباره به تأخیر می انداخت. در ژانویه ۲۰۲۰، ارتقای EIP ۲۳۸۴ راه اندازی شد و بمب سختی اتریوم را دوباره به تأخیر انداخت.

تیم بیکو و جیمز هنکوک، دو توسعه دهنده اتریوم، آن زمان گفته بودند بمب سختی تا دسامبر ۲۰۲۱ به تعویق خواهد افتاد. پیشنهاد جیمز هنکوک این بود که این بمب را ۹۷۰۰۰۰۰ بلاک به تعویق بیندازد و این آخرین باری بود که توسعه دهندگان باید آن را تعلیق می کردند. در آوریل ۲۰۲۲، تصمیم به تأخیر نیفتادن بمب سختی در جلسه توسعه دهندگان هسته اتریوم گرفته شد، اما تیم بیکو احتمال تأخیر این بمب را در صورتی که کارها طبق برنامه پیش نرود، تأیید کرد.

اثرات واقعی بمب سختی اتریوم بر استخراج چیست؟

اثرات این بمب بسیار چشمگیر است. اگر به Blockchair.com نگاهی بیندازیم، می بینیم زمان لازم برای اعتبارسنجی یک بلوک به طور قابل توجهی افزایش یافته است. این افزایش زمان بلاک بر چندین جنبه از بلاک چین اتریوم تأثیر منفی می گذارد.؛ یعنی اعتبار تراکنش ها بیشتر طول می کشد.

با اجرایی شدن بمب سختی اتریوم، ماینرها به دلیل کاهش قیمت اتریوم و هزینه فعلی برق، کاهش شدید سودآوری را تجربه خواهند کرد؛ زیرا افزایش زمان تأیید بلاک به تولید کمتر ارزهای دیجیتال توسط ماینرها منجر می شود؛ درنتیجه بسیاری از ماینرها فعالیت ماینینگ خود را متوقف می کنند که این امر سبب کاهش تمرکززدایی هش شبکه اتریوم می شود.

بمب سختی اتریوم با چندین تأخیر مواجه شد. به نظر می رسد تنها راه حل واقعی برای این بمب انتقال کامل شبکه اتریوم به Proof of Stake با استفاده از اتریوم ۲.۰ باشد. با این حال تا زمانی که به استفاده از Proof of Work ادامه دهیم، بمب سختی همچنان تأخیر خواهد داشت.

جامعه به شدت مشتاق اجرایی شدن اتریوم ۲.۰ است؛ زیرا مشکل تورم اتر و هزینه های گزاف شبکه اتریوم را حل می کند. به یاد داشته باشید سیستم Proof of Stake مزایای بسیاری مانند تأکید بیشتر بر تمرکززدایی دارد و نیازمند انرژی کمتری است.

سخن پایانی

بلاک چین اتریوم بسیار موفق بوده و جای خود را در دنیای فناوری مستحکم کرده است. با این حال، برای حل مشکل سه گانه بلاک چین، اتریوم به چند پیشرفت کلیدی نیاز داشت؛ درنتیجه فرایند ادغام یا Merge برای شبکه اتریوم در نظر گرفته شد. پس از ادغام، اتریوم تحت فعالیت براساس الگوریتم PoS ایمن تر، مقیاس پذیرتر، غیرمتمرکزتر و سازگارتر با محیط زیست خواهد شد.

بمب سختی اتریوم به پروتکلی اشاره دارد که از سال ۲۰۱۵ در بلاک چین اتریوم با شماره ۲۰۰۰۰۰ گنجانده شد. این بمب مکانیسمی است که سطح دشواری ریاضیات محاسباتی را هر ۱۰۰۰۰۰ بلاک در الگوریتم استخراج اثبات کار (PoW) اتریوم به صورت تصاعدی افزایش می دهد. هدف این بمب افزایش تمرکز و مقیاس پذیری در بلاک چین اتریوم بود که سبب کاهش هزینه ها و افزایش سرعت و تعداد تراکنش ها در ثانیه در شبکه اتریوم می شود.

پرسش های متداول