زیلیکا (Zilliqa) اولین بلاک چین عمومی است که برای اجرا و پیاده سازی شاردینگ (sharding) طراحی شده است و با رشد اندازه بلاک چین، مقیاس پذیری خطی را امکان پذیر می سازد. تاکنون مقیاس پذیری برای فناوری های بلاک چین موجود، مشکل بوده است. در حال حاضر بیت کوین نمی تواند تمام تقاضاهای شبکه خود را پردازش کند و کارمزد تراکنش ها نیز بر این اساس افزایش یافته است. همین شرایط برای اتریوم نیز صادق است. به طوری که محدودسازی بازده آن به ازای مصرف گس زیاد برای قراردادهای هوشمند خواهد بود.
برای مثال، محبوبیت کریپتوکیتیز به طور چشمگیری سرعت اتریوم را کاهش داد و این موضوع بیانگر محدودیت این شبکه بود. زیلیکا (Zilliqa) اساسا نحوه دستیابی بلاک چین به اجماع را تغییر می دهد. راهکار شاردینگ زیلیکا با توجه به اندازه شبکه، مقیاس پذیر می شود. از نظر تئوری، در تعداد تراکنشی که زیلیکا می تواند در هر ثانیه پردازش کند محدودیتی وجود ندارد. از نظر عملی، بر اساس تعداد نودهای شبکه، زیلیکا می تواند ده ها یا صدها هزار تراکنش در ثانیه پردازش کند. زیلیکا هم چنین نوید پشتیبانی از قراردادهای هوشمند را می دهد. اجرای قرارداد هوشمند بر بستر شبکه شارد شده، چالش فنی مهم برای زیلیکا می باشد. در این مقاله به رویکرد زیلیکا در خصوص مقیاس پذیری تراکنش ها و قراردادهای هوشمند پرداخته شده است. هم چنین تیم زیلیکا و خط مشی آن ها بررسی خواهد شد.
حل مشکل مقیاس پذیری
بلاک چین مشکل مقیاس پذیری دارد. هرچه نود بیشتری در شبکه وجود داشته باشد، رسیدن به اجماع سخت تر خواهد شد. برای نشان دادن این موضوع بهتر است مقیاس پذیری اجماع را همانند مردم در نظر بگیریم: با حضور گروه کوچکی از دوستان نزدیک خود، تصمیم گیری ساده تر می باشد. ممکن است همواره با یکدیگر موافق نباشید اما از نظرات یکدیگر جویا می شوید. برای گروه بزرگ تری از مردم مانند سالنی پر از افراد، می توانید از حضار بخواهید برای سریعتر بیان کردن رای، دست های خود را بالا ببرند. اما شمارش آرا سخت تر می شود و نمی توان از صادقانه بودن آرا اطمینان حاصل کرد. با حضور گروه هزار یا میلیون نفری، به سیستم رای گیری پیچیده تری نیاز خواهید داشت که انرژی بیشتری لازم دارد. هم چنین نمی توانید مطمئن باشید که افراد، صادقانه عمل می کنند و دستیابی به جواب نهایی نیز سخت است. هرچند این تشبیه کاملا درست نمی باشد، با این حال می توانید پیچیده تر شدن اجماع بر اساس بزرگ تر شدن شبکه را متوجه شوید. سرعت و کیفیت اجماع و اندازه شبکه رابطه معکوس با یکدیگر دارند. با افزایش یکی از این دو مورد، دیگری کاهش می یابد. سایر راهکارها برای حل مقیاس پذیری بلاک چین بر انتقال بعضی از اطلاعات به خارج از زنجیره معطوف اند و یا به دنبال افزایش اندازه و حجم بلاک می باشند که بر تراکنش های بیشتری اجماع ایجاد می کند. این راهکارها ممکن است به طور موقت عمل کنند اما مشکل مقیاس پذیری را به صورت اساسی حل نمی کنند. برای حل این مشکل باید معماری کل سیستم را تغییر دهید زیرا سرعت اجماع و اندازه شبکه به طور مستقیم با یکدیگر در ارتباط اند.
پاسخ زیلیکا به مشکل مقیاس پذیری
زیلیکا راهی برای پردازش تراکنش های بیشتر با پیوستن نودهای بیشتر به شبکه یافته است. این راهکار شامل طراحی مجدد بلاک چین از ابتدا می باشد. مدل جدید زیلیکا پروتکل اجماع هیبرید یا ترکیبی را پیاده سازی می کند تا با پیوستن هر 600 نود جدید به شبکه، بازده شبکه نیز افزایش یابد. از نظر تئوری با پیوستن هر 600 نود، بازده زیلیکا با تقسیم کارها افزایش می یابد. از نظر عملی، در صورتی که شبکه بسیار بزرگ شود (بیش از یک میلیون نود) مشکلاتی در انتشار به وجود می آید. هر چند یک میلیون نود مقدار بسیار زیادی است که رسیدن به آن تقریبا غیر ممکن است. تا زمان تهیه این مقاله، بیت کوین حدود 11 هزار نود عملیاتی دارد. اتریوم که بزرگ ترین شبکه نودهای کامل است حدود 25 هزار نود دارد. شبکه های بیت کوین و اتریوم با ده ها هزار نود هم چنان می توانند فقط 3 الی 15 تراکنش در ثانیه پردازش کنند. در مقابل، آزمایش های اخیر بر بستر شبکه آزمایش خصوصی یا همان تست نت (آزمایش مجازی AWS) نشان داده است که بازده شبکه زیلیکا با حضور 1,800 نود، 1,218 تراکنش در ثانیه می باشد. با افزایش تعداد نودها به 3,600 نود، مقیاس پذیری شبکه زیلیکا تا 2,488 تراکنش در ثانیه افزایش می یابد.
شاردینگ: تقسیم کار در سراسر شبکه
زیلیکا چطور به این مقیاس پذیری دست می یابد؟
زیلیکا از راهکاری به اسم شاردینگ استفاده می کند. پروتکل زیلیکا (Zilliqa) تعداد نودهای استخراج کننده در شبکه را به گروه های 600 تایی تقسیم می کند. به هر گروه یک شارد گفته می شود. برای مثال، در شبکه آزمایشی فوق الذکر، با حضور 1,800 نود، شبکه آزمایشی خود را به 3 شارد تقسیم کرد. با حضور 3,600 نود، 6 شارد وجود داشت. با افزایش نودهای شبکه، زیلیکا می تواند شاردهای بیشتری ایجاد کند.
هر شارد بخشی از تراکنش های شبکه را پردازش می کنند. به صورت ساده تر می توان گفت اگر 6 شارد وجود داشته باشد، هر شارد تقریبا یک ششم تراکنش های شبکه را پردازش می کند. هرچه شارد بیشتری وجود داشته باشد، شبکه بار اجماع را به شاردهای بیشتری تقسیم می کند و تقاضای محاسباتی را تقریبا پایدار و با ثبات نگه می دارد. هر شارد، تراکنش مربوط به خود را در میکروبلاک و در موازات شاردهای دیگر پردازش می کند. در پایان دوره پردازش موازی که به آن DS epoch می گویند، این میکروبلاک ها ترکیب شده و به بلاک کامل تبدیل می شوند و سپس به بلاک چین اضافه می شوند.
کمیته DS: مدیریت شاردها
برای هر DS epoch چندین نود به صورت تصادفی انتخاب می شوند تا شاردهای مختلف را مدیریت کنند. این کمیته مدیریت که به آن کمیته DS می گویند، شبکه را کنترل و هدایت می کند. این کمیته تصمیم می گیرد که کدام نودها به کدام شارد اختصاص یابند. هنگامی که درخواست تراکنش جدید ارائه می شود، کمیته DS پردازش آن ها را به عهده شاردها می گذارد. کمیته DS در پایان DS epoch، بلاک کامل را از میکروبلاک های ایجاد شده توسط شاردها جمع آوری می کند.
اجماع نهایی: PoW + BFT
زیلیکا از مکانیزم اجماع هیبرید و ترکیبی استفاده می کند. هنگامی که برای بار اول ماینینگ را شروع می کنید، باید هش گواه اثبات کار (PoW) را کامل کنید. گواه اثبات کار به توان رایانشی و محاسباتی نیاز دارد که تضمین کند یک دستگاه فقط می تواند یک نود را کنترل کند. به این ترتیب PoW به زیلیکا در ایجاد هویت کمک می کند. ایجاد چندین هویت به منظور تسلط به شبکه یا همان حمله سیبل را برای عاملان سودجو و نامناسب سخت می کند. هرچند این شبکه از گواه اثبات کار برای اجماع استفاده نمی کند. پس از آنکه نود هویت خود را تایید کرد، به یک شارد اختصاص می یابد. در شاردها، زیلیکا (Zilliqa) از اجماع تحمل خطای بیزانس استفاده می کند. این اجماع بازدهی بیشتر و نتیجه نهایی دارد. نتیجه نهایی بدان معناست که اکثر نودهای شارد باید در مینی بلاک موافق باشند. پس از تایید بلاک توسط شاردها و کمیته DS، بلاک تایید شده تنها بلاکی است که می تواند به بلاک قبل از خود ارجاع داده شود. در مکانیزم اجماع با نتیجه نهایی، هیچگونه فورکی وجود ندارد. زیلیکا اولین دفتر کل توزیع شده ای نیست که از BFT استفاده می کند. هایپر لجر (Hyperledger)، تندرمینت (Tendermint) و نئو (NEO) نیز از نسخه های مختلف مکانیزم اجماع BFT استفاده می کنند.
قراردادهای جریان اطلاعات
تراکنش های شاردینگ تقریبا مستقیم و بدون پیچیدگی می باشند. می توانید به راحتی تاییدیه های تراکنش را به شاردهای مختلف اختصاص دهید. هر تاییدیه مستقل از سایر تاییدیه ها می باشد. نیازی به ارتباط بین شاردها وجود ندارد. این شرایط برای اجرای قراردادهای هوشمند و برنامه های غیرمتمرکز بر بستر بلاک چین شارد شده صادق نمی باشد. مشکل اینجاست که قراردادهای هوشمند اغلب بر بررسی سایر شرایط، متغیرها و توابع متکی اند. انجام این کار مستلزم وجود ارتباطات بسیار زیاد بین شاردها می باشد. این رفت و آمد پیام ها به پهنای باند و توان محاسباتی نیاز دارد که مزیت های شاردینگ را از بین می برد.
در نتیجه، قراردادهای زیلیکا (Zilliqa) بر جریان اطلاعات و برنامه نویسی کاربردی متمرکز است. این قراردادها، بررسی، ذخیره یا تغییر شرایط را امکان پذیر نمی کنند. این اجماع بیان می کند طرح شاردینگ ثابتی وجود ندارد که ایمن و مطلوب باشد. اگر اجازه دهید که قراردادها به طور مجزا در شرایط شارد شده مختلف اجرا شوند، احتمال هر نوع حمله یا ارتباطات بیش از حد بین شاردی وجود دارد. اتریوم در حال حاضر بر روی راهکار شاردینگ کار می کند. هرچند مشخص نیست که توسعه این برنامه تا کجا پیش رفته است. با این حال، زیلیکا هم چنان می تواند برای برنامه های غیرمتمرکزی که نیاز به بازدهی بالا دارند مورد استفاده قرار بگیرد. هر برنامه غیرمتمرکزی که به نرخ تراکنش بیشتری نسبت به بلاک چین فعلی خود نیاز دارد می تواند زیلیکا را به عنوان خانه خود برگزیند.
زبان جدید برنامه نویسی
به منظور استاندارد سازی و ایمنی هرچه بیشتر برنامه نویسی کاربردی، تیم زیلیکا زبان برنامه نویسی جدیدی با نام اسکالا (Scilla) توسعه داده است. اسکالا وضعیت و کاربرد را تفکیک می کند. این زبان، یک زبان برنامه نویسی کاربردی است که تمایزی بین جنبه های ارتباطی یک قرارداد، نظیر انتقال سرمایه یا فراخوانی قرارداد دیگر، و اقدامات محاسباتی قرارداد قائل می شود. این زبان جدید صرفا تورینگ (Turing) نمی باشد. این موضوع بدان معناست، از برنامه هایی که نیاز به نوع خاصی از چرخه ها یا بیانیه های مشروط دارند پشتیبانی نمی کند. این موضوع برای اهداف امنیتی بسیار مهم است. اثبات قراردادها باعث می شود کاربران بدانند که قراردادها به روش تایید هویت، ایمن می باشند. اسکالا (Scilla) بین قراردادهای کاربردی که زیلیکا از آن ها پشتیبانی می کند و قراردادهای وابسته به شرایط که در حال حاضر زیلیکا از آن ها پشتیبانی نمی کند تمایز ایجاد می کند.
توکن زیلیکا (ZIL)
زیلیکا برای اکوسیستم خود یک توکن مخصوص دارد. همانند سایر پلتفرم های برنامه غیرمتمرکز نظیر اتریوم یا نئو، توکن زیلیکا (ZIL) نیز به عنوان مشوق و جایزه ماینینگ، گس مورد نیاز برای انجام قراردادها و هزینه تراکنش ها مورد استفاده قرار می گیرد. توکن زیلیکا (ZIL)، توکن ERC-20 بر بستر بلاک چین اتریوم می باشد زیرا شبکه اصلی و عمومی زیلیکا هنوز عرضه نشده است. پس از عرضه شبکه اصلی، توکن ERC-20 به توکن های اصلی زیلیکا تبدیل خواهد شد. در اواخر سال 2017، زیلیکا 12 میلیون دلار به صورت اتر در جذب سرمایه خصوصی به دست آورد. پس از جذب سرمایه خصوصی، افزایش قیمت اتر منجر به این شد که 12 میلیون دلار به 20 میلیون دلار افزایش یابد. با رسیدن به این رقم، زیلیکا به جامعه خود گفت که دیگر به فروش عمومی نیازی نیست. هرچند به دلیل علاقه عمومی، زیلیکا در ژانویه 2018 تعداد 4,445 اتر به فروش عمومی اختصاص داد. توکن زیلیکا (ZIL) در حال حاضر در صرافی های هیوبی (Huobi)، اتردلتا و gate.io و آی دکس (Idex) وجود دارد.
تیم زیلیکا
تیم زیلیکا متخصصان و دکترهای علوم رایانه می باشند.
نتیجه گیری
مقیاس پذیری هم چنان مشکلی برای فناوری های دفترکل توزیع شده و بلاک چین باقی خواهد ماند. زیلیکا پروژه مهمی است که به مسائل مقیاس پذیری می پردازد. این پلتفرم می تواند توسعه مهمی در حوزه بلاک چین باشد. به طور گسترده تر می توان انتظار داشت که پیشرفت های متن باز زیلیکا در فناوری شاردینگ برای سایر پروژه های بلاک چین در سال های آتی مورد استفاده قرار گیرد.
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
