در قسمت آخر وایت پیپر اتریوم به بررسی نرخ انتشار ،الگوریتم استخراج ، مقیاس پذیری ،برنامه های غیر متمرکز و حملات محتمل به شبکه اتریوم میپردازیم.
نرخ انتشار و ارز بومی شبکه اتریوم (Currency And Issuance )
رمزارز بومی شبکه اتریوم اتر نام دارد. اتر نه تنها برای پرداخت کارمزد تراکنش ها استفاده میشود، بلکه با ارائه لایه نقدینگی اولیه امکان مبادله کارآمد انواع مختلف دارایی های دیجیتال را فراهم میکند. نرخ صدور یا نرخ انتشار مقدار اتر ایجاد شده توسط شبکه منهای مقدار اتر تخریب شده توسط شبکه است. برای سهولت کار بهتر است ابتدا نگاهی به ,mBTC uBTC و satoshi در بیت کوین بیندازید. عناوین واحدهای ارزی این شبکه از قبل نامگذاری شده :
1: wei
10^12: szabo
10^15: finney
10^18: ether
این واحدهای ارزی باید به عنوان نسخه توسعه یافته مفهوم “دلار” و “سنت” یا “بیتکوین” و “ساتوشی” در نظر گرفته شود. در آینده نزدیک ، انتظار میرود “اتر” برای معاملات عادی ، “فینی” برای تراکنش های خرد و “szabo” و “وی” برای مباحث فنی در مورد کارمزدها و پروتکل اجرایی استفاده شوند. نرخ صدور یا نرخ انتشار مقدار اتر ایجاد شده توسط شبکه منهای مقدار اتر تخریب شده توسط شبکه است.
مدل صدور ارز به شرح زیر است:
- اتر در بازار ارز با قیمت 1337-2000 اتر به ازای هر BTC منتشر می شود. مکانیزمی که مورد استفاده چندین رمزارز دیگر قرار گرفته و بسیار کارآمد بوده است. اما این مکانیزم در این سیستم به منظور تأمین بودجه شبکه اتریوم و پرداخت هزینه های توسعه، ساخته شده است .BTC دریافت شده از بازار به طور کامل برای پرداخت حقوق و دستمزد به توسعه دهندگان ، محققان و پروژه هایی در اکوسیستم رمزارز استفاده می شود.
- 0.099X از کل مبلغ فروش به شرکایی که قبل از تأمین بودجه BTC یا اطمینان از بودجه، شرکت کرده بودند ، اهدا میشود و X0.099 دیگر به پروژه های تحقیقاتی بلند مدت اختصاص خواهد یافت.
- بعد از آن زمان 0.26X از کل مبلغ فروش به صورت سالانه و تا همیشه به استخراج کنندگان اختصاص می یابد.
اختلال در نرخ انتشار Issuance Breakdown
مدل رشد عرضه خطی، ریسک این مسأله که برخی معتقدند ثروت مردم بیش از اندازه در بیتکوین سرمایه گذاری شده را کاهش میدهد. این امر به بقیه نسل ها هم اجازه میدهد قسمتی از این رمزارزها را از آن خود کنند.اما این مدل همزمان طرفداران اتر را دلسرد میکند. چراکه “نرخ رشد عرضه” به صورت درصدی همچنان با گذشت زمان به صفر می رسد. از آنجایی که همیشه کوین ها به خاطر بی دقتی گم میشوند یا از بین میروند ما این نظریه را مطرح کردیم.
از بین رفتن کوین می تواند سالانه به عنوان درصدی از کل عرضه مدل شود. کل ارز در گردش در نهایت با مقداری برابر با صدور سالانه تقسیم بر نرخ ضرر تثبیت خواهد شد.( به عنوان مثال، در نرخ ضرر1% زمانی که عرضه به 0.26 Xبرسد ، 0.26X رمزارز استخراج خواهد شد و 0.26 از کوین ها سالانه از بین میروند تا تعادل بر قرار شود.)
| بعد از 5 سال | بعد از یکسال | در زمان تأسیس | گروه |
| 2.498X | 1.458X | 1.198X | واحدهای ارزی |
| 40.0% | 68.6% | 83.5% | خریداران |
| 3.96% | 6.79% | 8.26% | عرضه اولیه |
| 3.96% | 6.79% | 8.26% | ارائه طولانی مدت |
| 52.0% | 17.8% | 0% | ماینرها |
با وجود نرخ انتشار خطی ارز شبکه اتریوم، با گذشت زمان نرخ رشد عرضه اتر هم درست مانند بیت کوین متمایل به صفر است.
استخرها و تجهیزات استخراج (Mining Centralization)
اساساً الگوریتم استخراج بیتکوین به گونه ای است که ماینرها میلیون ها بار به صورت مداوم و پشت سر هم SHA256 را بر روی هدر بلاک تصحیح شده ای حساب میکنند تا زمانی که عدد نانس مورد نظر به دست بیاید . هش این عدد باید کمتر از سختی شبکه موردنظر باشد (هم اکنون 2 190). این الگوریتم در برابر دو شکل تمرکز آسیب پذیر است. اول اینکه اکوسیستم استخراج تحت سلطه ASIC ها (مدارهای مجتمع مخصوص برنامه) و تراشه های رایانه ای طراحی شده و مخصوص اجرای عملیات استخراج است. این بدان معناست که استخراج بیت کوین دیگر یک کار کاملاً غیرمتمرکز و عادلانه نیست. و برای مشارکت مؤثر در آن نیاز به میلیون ها دلار سرمایه است.
دوم اینکه بیشتر ماینرهای بیتکوین اعتبار سنجی بلاک را خودشان انجام نمیدهند. در عوض به استخری متکی هستند که هدر بلاک را برای آنها فراهم میکند. این جریان اصلا مسأله خوبی نیست. چرا که در زمان نوشتن این مقاله دو استخر برتر جهان به صورت غیر مستقیم 50 درصد از قدرت پردازش شبکه بیتکوین را در دست دارند.البته اگر استخر حمله 51 % را انجام دهد و ماینرها به استخرهای دیگری بپیوندند، قدرت آنها تحلیل خواهد رفت.
الگوریتم استخراج شبکه اتریوم
شبکه اتریوم قصد دارد از الگوریتم استخراجی استفاده کند که برای هر 1000 عدد نانس ، تابع هش متمایز و البته تصادفی تولید کند، طیف گسترده ای از محاسبات را به کار بگیرد و از این طریق مزایای سخت افزار تخصصی را حذف کند. چنین استراتژی مطمئناً سود تمرکز را به صفر نمی رساند ، اما دیگر نیازی به آن نخواهد بود.
توجه داشته باشید که هر کاربر ، روی لپ تاپ یا دسک تاپ شخصی خودش می تواند به اندازه مشخصی فعالیت استخراج را تقریباً بصورت رایگان انجام دهد. و فقط هزینه برق را پرداخت کند. اما با استفاده از CPU به منظور استخراج بیشتر ،مجبور است هم برای برق و هم برای سخت افزار هزینه کند.
کمپانی های استخراج ASIC باید از اولین هش برای هردوی این موارد هزینه کنند. از این رو ، اگر بتوان سود تمرکز را زیر نسبت (E + H) / E نگه داشت ، در صورت ساخت ASIC ها، هنوز هم در صنعت استخراج جایی برای ماینرهای عادی وجود دارد.
به علاوه طبق الگوریتمی که ما ساخته ایم ماینر ها باید به بلاکچین دسترسی داشته باشند. پس آنها مجبورند کل بلاکچین را ذخیره یا حداقل بتوانند همه تراکنش ها را چک کنند.
این امر نیاز به استخرهای استخراج را حذف میکند . اگرچه استخرهای استخراج هنوز هم می توانند نقش قانونی توزیع تصادفی پاداش را به عهده داشته باشند، اما استخر های همتا به همتایی که هیچ مرجع مرکزی آنها را کنترل نمیکند هم میتوانند این عملیات را به خوبی انجام دهند.این الگوریتم با افزایش تعداد نودها ی شبکه ، به غیرمتمرکز بودن سیستم هم کمک میکند .
مقیاس پذیری
یکی از نگرانی های رایج در مورد اتریوم مسئله مقیاس پذیری است. درست مثل بیت کوین ، شبکه اتریوم نیز از نقصی رنج می برد. که هر تراکنش باید توسط همه نودهای شبکه تأیید شود. در شبکه بیت کوین ، اندازه بلاکچین فعلی حدود 20 گیگابایت است. و تا حدود 1 مگابایت در ساعت رشد می کند. اگر شبکه بیت کوین هم مثل شبکه visa میتوانست در هر ثانیه 2000 تراکنش را پردازش کند ، در هر 3 ثانیه 1 مگا بایت رشد میکرد. (1 گیگا بایت در هر ساعت و 8 ترا بایت در هر سال).
بیشتر بخوانید : استخراج ترکیبی (Combined Mining)
شبکه اتریوم به احتمال زیاد از یک الگوی رشد مشابه بیتکوین رنج می برد. حتی شرایط آن از بیتکوین هم بدتر است .چرا که برنامه های زیادی بر روی بلاکچین اتریوم توسعه یافته اند .ولی از آنجایی که نودهای شبکه اتریوم فقط کافی است وضعیت را ذخیره کنند نه کل بلاکچین را، پس شرایط خیلی هم بد نیست.ذخیره چنین بلاکچین بزرگی با این حجم، احتمال متمرکز شدن را افزایش میدهد. اگر اندازه بلاکچین به 100 ترابایت افزایش یابد ، سناریوی احتمالی این خواهد بود که تعداد بسیار کمی از مشاغل بزرگ همه نودها را اجرا کنند .پس با این اوصاف تمام کاربران عادی از نودهای SPV سبک استفاده خواهند کرد.
اتریوم
در چنین وضعیتی ،احتمال این وجود دارد که همه نودها با هم متحد شده و به شبکه خیانت کنند.(مثلاً پاداش بلاک را عوض کنند و به خودشان بیتکوین ببخشند). اما مسلماً در چنین شرایطی یک نود وفادار وجود خواهد داشت تا چند ساعت بعد از حمله نودها از طریق کانالی مثل Reddit خودش را نشان بدهد. اما اگر هم این اتفاق بیفتد دیگر دیر خواهد بود.
راه حل این مشکل چیست؟
این وظیفه کاربران عادی است که تلاش کنند تا لیست سیاهی از بلاک های مدنظر فراهم کنند. اما هماهنگی بین کاربران اصلاً کار ساده ای نیست. در مورد بیت کوین ، این مسئله در حال حاضر یک مشکل است ، اما پیتر تاد(Peter Todd ) برای حل این مشکل بلاکچین اصلاح شده ای را ارائه داده است.
اتریوم برای حل این مشکل دو استراتژی به کارگرفته است. اول اینکه، به دلیل الگوریتم استخراج مبتنی بر بلاکچین ، هر استخراج کننده مجبور می شود حداقل یک نود کامل باشد که این امر محدودیت کمتری در تعداد نودهای کامل ایجاد می کند.
دوم و مهمتر اینکه ، ما پس از پردازش هر تراکنش ، یک ریشه درخت وضعیت متوسط در بلاکچین اضافه خواهیم کرد. حتی اگر عملیات اعتبار سنجی و تأیید متمرکز باشد ، تا زمانی که یک نود وفادار در شبکه وجود داشته باشد ، می توان از طریق یک پروتکل تأیید ، مشکل تمرکز را دور زد.
حملات احتمالی به شبکه اتریوم
اگر ماینری یک بلاک نا معتبر را در شبکه منتشر کرده باشد، آن بلاک یا به شکل نامناسبی فرمت شده و یا ضعیت S[n] آن غلط میباشد. زمانی که S[0] صحیح شناخته میشود پس باید در جایی که S[i] صحیح است چند وضعیت S[i] نادرست وجود داشته باشد. نود تأیید کننده ، شاخص i را به همراه “اثبات عدم اعتبار” متشکل از زیر مجموعه نودهای درخت پاتریشیا که نیاز به پردازش APPLY(S[i-1],TX[i]) -> S[i] دارند را، ارائه میدهد.
گره ها میتوانند از آن نودها برای اجرای آن قسمت از محاسبات استفاده کنند و به این نتیجه برسند که S[i] ایجاد شده با S[i] ارائه شده فرق میکند.
حمله پیچیده دیگری که میتوان نام برد شرایطی است که در آن ماینرهای بدجنس بلاکهای ناقصی را منتشر میکنند. بنابراین هیچ اطلاعات کاملی مبنی بر صحت و اعتبار بلاک ها وجود ندارد. راه حل این مشکل پروتکل challenge-response است.
نودهای تأیید کننده این “چالش ها” را به صورت شاخص های تراکنش مورد نظر به شبکه صادر می کنند. اما تا زمانی که یک نود دیگر ، چه تأیید کننده و چه ماینر ، زیر مجموعه نود های پاتریشیا را به عنوان اثبات اعتبار ارائه دهد، نود سبک SPV بلاک را غیرقابل اعتماد در نظر میگیرد.
برنامه های غیرمتمرکز
مکانیزم قراردادی که در بالا توضیح داده شد به هر کاربر اجازه میدهد تا از طریق الگوریتم اجماع در سراسر شبکه یک برنامه دستوری(command line ) را برای اجرا در ماشین مجازی بسازد. با این حال ، برای اکثر مردم ، رابط خط فرمان که مکانیزم ارسال تراکنش است خیلی هم کاربرپسند نیست تا تمرکززدایی را به یک گزینه جذاب تبدیل کند.
برای این منظور، یک برنامه کاملاً غیرمتمرکز باید از بخشهای سطح پایین و مبتنی بر قوانین تجارت تشکیل شده باشد. چه این بخش ها کاملاً بر روی شبکه اتریوم، که ترکیب اتریوم و سیستم های دیگر است،اجرا شده باشند و چه بر روی سیستم های دیگری که رابط کاربر پسند دارند.
طراحی سمت کاربر اتریوم شبیه یک مرورگر وب است . اما از یک Javascript API به نام “eth ” پشتیبانی میکند. که صفحات وب تخصصی سمت کاربر میتوانند با استفاده از آن با بلاکچین در تعامل باشند. از نظر وب سنتی از آنجایی که بلاکچین و دیگر پروتکل های غیرمتمرکز جایگزینی برای اجرای درخواست های اولیه کاربر هستند، پس محتوای این صفحات ایستا است. در آخر، ممکن است پروتکل های غیرمتمرکز ، به نوعی با استفاده از شبکه اتریوم ، برای ذخیره سازی صفحات وب استفاده شوند.
جمع بندی مطالب
پروتکل اتریوم در ابتدا به عنوان نسخه ارتقا یافته ای از یک رمزارز ارائه شد. این پروتکل از طریق یک زبان برنامه نویسی کاملاً تعمیم یافته ، ویژگی های پیشرفته ای نظیر سپرده های مبتنی بر بلاکچین ، محدودیت های برداشت و قراردادهای مالی و موارد مشابهی را ارائه می داد.
پروتکل اتریوم مستقیماً از هیچ یک از برنامه ها “پشتیبانی” نمی کند ، اما وجود یک زبان برنامه نویسی تورینگ کامل شرایط را برای ساخت هر نوع تراکنش یا برنامه برای کاربر فراهم میکند.
نکته بسیار جالب در مورد اتریوم این است که پروتکل آن فراتر از ارز است. پروتکل ها و برنامه های غیرمتمرکز در مورد ذخیره سازی پرونده های غیرمتمرکز ، محاسبات غیرمتمرکز و بازارهای پیش بینی غیرمتمرکز ، در میان ده ها مورد دیگر از این قبیل پروتکل ها ، بهره وری از صنعت محاسبات را افزایش میدهد. و برای اولین بار با اضافه کردن یک لایه اقتصادی ، سایر پروتکل های نظیر به نظیر را تقویت میکند.
مفهوم عملکرد انتقال وضعیت دلخواه که توسط پروتکل اتریوم قابل اجرا است ، بستری با پتانسیلی منحصر به فرد فراهم میکند. شبکه اتریوم یک پروتکل بسته و تک منظوره برای اجرای مجموعه خاصی از برنامه ها از جمله ذخیره سازی داده ، شرط بندی یا امور مالی طراحی شده باشد ،نیست. برعکس از نظر طراحی کاملاً آزاد است. و ما معتقدیم که به عنوان یک لایه بنیادی برای اجرای تعداد بسیار زیادی از پروتکل های مالی و غیرمالی در سال های آینده بسیار مناسب میباشد.
