هاشم حسینی | 2022.05.24

راهنمای کامل پلاسما در اتریوم (Ethereum Plasma)

اگر بخواهیم اشاره‌ای به نگرانی‌های مهم بلاک‌چین اتریوم داشته باشیم؛ بدون شک مقیاس‌پذیری (Scalability) یکی از آن‌ها خواهد بود. مشکلات ناشی از ظرفیت و سرعت پردازشی شبکه مانع از این می‌شود که اتریوم در مقیاس‌های بزرگ جهانی با اقبال و پذیرش گستردۀ عمومی روبه‌رو شود. ایدۀ پلاسما از سوی هم‌بنیان‌گذار آن یعنی ویتالیک بوترین (Vitalik Buterin) و Joseph Poon به‌ عنوان یک راهکار مقیاس‌پذیری برای بلاک‌چین اتریوم در آگوست 2017 (مرداد 1396) مطرح شد. Joseph Poon همچنین به‌ کمک Thaddeus Dryja در توسعۀ راهکار شبکۀ لایتنینگ (Lightning Network) در سال 2015 (1394) نقش مهمی ایفا کرد. شبکۀ لایتنینگ در بیت‌کوین و پلاسما در اتریوم علی‌رغم آنکه راهکارهای مقیاس‌پذیری هستند اما هر یک دارای مکانیسم‌ها و ویژگی‌های انحصاری خود نیز هستند.

در مقالۀ حاضر مروری بر فناوری پلاسما در اتریوم خواهیم داشت. لازم است به‌ یاد داشته باشیم که پلاسما یک پروژۀ مستقل نیست؛ بلکه یک تکنیک آف‌چین برای بهبود مقیاس‌پذیری و یا چارچوبی برای توسعۀ اپلیکیشن‌هایی از این قبیل به‌ وسیلۀ گروه‌های تحقیقاتی یا شرکت‌های مختلف است.

سازوکار پلاسما چگونه است؟

پلاسما هدف اصلی خود را ایجاد چارچوبی برای زنجیره‌های ثانویه در اتریوم می‌داند که به‌سادگی با زنجیرۀ اصلی در ارتباط هستند. طراحی این چارچوب مانند یک درخت بلاک‌چین بوده که با چینش سلسه‌وار امکان ایجاد زنجیره‌های کوچک را بر روی زنجیرۀ اصلی می‌دهد. این زنجیره‌های کوچکتر گاهی زنجیرۀ جانبی یا زنجیرۀ پلاسما نیز گفته شده که تفاوت‌هایی با هم دارند.

ساختار پلاسما را قراردادهای هوشمند درخت‌های درهم‌سازی (Merkle trees) تشکیل داده که توسعۀ تعداد نامحدودی از زنجیره‌های کوچکتر را میسر می‌سازند. این زنجیره‌ها نسخه‌ای کوچکتر از بلاک‌چین اصلی اتریوم بوده که بر هر یک از آن‌ها زنجیره‌های بیشتری قابل توسعه می‌باشند.

به‌ طور کلی هر زنجیرۀ کوچک پلاسما نوعی قرارداد هوشمند قابل تنظیم است که می‌توان آن را به ‌طور مستقل و با اهداف مختلف طراحی کرد. درنتیجه این زنجیره‌ها علاوه ‌بر همزیستی، قادر به ‌عملکردی مجزا از یکدیگر هستند. پلاسما در اتریوم می‌تواند اجرای راهکارهای مقیاس‌پذیر را براساس نیاز شرکت‌ها و مشاغل محقق کند.

اگر پلاسما به‌خوبی توسعه یافته و در شبکۀ اتریوم ادغام شود، از ازدحام زنجیرۀ اصلی خواهد کاست؛ زیرا هر زنجیرۀ کوچک با روش منحصربه‌فردی در مسیر تکمیل اهداف خود گام برداشته که لزوما با اهداف زنجیرۀ اصلی یکسان نمی‌باشد. درنتیجۀ این فرآیند، حجم کاری زنجیرۀ اصلی بین زنجیره‌های کوچکتر توزیع و عملکرد آن بهبود خواهد یافت.

اجزای تشکیل‌دهند‌‌ۀ ساختار پلاسما در اتریوم

۱- اثبات تقلب (Fraud Proof)

امنیت ارتباط بین زنجیره‌های کوچک و زنجیرۀ اصلی، توسط گواهی اثبات تقلب ایمن شده است. درنتیجه زنجیرۀ اصلی، مسئولیت حفظ امنیت شبکه و مجازات بازیگران مخرب را برعهده دارد.

هر زنجیرۀ کوچک از سازوکار منحصربه‌فرد خود برای تایید بلاک‌ها و اجرای راهکارهای اثبات تقلب بر الگوریتم‌های اجماع بهره‌مند است. متداول‌ترین این سازوکارها اثبات کار (PoW)، اثبات سهام (PoS) و اثبات اعتبار (PoA) است.

الگوریتم اثبات تقلب به‌ کاربران اطمینان می‌دهد که درصورت بروز رویدادهای مخرب بتوانند نودهای مقصر را گزارش کرده، از دارایی خود محافظت نموده و از تراکنش‌‌های وابسته خارج شوند. به‌ بیان دیگر مکانیسم اثبات تقلب روشی است که زنجیره‌های کوچک پلاسما به‌ وسیلۀ آن شکایت‌های خود را در زنجیرۀ اصلی ثبت و پیگیری می‌کنند.

پیشنهاد مطالعه: انواع الگوریتم اجماع در دنیای بلاک چین و ارز دیجیتال (consensus algorithm)

۲- نگاشت‌کاهش یا مپ‌ردیوس (MapReduce)

در وایت‌پیپر پلاسما می‌توان کاربردهای بسیار هیجان‌انگیزی از محاسبات نگاشت‌کاهش یا مپ‌ردیوس را مشاهده کرد. مپ‌ردیوس به بیان ‌ساده مجموعه‌ای از توابع برای سازمان‌دهی محاسبات در میان پایگاه ‌‌داده‌های متعدد است.

این پایگاه ‌‌داده‌ها در پلاسما، بلاک‌چین‌ها و ساختارهای درختی هستند که اجرای مپ‌ردیوس را برای تسهیل اعتبارسنجی داده‌ها محقق می‌کنند. این فرآیند، کارآمدی شبکه را به‌طور بی‌نظیری افزایش خواهد داد.

۳- چالش خروج دسته‌جمعی کاربران (Mass Exit problem)

 خروج دسته‌جمعی کاربران را می‌توان از چالش‌های اصلی پلاسما در اتریوم قلمداد کرد که به ‌موقعیتی گفته می‌شود که طی آن شمار کثیری از کاربران همزمان زنجیرۀ پلاسما را ترک و شبکۀ اصلی را دچار ازدحام می‌کنند. این رویداد می‌تواند در پی یک فعالیت کلاهبرداری، حملات شبکه‌ای یا هر نوع اختلال مهمی در یک یا گروهی از زنجیره‌‌های پلاسما رخ دهد.

زنجیر پلاسما تا چه میزان امن است؟

زنجیرۀ پلاسما از بلاک‌چین اتریوم به‌ عنوان یک لایۀ حاکمیتی استفاده می‌کند که در مواقع بروز رخدادهای مخرب، کاربران می‌توانند به زنجیرۀ اصلی رجوع کرده و از آن به‌ عنوان یک بستر ایمن استفاده کنند. شبکۀ اصلی اتریوم و زنجیره‌های جانبی آن به‌ وسیلۀ قراردادهای هوشمند به ‌هم متصل شده‌اند. این قراردادها حامل قوانینی هستند که می‌توانند زنجیره‌های کوچک را راهنمایی کنند.

حفاظت در برابر فعالیت‌های سودجویانه

در پلاسما اغلب فعالیت‌های مخرب در زنجیره‌های جانبی به‌ وقوع می‌پیوندد و توسط نهادهای مرکزی کنترل می‌شوند. نهادهای محدودی نیز در بلاک‌چین‌های PoS یا DPoS واقع شده و بلاک‌های جدید را تولید و تایید می‌کنند. این فرآیند آن‌ها را نسبت به‌ حملات آسیب‌پذیرتر می‌نماید. راهکار امنیتی پلاسما در برابر این‌ قبیل حملات، ارائه‌ سرویس ثبت تخلف از سوی کاربران است.

چالش‌های راه‌حل پلاسما در اتریوم

اصلی‌ترین چالش پلاسما در اتریوم را می‌توان زمان طولانی لازم برای برداشت دارایی کاربران دانست. علی‌رغم آنکه کانال‌های اصلی امکان نقدکردن سپرده‌گذاری را درهرزمان ممکن ساخته‌اند؛ اما کاربرانی که از زنجیرۀ پلاسما استفاده کنند باید برای یک دورۀ حاکمیتی 7 تا 14 روزه منتظر بمانند. این امر برای برخی از کاربران که سرمایۀ هنگفتی نداشته و یا نمی‌خواهند برای دسترسی به سود دارایی‌ خود 2 هفته منتظر بمانند، تا حدی نامطلوب است.

جمع‌بندی

هستۀ پلاسما را راهکاری آف‌چین تشکیل داده است که سعی در بهبود عملکرد کلی شبکۀ اتریوم دارد. این امر توسط ایجاد ساختاری درخت‌مانند از زنجیره‌های کوچکتر محقق می‌شود. این زنجیره‌ها فشار کاری زنجیرۀ مادر را کاهش داده و توان پردازش تراکنش‌ها را در هر ثانیه بهبود می‌بخشند.

مدل سلسله‌مراتبی پلاسما از ظرفیت رشد بسیار مطلوبی برخوردار است و هم‌اکنون گروه‌های تحقیقاتی متعددی مشغول آزمایش آن هستند. اگر پلاسما به‌خوبی پیاده‌سازی شود، بلاک‌چین اتریوم از کارآمدی بیشتری برخوردار شده و چارچوب مناسبی برای توسعه و اجرای اپلیکیشن‌های غیرمتمرکز (dApps) مهیا خواهد شد. موفقیت پلاسما استفاده از راهکارهای مشابه را در سایر پروژه‌های رمز ارز زمینه‌سازی کرده و راه‌حلی مطلوب برای رفع چالش‌های مقیاس‌پذیری در آینده خواهد بود.

پلاسما پروژه‌ای منبع باز بوده که مخزن کدهای آن در پلتفرم GitHub در دسترس عموم قرار دارد. علاوه ‌بر اتریوم، رمز ارزها و مخازن GitHub متعددی مانند OmiseGO، Loom Network و FourthStateLabs درحال استفاده از پلاسما در اتریوم هستند. اگر مشتاق به ‌کسب اطلاعات بیشتر درخصوص پروژۀ پلاسما هستید، می‌توانید از وایت‌پیپر رسمی و یا سایت آموزشی LearnPlasma بازدید کنید.

این مقاله صرفا برای اهداف آموزشی ارائه شده است و نباید به‌عنوان مشاوره‌ی تجاری و سرمایه‌گذاری از طرف کوین ایران و نویسندگانش قلمداد شود.

منابع: ۱، ۲، ۳