jakiro
المؤلف: شقرا ؛
Bitcoin هي أقدم وأكثرها أمانًا والأكثر مركزية وأعلى القيمة السوقية في العالم.ومع ذلك ، غالبًا ما يتم انتقاد حجم المعاملات المنخفضة في الثانية (TPS) وقدرات البرمجة المحدودة بسبب صعوبة في دعم التطبيقات واسعة النطاق ، مما يعيق بشكل خطير تطوير نظام البيتكوين البيئي.بصفتك منشئًا للنظام الإيكولوجي Bitcoin ، ستوجهك هذه المقالة خلال الماضي والحاضر ومستقبل حلول توسيع Bitcoin.
هذه المقالة هي المقالة الأولى في سلسلة من مقالات قابلية التوسع في Bitcoin ، والتي تقدم بشكل أساسي حلول التوسع الأصلي المنفذة في تاريخ شبكة Bitcoin الرئيسية.ستناقش المقالة التالية حلول التوسع خارج السلسلة مع ارتفاع قابلية التوسع.ابقوا متابعين.
زيادة حد حجم الكتلة
في عام 2010 ، قدم Satoshi Nakamoto الحد الأقصى لحجم كتلة 1 ميجابايت في Bitcoin-Core.لم يتم مراجعة هذا التقييد الواضح لأكثر من عشر سنوات منذ ذلك الحين.
ومن المثير للاهتمام ، أن Satoshi Nakamoto لم يشرح علنًا سبب اقتراح حد حجم الكتلة ، وهو “مخفي” في دمج العلاقات العامة للدولة وليس لديه أي تفسير مفصل.بعد سنوات قليلة من مغادرة ساتوشي ناكاموتو ، كان للمجتمع خلافًا خطيرًا على قيود حجم الكتلة ، وأثار الطلب على كتل أكبر مناقشة واسعة النطاق.
كلما زادت الكتلة ، زادت المعاملات التي تستوعبها.على افتراض أن وقت الإجماع يبقى دون تغيير ، وكلما زاد الكتلة ، كلما ارتفعت TPS.
لماذا TPS مهم جدا؟لأنه بموجب حد كتلة 1 ميغابايت ، مع مقياس المعاملات في ذلك الوقت ، يمكن أن يكون عدد المعاملات التي يمكن إكمالها في الثانية فقط 3-7 ، وهي بعيدة كل البعد عن تطبيقات واسعة النطاق ، ومن المستحيل إدراكها “نظام نقدي إلكتروني من نقطة إلى نقطة”.
ومع ذلك ، فإن الكتل الكبيرة تجلب أيضًا مشاكل بدرجات متفاوتة.
أولاً ، تحتوي الكتل الكبيرة على متطلبات أعلى للأجهزة مثل التخزين والحوسبة وعرض النطاق الترددي ، مما يؤدي إلى زيادة تكاليف التشغيل للعقدة بأكملها.تتوسع بيانات المعاملات التاريخية لـ Bitcoin بسرعة ، وتتطلب عقدًا كاملة جديدة لقضاء المزيد من الوقت في المزامنة مع الشبكة.تقلل هذه المتطلبات من استعداد المستخدمين لتشغيل العقد الكاملة ، وبالتالي تقليل درجة اللامركزية.
ثانياً ، كلما زادت الكتلة ، كلما طالت مدة التزامن بين العقد ، زادت إمكانية ظهور كتل يتيمة ، مما أدى إلى إعادة تنظيم كتلة أكثر تواتراً ، مما يزيد من خطر التزوير ، مما يقلل من الأمان بشكل كبير.
في وقت لاحق ، كانت هذه المشكلة تسمى المثلث المستحيل blockchain بواسطة Vitalik ، أي أن blockchain لا يمكن أن يحقق اللامركزية وقابلية التوسع والأمان في نفس الوقت.كلما كانت الكتلة أكبر ، كلما كانت قابلية التوسع أقوى ، ولكن التكلفة هي الأضعف اللامركزية والأمن.
الشيء الأكثر أهمية هو أن تعديل حد حجم الكتلة يتطلب شوكة صلبة ، والتي تتطلب ترقية جميع العقد في الشبكة بأكملها في نفس الوقت ، وإلا فإنه سيؤدي إلى تقسيم الشبكة.هذا ليس خيارًا جيدًا لبيتكوين يعتمد على الإجماع اللامركزي.تحت تأثير ساتوشي ناكاموتو ، يبدو أن تجنب الشوكات الصعبة أصبح مبدأ البيتكوين الفعلي.
لسوء الحظ ، حدث الانقسام.على الرغم من عدم وجود توافق في الآراء داخل المجتمع ، فقد غير بعض عمال المناجم والمطورين الحد الأقصى لحجم الكتلة في العميل ، مما يؤدي في النهاية إلى شوكة الشبكة.في عام 2016 ، استخدمت Bitcoin Classic BIP 109 لتشغيل حد حجم الكتلة إلى 2MB ؛ومع ذلك ، فإن الغالبية العظمى من عمال المناجم والمستخدمين يبقون على Mainnet Bitcoin كما نعرفها الآن.
فشلت الجهود المبذولة لزيادة حجم الكتلة بشكل صريح عن طريق الشوكة الصلبة.
شاهد الحجر الصحي
إذا كانت الشوكات الصعبة غير مقبولة ، فهل يمكن استخدام الشوكات الناعمة كحل؟Segwit هي واحدة من الطرق.
الشاهد هو القسيمة لإلغاء قفل UTXO ، ولفترة طويلة ، تم وضع الشاهد في حقل البرنامج النصي للمدخلات في UTXO لإكمال المعاملة.ومع ذلك ، فإن هذه الطريقة لديها مشاكل محتملة مثل الاعتماد الدائري ، وحجم معاملة الطرف الثالث ، وحجم معاملة الطرف الثاني.
في وقت مبكر من عام 2011 ، لاحظ المطورون هذه المشكلة واقترحوا حل لـ SegWit ، وهو على وشك فصل الشاهد عن بيانات المعاملات الأخرى.ومع ذلك ، لم يتم دعم اقتراح الشوكة الصعبة في ذلك الوقت ، ولم يكن حتى اقتراح Segwit Soft Fork في عام 2015 تم تحقيقه أخيرًا.
كيف يحقق Segwit التوافق المتخلف من خلال الشوكات الناعمة؟ويشمل هذا بشكل أساسي الجانبين التاليين:
-
يمكن لعقد الإصدار الجديدة التعرف على الكتل والمعاملات التي تم إنشاؤها بواسطة عقد الإصدار القديمة.
-
على الرغم من أن عقد الإصدار القديمة لا يمكن أن تتعرف على القواعد والميزات الجديدة التي يتم تقديمها بواسطة إصدارات جديدة ، إلا أنها لا تزال تعالج الكتل التي تم إنشاؤها بواسطة إصدارات جديدة صالحة.
تتيح Segwit Soft Fork معاملات جديدة باستخدام البرامج النصية للإدخال الفارغة وإضافة حقول الشهود في هيكل الكتلة لتخزين الشهود.نظرًا لأن Bitcoin Core قبل أن تدعم الترقية البرامج النصية الإدخال الفارغة ، فإن عقدة الإصدار القديمة لن ترفض الكتل الناتجة عن الإصدار الجديد.بالإضافة إلى ذلك ، من خلال استخدام حقل الإصدار ، لا تزال أنواع المعاملات القديمة متوفرة وتتعامل مع العقد بطرق مختلفة اعتمادًا على الإصدار.
يتم تنفيذ التمديد في Segwit في شكل أوزان ، مع أوزان بايت الشهود من 1 والبيانات الأخرى التي تكون 4 بايت هي 4 ، وبالتالي الحد من الوزن القصوى لكل كتلة إلى 4 ملايين.لماذا تريد تعيين أوزان مختلفة لأنواع مختلفة من البيانات؟فكرة الحس السليم هي أن بيانات الشهود تعمل فقط كدالة للتحقق عند استخدامها ولا تحتاج إلى تخزينها في التخزين لفترة طويلة ، لذا فهي منخفضة التكلفة نسبيًا وتكون ذات وزن منخفض.
هذا يزيد في الواقع من الحد الأقصى لحجم الكتلة في التنكر.انطلاقًا من هيكل الكتلة القديم ، لا يزال هذا يلتزم بالحد الأصلي لكتلة Satoshi Nakamoto التي لا تزيد عن 1 ميجابايت لكل كتلة.
جذر
باستخدام رموز البيتكوين مثل OP_IF ، يمكننا وضع ظروف معقدة لنصوص الإنفاق على البيتكوين ، مثل أقفال الوقت ، والمواقف المتعددة ، إلخ.ومع ذلك ، تتطلب شروط الإنفاق المعقدة غالبًا مدخلات وتوقيعات متعددة للتحقق ، وبالتالي زيادة حمل الكتلة وتقليل سرعات المعاملة مع تعريض جميع شروط الدفع ، مما يؤدي إلى تسرب الخصوصية.
يستخدم Taproot الصاري لتعزيز Bitcoin ، ويستخدم المستخدمون Merkle Trie للإشارة إلى ظروف الإنفاق.تمثل كل عقدة ورقة البرنامج النصي للإنفاق.هذا يقلل من استهلاك مساحة الفضاء ويزيد من الخصوصية.
تقدم ترقية Taproot أيضًا توقيع Schnorr الذي يحتوي على خصائص متجانسة مضافة تسمح بتجميع التوقيع والتحقق من الدُفعات ، وبالتالي زيادة المعاملات الكلية في الثانية (TPS).ميزة توقيع التجميع لتوقيعات Schnorr تبسيط بشكل كبير منطق التحقق من معاملات التوقيع المتعدد.في السابق ، كانت توقيعات ECDSA تتطلب إرسال توقيعات متعددة إلى السلسلة لمطابقة البرنامج النصي ، في حين أن توقيعات Schnorr تتطلب فقط إرسال توقيع إجمالي واحد خارج السلسلة إلى السلسلة ، مما يقلل من استخدام المساحة على السلسلة عن طريق مدفوعات التوقيع المتعدد.
يتم تقديم رموز العقود المعقدة من خلال جذر الصاري من خلال الجمع بين توقيعات Schnorr مع الصاري واستخدام مفهوم الدفع إلى العقد (P2C) لتعديل وإنشاء مفتاح عمومي قياسي Bitcoin يدعم المدفوعات مع توقيع Schnorr واحد.
ومن المثير للاهتمام ، نظرًا لأن التوقيع الفردي والتوقيعات المتعددة لتوقيعات Schnorr تبدو متشابهة على السلسلة ، فإن منطق البرامج النصية المعقدة والتوقيعات المتعددة والتوقيعات الفردية لا يمكن تمييزها على السلسلة ، مما يعزز الخصوصية.
ختاماً
تعكس حلول قابلية التوسع في Bitcoin نهجها المتطور لتحسين الأداء مع الحفاظ على اللامركزية والأمن.
في البداية ، بالنظر إلى زيادة حجم الكتلة التي تتناول مباشرة مشكلة معدلات المعاملات المنخفضة ، ولكن رفع المشكلات المتعلقة بتكاليف العقدة وشوكات الشبكة ، مما يشكل تحديات في إجماع المجتمع.
يمثل إدخال SegWit تقدمًا كبيرًا من خلال تحسين سعة الكتلة من خلال الشوكات الناعمة ، وضمان التوافق المتخلف وتجنب الشوكات الصعبة.
ثم قام Taproot بتحسين قابلية التوسع والخصوصية من خلال توقيعات الصاري والشنور ، مما يقلل من مساحة المعاملة وتحسين كفاءة التحقق.الأهم من ذلك ، يمكن لـ Taproot تطبيق البرمجة النصية المعقدة على Bitcoin ، مما يمهد الطريق لمحاولات التوسع المستقبلية.
تسلط هذه التطورات الضوء على خطوة Bitcoin الحذرة والمبتكرة نحو شبكة أكثر قابلية للتطوير ، والتي تعد حاسمة لمستقبلها كنظام دفع عالمي.
ومع ذلك ، فإن تأثير حلول التوسع هذه لا يكفي لإدراك رؤية “نظام نقدي إلكتروني من نقطة إلى نقطة”.
