بلاکچین‌های یکپارچه در مقابل ماژولار؛ تفاوت چیست؟

صنعت بلاکچین مملو از سیستم‌های بلاکچین متنوع است. با این حال، اکثر آنها در دو دسته اصلی قرار می گیرند: سیستم‌های بلاکچین یکپارچه و مدولار. دو دسته بلاکچین دارای طیف پویا از قابلیت‌ها، نقاط قوت و مبادلات ذاتی هستند. این مقاله تفاوت‌های اصلی بین دو نوع سیستم بلاکچین را برجسته می‌کند.

بلاکچین‌های یکپارچه چیست؟

بلاکچین‌های یکپارچه اولین نسل از سیستم های بلاک چین محسوب می شوند. آنها که در پیدایش صنایع بلاک چین و ارزهای دیجیتال ظهور کردند، راه را برای فناوری های بلاک چین انقلابی که امروزه می شناسیم هموار کردند. شبکه بلاکچین بیت کوین نمونه ای از بلاک چین یکپارچه است.

معماری بلاک چین های یکپارچه به گونه ای طراحی شده است که همه عملکردهای اساسی را در یک لایه منفرد از ساختار بلاک چین ادغام کند. این عملکردها شامل اجرای تراکنش، مکانیسم های اجماع و در دسترس بودن داده ها است. زنجیره یکپارچه همچنین نقش یک لایه تسویه را ایفا می کند، با تراکنش هایی که در حال تایید روی زنجیره هستند.

بلاک چین های یکپارچه از یک پایگاه داده واحد برای ذخیره تمام تراکنش ها در شبکه خود استفاده می کنند که به عنوان پلتفرم های کاملاً کاربردی برای وظایف مختلف از جمله ذخیره و به اشتراک گذاری اطلاعات عمل می کند. 

با این حال، طراحی آنها دارای محدودیت های قابل توجهی است، به ویژه در مورد تطبیق پذیری و مقیاس پذیری. این چالش ها باعث توسعه نسل جدیدی از سیستم های بلاک چین به نام بلاک چین های مدولار شد.

بلاکچین‌های یکپارچه چگونه کار می‌کنند؟

در اینجا نحوه عملکرد بیت کوین، یک بلاک چین یکپارچه، از نظر در دسترس بودن، اجرا، توافق و تسویه داده ها آمده است:

در دسترس بودن داده‌ها

تمام داده های تراکنش در خود بلاک چین بیت کوین ذخیره می شود. این بدان معناست که تاریخچه تراکنش برای هر گره در شبکه قابل دسترسی است. دفتر کل بلاک چین کاملاً شفاف است و برای هر کسی که بلاک چین کامل را دانلود می کند قابل دسترسی است و از در دسترس بودن و یکپارچگی داده ها اطمینان حاصل می کند.

اجرای معامله

در بیت کوین، اجرای تراکنش مستلزم پردازش و تأیید تراکنش است. هنگامی که یک کاربر تراکنش بیت کوین را آغاز می کند، به شبکه پخش می شود. این تراکنش سپس توسط گره هایی که مشروعیت آن را تأیید می‌کنند (به عنوان مثال، اطمینان از تعادل کافی) انتخاب می شود و آن را در یک بلوک ترکیب می کنند. این فرآیند شامل حل یک پازل رمزنگاری (حل شده توسط ماینرها) است که بخشی از فرآیند استخراج است.

مکانیسم اجماع

بیت کوین از روش اجماع اثبات کار (PoW) استفاده می کند . ماینرها در این سیستم برای حل یک معمای چالش برانگیز ریاضی به رقابت می پردازند. حق اضافه کردن یک بلوک جدید از تراکنش ها به بلاک چین متعلق به اولین ماینری است که معما را حل می کند. 

از سوی دیگر، گره‌ها کپی‌هایی از کل بلاک چین را نگهداری می‌کنند، تراکنش‌ها را تأیید و انتقال می‌دهند و به عملکرد و امنیت کلی شبکه کمک می‌کنند. در حالی که برخی از گره ها در استخراج، اعتبارسنجی تراکنش ها و اضافه کردن بلوک ها شرکت می کنند، همه گره ها ماینر نیستند. 

توافق

فرآیند نهایی کردن تراکنش ها در بلاک چین به عنوان تسویه حساب در بیت کوین شناخته می شود. تراکنش زمانی نهایی می شود که در یک بلوک گنجانده شود و بلاک به بلاک چین اضافه شود. هنگامی که یک تراکنش در بلاک چین ثبت می شود، نمی توان آن را تغییر داد زیرا این رویه برگشت ناپذیر است. در نتیجه، لایه تسویه برای بلاک چین ضروری است زیرا تضمین می کند که هر تراکنش نهایی و غیرقابل تغییر است.

مزایای بلاکچین‌های یکپارچه

در حالی که چالش ها وجود دارد، بلاک چین های یکپارچه چندین مزیت متمایز دارند، از جمله:

سادگی

بلاک چین های یکپارچه با معماری ساده خود متمایز می شوند که تمام عملیات ها را در یک لایه واحد می کند. از آنجایی که اجزای کمتری برای مدیریت وجود دارد، سادگی آنها پیچیدگی توسعه را کاهش می دهد. علاوه بر این، آسیب‌پذیری‌ها را کاهش می‌دهد و بهره‌برداری از آن را برای بازیگران بد دشوارتر می‌کند.

ثبات

از آنجایی که تمام گره‌ها در یک بلاک چین یکپارچه روی یک لایه کار می‌کنند و از مجموعه‌ای از قوانین یکپارچه پیروی می‌کنند، دستیابی به یکپارچگی و همگام‌سازی در سراسر شبکه می‌تواند نسبتاً ساده باشد و به یک محیط بلاک چین پایدار کمک کند.

امنیت

با توجه به طراحی خود، بلاک چین های یکپارچه در برابر تغییرات مقاوم هستند و اغلب منابع قابل توجهی را برای اصلاح طلب می کنند. این زنجیره های ایجاد شده تمایل به عدم تمرکز بالا دارند و امنیت کلی شبکه را افزایش می دهند. این غیرمتمرکز کردن خطر یک نقطه شکست را به حداقل می رساند و سوء استفاده از نقاط ضعف متمرکز را برای حملات مخرب دشوارتر می کند.

معایب بلاکچین‌های یکپارچه

بلاکچین‌های یکپارچه دارای چندین معایب هستند:

انعطاف ناپذیری

علیرغم معماری ساده، بلاک چین های یکپارچه به دلیل استحکام خود با چالش هایی روبرو هستند که انعطاف پذیری و خلاقیت را محدود می کند. این انعطاف ناپذیری باعث ایجاد تنگناها و تاخیرهایی می شود، به ویژه در زمان تقاضای زیاد. این محدودیت‌ها اغلب منجر به هزینه های گران و تراکم شبکه، کاهش تعامل کاربر و کاهش کارایی شبکه می شود.

آسیب پذیری های اجماع

بلاک چین های یکپارچه از یک روش اجماع واحد برای اعتبارسنجی تراکنش ها و حفظ امنیت شبکه استفاده می کنند. در صورت نقض این مکانیسم، امنیت کلی بلاک چین به خطر می افتد. در چنین شرایطی، مهاجمان می‌توانند از این ضعف برای انجام معاملات غیرقانونی استفاده کنند و یکپارچگی اکوسیستم را به خطر بیندازند.

در آگوست 2020، اتریوم کلاسیک، یک بلاکچین PoW و مشتق شده از اتریوم، چندین حمله 51 درصدی را تجربه کرد. مهاجمان با کنترل بیش از 51 درصد از قدرت هش شبکه، زنجیره بلوکی را سازماندهی مجدد کردند و هزینه های مضاعف را اجرا کردند. این حوادث بر چالش‌های امنیتی حیاتی در بلاک‌چین‌های اثبات کار PoW تاکید کرد و نشان داد که چگونه مهاجمان می‌توانند یکپارچگی بلاکچین را به خطر بیاندازند و تراکنش‌ها را معکوس کنند.

مشکل به روز رسانی

سختی ذاتی بلاک چین های یکپارچه، اجرای تغییرات را پیچیده می کند. این جنبه مانع مهمی در برابر سازگاری آنها با نیازهای در حال تحول است. مشکل در ارتقای بلاک چین های یکپارچه از ماهیت به هم پیوسته اجزای آنها ناشی می شود. 

هر گونه اصلاح یا ارتقای یک جنبه احتمالاً مستلزم تغییرات در سایر عناصر به هم پیوسته است که منجر به یک فرآیند پیچیده و بالقوه مختل می شود.

بلاکچین‌های مدولار چیست؟

طرح‌های بلاک چین مدولار با جداسازی استراتژیک عملکردهای اصلی و توزیع آنها در لایه‌های مجزا، اساساً از همتایان یکپارچه خود جدا می‌شوند. معماری آنها برای افزایش کارایی و سازگاری و پشتیبانی از طیف گسترده تری از فناوری ها و ویژگی ها بهینه شده است.

معماری میکروسرویس آنها همچنین سازگاری را تقویت می کند و تغییرات را در لایه های جداگانه بدون برهم زدن تعادل ظریف شبکه کلی امکان پذیر می کند. لایه‌های کلیدی که زنجیره‌های بلوکی مدولار را تشکیل می‌دهند عبارتند از اجرای تراکنش، در دسترس بودن داده، لایه‌های توافق و تسویه.

بلاکچین‌های مدولار چگونه کار می‌کنند؟

اگرچه اتریوم در ابتدا به عنوان یک بلاک چین یکپارچه طراحی شد، اما با ادغام به یک بلاک چین مدولار تبدیل شد. بیایید توضیح دهیم که چگونه یک بلاک چین مدولار را از نظر اجرای تراکنش، در دسترس بودن داده ها، اجماع و تسویه حساب نشان می دهد:

اجرای معامله

پس از ادغام، زنجیره بیکن و زنجیره‌های خرده‌ای در درجه اول بر اجرای قراردادهای هوشمند و تعامل آنها با سیستم نظارت می‌کنند. بیشتر پردازش تراکنش‌ها و اجرای قراردادهای هوشمند توسط بلاک‌چین‌های کوچک‌تر موازی به نام زنجیره‌های خرد انجام می‌شود، در حالی که Beacon Chain به عنوان هماهنگ‌کننده شبکه عمل می‌کند. این جداسازی مقیاس پذیری و کارایی پردازش را در مقایسه با ساختار یکپارچه معمولی افزایش می دهد.

در دسترس بودن داده ها

در دسترس بودن داده ها توسط زنجیره‌های خرد شده تضمین شده است . شبکه تضمین می‌کند که داده‌ها همیشه در دسترس هستند و با پخش کردن بار تراکنش بر روی چندین قطعه، هرگز در یک زنجیره گیر نمی‌کنند. علاوه بر این، ظرفیت شبکه برای رشد و مدیریت حجم تراکنش های بالاتر با این توزیع بهبود می یابد.

مکانیسم اجماع

مدل اجماع PoS مورد استفاده توسط اتریوم توسط Beacon Chain تنظیم شده است که مسئول اعتبارسنجی تراکنش‌ها و حفظ امنیت و یکپارچگی شبکه است. 

در هسته خود، Beacon Chain اعتبارسنجی‌هایی را هماهنگ می‌کند که با قرار دادن ارز دیجیتال خود به عنوان وثیقه، بلوک‌ها را پیشنهاد و تأیید می‌کنند. این سیستم در دوره‌ها و اسلات‌ها کار می‌کند و به‌طور تصادفی اعتبارسنجی‌ها را برای اعتبارسنجی بلوک‌ها اختصاص می‌دهد و از کنترل متمرکز جلوگیری می‌کند. وثیقه اعتبارسنجی به عنوان انگیزه ای برای رفتار صادقانه، تقویت امنیت و یکپارچگی شبکه عمل می کند.

توافق

پس از ادغام، لایه تسویه به زنجیره های خرد و زنجیره بیکن برای حل و فصل اختلافات و ارائه نهایی تراکنش ها ادغام شد . همچنین برای پل زدن تراکنش‌ها در لایه‌های اجرایی مختلف و تأیید اثبات‌ها از زنجیره‌های خرده‌ای ضروری است. مکانیسم اجماع PoS به این فرآیند کمک می کند و اطمینان حاصل می کند که اعتبار سنجی ها (استیکرها) وضعیت نهایی بلاک چین را تأیید و توافق می کنند و پس از تسویه تراکنش ها برگشت ناپذیر می شود.

مزایای بلاکچین‌های مدولار

توسعه دهندگان به دلیل مزایای ذاتی آنها، به طور فزاینده ای به سمت بلاک چین های مدولار جذب می شوند ، از جمله:

مقیاس پذیری

بلاکچین‌های سنتی اغلب با مقیاس‌پذیری، به‌ویژه در زمان افزایش مصرف، دست و پنجه نرم می‌کنند که باعث کاهش سرعت می‌شود. بلاک چین های مدولار با جداسازی وظایف در لایه ها، بهبود کارایی و امکان پردازش همزمان تراکنش ها با این مشکل مقابله می کنند. علاوه بر این، آنها ذخیره سازی داده را غیرمتمرکز می کنند و انعطاف پذیری شبکه را افزایش می دهند.

امنیت

ایجاد یک مجموعه اعتبارسنجی ایمن مسئله ای است که بسیاری از پروژه های جدید بلاک چین با آن مواجه هستند. با استفاده از زیرساخت امنیتی زنجیره مادر، بلاک چین های مدولار امنیت مشترک را فراهم می کنند. در نتیجه، پروژه های آینده نگران راه اندازی امنیت مستقل نخواهند بود.

علاوه بر این، امنیت مشترک با تضمین حفاظت یکنواخت در سراسر بلاک چین، آسیب پذیری های پیش بینی نشده را به حداقل می‌رساند. این پارادایم امنیتی ساده شده، استقرار پروژه های جدید را تسریع می کند.

تطبیق پذیری

بلاک چین های مدولار با تمرکز بر مقیاس پذیری و تطبیق پذیری، محدودیت های زنجیره های یکپارچه را برطرف می کنند. آنها بر قابلیت همکاری از طریق پل‌ها، تسهیل تبادل بدون درز دارایی و داده در سراسر شبکه ها تأکید می کنند. این اتصال باعث تقویت همکاری بین پروژه‌ها در اکوسیستم بلاکچین می‌شود.

معایب بلاکچین‌های مدولار

بلاک چین های مدولار، مانند بلاک چین های یکپارچه، نقاط ضعف خود را دارند. در زیر به برخی از آنها اشاره می شود:

امنیت

با وجود مزایایی که در مقیاس‌پذیری و کارایی دارند، بلاک‌چین‌های مدولار با چالش‌های امنیتی قابل‌توجهی، به‌ویژه در مورد آسیب‌پذیری‌های پل، مواجه هستند. پل‌ها که در معماری‌های مدولار برای انتقال دارایی‌ها در اکوسیستم‌های مختلف بلاک چین بسیار مهم هستند، یک نقطه متمرکز از ریسک را نشان می‌دهند. آنها به اهداف جذابی برای هکرها تبدیل می شوند، زیرا به خطر انداختن یک پل می تواند منجر به از دست دادن دارایی های قابل توجهی شود. 

پیچیده‌تر برای ساخت

بلاک چین های مدولار پیچیده هستند و برای کاربردهای متنوع به عملکردهای مختلفی نیاز دارند. راه اندازی و نگهداری آنها نیازمند زمان و منابع مالی بیشتری برای اطمینان از عملکرد و امنیت است. پذیرش این فناوری‌ها ممکن است شامل یادگیری زبان‌ها و اصول برنامه‌نویسی جدید باشد که به طور بالقوه سرعت توسعه را کاهش می‌دهد.

ارتقاء یک بلاکچین مدولار یک کار پیچیده است

اصلاح ماژول ها در یک بلاک چین ماژولار پیچیده است، به ویژه اطمینان از سازگاری عقب مانده برای یکپارچه سازی یکپارچه، و نادیده گرفتن این امر ناهماهنگی سیستم را به خطر می اندازد و ثبات را به خطر می اندازد. هماهنگی ارتقاء در سراسر گره‌های غیرمتمرکز چالش‌هایی را ایجاد می‌کند که به ارتباطات واضح و برنامه‌های دقیق برای انتقال هموار نیاز دارد.

تغییر شبکه اتریوم از بلاک چین یکپارچه به ماژولار نشان دهنده این پیچیدگی است. ارتقاء مرحله‌ای، حفظ سازگاری با زنجیره موجود، به دلیل آزمایش‌های دقیق شامل چندین تیم و ممیزی با تاخیر مواجه شد. ادغام که در سپتامبر 2022 نهایی شد، نقطه اوج این فرآیند گسترده بود.

خلاصه‌ای سریع از تفاوت های بین بلاکچین‌های یکپارچه و مدولار را می توان در جدول زیر مشاهده کرد:

آینده بلاکچین‌های یکپارچه و مدولار

معماری‌های یکپارچه و مدولار برای آینده قابل پیش بینی به همزیستی ادامه خواهند داد. در حالی که زنجیره های یکپارچه به دلیل پروتکل های امنیتی تثبیت شده و کارایی عملیاتی غالب باقی می مانند، افزایش تقاضا برای راه حل های مقیاس پذیر و قابل انطباق احتمالاً جایگزین های مدولار را به نقش های برجسته سوق می دهد.

گفته می‌شود، امنیت احتمالاً یکی از نگهبان‌های اصلی تعیین‌کننده موفقیت سیستم‌های بلاک چینی است که از این دو مدل استفاده می‌کنند. این به این دلیل است که مسائل امنیتی به طور بالقوه می تواند اعتماد کاربران و سرمایه گذاران را از بین ببرد. به این ترتیب، توسعه دهندگان بلاک چین یکپارچه و مدولار احتمالاً به اولویت بندی استحکامات امنیتی قوی برای کاهش اختلالات و تشویق به پذیرش گسترده ادامه خواهند داد.

در نهایت، یافتن تعادل کامل بین مقیاس‌پذیری، امنیت و سازگاری، کلید باز کردن پتانسیل کامل فناوری بلاک چین در حرکت رو به جلو خواهد بود.