میمبل ویمبل (Mimblewimble) چیست؟

میمبل ویمبل (Mimblewimble) یک طراحی بلاکچین است که روش جدیدی برای ساختاردهی و ذخیره سازی تراکنش‌ها استفاده می‌کند.

نحوه عملکرد و پیاده سازی آن نسبت به الگوریتم اثبات کار (PoW) متفاوت است که حفظ حریم خصوصی و مقیاس پذیری را افزایش می‌دهد.

طراحی میمبل ویمبل در اواسط سال 2016 توسط فردی با نام مستعار تام الویس معرفی شد. اگرچه او ایده‌های اصلی را به اشتراک گذاشت، اما سند اولیه آن سوالات و ابهاماتی را هم به دنبال داشت که این موضوع محقق بلاک استریم (Blockstream) اندرو پولسترا را به مطالعه و بهبود مفهوم اصلی آن سوق داده است. اندکی بعد از مطالعات او، پولسترا مقاله ای تحت عنوان میمبل ویمبل را در اکتبر 2016 منتشر کرد.

از آن زمان تاکنون، محققان و توسعه دهندگان بسیاری در حال مطالعه امکانات پروتکل میمبل ویمبل (MW) هستند. برخی می‌گویند پیاده سازی این الگوریتم بر روی بلاکچین بیت کوین بسیار سخت است، اگرچه از نظر فنی امکان پذیر است. پولسترا و سایر محققان بر این باورند که میمبل ویمبل می‌تواند به عنوان یک راه حل زنجیره ای جانبی، شبکه بیت کوین را بهبود ببخشد.

میمبل ویمبل چگونه کار می‌کند؟

میمبل ویمبل مدل سنتی تراکنش‌های بلاکچین را تغییر می‌دهد و به یک بلاکچین اجازه می‌دهد تاریخچه فشرده تری داشته باشند که دانلود، همگام سازی و تأیید آن سریع تر و آسان تر خواهد بود.

در یک بلاکچین MW، هیچ آدرس قابل شناسایی و یا آدرس قابل استفاده مجددی وجود ندارد که به این معنی است، همه تراکنش‌ها برای یک فرد خارج از بلاکچین به عنوان اعدادی تصادفی به چشم می‌آید. داده‌های تراکنش فقط برای شرکت کنندگان حاضر در تراکنش مربوطه قابل مشاهده است.

بنابراین بلوک MW به جای اینکه به عنوان ترکیبی از تراکنش‌ها به نظر بیاید، به عنوان یک تراکنش بزرگ به نظر می‌رسد. این به معنای آن است که بلاک‌ها می‌توانند تایید شوند، اما هیچ اطلاعاتی در مورد تراکنش‌ها ارائه ندهند. هیچ راهی برای پیدا کردن ارتباطی میان ورودی و خروجی متناظر وجود ندارد.

مثال

مثال زیر را در نظر بگیرید، آلیس 5 MW کوین از مادرش و 5 کوین از پدرش دریافت کرده است. او 10 کوین را برای «باب» ارسال می‌کند. تراکنش‌های او تأیید می‌شود اما جزئیات آن در دسترس نیست، تنها چیزی که باب می‌تواند بداند این است که آلیس 10 سکه به او داده است، ولی او نمی‌تواند بداند که آلیس قبلا از چه کسی کوین دریافت کرده است.

برای تبادل کوین در بلاکچین میمبل ویمبل، فرستنده و گیرنده باید اطلاعات تایید کننده را مبادله کنند. بنابراین ما هنوز به ارتباط میان «آلیس» و «باب» احتیاج داریم، اما لازم نیست که هردوی آن‌ها برای انجام تراکنش همزمان آنلاین باشند.

همچنین میمبل ویمبل از یک ویژگی به نام Cut-Through استفاده می‌کند که با حذف اطلاعات اضافی مربوط به تراکنش‌ها، داده‌های بلوک‌ را کاهش می‌دهد. بنابراین به جای ذخیره کردن هر ورودی و هر خروجی (از والدین آلیس به دخترشان و از آلیس به باب) فقط یک جفت ورودی و خروجی ذخیره شود (از والدین آلیس به باب)

از نظر فنی، طرح میمبل ویمبل از مفهوم تراکنش‌های محرمانه (CT) که توسط آدام بک در سال 2013 طراحی و توسط گرگ مکسول و پیتر وویلی پیاده سازی شد، حمایت کرده و آن را توسعه داده است. به زبان ساده، CT یک ابزار حفظ حریم خصوصی است که مقادیر نقل و انتقالات بلاکچینی را مخفی می‌کند.

میمبل ویمبل و بیت کوین

بلاکچین بیت کوین داده‌های مربوط به تمام تراکنش‌ها را از زمان بلوک جنسیس (یا بلوک پیدایش) نگهداری می‌کند، این به معنای آن است که هر شخصی می‌تواند تاریخچه عمومی مربوط به خود را دانلود و ذخیره کند که شامل تک تک تراکنش‌ها می‌شود.

در مقابل بلاکچین میمبل ویمبل تنها اطلاعات ضروری را نگهداری می‌کند، در حالی که حریم خصوصی بیشتری را نیز فراهم می‌کند. اعتباردهنده‌ها اطمینان حاصل پیدا می‌کنند که هیچ فعالیت غیرعادی (مثلا دو برابر شدن هزینه) رخ نمی‌دهد و میزان کوین در گردش دقیق است.

به غیر از این، میمبل ویمبل سیستم اسکریپت بیت کوین را که شامل لیستی از دستورالعمل‌ها برای نحوه ساختار تراکنش‌ها را تعریف می‌کند، حذف می‌کند. حذف این اسکریپت به بلاکچین MW کمک می‌کند که خصوصی تر و مقیاس پذیر تر باشد. به خاطر اینکه آدرس‌ها قابل ردگیری نیستند این شبکه خصوصی تر است و مقیاس پذیر تر است چون داده‌های بلاکچین کوچکتر هستند.

بنابراین یک تفاوت کلیدی دیگر میان بیت کوین و میمبل ویمبل، اندازه نسبی داده‌های زنجیره‌ بلوکی آن‌ها است. که مربوط به ویژگی Cut-Through که در قسمت قبل درباره آن صحبت کردیم، مربوط می‌شود. با حذف داده‌های غیرضروری هر تراکنش، میمبل ویمبل به منابع محاسباتی کمتری نیاز دارد.

مزایا

سایز بلاکچین

همانطور که گفته شد، میمبل ویمیل امکان فشرده سازی داده‌ها و کاهش اندازه کلی بلاکچین را فراهم می‌کند. گره‌ها می‌توانند با استفاده از منابع بسیار کمتری، تاریخچه تراکنش‌ها را سریعتر تأیید کنند. در کنار این، برای گره‌های جدید دانلود و همگام سازی در یک بلاکچین MW راحت تر است.

برای کاهش هزینه‌‌های پیوستن به شبکه و اجرای یک گره ممکن است که منجر به یک جامعه متنوع و توزیع شده تر شود که احتمالاً تمرکز استخراج رایج در بسیاری از بلاکچین‌های PoW را کاهش دهد.

مقیاس پذیری

در نهایت، میمبل ویمبل می‌تواند به عنوان یک راه حل زنجیره جانبی که می‌تواند به بیت کوین و یا یک زنجیره والد دیگر متصل شود، مورد استفاده قرار گیرد. طراحی MW همچنین می‌تواند عملکرد کانال‌های پرداخت مانند کانال‌هایی که توسط شبکه لایتنینگ (Lightning Network) مورد استفاده قرار می‌گیرد را بهبود بخشد.

حریم خصوصی

حذف سیستم اسکریپت بیت کوین، همراه با استفاده از تراکنش‌های محرمانه، سطح بالایی از حریم خصوصی کاربران را به همراه دارد و جزئیات تراکنش‌ها را مبهم می‌کند.

علاوه بر این، کوین‌هایی که مبتنی بر بلاکچین میمبل ویمبل هستند را می‌توان قابل تعویض در نظر گرفت. خاصیت تعویض پذیری چیزی است که هر واحد کوین را با هر واحد دیگری از همان کوین قابل تعویض می‌کند. (غیر قابل تشخیص هستند)

محدودیت‌ها

توان عملیاتی تراکنش‌ها

تراکنش‌های محرمانه به دلیل حجم داده‌های بزرگتر، به طور قابل توجهی توان عملیاتی تراکنش‌ها را کاهش می‌دهد. پس در مقایسه با یک سیستم غیرخصوصی، بلاکچینی که از CT استفاده می‌کند درحالی که حریم خصوصی را حفظ می‌کند، نرخ تراکنش بر ثانیه (TPS) پایینتری دارد.

با این حال ممکن است بگوییم که میزان فشرده بودن MW، محدودیت TPS به وجود آمده به خاطر محرمانگی تراکنش‌ها را جبران کند. همچنین باید این نکته را به یاد داشت که توان عملیاتی تراکنش‌ها به عوامل دیگری مانند فرکانس و اندازه بلاک نیز بستگی دارد.

در برابر رایانش کوانتومی مقاوم نیست

به طور کلی، پروتکل میمبل ویمبل به خاطر متکی بودن بر روی ویژگی‌های نسبتاً ساده امضاهای دیجیتال، در برابر رایانش کوانتومی مقاوم نیست. اما هنوز چند دهه با کامپیوترهای کوانتومی بالغ فاصله داریم و رمزارزهایی که از بلاکچین میمبل ویمبل استفاده می‌کنند احتمالا در سالیان پیش رو راهی برای جلوگیری از حملات کوانتومی پیدا خواهند کرد.در حقیقت، همین حالا هم برخی از راه حل‌ها از جمله Switch Commitments در حال آزمایش هستند.

جمع بندی

معرفی میمبل ویمبل یک نقطه عطف قابل توجه در تاریخ بلاکچین است. از یک طرف، ویژگی Cut-Through شبکه میمبل ویمبل را راحت تر و مقیاس پذیر تر کرده است و از طرف دیگر پروتکل MW می‌تواند به عنوان یک راه حل زنجیر جانبی در کانال‌های پرداخت استفاده شود و حریم خصوصی و مقیاس پذیری را افزایش دهد.

تاکنون، تعداد کمی از پروژه‌های بلاکچین از جمله تیم لایت کوین از طرح میمبل ویمبل استفاده می‌کند. Grin و Beam دو نمونه از آن هستند، در حالی که Grin یک پروژه جامعه محور است که بر روی مفهوم اثبات سبک وزن در پروتکل MW کار می‌کند، Beam یک رویکرد استارتاپ طور را اتخاذ می‌کند.

در حالی که هر دوی این پروژه‌ها مبتنی بر میمبل ویمبل هستند، از نظر فنی به خاطر اینکه هر کدام به شیوه متفاوتی از طرح MW استفاده می‌کنند از همدیگر متمایز هستند.

یک سوال بدون پاسخی که باقی می‌ماند این است که آیا میمبل ویمبل می‌تواند به سطح قابل توجهی از قابلیت اطمینان و پذیرش برسد؟ این یک ایده هیجان انگیز و امیدوار کننده اما بسیار نوپا است. به این ترتیب، موارد استفاده آن هنوز در حال بررسی هستند و آینده میمبل ویمبل نامشخص باقی مانده است.