بررسی روند تکامل فناوری‌های زیرساختی بیت کوین

موانع سد راه توسعه و عبور از آن‌ها

ارزش‌هایی که باعث شده‌اند بیت کوین به یک پدیده‌ی محبوب تبدیل شود همان‌ مواردی هستند که باعث می‌شوند توسعه‌ی نرم‌افزاری بیت کوین بسیار چالش برانگیزتر از سایر دارایی‌های دیجیتال باشد. توسعه‌دهندگان در رابطه با اعمال تغییرات و ایجاد دگرگونی در این شبکه‌ی رمزارزی محدودیت‌های بسیاری دارند؛ این محدودیت‌ها به وجود آمده‌اند تا بیت کوین بتواند همیشه «محلی برای ذخیره‌ی ارزش» باقی بماند.

با وجود تمام این محدودیت‌ها و موانع، نوآوری و ابداع چیزهای جدید در بیت کوین همچنان امکان‌پذیر است، اما به خلاقیت و صبر زیادی احتیاج دارد.

از آنجا که تغییر در لایه‌های مختلف هسته‌ی بیت کوین نیازمند یک فرایند شبه سیاسی است که ممکن است ناقض خصوصیات پولی آن باشند،‌ نوآوری اغلب به صورت ماژول‌های جداگانه اجرا می‌شود. این روند توسعه شبیه به مجموعه‌ی پروتکل‌های اینترنت است، که در آن لایه‌هایی از پروتکل‌های مختلف در عملکردهای خاص خود تخصص دارند. مثلا ایمیل‌ها توسط پروتکلSMTP، فایل‌ها توسط پروتکلFTP، صفحات وب توسط پروتکل HTTP، آدرس دهی کاربران توسط IP و مسیریابی بسته‌ها توسط TCP انجام می‌شوند. هر یک از این پروتکل‌ها به صورت جداگانه در طول زمان تکامل یافته‌اند تا بتوانند تجربه‌ی کاربری امروزی را برایمان به ارمغان آورند.

آقای اسپنسر بوگارت(Spencer Bogart) از شرکت مدیریت دارایی‌ «بلاک‌چین کپیتال» به طور خلاصه روند توسعه‌ی بیت کوین را اینگونه توصیف کرده است «ما اکنون شاهد آغاز کار مجموعه پروتکل‌های بیت کوین هستیم. انعطاف‌پذیری لایه‌ی اصلی بیت کوین باعث تولد چندین پروتکل اضافی شده که هریک در کاربردها و برنامه‌های خاصی تخصص یافته‌اند، مانند استاندارد بولت(BOLT) شبکه‌ی صاعقه برای کانال‌های پرداخت. نوآوری هم پر جنب و جوش است و هم نسبتا بی‌خطر، زیرا این رویکرد لایه لایه خطرات احتمالی را به حداقل می‌رساند».

نمودار فوق نشان دهنده‌ی اغلب نوآوری‌های نسبتا جدید مرتبط با بیت کوین بوده و دید بهتری نسبت به فناوری‌های مرتبط با این پروژه‌ی رمزارزی ارائه می‌کند. البته این نمودار جامع و کامل نیست و هیچ مهر تاییدی بر روی ابتکارات و پروژه‌های نام‌برده نمی‌باشد.

لایه‌ی دوم

اخیرا در رابطه با نرخ پذیرش شبکه‌ی صاعقه(Lightning Network برجسته‌ترین و مورد انتظارترین فناوری لایه‌ی دوم بیت کوین) مباحث زیادی مطرح شده است. منتقدین غالباً هنگام ارزیابی میزان پذیرش و تعداد کاربر شبکه‌ی لایتنینگ به کاهش ظاهری تعداد کانال‌ها و مجموع بیت کوین قفل شده اشاره می‌کنند. با این حال، این معیارها قطعی‌ترین راه برای اندازه‌گیری نرخ پذیرش این فناوری لایه‌ی دوم محسوب نمی‌شوند.

یکی از مزایای نادیده گرفته شده‌ی شبکه‌ی صاعقه خصوصیات حریم خصوصی بسیار بی‌پرده و مشخص آن است. از آنجا که شبکه‌ی صاعقه به مصالحه‌ی دولت‌های جهان متکی نیست(یعنی همان بلاک‌چین خودش) کاربران می‌توانند با استفاده از تکنیک‌های فرعی و یا شبکه‌های پوشش دهنده‌ی هویت مانند ثور(Thor) به صورت خصوصی معامله کنند.

فعالیت‌هایی که در کانال‌های خصوصی صورت می‌گیرد توسط جستجوگرهای محبوب شبکه‌ی صاعقه ضبط و ثبت نمی‌شود. به همین ترتیب، افزایش میزان استفاده از شبکه‌ی صاعقه به صورت خصوصی منجر به کاهش معیارهای اندازه‌گیری عمومی می‌شود؛ همین موضوع باعث شده که ناظران و منتقدان به اشتباه نتیجه بگیرند که روند تصویب و پذیرش شبکه‌ی صاعقه رو به زوال است. گرچه شبکه‌ی لایتنینگ پیش از رسیدن به پذیرش جهانی باید موانع بزرگ مربوط به کاربرد و استفاده را پشت سر بگذارد، اما استفاده از معیارهای گمراه کننده برای بیان وضعیت فعلی شبکه تنها در خدمت تعداد معدودی است.

یکی دیگر از پیشرفت‌های اخیر در زمینه‌ی حریم خصوصی لایه‌ی دوم ایجاد سیستم وات‌ست(WhatSat) می‌باشد، یک سیستم پیام‌رسان خصوصی که بر روی شبکه‌ی لایتنینگ بنا شده است. این پروژه در واقع یک نسخه‌ی اصلاح شده از اهریمن شبکه‌ی صاعقه(LND) است که به برقرارکنندگان ارتباط(یا همان رله‌ها) پیام‌ها خصوصی اجازه می‌دهد از طریق پرداخت‌های خرد(Micropayments) پاداش ارائه‌ی خدمات را دریافت کنند. این پیام‌رسان غیرمتمرکز، ضد سانسور و مقاوم در برابر هرزنامه‌ به واسطه‌ی نوآوری‌های بوجود آمده در LND محقق شده است. اینگونه نوآوری‌ها در شبکه‌ی صاعقه نیز دیده می‌شود، به عنوان مثال بهبود‌ها و تغییرات ارائه شده در لایتنینگ-آنیون(صاعقه-پیاز) که همان پروتکل لایه لایه‌ی مسیریابی شبکه‌ی صاعقه می‌باشد.

چندین پروژه‌ی دیگر نیز وجود دارد که از قابلیت‌های پرداخت خرد خصوصی لایتنینگ در زمینه‌های مختلف استفاده کرده‌اند، از سرور مجازی محاسبات ابری مبتنی بر لایتنینگ گرفته تا سرویس میزبانی تصاویر که درآمد خود را از راه تراکنش‌های خرد مربوط به تبلیغات کسب می‌کند.

به طور کلی ما لایه‌ی دوم را به عنوان مجموعه‌ای از برنامه‌ها تعریف می‌کنیم که می‌توانند از لایه‌ی اصلی بیت کوین به عنوان محلی برای رسیدن به توافق یا مناظره استفاده کنند. به همین دلیل موضوع لنگر انداختن داده‌ها(یک اصطلاح علوم رایانه به معنی کاربردهای مختلف یک موضوع) در بلاک‌چین بیت کوین فراتر از لایتنینگ خواهد بود.

قرارداد‌های هوشمند

پروژه‌هایی وجود دارد که در تلاش‌اند تا عملکرد صریح قرارداد‌های هوشمند را به صورت مطمئن و معتبر به بیت کوین بازگردانند. این مبحث یک پیشرفت چشم‌گیر به شمار می‌آید، زیرا با شروع سال ۲۰۱۰ بسیاری از کدهای عملیاتی(Opcodes) که تعیین کننده‌ی موارد قابل محاسبه‌ی شبکه‌ی بیت کوین هستند، از پروتکل حذف شدند. این مسئله زمانی رخ داد که تعدادی باگ در کدهای بیت کوین کشف شد، و نهایتاً باعث شد ساتوشی برخی از عملکرد‌های اسکریپت(Script زبان برنامه‌نویسی بیت کوین) را غیرفعال کند.

با گذشت سال‌ها، مشخص شد که به همراه قرارداد‌های هوشمند بسیار صریح(Highly-Expressive Smart Contracts) خطرات غیربدیهی و ژرف زیادی وجود دارد. قانون نانوشته‌ی مربوط به این موضوع این است که هرچه عملکرد بیشتری در یک ماشین مجازی(مکانیسم تایید جمعی که پردازش کدهای عملیاتی را بر عهده دارد) گنجانده شود، برنامه‌های آن غیرقابل پیش‌بینی‌تر خواهند شد. با این حال، ما به تازگی رویکرد‌های جدیدی در مورد معماری قرارداد‌های هوشمند اتخاذ کرده‌ایم که می‌تواند غیرقابل پیش‌بینی بودن آن‌ها را به حداقل رسانده و همچنین باعث شود که عملکرد‌های بیشتر و گسترده‌تری را ارائه کنند.

ابداع یک رویکرد جدید برای قرارداد‌های هوشمند بیت کوین «درخت‌های سینتکس انتزاعی مرکلیزه شده(MAST)» نام دارد، که از زمان معرفی آن موج جدیدی از فناوری‌های پشتیبان برای قرارداد‌های هوشمند بیت کوین به راه افتاده است. تپ‌روت(Taproot) یا ریشه‌ی مستقیم یکی از برجسته‌ترین پیاده‌سازی‌های ساختار MAST است که باعث می‌شود یک نرم‌افزار کامل به شکل درخت مرکل بیان شود؛ به موجب استفاده از تپ‌روت، هر شاخه از این درخت نتیجه و خروجیه متفاوتی را نمایش می‌دهد.

یکی دیگر از نوآوری‌های جالبی که به اخیرا باز هم مورد توجه قرار گرفته است، یک معماری جدید برای اجرای عهدنامه‌ها و یا وضع شرایط خاص در تراکنش‌های بیت کوین است. این فرایند ابتدا توسط گرگ مکس‌ول(Greg Maxwell) در سال ۲۰۱۳ پیشنهاد شد. گرچه این ایده تقریبا شش سال قبل بیان شده است، عهدنامه‌ها پیش از ظهور تپ‌روت غیرعملی و غیرقابل اجرا بودند.

در حال حاضر یک کد عملیاتی با نام «OP_CHECKTEMPLATEVERIFY» که سابقا با نام «OP_SECURETHEBAG» شناخته می‌شد، در حال استفاده از این فناوری جدید است تا بتوانیم به طور بالقوه با خیال راحت عهدنامه‌ها را در تراکنش‌های بیت کوین پیاده‌سازی کنیم.

در نگاه اول، عهدنامه‌های در زمینه‌ی اعطای وام(و شاید مشتقات بیت کوین) بسیار مفید خواهند بود، زیرا امکان ایجاد سیاست‌های مشخص بر روی حساب‌های خاص بیت کوین را به همراه دارند. اما تاثیر بالقوه‌ی این عهدنامه‌ها بر قابلیت‌ها و کاربردهای بیت کوین بسیار فراتر از وام‌دهی است. عهدنامه‌ها می‌توانند مواردی همچون گنبد بیت کوین(Bitcoin Vaults) را فراهم آورند، که در زمینه‌ی نگهداری رمزارز معادل یک کلید خصوصی دوم است که به قربانیان هک شده اجازه می‌دهد دارایی‌های دزدیده شده‌ی خود را مسدود کنند.

در واقع امضاء اشنور(Schnorr signatures) نخستین فناوری است که تمامی این رویکرد‌های جدید را در رابطه با قرارداد‌های هوشمند ممکن می‌سازد. در صنعت رمزارزنگاری یک امضاء اشنور نوعی امضاء دیجیتال است که توسط یک الگوریتم خاص تولید شده است. این درحالیست که حتی تکنیک‌های دیگری همچون ادجیر(edgier) نیز اکنون به مرحله‌ی نظریه‌پردازی رسیده‌اند، مانند نظریه‌ی اسکریپت‌های بدون اسکریپت(Scriptless Scripts) که برخلاف کدهای عملیاتی می‌توانند قرارداد‌های هوشمند کاملا خصوصی و مقیاس‌پذیر بیت کوین را به عنوان امضاء دیجیتال ارائه کنند. این رویکردهای جدید ممکن است کاربردهای جدیدی برای قرارداد‌های هوشمند بیت کوین معرفی کنند.

ماینینگ

علاوه بر موارد گفته شده در پروتکل‌های استخراج رمزارز هم پیشرفت‌های جالبی رخ داده است، به ویژه مواردی که توسط استخرهای ماینینگ بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرد. گرچه موضوع تمرکز قدرت ماینینگ شبکه‌ی بیت کوین همواره اغراق‌آمیز بیان می‌شود، اما ساختارهای قدرت در دست اوپراتور‌های استخرهای ماینینگ است و باید غیرمتمرکز شوند.

این بدان معناست که اوپراتورهای استخرهای ماینینگ می‌توانند تصمیم بگیرند که چه تراکنش‌هایی توسط تمام اجزاء استخر ماین شوند، روندی که به آن‌ها قدرت قابل توجهی اعطا می‌کند. در گذر زمان، برخی اوپراتورها با سانسور تراکنش‌های شبکه‌ی بیت کوین، استخراج بلاک‌های خالی و تخصیص مجدد هش‌ بدون مجوز اجزاء استخر، از این قدرت سوء استفاده کرده‌اند.

تغییر در پروتکل استخر‌های ماینینگ غالباً برای کاهش قدرت کنترل اوپراتورها بر روی تراکنش‌های شبکه‌ی بیت کوین است. یکی از مهم‌ترین تغییراتی که قرار است برای پروتکل ماینینگ بیت کوین ارائه شود نسخه‌ی دوم استراتوم(Stratum محبوب‌ترین پروتکل مورد استفاده توسط استخرهای ماینینگ) می‌باشد. نسخه‌ی دوم استراتوم یک تغییر اساسی به شمار می‌آید که باعث پیاده‌سازی بترهش(BetterHash یک پروتکل ثانویه که به اجزاء استخرهای ماینینگ اجازه می‌دهد در مورد ترکیب بلاک‌های آتی تصمیم‌گیری کنند) خواهد شد.

حریم خصوصی

برخلاف برخی استدلال‌های موجود در فضای مجازی، تعداد زیادی پروتکل جدید وجود دارد که می‌توانند حریم خصوصی اختیاری را به بیت کوین اضافه کنند. با در نظر گرفتن این موضوع، به احتمال زیاد حفظ حریم خصوصی در بیت کوین طی سال‌های آتی به مبحثی بیشتر از یک ایده تبدیل خواهد شد.

به طور کلی، بزرگ‌ترین مانع برای معاملات خصوصی در فضای دارایی‌های دیجیتال این است که بیشتر راه‌حل‌های ارائه شده کامل نیستند و به اصطلاح ناپخته‌اند.

دارایی‌های پیگیرگریز که بر روی «حریم خصوصی تراکنش-نمودار» متمرکز هستند اغلب از حریم خصوصی مرتبط با شبکه-سطح غافل می‌شوند. این نوع دارایی‌ها از عدم بلوغ و پایین بودن سطح استفاده رنج می‌برند که باعث می‌شود تا از بین بردن لایه‌های محافظتی با استفاده از تجزیه و تحلیل قابلیت ردیابی آماری در لایه شبکه‌ی شخص به شخص(P2P) و یا لایه‌ی بلاک‌چین ساده‌تر شود.

خوشبختانه در رابطه با این موضوع چند پروژه‌ی جدید وجود دارد که با تمرکز بر روی جابجا کردن مرزها و توسعه‌ی حریم خصوصی فعالیت می‌کنند.

وقتی از حریم خصوصی تراکنش-نمودار صحبت می‌کنیم، راه‌حل‌هایی مثل پرداخت به نقطه‌ی پایانی(P2EP) و بررسی الگوی تایید(CheckTemplateVerify) بسیار جالب به نظر می‌رسند؛ زیرا حریم خصوصی به یک محصول فرعی و جانبی بهره‌وری تبدیل می‌شود. از آنجا که این موارد برای کوین جوین(CoinJoin یک روش بدون نیاز به اعتمادسازی جهت ترکیب چندین پرداخت کننده‌ی بیت کوین در یک تراکنش است تا روند تشخیص هویت پرداخت کننده و گیرنده برای عوامل خارجی سخت‌تر شود)جدید به شمار می‌آید، چنین راه‌حل‌هایی می‌توانند میزان پذیرش تراکنش‌های خصوصی را افزایش دهند، به ویژه در میان کاربرانی که تنها پایین بودن کارمزد مبادلات به آن‌ها انگیزه می‌بخشد. بهره‌گیری از کوین جونت باعث می‌شوند که ضمانت حریم خصوصی کاربران بازهم پایین‌تر از حد مجاز باقی بماند، اما مبلغ ارسالی بدون محافظت می‌تواند مفید واقع شود زیرا قابلیت حسابرسی ذخیره‌ی بیت کوین را حفظ می‌کنند.

اگر کارمزد پایین تراکنش‌ها به یک انگیزه تبدیل شده و منجر به افزایش مجموعه‌ی ناشناسی در بیت کوین شود(درصدی از UTXO که خروجی کوین جوین هستند)، فرایند شناسایی کردن از طریق تجزیه و تحلیل آماری حتی بیشتر از گذشته به یک موضوع سلیقه‌ای تبدیل خواهد شد.

علاوه بر موارد گفته شده، در رابطه با حریم خصوصی ارتباطات شخص به شخص نیز پیشرفت‌های چشم‌گیری حاصل شده است، مثل ارائه‌ی پروتکل‌هایی همچون دندلاین(Dandelion یا قاصدک) که هم اکنون در شبکه‌های مختلف در حال آزمایش هستند. یکی دیگر از موارد قابل توجه ارلی(Erlay) است، یک پروتکل رله‌ی تراکنش جایگزین که باعث افزایش کارایی ارتباطات خصوصی شده و مشکلات مربوط به راه‌اندازی یک گره(Node) را کاهش می‌دهد.

 ارلی یک پیشرفت بسیار مهم تلقی می‌شود، زیرا افزایش سطح بهره‌وری همراه آن باعث می‌شود تا کاربران بیشتری بتوانند به راحتی IBD را کامل کرده و زنجیره را به طور مداوم اعتبار دهند؛ به ویژه در کشورهایی که ISPها برای پهنای باند اینترنت یک سقف تعیین می‌کنند.

این تنها یک آغاز است

تمام موارد گفته شده تا اینجای کار تنها چند مثال معدود از ابتکارات عمل ارائه شده برای تغییر چهارچوب کلی بیت کوین هستند. بیت کوین در کل مجموعه‌ای از پروتکل‌های مختلف است که به مداوم تغییر کرده و متحول می‌شود.

درحالیکه روند تکامل با وجود مجموعه‌ی قوانین و ارزش‌های سخت‌گیران می‌تواند برای توسعه‌دهندگان چالش برانگیز باشد، رویکرد لایه لایه‌ای که ما شاهد آن هستیم در واقع همان چیزیست که تغییر تدریجی و موثر را ممکن می‌سازد. به حداقل رساندن سیاست‌گرایی در بیت کوین و حمایت از خصوصیات پولی بنیادی آن، برای ادامه‌ی روند تکامل ضروری هستند. توسعه‌دهندگان در حال یادگیری چگونگی کار کردن با این محدودیت‌ها به روشی معنادار هستند.