بروزرسانی اتریوم در چند مرحله و به چه شکل صورت می‌گیرد؟

اتریوم (Ethereum) یک پلتفرم بلاکچین است که برنامه‌های غیر متمرکز (dApps) را اجرا می‌کند. بروزرسانی اتریوم از زمان راه‌اندازی اولیه اتریوم در سال 2015، برای بهبود کارایی و امنیت شبکه ارائه شده است. این بروزرسانی‌ اتریوم عمدتا به صورت “هارد فورک‌ها” یا تغییراتی که نیاز به بروزرسانی تمام نودهای شبکه دارند، اعمال می‌شوند.

برای آشنایی با برنامه نویسی بلاکچین پکیج آموزش برنامه نویسی بلاکچین را ملاحظه فرمایید.

چند مورد اصلی بروزرسانی‌ اتریوم

• • Frontier (2015): Frontier اولین نسخه عمومی اتریوم بود که در تابستان 2015 راه‌اندازی شد. در این مرحله، توسعه‌دهندگان می‌توانستند برنامه‌های خود را بر روی شبکه اتریوم اجرا کنند.

• • Homestead (2016): این بروزرسانی اولین بهبود معنی‌دار برای شبکه بود که سهامداری اتریوم را ساده‌تر کرد و امنیت شبکه را افزایش داد.

• • Metropolis (Byzantium و Constantinople) (2017-2019): این به‌روزرسانی‌ها در دو فاز اجرا شدند. اولین فاز، Byzantium، تعدادی از توابع EVM (ماشین مجازی اتریوم) را بهبود بخشید تا توسعه dApps ساده‌تر شود. فاز دوم، Constantinople، به‌روزرسانی‌هایی را اعمال کرد که برای جابجایی به Proof of Stake (PoS) اتریوم لازم بود.

• • Istanbul (2019): این به‌روزرسانی به‌روزرسانی‌هایی را ارائه داد که بهبود توافقنامه شبکه، امنیت ضد تقلب، و عملکرد کلی شبکه را فراهم می‌کرد.

• • **موجودیت 2.05. *اتریوم 2.0 (Eth2 یا Serenity) (2020-2022)*: این به‌روزرسانی بزرگترین تغییر در شبکه اتریوم است که در چندین فاز اجرا می‌شود. هدف اصلی این به‌روزرسانی جایگزینی الگوریتم اثبات کار (Proof of Work) با الگوریتم اثبات سهام (Proof of Stake) است. این تغییر باعث کاهش مصرف انرژی و افزایش امنیت شبکه می‌شود. Eth2 به سه فاز تقسیم می‌شود:

• • فاز 0 (2020): در این مرحله، Beacon Chain راه‌اندازی شد. این زنجیره جداگانه‌ای است که الگوریتم PoS اجرا می‌کند و نقش مرکزی در جایگزینی PoW با PoS دارد.

• • فاز 1 (2021-2022): این فاز شامل ایجاد شبکه‌های هم‌زمان (shards) است که به افزایش ظرفیت تراکنش‌ها و پردازش‌های شبکه کمک می‌کند. شبکه‌های هم‌زمان بخش‌هایی از داده‌های شبکه را پردازش می‌کنند تا به جای پردازش همه‌ی داده‌ها در یک زنجیره، این کار به صورت موازی انجام شود.

• • فاز 1.5 (2022): در این مرحله، اتریوم 1.0 (PoW) به Eth2 (PoS) ملحق می‌شود و به عنوان یکی از شبکه‌های هم‌زمان عمل می‌کند. این مرحله نشان‌دهنده‌ی اتمام جابجایی کامل به PoS است.

• • فاز 2 (آینده‌ای نامعین): هنوز جزئیات دقیق این فاز مشخص نیست، اما انتظار می‌رود که ارتقایاتی در زمینه‌ی ذخیره‌سازی و پردازش موازی اعمال شود.

با پیشرفت اتریوم 2.0، انتظار می‌رود که کارایی و ابا پیشرفت اتریوم 2.0، انتظار می‌رود که کارایی و امنیت شبکه اتریوم بطور قابل توجهی افزایش یابد. این تغییرات به اتریوم اجازه می‌دهد تا مقیاس‌پذیری بیشتری داشته باشد، که این یکی از چالش‌های اصلی بلاکچین‌های نسل اول مانند بیت‌کوین بود. این تغییرات نیز امیدواری‌ها برای کاهش هزینه‌های گاز و مصرف انرژی اتریوم را افزایش می‌دهد.

همچنین، با ورود به اتریوم 2.0، امکان ایجاد و استفاده از “برنامه‌های غیرمتمرکز” یا dApps افزایش می‌یابد، که این یکی از ویژگی‌های اصلی اتریوم است که آن را از بیت‌کوین و دیگر بلاکچین‌ها متمایز می‌کند.

در کل، این به‌روزرسانی‌ها و تغییرات از نظر استراتژیک برای توسعه و رشد اتریوم حیاتی بوده‌اند. با این حال، این تغییرات نیز به دلیل پیچیدگی‌های فنی و تحولات ناگهانی در فضای بلاکچین، ممکن است با چالش‌ها و مشکلات روبرو شوند. با وجود چالش‌ها و مشکلات احتمالی، اتریوم به دنبال بهبود و توسعه برنامه‌های غیرمتمرکز و زیرساخت بلاکچین است.

 موضوعات مهم مورد توجه درباره بروزرسانی اتریوم در آینده

1. 1. حفظ حریم خصوصی: با گسترش استفاده از بلاکچین‌ها در بسیاری از برنامه‌ها و خدمات، حفظ حریم خصوصی کاربران و معاملات آن‌ها بسیار مهم می‌شود. تحقیقات بیشتری در این زمینه برای اتریوم انجام خواهد شد.

1. 1. تکامل در Layer 2: راه‌حل‌های Layer 2 برای افزایش مقیاس‌پذیری و کاهش هزینه‌های تراکنش در اتریوم مورد استفاده قرار می‌گیرند. این راه‌حل‌ها شامل مفاهیمی مانند Rollups، State Channels و Plasma هستند.

1. 1. همکاری با دیگر بلاکچین‌ها: اتصال و همکاری با دیگر بلاکچین‌ها برای تبادل ارزش و اطلاعات می‌تواند به سود اتریوم باشد. این می‌تواند توسط پروتکل‌هایی مانند Polkadot و Cosmos انجام شود.

1. 1. توسعه dApps و DeFi: توسعه برنامه‌های غیرمتمرکز (dApps) و مالیاتی غیرمتمرکز (DeFi) از جمله اولویت‌های اتریوم است. با پیشرفت‌هایی که در این زمینه صورت می‌گیرد، انتظار می‌رود که استفاده از اتریوم در برنامه‌ها و خدمات مالی رو به افزایش باشد.

1. 1. توکن‌های غیر قابل تغییر (NFT): در سال‌های اخیر، توکن‌های غیر قابل تغییر (NFT) به عنوان یکی از کاربردهای مهم اتریوم به شمار م5. توکن‌های غیر قابل تغییر (NFT): در سال‌های اخیر، توکن‌های غیر قابل تغییر (NFT) به عنوان یکی از کاربردهای مهم اتریوم به شمار می‌روند. NFT ها امکان ایجاد نسخه‌های دیجیتالی یکتا از هر چیزی را فراهم می‌کنند، از هنر و موسیقی گرفته تا املاک و دارایی‌های فیزیکی. با گسترش بازار NFT، اتریوم می‌تواند نقش بزرگتری در این زمینه بازی کند.

1. 1. Web3 و مالکیت دیجیتال: یکی از اهداف اصلی اتریوم، ایجاد Web3 یا اینترنت نسل بعد است که کاربران می‌توانند در آن مالکیت دیجیتال خود را کنترل کنند. در این محیط، کاربران می‌توانند به طور مستقیم با هم تعامل کنند، بدون نیاز به واسطه‌های متمرکز.

با توجه به توسعه‌های گسترده اتریوم، این پلتفرم می‌تواند برای ساخت برنامه‌های غیرمتمرکز متنوعی استفاده شود. با این حال، مانند هر تکنولوژی جدید دیگر، اتریوم نیز با چالش‌ها و مسائلی روبرو است. این چالش‌ها شامل مسائلی مانند مقیاس‌پذیری، حفظ حریم خصوصی، و امنیت می‌شوند. با وجود این موضوعات، گسترش و پیشرفت اتریوم ادامه دارد و آینده‌ی این پلتفرم بسیار روشن به نظر می‌رسد.
شاردینگ یکی از راهکارهای اصلی است که برای حل مشکل مقیاس‌پذیری بلاکچین اتریوم پیشنهاد شده است. این فناوری بخشی از ارتقاء اتریوم 2.0 است و در فاز 1 از این ارتقاء اجرا می‌شود.

در حال حاضر، هر یک از نودهای اتریوم باید تمامی تراکنش‌ها و حالات بلاکچین را پردازش کنند. این امر باعث می‌شود که پردازش‌ها کند شوند و شبکه در مواجهه با ترافیک زیاد کند و نیاز به زمان زیادی برای پردازش تراکنش‌ها داشته باشد. این مسئله را محدودیت مقیاس‌پذیری می‌نامند.

شاردینگ راه حلی برای این مشکل است. در سیستم شاردینگ، بلاکچین به چندین زنجیره‌ی کوچکتر یا “شارد” تقسیم می‌شود. هر شارد توانایی پردازش مستقل تراکنش‌ها و حالات خود را دارد. این امر به این معناست که تراکنش‌ها می‌توانند در شاردهای مختلف به صورت همزمان پردازش شوند، که باعث افزایش سرعت کلی شبکه و کاهش زمان لازم برای تأیید تراکنش‌ها می‌شود.

علاوه بر افزایش سرعت، شاردینگ می‌تواند کمک کند تا مقیاس‌پذیری شبکه را افزایش دهد. با تقسیم بلاکچین به شاردهای کوچکتر، هر نود فقط باید اطلاعات مربوط به شارد خود را ذخیره کند، نه کل بلاکچین. این به کاهش فضای لازم برای ذخیره بلاکچین و افزایش توانایی افراد در اجرای نودهای اتریوم کمک می‌کند.

شاردینگ یک تکشاردینگ یک تکنولوژی پیچیده است که نیاز به توسعه‌های فنی عمیق دارد. این نیاز به تأمین امنیت بالا برای هر شارد، حفظ همگام‌سازی بین شاردها و اطمینان از صحت تراکنش‌ها در کل شبکه را شامل می‌شود.

یکی از چالش‌های اصلی در ارائه‌ی شاردینگ، حفظ امنیت شبکه است. در یک سیستم شاردینگ، اگر تعداد کافی از نودها در یک شارد به طور همزمان کند شوند یا خراب شوند، ممکن است شارد به طور کامل از بین برود. این چیزی است که به عنوان “حمله ۵۱٪” شناخته می‌شود. برای حل این مشکل، اتریوم 2.0 از مکانیزمی استفاده می‌کند که به آن “پراکندگی” می‌گویند، که در آن نودها به طور تصادفی بین شاردها توزیع می‌شوند.

همچنین، شاردینگ می‌تواند باعث پیچیدگی‌های بیشتری برای برنامه‌نویسان بلاکچین شود. برای مثال، اگر دو dApp در دو شارد متفاوت قرار گیرند، تراکنش‌های بین آن‌ها ممکن است نیاز به زمان بیشتری داشته باشد یا حتی نیاز به کدهای بیشتری برای مدیریت تعاملات بین شارد.

با این وجود، شاردینگ یکی از راهکارهای قوی برای افزایش سرعت و مقیاس‌پذیری اتریوم است. اگر به درستی پیاده‌سازی شود، می‌تواند باعث شود تا اتریوم به یک بستر برای برنامه‌های غیرمتمرکز بزرگ و پیچیده تبدیل شود. “مرج” (Merge) یکی از مراحل کلیدی در روند ارتقاء اتریوم به نسخه 2.0 است و در فاز 1.5 اتریوم 2.0 رخ می‌دهد. در این مرحله، شبکه اصلی اتریوم (که به آن اتریوم 1.0 یا Layer 1 گفته می‌شود) با شبکه اتریوم 2.0 (که در حال حاضر در یک شبکه جداگانه موجود است) ادغام می‌شود.

در حال حاضر، اتریوم از مکانیزم Consensus Proof-of-Work (PoW) استفاده می‌کند. این مکانیزم به ماینرها اجازه می‌دهد تا بلاک‌های جدید را به زنجیره اضافه کنند با استفاده از قدرت پردازش کامپیوترهای خود. با این حال، این روش منابع زیادی را مصرف می‌کند و محدودیت‌های مقیاس‌پذیری دارد.

با اتریوم 2.0، اتریوم قصد دارد از PoW به مکانیزم Consensus Proof-of-Stake (PoS) تغییر کند. در PoS، کاربرانی که به نام “Validators” عمل می‌کنند، تراکنش‌ها را تأیید می‌کنند بر اساس تعداد اتریومی که آن‌ها به عنوان ضمانت قفل کرده‌اند، نه بر اساس قدرت پردازشی که آن‌ها دارند. این تغییر می‌تواند به کاهش مصرف انرژی و افزایش سرعت و مقیاس‌پذیری شبکه کمک کند.

فرآیند “مرج” همان لحظه‌ای است که اتریوم 1.0 (PoW) به سیستم PoS اتریوم 2.0 ادغام می‌شود. پس از این مرحله، تمامی تراکنش‌ها و امنیت شبکه اتریوم بر اساس مکانیزم PoS اداره خواهد شد. این یک مرحله بسیار مهم و حساس در توسعه اتریاین یک مرحله بسیار مهم و حساس در توسعه اتریوم است. مرج به این معنی است که کلیه تراکنش‌ها و امنیت شبکه اتریوم بر اساس مکانیزم PoS اداره خواهد شد. این تغییر به کاهش چشمگیر مصرف انرژی، افزایش سرعت و مقیاس‌پذیری شبکه، و ارائه امکانات جدید برای توسعه‌دهندگان کمک می‌کند.

همچنین، با این تغییر، ماینرهایی که قبلاً از طریق PoW اتریوم استخراج می‌کردند، دیگر نمی‌توانند این کار را انجام دهند. به جای آن، تأییدکنندگانی که اتریوم را به عنوان ضمانت قفل کرده‌اند، تراکنش‌ها را تأیید خواهند کرد.

این تغییرات به توسعه بلاکچین اتریوم برای پشتیبانی از برنامه‌های کاربردی بزرگتر و پیچیده‌تر کمک خواهد کرد. با این حال، این یک فرایند پیچیده است که نیاز به زمان و توسعه مستمر دارد. توسعه‌دهندگان اتریوم در حال کار بر روی این فرایند هستند و هدف آن‌ها این است که یک سیستم بیشتر مقیاس‌پذیر، کارآمد، و امن ارائه دهند. با وجود اینکه مرج به طور قطعی تغییرات عمده‌ای در ساختار اتریوم ایجاد می‌کند، اما این تغییرات برای کاربران نهایی اتریوم بیشتر بی‌نام و بی‌صدا خواهد بود. هدف این است که این تغییرات در پشت صحنه اتفاق بیفتد و برای کاربران و توسعه‌دهندگان تجربه‌ی استفاده راحت‌تر و ساده‌تری را فراهم کند.

مزایای بروزرسانی اتریوم برای کاربران نهایی

• • سرعت بیشتر: با حذف نیاز به محاسبات PoW، تراکنش‌ها سریع‌تر انجام و تأیید می‌شوند.

• • مقیاس‌پذیری بیشتر: شاردینگ و PoS به اتریوم کمک می‌کند تا با تقاضای رو به افزایش برای فضای بلاکچین کنار بیاید.

• • کاهش هزینه‌ها: با کاهش نیاز به محاسبات سنگین PoW، هزینه‌های انرژی کاهش می‌یابد که این می‌تواند منجر به کاهش هزینه‌های تراکنش شود.

• • امنیت بیشتر: PoS و شاردینگ طراحی شده‌اند تا امنیت اتریوم را افزایش دهند، با این حال این یک موضوع پیچیده و بحث برانگیز است.

مرج یک قدم بزرگ در راستای تحقق اتریوم 2.0 است، اما این تنها یکی از بسیاری از بهبودهایی است که توسعه‌دهندگان اتریوم برنامه‌ریزی کرده‌اند. در آینده، ما می‌توانیم انتظار داشته باشیم که ببینیم چگونه این بروزرسانی اتریوم را برای نسل بعدی برنامه‌های کاربردی بلاکچین آماده می‌کند.