بمب سختی اتریوم چیست؟ روشی برای خاتمه استخراج اتریوم

بمب سختی اتریوم که به نام بمب سختی یا عصر یخبندان نیز شناخته می شود، مکانیزمی است که در پروتکل شبکه اتریوم تعبیه شده است که به منظور افزایش تدریجی دشواری استخراج بلوک های اتریوم در طول زمان طراحی شده است. هدف این افزایش عمدی دشواری، تشویق انتقال شبکه از الگوریتم اجماع اثبات کار ( PoW ) به الگوریتم اثبات سهام ( PoS ) است.

مفهوم بمب سختی ساده است: با افزایش دشواری استخراج بلوک‌های اتریوم، استخراج به تدریج چالش‌برانگیزتر می‌شود و برای ماینرها پاداش کمتری خواهد داشت. این مکانیسم تنظیم دشواری برای تشویق ذینفعان اتریوم، از جمله استخراج‌کنندگان و توسعه‌دهندگان، برای اولویت‌بندی انتقال به PoS معرفی شد که نویدبخش افزایش مقیاس‌پذیری، امنیت و بهره‌وری انرژی در مقایسه با PoW است.

بمب سختی اتریوم چیست؟

بمب سختی اتریوم، که به عنوان “عصر یخبندان” نیز شناخته می شود، به تشدید عمدی و ناگهانی در دشواری استخراج اتریوم تحت مکانیسم اجماع اثبات کار ( PoW ) اشاره دارد. این مفهوم برای تسریع انتقال به الگوریتم اجماع اثبات سهام ( PoS ) که معمولاً به عنوان ارتقاء “کاسپر” نامیده می شود، معرفی شد. هدف از Difficulty Bomb افزایش تدریجی زمان مورد نیاز برای استخراج یک بلوک جدید در بلاک چین اتریوم است.

در زمینه استخراج ارزهای دیجیتال، «سختی شبکه» یا «سختی استخراج» به معنای سطح تلاش محاسباتی مورد نیاز برای اعتبارسنجی و تأیید تراکنش در شبکه است. بمب سختی اتریوم در ابتدا قرار بود با یک عدد بلوک از پیش تعیین شده فعال شود که منجر به افزایش قابل توجهی در پیچیدگی پازل های استخراج در الگوریتم PoW شد .

فعال‌سازی بمب سختی منجر به طولانی‌تر شدن زمان استخراج برای بلاک‌های اتریوم شد و در نتیجه پاداش‌های دریافتی استخراج‌کنندگان از نظر اتر (ETH) را کاهش داد. با گذشت زمان، این مکانیسم باعث شد که مشکل شبکه به طور تصاعدی رشد کند و استخراج را به طور فزاینده ای سخت کند. در نهایت، تشدید مشکل می‌تواند به نقطه‌ای برسد که تولید بلوک‌های جدید غیرممکن شود و عملاً عملیات استخراج PoW اتریوم متوقف شود.

تاریخچه بمب سختی اتریوم

مفهوم بمب سختی اتریوم که به عنوان عصر یخبندان نیز شناخته می شود، توسط توسعه دهندگان اتریوم در سال 2015 به عنوان یک اقدام استراتژیک برای ایجاد انگیزه برای انتقال از الگوریتم اجماع اثبات کار ( PoW ) به اثبات سهام ( PoS ) معرفی شد. هنگامی که اتریوم در ابتدا توسعه یافت، از مکانیزم اجماع PoW مشابه بیت کوین استفاده کرد که در آن استخراج نقش مهمی در دستیابی به اجماع داشت.

همانطور که اتریوم محبوبیت پیدا کرد و فرآیند استخراج چالش برانگیزتر شد، توسعه دهندگان نیاز به انتقال به یک الگوریتم اجماع پایدارتر و کارآمدتر را تشخیص دادند. توسعه‌دهندگان اتریوم آینده‌ای را پیش‌بینی می‌کردند که در آن استخراج در شبکه اتریوم به طور فزاینده‌ای دشوار می‌شد و به طور بالقوه منجر به رکود یا حتی عدم امکان استخراج بلوک‌های جدید می‌شد.

برای مقابله با این چالش، توسعه‌دهندگان اتریوم بمب سختی اتریوم را پیاده‌سازی کردند، که اساسا مکانیزمی بود برای افزایش تدریجی دشواری استخراج در طول زمان. هدف از این افزایش عمدی دشواری استخراج، ایجاد حس فوریت در جامعه اتریوم بود و ذینفعان را ترغیب کرد که انتقال به اجماع PoS را تسریع کنند .

اصطلاح “عصر یخبندان” یا “عصر یخبندان اتریوم” اغلب به جای بمب سختی اتریوم استفاده می شود، به دوره ای اشاره می کند که استخراج اتریوم به دلیل افزایش تصاعدی در سختی استخراج غیرعملی یا غیرقابل اجرا می شود. در نهایت، عصر یخبندان اتریوم به عنوان یک کاتالیزور برای پذیرش اجماع PoS عمل می کند و راه حل پایدارتر و مقیاس پذیرتری را برای شبکه اتریوم ارائه می دهد.

اهداف بمب سختی اتریوم

فعال سازی بمب سختی اتریوم که به عنوان عصر یخبندان نیز شناخته می شود، منجر به چندین نتیجه مهم و دستیابی به اهداف مختلف برای شبکه اتریوم شده است:

1. انتقال از اثبات کار ( PoW ) به اثبات سهام ( PoS ): با افزایش قابل توجه دشواری ماینینگ، بمب سختی ماینرهای اتریوم را تشویق کرد تا از استخراج PoW دور شوند ، که انرژی بر و کمتر پایدار است. این تغییر با هدف بلندمدت اتریوم برای انتقال به اجماع PoS مطابقت دارد که مقیاس‌پذیری، امنیت و کارایی انرژی را افزایش می‌دهد.
2. جلوگیری از تمرکز: بمب دشواری اتریوم با ایجاد مشکل به طور فزاینده ای برای هر نهاد یا گروهی برای تسلط بر فرآیند استخراج، به خنثی کردن تمرکز قدرت ماینینگ کمک کرده است. هدف اتریوم با کاهش انگیزه‌های عملیات استخراج متمرکز، حفظ یک شبکه غیرمتمرکز و انعطاف‌پذیر است.
3. تسهیل ارتقاء شبکه: فعال شدن بمب دشواری، گره های شبکه را وادار کرد تا به نسخه های جدیدتر پروتکل اتریوم ارتقا یابند. این تضمین می‌کند که شبکه قوی و ایمن باقی می‌ماند، زیرا گره‌های قدیمی ممکن است خطرات امنیتی ایجاد کنند و مانع پذیرش ویژگی‌ها و پیشرفت‌های جدید شوند.
4. کاهش هارد فورک ها: بمب سختی اتریوم در کاهش وقوع هارد فورک ها، به ویژه پس از اجرای به روز رسانی های بزرگ مانند انتقال به PoS، نقش داشته است. با تشویق به‌روزرسانی‌ها و اجماع در سطح شبکه، بمب دشواری به حفظ یکپارچگی و انسجام بلاک چین اتریوم کمک می‌کند.

به طور کلی، بمب سختی اتریوم در پیشبرد تکامل و بلوغ شبکه اتریوم نقش بسزایی داشته و راه را برای آینده ای پایدارتر، امن تر و غیرمتمرکزتر هموار کرده است.

منشا بمب سختی از کجاست؟

منشاء بمب دشواری اتریوم، که به عنوان عصر یخبندان نیز شناخته می شود، به بلاک چین اتریوم 1.0 و تکامل آن به عنوان اولین پلتفرم برای پشتیبانی از برنامه های غیرمتمرکز ( dApps ) و قراردادهای هوشمند بازمی گردد.

نوآوری اتریوم در فعال کردن dAppها و قراردادهای هوشمند منجر به پیشرفت‌های قابل توجهی در بخش‌های مختلف از جمله مالی غیرمتمرکز (DeFi)، سازمان‌های مستقل غیرمتمرکز (DAOs)، پیشنهادات اولیه سکه (ICO) و توکن‌های غیرقابل تعویض (NFT) شده است. این برنامه‌ها پتانسیل فناوری بلاک چین را برای متحول کردن صنایع سنتی و ایجاد پارادایم‌های اقتصادی جدید نشان داده‌اند.

با این حال، علیرغم قابلیت‌های پیشگامانه‌اش، اتریوم با چالش‌هایی در رابطه با مقیاس‌پذیری، امنیت و تمرکززدایی مواجه است که معمولاً به عنوان «سه‌گانه بلاک چین» شناخته می‌شود. مقیاس‌پذیری به‌عنوان نگرانی اصلی ظاهر شده است که با کارمزدهای بالای تراکنش یا هزینه‌های گاز و تعداد کم تراکنش در ثانیه (TPS) در شبکه اتریوم تشدید شده است. علاوه بر این، تأثیر زیست محیطی مکانیسم اجماع اثبات کار ( PoW ) اتریوم به طور فزاینده ای آشکار شده است.

برای رسیدگی به این چالش‌ها و هموار کردن راه برای پایداری و رشد بلندمدت اتریوم، جامعه اتریوم به دنبال انتقال از PoW به اثبات سهام ( PoS ) بوده است. PoS مقیاس پذیری، کارایی انرژی و امنیت بیشتری را ارائه می دهد و آن را به یک راه حل ایده آل برای مشکلات مقیاس پذیری اتریوم تبدیل می کند. با این حال، انتقال به PoS نیازمند برنامه ریزی و هماهنگی دقیق برای اطمینان از مهاجرت روان و بدون درز است.

به طور خلاصه، بمب دشواری اتریوم به عنوان مکانیزمی برای ایجاد انگیزه برای انتقال به اجماع PoS با افزایش تدریجی دشواری استخراج در شبکه اتریوم معرفی شد. این انتقال به دلیل تعهد اتریوم به غلبه بر چالش‌های مقیاس‌پذیری و دستیابی به تمرکززدایی، امنیت و پایداری بیشتر در بلندمدت انجام می‌شود.

چالش های بمب سختی اتریوم

گس فی بالا

با افزایش پذیرش بلاک چین، به ویژه در برنامه هایی مانند امور مالی غیرمتمرکز (DeFi) و توکن های غیرقابل تعویض (NFT)، تقاضا برای تراکنش های اتریوم به شدت افزایش می یابد و منجر به افزایش قابل توجه هزینه های گاز می شود. هزینه های گاز نشان دهنده هزینه های مربوط به اجرای تراکنش ها یا قراردادهای هوشمند در شبکه اتریوم است و افزایش تقاضا، اتریوم را به یک شبکه گران قیمت برای کاربران تبدیل کرده است.

یک مثال قابل توجه در 30 آوریل 2022 (10 مه 1401) در طول حراج زمین برای مجموعه NFT میمون قلعه Metaverse (BAYC) به میزبانی آزمایشگاه یوگا رخ داد. در این حراج، آزمایشگاه‌های یوگا تقریباً 600 میلیون دلار دریافت کردند که یکی از بزرگترین تراکنش‌ها در تاریخ اتریوم است. همزمان، این رویداد همچنین شاهد بالاترین هزینه گاز ثبت شده در شبکه اتریوم با مجموع 175 میلیون دلار (معادل 63062.39 اتر) بود.

در طول این افزایش کارمزد، برخی از کاربران متوجه شدند که برای تراکنش‌های ناقصی که معمولاً فقط 30 دلار هزینه دارند، هزینه‌های گزافی تا 6000 دلار (معادل 2.125 اتر) پرداخت می‌کنند. این افزایش بی‌سابقه هزینه‌ها، چالش‌های ناشی از مشکلات مقیاس‌پذیری اتریوم را برجسته کرد و بر نیاز فوری به راه‌حل‌هایی برای پرداختن به هزینه‌های بالای گاز و تراکم شبکه تاکید کرد.

در پاسخ به اعتراض کاربران آسیب دیده، Yoga Labs قصد خود را برای بازپرداخت این هزینه های گاز بیش از حد اعلام کرد که نشان دهنده تعهد خود برای کاهش تأثیر مالی بر شرکت کنندگان است. با این حال، این حادثه نیاز مبرم اتریوم به پیاده‌سازی راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری، مانند انتقال اتریوم 2.0 به اثبات سهام ( PoS ) را برای کاهش ازدحام شبکه و کاهش هزینه‌های گاز در آینده روشن کرد.

TPS پایین

قابلیت پردازش تراکنش فعلی اتریوم که به عنوان تراکنش در ثانیه (TPS) نیز شناخته می شود، نسبتاً پایین است و معمولاً بین 10 تا 15 تراکنش در ثانیه متغیر است. این توان عملیاتی محدود چالش‌هایی را برای مقیاس‌پذیری اتریوم به‌ویژه در مقایسه با سیستم‌های پرداخت متمرکز مانند Visa و MasterCard ایجاد کرده است.

در پاسخ به این نگرانی‌های مقیاس‌پذیری، نقشه راه اتریوم پس از Marj در سال 2022 برنامه‌هایی را برای رسیدگی به این موضوع از طریق اجرای اشتراک‌گذاری مشخص می‌کند. Sharding یک راه حل مقیاس پذیر است که هدف آن بهبود توان عملیاتی اتریوم از طریق تقسیم شبکه به بخش های کوچکتر و قابل مدیریت تر به نام خرده است. انتظار می رود این پیاده سازی تعداد تراکنش هایی را که اتریوم می تواند پردازش کند به میزان قابل توجهی افزایش دهد.

اتریوم با استفاده از شاردینگ قصد دارد وارد مرحله افزایشی شود، جایی که توان عملیاتی تراکنش آن افزایش قابل توجهی را تجربه خواهد کرد. پیش‌بینی می‌شود فاز افزایش در سال 2023 رخ دهد و نقطه عطفی در سفر اتریوم به سمت مقیاس‌پذیری و پذیرش جریان اصلی باشد.

با این حال، حتی با وجود پیشرفت های پیش بینی شده از طریق اشتراک گذاری، انتظار می رود TPS اتریوم همچنان پایین تر از سیستم های پرداخت متمرکز مانند Visa و MasterCard باشد. به عنوان مثال، طبق گزارش ها، ویزا بین 1700 تا 24000 تراکنش در ثانیه را پردازش می کند، در حالی که مستر کارت تا 5000 تراکنش در ثانیه را انجام می دهد.

اگرچه اتریوم ممکن است با توان عملیاتی تراکنش های سیستم های متمرکز مطابقت نداشته باشد، تمرکز آن بر تمرکززدایی، امنیت و قابلیت برنامه ریزی آن را متمایز می کند و همچنان کاربران و توسعه دهندگان را به اکوسیستم خود جذب می کند. همانطور که اتریوم با نقشه راه مقیاس پذیری خود پیشرفت می کند، هدف آن ایجاد تعادل بین توان عملیاتی و تمرکززدایی، تقویت نوآوری و پذیرش در امور مالی غیرمتمرکز (DeFi) و فضای گسترده تر بلاک چین است.

مصرف انرژی بالا

اثبات کار ( PoW )، در حالی که در تضمین امنیت و تمرکززدایی در بلاک چین اتریوم موثر است، به دلیل مصرف انرژی بالای آن، چالش زیست محیطی مهمی را ارائه می‌کند. طبق برآوردها، بلاک چین اتریوم سالانه تقریباً 73.2 تراوات ساعت (TWh) انرژی مصرف می کند تا عملیات خود را حفظ کند.

این میزان مصرف انرژی با یک کشور متوسط مانند اتریش قابل مقایسه است. قدرت محاسباتی فشرده مورد نیاز برای فعالیت‌های استخراج در شبکه اتریوم منجر به انتشار کربن قابل توجهی می‌شود که به نگرانی‌های زیست‌محیطی مانند تغییرات آب و هوا و آلودگی هوا کمک می‌کند.

تأثیر زیست‌محیطی شبکه‌های بلاک چین مبتنی بر PoW ، از جمله اتریوم، بحث‌هایی را در جامعه ارزهای دیجیتال در مورد انتقال به مکانیسم‌های اجماع انرژی کارآمدتر، مانند Proof of Stake ( PoS ) برانگیخته است. PoS مزایای امنیتی و غیرمتمرکز قابل مقایسه ای را ارائه می دهد در حالی که انرژی بسیار کمتری مصرف می کند.

همانطور که اتریوم با ارتقای اتریوم 2.0 خود، که شامل گذار از PoW به توافق PoS از طریق اجرای زنجیره Beacon و اشتراک گذاری است، پیشرفت می کند، هدف آن کاهش ردپای محیطی و افزایش پایداری است. با کاهش مصرف انرژی و انتشار کربن، اتریوم به دنبال همسویی با اهداف زیست محیطی گسترده تر و ترویج پذیرش فناوری های بلاک چین سازگار با محیط زیست است.

کاربرد بمب سختی اتریوم

بر اساس اهداف و انگیزه های معرفی بمب دشواری اتریوم، اهمیت آن در رابطه با رویداد Marj آشکار می شود. نگرانی اصلی ناشی از افزایش دشواری در استخراج اتریوم بود که باعث شد ماینرها انگیزه خود را به دلیل کاهش سودآوری ناشی از کاهش پاداش های بلوک از دست بدهند. جدا از اینکه به عنوان مکانیزمی برای جلوگیری از فورک های اتریوم عمل می کند، بمب دشواری نقش مهمی در تسریع و تسهیل انتقال به مکانیسم اجماع اثبات سهام ایفا کرد. در اصل، به عنوان یک کاتالیزور و تسهیل کننده برای تحقق موفقیت آمیز این انتقال عمل کرد.

زمان به روز رسانی بمب سختی اتریوم

بمب سختی اتریوم که در ابتدا قرار بود به‌عنوان یک قرارداد هوشمند پیاده‌سازی شود، برای سازگاری با طرح تنظیم سختی که در به‌روزرسانی Frontier ادغام شده بود، دستخوش تغییراتی شد. روند افزایش دشواری شبکه در آگوست و سپتامبر 2015 آغاز شد و یک سال بعد در نوامبر و دسامبر 2016 افزایش قابل توجهی مشاهده شد. 2019 (9 مارس 2017)، همراه با به‌روزرسانی Muir Glacier در 2 ژانویه 2020 (12 ژانویه 2018)، برای خنثی کردن انفجار بمب سختی کار کرد و از ادامه حیات ماینینگ برای اتریوم اطمینان حاصل کرد. این دنباله با هارد فورک لندن در 5 آگوست 2021 (14 اوت 1400)، به روز رسانی یخچال Arrow در 9 دسامبر 2021 (21 دسامبر 1400)، و ارتقاء یخچال خاکستری در 30 ژوئن 2022 (9 ژوئیه،) ادامه یافت. 1401). قابل ذکر است که ارتقاء یخچال های طبیعی Muir و Grey Glacier در درجه اول با هدف به تعویق انداختن انفجار بمب سختی اتریوم بوده است. فعال‌سازی بمب دشواری در یک لحظه نامناسب می‌تواند به‌شدت سرعت تأیید تراکنش را مختل کند و به طور بالقوه باعث شود کاربران اتریوم به زنجیره‌های جایگزین مهاجرت کنند و در نتیجه ارزش اتر را کاهش دهد. علاوه بر این، معدنچیان نسبت به انتقال به اثبات سهام و انفجار بمب دشوار ابراز بی میلی کردند، زیرا تجهیزات گران قیمت استخراج آنها را منسوخ می کرد.

دلیل تاخیر بمب سختی اتریوم چه بود؟

تاخیر بمب سختی اتریوم را می توان به انتقال برنامه ریزی شده شبکه اتریوم به مکانیزم اجماع اثبات سهام نسبت داد. این تاخیر پنج بار رخ داده است زیرا توسعه دهندگان به دنبال رفع مشکلات و نگرانی های مختلف بودند. یک گام مهم در این فرآیند، اجرای آزمون Marj در شبکه آزمایشی Ropsten در 8 ژوئن 2022 (18 ژوئن 1401) بود که معمولاً به عنوان “اولین تمرین لباس” شناخته می شود، با هدف شناسایی و حل مسائل احتمالی. پس از آزمایش، توسعه‌دهندگان اتریوم بر اساس بینش‌های به‌دست‌آمده، تاریخ اجرای بمب دشواری را تا آگوست ۲۰۲۲ (سپتامبر ۱۴۰۱) به تعویق انداختند.

ویتالیک بوترین قبلاً اشاره کرده بود که اگر توسعه‌دهندگان به زمان بیشتری برای رفع مشکلات موجود نیاز داشته باشند، اجرای بمب دشواری می‌تواند تا سپتامبر یا اکتبر 2022 (سپتامبر و اکتبر 1401) بیشتر به تعویق بیفتد. علاوه بر این، تیم بیکو ، توسعه‌دهنده هسته اتریوم، به احتمال 1-10 درصدی اذعان کرد که Marj ممکن است در سال 2022 رخ ندهد. با این حال، بحث‌هایی که بین توسعه‌دهندگان در 10 ژوئن 2022 در مورد یک باگ کشف‌شده انجام شد، نشان داد که تأخیر بمب دشواری انجام نمی‌شود. لزوماً بر جدول زمانی مرج تأثیر می گذارد.

مزایا و معایب Difficulty Bomb

بررسی فعال شدن بمب سختی اتریوم هم مزایا و هم معایب را آشکار می کند. بیایید به این جنبه ها بپردازیم:

مزایای:

• تسهیل گذار از اثبات کار به اثبات سهام، در نتیجه تکامل مکانیسم اجماع اتریوم را ساده می کند.
• کاهش قابل توجه در مصرف انرژی، همسویی با اهداف پایداری گسترده تر.
• هموار کردن راه برای افزایش سرعت پردازش تراکنش (TPS) در شبکه اتریوم.
• بسترسازی برای رسیدگی به چالش‌های مقیاس‌پذیری، امنیت و عدم تمرکز ذاتی در فناوری بلاک چین.

معایب:

• کاهش پاداش استخراج بلوک، بر سودآوری ماینرها تأثیر می گذارد و به طور بالقوه منجر به کاهش فعالیت ماینینگ می شود.
• تجهیزات ماینینگ به دلیل تغییر مکانیسم اجماع منسوخ شده و منجر به خسارات مالی برای ماینرها و نیاز به جایگزینی یا تغییر کاربری تجهیزات می شود.

وضعیت فعلی اتریوم پس از انفجار بمب سختی

پس از انفجار بمب سختی در 14 سپتامبر 2022 (23 شهریور 1401) در بلوک 15530314، که به طور مشخص فقط یک روز قبل از یک رویداد مهم در بازار اتریوم رخ داد، تغییر قابل توجهی در شبکه اتریوم رخ داد. همانطور که در نمودار دشواری شبکه اتریوم ارائه شده نشان داده شده است، سختی شبکه پس از Marj به صفر رسید. این نشان می دهد که استخراج ارز دیجیتال اتر از طریق ماینینگ به طور کامل متوقف شده است.

جالب اینجاست که در میان افراد خاصی نگرانی وجود داشت که این رویداد ممکن است به معنای نابودی اتریوم باشد. با این حال، برخلاف این نگرانی‌ها، Marj به‌عنوان مدرکی بر خلاف آن عمل کرد و مقاومت اتریوم را در ادامه عملکرد یکپارچه شبکه نشان داد. علاوه بر این، این حادثه تأثیر نامطلوبی بر تراکنش‌های کاربران در داخل شبکه اتریوم نداشته است، که بر استحکام و توانایی آن در مقاومت در برابر چنین پیشرفت‌هایی تأکید می‌کند.