آیا بلاک‌چین می‌تواند چند هزار تراکنش در ثانیه را مدیریت کند؟

یکی از بزرگ‌ترین موانع فراگیری ارزهای دیجیتال مبتنی بر فناوری بلاک‌چین مسئله مقیاس‌پذیری است. شبکه‌های زنجیره‌ بلوکی عمومی، با توجه‌ به ماهیت‌شان، به‌ تنهایی قادر به مدیریت تراکنش‌ها در حجم بالا نیستند. به خصوص زمانی که موضوع ارز دیجیتال بانک مرکزی، با تقاضای بسیار بالای تراکنش بر ثانیه، مطرح باشد. راه حل این مشکل، الصاق لایه‌ای از بیرون به زنجیره اصلی و تسویه متناوب آنها است که «لایتنینگ» نام دارد.

ارز دیجیتال بانک مرکزی چیست؟

ارز دیجیتال بانک مرکزی (CBDC)، ارزهای مجازی‌ای هستند که از سوی نهاد ناظر مالی منتشر و کنترل می‌شوند. این ارزها کاملاً تحت نظارت دولت (یا نهاد خصوصی رگولاتور مالی) هستند. ارزهای دیجیتال بانک مرکزی، برخلاف اغلب ارزهای دیجیتال، کاملاً غیرمتمرکز نیستند؛ بلکه نماینده پول فیات خواهند بود؛ اما به‌صورت دیجیتال.

درنتیجه، آن بانک مرکزی که یک CBDC منتشر می‌کند، هم نهاد ناظر و هم دارنده حساب مشتریان آن خواهد بود. هر واحد ارز دیجیتال بانک مرکزی، معادل دیجیتالی امنی برای یک اسکناس است. این ارزها معمولاً از تکنولوژی دفتر کل توزیع‌شده (DLT) استفاده می‌کنند. ارزهای دیجیتال بانک مرکزی واکنشی در برابر محبوبیت روزافزون ارزهای دیجیتال هستند که در محدوده نظارت نهادهای ناظر قرار نمی‌گیرند. درنتیجه CBDC ها سعی کرده­اند از ارزهای دیجیتال، به لحاظ راحتی و امنیت، پیشی بگیرند. همچنین ویژگی‌های فوق را با ویژگی‌های قدیمی و کارآمد سیستم بانکی تلفیق کنند. در سیستم متداول بانکی، گردش پول، مدیریت‌شده است.

یکی از مهم‌ترین چالش‌های پیش رو برای عرضه و استفاده گسترده از CDBC ها، مسئله مقیاس‌پذیری آن است. این مسئله در مورد تمامی شبکه‌های بلاک‌چینی موجود هم چالش بزرگی محسوب می‌شود. به‌ طوری‌ که از اولین روزهای پیدایش ارزهای دیجیتال، یکی از مهم‌ترین مسائل مطرح‌شده، بحث مقیاس‌پذیری آنها بوده است. بعد از گذشت ۱۱ سال همچنان این مسئله بزرگ‌ترین چالش پیش روی ارزهای دیجیتال است. شبکه لایتنینگ (Lightning Network) یا شبکه صاعقه، راهکاری برای حل این مشکل است. پیش از تشریح آن ابتدا  کمی بیشتر با مفهوم مقیاس‌پذیری آشنا می­شویم.

مقیاس‌پذیری چیست؟

به بیان ساده، مقیاس‌پذیری به معنای حفظ عملکرد طبیعی شبکه با افزایش تعداد کاربران و میزان تراکنش‌ها است. بسیاری از ارزهای دیجیتال موجود تراکنش بر ثانیه‌ای (TPS) مابین ۷ تا ۱۰۰۰ دارند. اگرچه این مقدار در سال‌های اولیه با توجه ‌به کم بودن تراکنش‌ها کافی بود. با افزایش کاربران، مقیاس‌ناپذیری، یکی از مشکلات اساسی شد که زمان زیادی برای تأیید تراکنش‌ها و افزایش کارمزدها لازم داشت. برای درک موضوع، ۷ تراکنش در ثانیه را با میانگین تراکنش‌های شبکه‌های پرداخت (معادل ۲۴,۰۰۰ تراکنش در ثانیه) مقایسه کنید. شبکه‌های بلاک‌چینی با شرایط حال حاضر پاسخگوی نیازهای تجاری خرده‌فروشی به‌صورت گسترده نیستند. همین چالش باعث شد تا محققان و فعالین حوزه بلاک‌چین از همان ابتدا به دنبال راه‌حلی برای گذر از این مانع باشند. یکی از مهم‌ترین و عملی‌ترین راه‌حل‌های مطرح‌شده، شبکه لایتنینگ بوده است.

لایتنینگ به زبان ساده

شبکه لایتنینگ، راهکاری لایه دوم

(Second Layer) رفع­کننده مشکل مقیاس‌پذیری است.که با استفاده از قراردادهای هوشمند (Smart Contracts) به کاربران امکان ساخت کانال‌های پرداختی شخصی و برون زنجیره‌ای (Off–Chain) را بر روی شبکه‌های بلاک‌چین می‌دهد. این شبکه امکان انجام تراکنش‌ها با سرعت بیشتر و هزینه کمتر را نسبت به حالت عادی فراهم می‌کند.

یکی از مشکلات اصلی بلاک‌چین این است که تمامی تراکنش ها و اطلاعات مرتبط با آن باید در بلوک‌ها ثبت شود و هر بلوک دارای اندازه مشخص و مدت‌زمان ثبت تقریباً مشخص است؛ در نتیجه در هنگام شلوغی شبکه، زمان تأیید تراکنش‌ها و کارمزدها افزایش می‌یابد (ممکن است همه تراکنش‌ها در یک بلوک جای نگیرند و ثبت آن‌ها به بلوک بعدی موکول شود)؛ اما در شبکه لایتنینگ به دلیل انتقال انجام تراکنش ها به خارج از زنجیره اصلی، هنگام انجام تراکنش‌ها توسط دو فرد، نیازی به ثبت تمامی تراکنش‌ها در بلاک‌چین نیست و تنها و درنهایت یک تراکنش کلی در شبکه اصلی ثبت می‌شود.

شبکه لایتنینگ لایه‌ای دیگر به بلاک‌چین اضافه می‌کند که امکان ایجاد کانال‌های پرداختی دونفره (P2P)  را به کاربران می‌دهد. این کانال‌ها تا زمانی که به آن‌ها نیاز باشد، می‌توانند وجود داشته باشند و به این دلیل که بین دو فرد ایجاد شده‌اند، تا زمانی که این دو فرد کانال پرداختی را نبندند، تراکنش‌ها به‌صورت عمومی در بلاک‌چین منتشر نمی‌شود؛ بنابراین انجام تراکنش‌ها توسط شبکه لایتنینگ تقریباً آنی و با کمترین هزینه ممکن اتفاق می‌افتد. در این روش دو کاربر برای انجام تراکنش‌های خود به‌صرف وقت برای تأیید بلوک توسط استخراج‌گران و کارمزد آن‌ها نیازی ندارند و در نتیجه هزینه انتقال پول آن‌ها نیز تا حد زیادی کاهش می‌یابد. در شبکه ققنوس نیز برون‌زنجیره لایتنینگ تعبیه شده است.

نحوه کار شبکه لایتنینگ ققنوس

فرض کنید علی و سارا می‌خواهند فارغ از تراکنش های درون شبکه پرداخت‌هایی به یکدیگر داشته باشند. علی یک کانال پرداخت با سارا ایجاد می‌کند.

ایجاد کانال

در ابتدا طرفین بر روی زمان و سهم اولیه از حجم کانال توافق می‌کنند. فرض کنیم می‌خواهیم کانالی برای ده روز ساخته شود و سهم سارا ۱۰۰۰ ریال و سهم علی ۵۰۰ ریال باشد. با استفاده از مفاهیم حساب‌های چند امضایی و قرارداد هوشمند دو طرف توافق می‌کنند که سهم هرکدام از موجودی کانال چقدر باشد. هر یک از طرفین حداکثر تا ده روز (زمان توافقی اتمام کانال) بتوانند سهم خود از کانال را برداشت کنند. بعد از توافق طرفین در مورد سهم­شان از کانال و زمان اتمام کانال، توافقنامه‌ها  رد­و­بدل می­شود. توافق‌نامه‌ها در حقیقت تراکنش هایی بر روی حساب‌های میانی هستند که توسط طرفین کانال امضا شده و ردوبدل شده ‌است. حساب‌های چند امضایی میانی ساخته می‌شود و حساب مشترک توسط علی و سارا شارژ می‌شود. حال ببینیم در حساب‌های میانی چه اتفاقی می‌افتد.

شرح حساب‌ میانی

– GCommon  حساب واسطی که نقش نگهداری موجودی کانال و تبادلات مالی بعدی را خواهد داشت.

– GCSara حساب واسط سارا که نقش نگهداری سهم سارا از کانال تا پایان زمان کانال را خواهد داشت.

– GCAli حساب واسط علی که نقش نگهداری سهم علی از کانال تا پایان زمان کانال را خواهد داشت.

تراکنش شماره یک مورد توافق:

• هزار ریال از موجودی کانال به حساب واسط سارا واریز شود.
• پانصد ریال از موجودی کانال به حساب واسط علی واریز شود.

تراکنش شماره دو مورد توافق:

پس از اتمام زمان کانال:

• موجودی حساب واسط سارا به حساب سارا واریز شود.
• موجودی حساب واسط علی به حساب علی واریز شود.

این تراکنش‌ها توسط طرفین امضا میشود. سپس هر یک بدون نیاز به دیگری امکان اجرای این تراکنش روی شبکه ققنوس را خواهند داشت.

تبادلات مالی

فرض کنیم علی می‌خواهد ۵۰ ریال پول به سارا بدهد. یک توافق جدید توسط دو تراکنش به شرح زیر ایجاد می‌کند:

تراکنش اول:

۱۰۵۰ ریال از موجودی کانال به حساب واسط سارا واریز شود.

۴۵۰ ریال از موجودی کانال به حساب واسط علی واریز شود.

تراکنش دوم:

هر یک از طرفین کانال که تراکنش‌های مورد توافق قبلی را روی شبکه به اجرا بگذارد طرف دیگر کانال حق دارد بند مجازات* را به اجرا بگذارد.

*بند مجازات: بند مجازات یک قرارداد هوشمند است که بنا به آن: هر توافق جدید باعث بی­اعتباری توافقات قبلی می­شود. درصورت اجرا توافقات قبلی در شبکه ققنوس، امکان مصادره موجودی کانال به طرف مقابل داده خواهد شد.

پس در هر تبادل و توافق مالی، سهم هر کس مشخص شده، در تراکنش جدید به امضای طرفین می­رسد. اجرای تراکنش­ های قبلی امکان اجرای بند مجازات را برای طرفین ایجاد می­کند.

اتمام کانال:

طرفین زمانی که بخواهند به کانال پایان دهد، آخرین تراکنش مورد توافق خود روی کانال به اجرا خواهند گذاشت. این تراکنش باعث می‌شود سهم هر کس وارد حساب واسط آن فرد بشود. در صورتی‌ که طرف دیگر کانال اجازه پایان کانال را بدهد. پول از حساب‌های واسط وارد حساب شخصی طرفین می‌شود و کانال پایان می‌یابد. وگرنه در زمان پایان کانال (زمان مورد توافق اولیه) امکان برداشت از حساب واسط به حساب شخصی میسر خواهد بود.

سخن پایانی

گسترش روزافزون رمزارزها و استقبال جوامع از آن، لزوم گذار از بانکداری سنتی به فناوری‌های جدید، را ایجاد کرده­است. فناوری بلاک‌چین و دفتر­کل توزیع ‌شده می­تواند صنعت بانکداری، صنایع وابسته و خرده ‌فروشی را در مقیاس جهانی دگرگون سازد. بدون شک در این دوران گذار، چالش‌های بسیاری برای وفق‌پذیری و استفاده از فرصت‌های جدید، پیش روی این صنعت است. یکی از چالش‌های فنی در شبکه‌های مالی گسترده، به‌خصوص در سطح کلان، مقیاس‌پذیری و امکان گسترش آسان تکنولوژی است. شبکه لایتنینگ و قراردادهای هوشمند، استفاده از بلاک‌چین و دفتر کل توزیع‌شده را در سطح وسیع امکان‌پذیر می‌کنند. این کار باعث بهره­ مندی صنعت بانکداری از مزایا و فواید بلاک‌چین می­‌شود.