انجام معاملات در دستگاه مجازی اتریوم گران و کند است. برای رسیدن به اجماع زنجیره ای ، هر عملیاتی باید توسط اکثر گره ها پردازش شود. این یک محدودیت اساسی در توان معامله اتریوم است.

مقیاس مقیاس 1:

در حال حاضر ، Ethereum می تواند حداکثر 15 معاملات در ثانیه را پردازش کند ، که از مقیاس پذیری در سطح اینترنت بسیار دور است. ویتالیک باترین ، خالق اتریوم انتظار دارد که یک بازی نهایی میلیون ها معاملات در هر ثانیه بتواند در الزامات شبکه غیرمتمرکز شرکت کند (به عنوان مثال تقاضا که توسط دستگاه های IoT ایجاد می شود) ، اما می گوید میلیاردها دلار هنوز هدف بلند مدت است.

Casper ، Ewasm ، Sharding و سایر فن آوری های مقیاس پذیری و کارآیی تحت چتر آرامش در حال توسعه است. آنها به عنوان راه حل های لایه 1 شناخته می شوند زیرا پروتکل هسته اتریوم را اصلاح می کنند و برای امنیت به آن اعتماد می کنند. آنها اتریوم را با تجارت های مختلف سریعتر می کنند ، اما محدودیت های اساسی اجماع زنجیره ای را تغییر نمی دهند.

لایه بندی لایه 2:

راه حل های لایه 2 پروتکل هایی هستند که در بالای لایه 1 ساخته شده اند ، که در آن به امنیت متکی هستند. راه حل های مقیاس گذاری در لایه 2 تمرکز مهمی بر توان معامله دارند و همان شهود را به اشتراک می گذارند: Ethereum به عنوان هسته ی اطمینان استفاده می شود که می توانید سیستم های رمزنگاری شده را به آن وصل کنید.

لایه دوم سازوکارهای اقتصادی می تواند ابزار اتریوم را گسترش دهد ، و این امکان را فراهم می کند که تعامل ایمن اتفاق بیفتد که در خارج از زنجیره اتفاق می افتد اما هنوز هم می تواند در صورت لزوم به آن هسته مراجعه کند.

تکنیک های خارج از زنجیره به شرکت کنندگان این امکان را می دهد تا به جای اینکه آنها را در blockchain انجام دهند ، بدون اینکه به یکدیگر اعتماد کنند ، معاملات بین خود را مستقیماً انجام دهند. احزاب درگیر یک دستگاه حالت خارج از زنجیره (که توسط پروتکل ضد کلاهبرداری است) را حفظ می کنند و فقط در صورت لزوم به اجماع زنجیره ای از سر می روند.

این مکانیسم های ساخته شده در بالای اتریوم همیشه همان ضمانتی را ندارند که گویی در زنجیره ای انجام شده است ، به عنوان مثال ممکن است شرکت کنندگان را ملزم به ماندن آنلاین کنند تا بتوانند به تلاش های کلاهبرداری پاسخ دهند ، اما می توانند به اندازه کافی نهایی باشند وامن برای بسیار مفید بودن.

برخی از مکانیسم های توسعه یافته در لایه 2 کانال های دولتی ، Sidechains و پلاسما هستند. آنها مقیاس پذیری را بهبود می بخشند و هزینه های معامله را کاهش می دهند.

1. کانال های دولتی:

کانال های ایالتی با حرکت دادن عملیات اصلاح کننده دولت ، عملکرد blockchain را بهبود می بخشند. این عملیات به طور مستقیم بین شرکت کنندگان اجرا می شود. کانال های پرداخت اولین نوع کانال دولتی بود که با استفاده از معاملات خارج از زنجیره برای اصلاح مالکیت بیت کوین قفل شده ، به کاربران امکان می دهد "پرداخت های خارج از زنجیره" را بین یکدیگر انجام دهند. اصطلاح "کانال های دولتی" این تکنیک را فراتر از پرداخت ها ، از جمله انواع اصلاحات دولت blockchain ، تعمیم می دهد.

کانال های ایالتی به شرکت کنندگان اجازه می دهد تا بخش های قفل شده از دولت blockchain را که به عنوان سپرده های دولتی شناخته می شوند ، ایمن تغییر دهند. اینها به طور معمول در کیف پول های چند منظوره یا قراردادهای هوشمند برگزار می شود. احزاب با تبادل پیام های خارج از زنجیره ای که به روزرسانی در سپرده دولتی را توصیف می کنند ، کانال دولتی را به روز می کنند. هنگامی که آنها تصمیم به بستن کانال می گیرند ، جدیدترین به روزرسانی دولت به عنوان یک معامله واحد به قرارداد چند زنجیره ای یا قرارداد هوشمند ارسال می شود و طبق وضعیت نهایی ، سپرده دولتی برای شرکت کنندگان پس گرفته می شود.

از آنجا که شرکت کنندگان نسخه ای از این به روزرسانی های حالت خارج از زنجیره را ذخیره می کنند ، در صورت تمایل می توانند جدیدترین به روزرسانی دولت را در زنجیره اجرا کنند. از ارسال پیام های قدیمی توسط طرف های خود ، که همیشه می توانند ثابت کنند که جدیدترین به روزرسانی وجود دارد ، جلوگیری می شود. این طراحی تئوری بازی به شرکت کنندگان این امکان را می دهد تا به روزرسانی ها را در یک کانال دولتی درمان کنند که گویی "نهایی" هستند.

2. Sidechains:

Sidechains blockchain های منحصر به فرد است که با استفاده از یک PEG دو طرفه به "زنجیره اصلی" وصل می شوند. آنها اجازه می دهند تا نشانه ها و دارایی های دیجیتالی از یک blockchain در یک جداگانه استفاده شود و در صورت لزوم دوباره به اصل منتقل شوند. Sidechains مستقل از زنجیره اصلی است و مسئولیت امنیت خودشان را بر عهده دارند ، به این معنی که آنها مکانیسم خود را برای دستیابی به اجماع پیاده سازی می کنند.

3. پلاسما:

پلاسما یک چارچوب برای ایجاد برنامه های کاربردی مقیاس پذیر است. این تکنیک دارای یک سری قراردادهای هوشمند در بالای یک blockchain ریشه است. قرارداد شبکه ریشه فقط مقدار کمی از تعهدات از طریق blockchains کودک را انجام می دهد که در بیشتر موارد قادر به انجام مقدار فوق العاده زیادی از محاسبات هستند. این تعهدات به صورت دوره ای از blockchain کودک به Root One پخش می شود.

ویژگی ها و محدودیت ها:

خصوصیات ایمنی برای کانال های دولتی و پلاسما به طور مستقیم به ایمنی blockchains که در آن سپرده های دولتی آنها قفل شده است بستگی دارد. سانسور انتخابی ارسال های یک شرکت کننده به blockchain می تواند او را از خارج شدن ایمن از یک کانال دولتی یا زنجیره پلاسما متوقف کند. در مورد Sidechains ، ایالت با مکانیسم اجماع متفاوت به یک blockchain منتقل می شود. در صورت عدم موفقیت ، صاحبان دولت ممکن است همه چیز را از دست بدهند.

کانال های ایالتی از پلاسما متمایز می شوند زیرا هرگونه تغییر دولت نیاز به رضایت صریح از همه شرکت کنندگان دارد. آنها مستقیماً به سوابق و زندگی شرکت کنندگان در کانال دولتی بستگی دارند. این فاکتورها کانال های دولتی را به یکی از تکنیک های کاملاً محدود برای بهبود عملکرد برنامه های مبتنی بر blockchain تبدیل می کنند.

کاربران پلاسما باید منتظر تأیید باشند تا معاملات خود را تکمیل و ایمن در نظر بگیرند. این امر به این دلیل است که پلاسما به اثبات ادغام ارائه شده به زنجیره اصلی توسط اعتبار سنجی پلاسما متکی است. در مورد کانال های دولتی ، نیاز به رضایت کامل دلیل نهایی بودن سریع است ، زیرا همه شرکت کنندگان به آخرین به روزرسانی دولت امضا شده دسترسی دارند. این امر شرکت کنندگان همکاری و در دسترس را قادر می سازد تا از کانالهای خود برداشت فوری دولت را انجام دهند.

نتیجه:

لایه 1 به عنوان یک لایه امنیتی عمل می کند و معاملات داده را قادر می سازد که هم تغییر ناپذیر باشند و هم از نظر رمزنگاری امن هستند. لایه 2 پردازش داده ها را در blockchain کاهش می دهد و به ظرفیت معامله کمک می کند. تکنیک های خارج از زنجیره که در این لایه ایجاد شده است ، به برخی از چالش های مربوط به مقیاس بندی اتریوم کمک می کند و منجر به سیستم های غیر متمرکز با مقیاس پذیری در سطح اینترنت می شود.

پروژه هایی که روی راه حل های مقیاس گذاری کار می کنند:

در زیر می توانید لیستی از پروژه هایی را که روی پروتکل ها و پیاده سازی ها برای راه حل های مختلف مقیاس گذاری کار می کنند ، پیدا کنید.

کانال های دولتی:

• : ریزگردها در blockchain بیت کوین. توضیح وسیع تری را در اینجا پیدا کنید: مقیاس با سرعت: شبکه لایتنینگ بیت کوین توضیح داده شده: ریزگردها در blockchain اتریوم.: چارچوب کانال های دولتی عمومی در اتریوم.: کانال های دولتی (به نام کانال های سرنوشت) برای کازینو های آنلاین.: یک اکوسیستم سرگرمی بزرگسالان با استفاده از رمزنگاری با استفاده از فناوری ریزپردازی در شبکه اتریوم ساخته شده است.: مراکز پرداخت زنجیره ای.: بستر برنامه های غیر متمرکز بسیار مقیاس پذیر ، با یک شبکه پرداخت یکی از مؤلفه های اکوسیستم است.: قطب کانال ایالتی که به شما امکان می دهد معاملات را به صورت ایمن به یک لایه شبکه ای ، بی اعتماد و خارج از زنجیره منتقل کنید.: چارچوبی که از پروتکل های خارج از زنجیره برای پرداخت های ساده و اجرای عمومی قرارداد خارج از زنجیره پشتیبانی می کند. کانال های مجازی.: نسخه Neo از شبکه رعد و برق ، با استفاده از کانال های دولتی و ضد آگاهی صفر.: حراج های خارج از زنجیره زمین.: کتابخانه Node. js برای ریزگردها در نشانه های اتر و ERC20 از طریق HTTP.: چارچوب بازی های Force-Move که فقط برای پشتیبانی از بازی های مبتنی بر نوبت طراحی شده اند که حرکات آنها به زمان یا داده هایی که در خارج از کانال است بستگی ندارد.

زنجیره های جانبی:

• : پل بین هر دو شبکه مبتنی بر اتریوم.: پلت فرم مبتنی بر Ethereum با ارائه یک چارچوب منبع باز با هدف ارائه اجرای آسان تر ، ارزان تر و سریعتر قراردادهای هوشمند. این یک Sidechain برای اتریوم است که از اثبات اقتدار (POA) به عنوان مکانیسم اجماع آن استفاده می کند.: عمومی ، شبکه مبادله ای غیر متمرکز آگنوستیک ارز که توسط Ethereum تأمین می شود و برای مقیاس با استفاده از معماری پلاسما ساخته می شود.: شبکه Sidechains متصل به اتریوم که از اثبات نمایندگی مکانیسم اجماع سهام استفاده می کنند. اولین اجرای پول نقد پلاسما ، که پلاسما با بررسی داده های بسیار کمتری است.: پلت فرم قرارداد هوشمند منبع باز با یک میخ دو طرفه به blockchain بیت کوین.: پلت فرم غیر متمرکز که از نسخه اقتباسی از چارچوب پلاسما استفاده می کند.: تولید Sidechain و شبکه تسویه حساب بین مبادله برای بیت کوین با استفاده از فدراسیون به عنوان گره.: پروتکل اوراکل همتا به همتا که داده های دقیق را در یک blockchain جذب می کند تا کاربران بیت کوین بتوانند در بازارهای پیش بینی حدس بزنند.: حریم خصوصی و قارچ ، پیشنهاد ساختار معامله Cryptocoin را متمرکز کرد.: منبع باز ، پلت فرم blockchain با قابلیت Sidechain.

Sharding:

• : اجرای Sharding Ethereum در Rust.: اجرای منبع باز زنجیره Beacon Serenity.

چند منظوره:

• : شبکه غیرمتمرکز از بلاک چین های موازی مستقل که هر کدام از الگوریتم های اجماع کلاسیک BFT مانند Tendermint پشتیبانی می کنند.: بسیاری از پاراچین ها با ویژگی های بالقوه متفاوت که می توانند دستیابی به ناشناس بودن یا تأیید رسمی را آسان تر کنند و امکان پردازش تراکنش های بیشتری را فراهم کنند.

دیگران:

• : محاسبات بر روی یک ماشین مجازی خارج از زنجیره بارگذاری شده است که توسط نظریه بازی طراحی شده است.

با تشکر برای خواندن! اگر از این مقاله لذت برده اید، می توانید دست بزنید.

از دانیل هاثورن، سانتیاگو پالادینو، مارتین تریای و گیرمو موس برای نظراتشان در مورد پیش نویس قبلی این مقاله تشکر می کنیم.