بیکن چین چیست و چطور کار می‌کند؟

در به‌روزرسانی اخیر اتریوم و تغییر سیستم اجماع، شبکه بیکن چین (Beacon Chain) راه‌اندازی شد. در سال ۲۰۲۲، به‌روزرسانی مهم اتریوم، این شبکه را از مکانیزم اجماع قدیمی اثبات کار (Proof-of-Work – PoW) به یک سیستم جایگزین، یعنی اثبات سهام (Proof-of-Stake – PoS) منتقل کرد. اما برای انجام این کار، به کمک یک زنجیره جداگانه که از قبل از PoS استفاده می‌کرد، نیاز داشت. بنابراین، بیکن چین (Beacon Chain) در ۱ دسامبر ۲۰۲۰ برای تسهیل این انتقال راه‌اندازی شد. در این مقاله، بررسی عمیق‌تر بیکن چین، کاربرد بیکن چین، و چگونگی عملکرد آن را می‌خوانید.

بیکن چین چیست؟

بیکن چین (Beacon Chain)، به عنوان ستون فقرات انتقال اتریوم ۲.۰ از PoW به PoS، نقش مهمی در معرفی PoS به اکوسیستم اتریوم داشت. این زنجیره جدید به موازات زنجیره اصلی اتریوم (که همچنان از PoW استفاده می‌کرد) راه‌اندازی شد تا اطمینان حاصل شود که منطق اجماع PoS قبل از فعال‌سازی در شبکه اصلی اتریوم، پایدار و بدون نقص عمل می‌کند.

کاربرد بیکن چین چیست؟

بیکن چین مسئولیت‌های متعددی را در این انتقال بر عهده داشت:

• مدیریت اعتبارسنج‌ها (Validators): بیکن چین شبکه‌ای از اعتبارسنج‌ها را مدیریت می‌کرد. این اعتبارسنج‌ها، نودهایی (Nodes) در شبکه بودند که وظیفه تأیید تراکنش‌ها و ایجاد بلاک‌های جدید را بر عهده داشتند.
• سهام‌گذاری (Staking): بیکن چین امکان سهام‌گذاری یا همان استیک کردن ارز دیجیتال را برای کاربران فراهم می‌کرد. در این فرآیند، کاربران می‌توانستند اتر (ETH) خود را در قرارداد هوشمند بیکن چین قفل کنند و در ازای آن، به عنوان اعتبارسنج عمل کرده و پاداش دریافت کنند.
• اجرای PoS: بیکن چین الگوریتم PoS را پیاده‌سازی می‌کرد. در این الگوریتم، اعتبارسنج‌ها بر اساس میزان اتر سهام‌گذاری شده انتخاب می‌شدند تا بلاک‌های جدید را ایجاد کنند.

بیکن چین چطور کار می‌کند؟

بیکن چین به عنوان هسته اصلی سیستم اثبات سهام اتریوم، با سازوکاری متفاوت از اثبات کار عمل می‌کند. در این مکانیزم، به جای استخراج‌کنندگان (Miners) در PoW، اعتبارسنج‌ها (Validators) نقش کلیدی را ایفا می‌کنند.

اعتبارسنج‌ها و وظایف آنها

اعتبارسنج‌ها در واقع نودهایی (Nodes) در شبکه هستند که برای شرکت در فرآیند اجماع، مقدار مشخصی اتر (معمولاً ۳۲ واحد ارز ETH) را به عنوان سهام (Stake) در شبکه قفل می‌کنند. وظایف اصلی آنها عبارت‌اند از:

• پیشنهاد بلاک: اعتبارسنج‌ها به صورت تصادفی انتخاب می‌شوند تا بلاک‌های جدید را پیشنهاد دهند. این بلاک‌ها شامل مجموعه‌ای از تراکنش‌های تأیید شده هستند.
• تأیید بلاک: سایر اعتبارسنج‌ها بلاک‌های پیشنهادی را بررسی و تأیید می‌کنند. اگر اکثریت اعتبارسنج‌ها یک بلاک را تأیید کنند، آن بلاک به زنجیره بلاک اضافه می‌شود.
• شرکت در کمیته‌ها: اعتبارسنج‌ها در کمیته‌های مختلفی شرکت می‌کنند که مسئولیت‌هایی مانند انتخاب بلاک‌های پیشنهادی و رأی‌گیری در مورد تغییرات پروتکل را بر عهده دارند.

مراحل اصلی در عملکرد بیکن چین

عملکرد اصلی بیکن چین به‌صورت مراحل پشت سر هم زیر پیاده می‌شود:

• Epoch: هر Epoch یک دوره زمانی است که شامل ۳۲ اسلات (Slot) می‌شود.
• Slot: در هر اسلات، یک اعتبارسنج به صورت تصادفی انتخاب می‌شود تا یک بلاک جدید پیشنهاد دهد.
• کمیته: کمیته‌ها گروه‌هایی از اعتبارسنج‌ها هستند که وظایف خاصی را در هر Epoch انجام می‌دهند.

به این ترتیب، بیکن چین با استفاده از اعتبارسنج‌ها و مکانیزم PoS، امنیت و اعتبار شبکه اتریوم را تضمین می‌کند.

مزایای بیکن چین

انتقال اتریوم به اثبات سهام (PoS) از طریق بیکن چین، مزایای قابل توجهی برای این شبکه به ارمغان آورده است:

• امنیت بیشتر: در سیستم PoS، امنیت شبکه به جای قدرت محاسباتی، بر اساس میزان سهام قفل شده در شبکه تأمین می‌شود. این امر باعث می‌شود حمله به شبکه بسیار دشوارتر و پرهزینه‌تر شود.
• مصرف انرژی کمتر: برخلاف مکانیزم اثبات کار (PoW) که نیازمند مصرف انرژی زیادی برای استخراج است، PoS بسیار کم‌مصرف‌تر بوده و به محیط زیست آسیب کمتری وارد می‌کند.
• مشارکت بیشتر: در PoS، برای تبدیل شدن به یک اعتبارسنج، نیازی به تجهیزات گران‌قیمت استخراج نیست. این امر باعث می‌شود افراد بیشتری بتوانند در فرآیند اعتبارسنجی شرکت کنند و شبکه را غیرمتمرکزتر کنند.
• مقیاس‌پذیری بیشتر: با معرفی بیکن چین و PoS، زمینه برای پیاده‌سازی شاردینگ (Sharding) در اتریوم فراهم شد. شاردینگ تکنیکی است که با تقسیم شبکه به بخش‌های کوچکتر، ظرفیت پردازش تراکنش‌ها را افزایش می‌دهد.

علاوه‌بر این مزایا، بیکن چین با معرفی مکانیزم‌های پاداش‌دهی جذاب، مشارکت در شبکه را برای کاربران تشویق می‌کند و به پایداری و امنیت بیشتر اتریوم کمک می‌کند.

چالش‌ها و آینده بیکن چین

با وجود مزایای قابل توجه بیکن چین، این فناوری با چالش‌هایی نیز روبرو است:

• تمرکز اعتبارسنج‌ها: یکی از نگرانی‌های اصلی در مورد PoS، امکان تمرکز قدرت در دست تعداد کمی از اعتبارسنج‌های بزرگ است. این امر می‌تواند به کاهش غیرمتمرکز بودن شبکه و افزایش خطر حملات منجر شود.
• پیچیدگی فنی: پیاده‌سازی و نگهداری بیکن چین و مکانیزم PoS، به دلیل پیچیدگی‌های فنی، نیازمند دانش و تخصص بالایی است.
• مسائل مربوط به برداشت سهام: در حال حاضر، امکان برداشت مستقیم اترهای سهام‌گذاری شده در بیکن چین وجود ندارد. این موضوع ممکن است برای برخی از کاربران نگران‌کننده باشد.

آینده بیکن چین

با وجود این چالش‌ها، آینده بیکن چین و PoS در اتریوم روشن به نظر می‌رسد. توسعه‌دهندگان اتریوم در حال کار بر روی بهبودهای مداوم برای رفع این مشکلات و ارتقای قابلیت‌های بیکن چین هستند. برخی از این بهبودها عبارت‌اند از:

• شاردینگ (Sharding): پیاده‌سازی شاردینگ، به عنوان یکی از مهم‌ترین مراحل توسعه اتریوم، به طور قابل توجهی مقیاس‌پذیری شبکه را افزایش خواهد داد و امکان پردازش تراکنش‌های بیشتر را فراهم خواهد کرد.
• برداشت سهام: امکان برداشت سهام برای کاربران، به افزایش انعطاف‌پذیری و اعتماد به سیستم کمک خواهد کرد.
• بهبود مکانیزم‌های پاداش و جریمه: بهینه‌سازی این مکانیزم‌ها، مشارکت بیشتر اعتبارسنج‌ها را تشویق کرده و امنیت شبکه را افزایش خواهد داد.

در نهایت، بیکن چین به عنوان زیربنای اتریوم ۲.۰، نقشی حیاتی در آینده این شبکه ایفا خواهد کرد و به تحقق چشم‌انداز اتریوم برای تبدیل شدن به یک پلتفرم جهانی غیرمتمرکز و مقیاس‌پذیر کمک خواهد کرد.

جمع‌بندی

در این مطلب از بلاگ رمزینکس با بیکن چین و کاربردها و نحوه عملکرد آن آشنا شدید. بیکن چین با معرفی اثبات سهام (PoS) به عنوان مکانیزم اجماع جدید اتریوم، انقلابی در این شبکه ایجاد کرد. این تغییر، مزایای بسیاری از جمله امنیت بیشتر، مصرف انرژی کمتر، مشارکت گسترده‌تر، و مقیاس‌پذیری بالاتر را به همراه داشته است. با وجود چالش‌هایی مانند تمرکز اعتبارسنج‌ها و پیچیدگی‌های فنی، آینده بیکن چین و اتریوم بسیار امیدوارکننده است. با ارتقاء مداوم و توسعه فناوری‌هایی مانند شاردینگ، اتریوم به سوی تبدیل شدن به یک پلتفرم جهانی غیرمتمرکز و مقیاس‌پذیر پیش می‌رود.

سوالات متداول

منابع: ethereum | ledger | bitquery