معماری ساختار بلاک چین اتریوم |‌ بلاک چین اتریوم چطور کار میکند؟

اتریوم (ETH) در یک وایت پیپر در سال 2013 ارائه شد و سپس به یک بلاک چین میلیارد دلاری تبدیل شده‌است که پروژه‌های متعددی بر اساس آن ساخته شده‌اند. بلاک چین به دلیل اصرار ویتالیک بوترین، یکی از خالقان آن، برای عملکردی بیشتر از آنچه که بیت کوین (BTC) از نظر ایجاد یک اکوسیستم ارائه می‌کرد، به وجود آمد.

با این حال، بلاک چین اتریوم دقیقا چیست؟ بلاک چین اتریوم حجم وسیعی از اجزا و کیفیت است که اکوسیستمی از راه‌حل هایی مانند صرافی‌های غیرمتمرکز (DEX) و سایر محصولات مالی غیرمتمرکز (DeFi)  را ممکن می‌کند. هدف این مقاله این است که به ما کمک کند اصول اولیه اتریوم، زیر و بم آن، چه چیزی باعث می‌شود بلاک چین به درستی انجام شود و پتانسیل‌های موجود در آن. را درک کنیم.

دیدگاه کلی بلاک چین اتریوم و اجزای آن

اول از همه، اتریوم چیست؟ آیا اتریوم بلاک چین مخصوص به خود را دارد؟ بله. اتریوم یک بلاک چینی است که کاملاً جدا از سایر بلاک چین‌های بومی مانند زنجیره بیت کوین عمل می‌کند. اتریوم کوین مخصوص به خود را دارد که در صرافی‌های رمزنگاری تحت عنوان اتر (ETH) معامله می‌شود و به طرق مختلف در سراسر فضای کریپتو استفاده می‌شود.

به طور خلاصه، اتریوم به عنوان یک پلتفرم عمل می‌کند، یک چارچوب فناوری که توسعه‌دهندگان می‌توانند از آن برای ساخت محصولاتی که روی بلاک چین اتریوم اجرا می‌شوند، با استفاده از روش غیرمتمرکز آن استفاده کنند.

برای مثال، پروتکل‌های وام‌دهی DEFI، به دارندگان کریپتو اجازه می‌دهند که دارایی‌های ارز دیجیتال خود را همراه با پرداخت یا کسب سود بدون یک نهاد میانی متمرکز، قرض بگیرند و وام دهند. به جای واسطه، چنین پروتکل‌هایی بر کد رایانه‌ای تکیه می‌کنند که برنامه‌ریزی‌شده‌اند تا اگر پروتکل بر روی اتریوم ساخته شده باشد، اقدامات خاصی را در بلاک چین اتریوم انجام دهند. بلاک چین‌های دیگری نیز وجود دارند که توسعه‌دهندگان می‌توانند روی آن‌ها ایجاد کنند.

اتر

همانطور که در بالا ذکر شد، ETH که اتر نیز نامیده می‌شود، کوین اصلی بلاک چین اتریوم است. اتر کاربردهای متعددی مانند پرداخت هزینه برای فعالیت در بلاک چین اتریوم در اکوسیستم را دارد.

به عنوان مثال، ارسال ETH از یک شخص به فرد دیگر، به فرستنده نیاز دارد که مقداری از ETH را برای ارسال تراکنش از طریق بلاک چین خرج کند.

هر ارز ETH بر تعداد معینی اعشار قابل تقسیم است. کوچکترین اندازه ETH، 0.0000000000000000001 ETH، Wei نامیده می شود. در 0.000000001 (10^-9 ETH) اتر یک Gwei (واحد گس) مقدار کمی بیشتر از ETH است. به جای اینکه بگید قیمت گس شما 0.000000001 اتر است، ممکن است بگویید که قیمت آن 1 Gwei است. اصطلاح “” Gwei  مخفف   “” giga-Wei  است و به واحد 1,000,000,000 Wei اشاره دارد.

این مفهوم مشابه بیت کوین است. هر بیت کوین از 100 میلیون ساتوشی تشکیل شده است، یعنی 0.00000001 بیت کوین برابر با یک ساتوشی است.

ETH همچنین یک دارایی ذیجیتال معروف است که در صرافی‌های کریپتو معامله می‌شود و نوسانات قیمت قابل توجهی را حفظ می‌کند.

گس، کارمزد و معاملات اتریوم

آیا بلاک چین اتریوم رایگان است؟ پاسخ منفی می‌باشد. گس چیزی است که دنیای اتریوم را به گردش در می‌آورد. به طور خلاصه، گس اصطلاحی است که برای توصیف هزینه‌ای که برای ارسال هر تراکنش روی بلاک چین اتریوم لازم است به کار می‌رود. در شبکه اتریوم، گس واحد اندازه‌گیری قدرت محاسباتی است که برای اجرای یک قرارداد هوشمند یا یک تراکنش استفاده می‌شود.

اساساً، این هزینه نشان‌دهنده کار ضروری است که توسط ماینرهای بلاک چین برای انعکاس و تأیید چنین تغییراتی در شبکه انجام می‌شود. علاوه‌بر این، یک مشتری ابتدا باید برای تکمیل هر تراکنش در شبکه اتریوم یک پرداخت (یعنی ETH ارسال کند) انجام دهد، و ارزش پولی موقت به عنوان گس شناخته می‌شود. معاملات انتقال ساده در مجموع به 21000 واحد گس نیاز دارد. کارمزدهای بالای اتریوم در سال‌های 2020 و 2021 در راستای افزایش فعالیت‌های DeFi و توکن غیرقابل تعویض (NFT) به عنوان یک مشکل ظاهر شد.

ارسال ETH به شخصی به عنوان نمونه‌ای از تراکنش عمل می‌کند. این شبکه را تغییر می‌دهد تا انتقال مالکیت ETH را منعکس کند، که مستلزم مشارکت ماینرها در بلاک چین است، که برای کارشان هزینه‌ای پرداخت می‌شود. این کارمزد را هزینه گس می‌گویند. کسانی که معاملات را آغاز می‌کنند کسانی هستند که کارمزد آن معاملات را پرداخت می‌کنند. تراکنش‌های شبکه اتریوم به صورت عمومی در کاوشگرهای بلاک چین اتریوم قابل مشاهده است.

فورک لندن

اتریوم در سال 2021 تحت یک فورک به نام لندن قرار گرفت که ساختار هزینه آن و چندیدن تغییر دیگر را در آن اعمال کرد. به جای کارمزد مستقیمی که با هر تراکنش به ماینرها پرداخت می‌شد، همانطور که اساساً در گذشته وجود داشت، تراکنش‌های پس از فورک لندن شامل کارمزد پایه، کارمزد انعام یا اولویت و حداکثر کارمزد بود.

کارمزد پایه

کارمزد پایه با مقایسه اندازه بلوک قبلی (میزان کل گس مصرف شده برای همه تراکنش‌ها) با اندازه هدف تعیین می‌شود. اگر از اندازه بلوک هدف رد شود، کارمزد پایه حداکثر تا 12.5 درصد در هر بلوک افزایش می‌یابد. به دلیل این رشد نمایی، حفظ اندازه بلوک بزرگ به طور نامحدود از نظر اقتصادی غیرقابل دوام است. کارمزد پایه سوزانده می‌شود و عرضه ETH در گردش را کاهش می‌دهد و انعام به عنوان پرداخت به ماینرها می‌رسد.

کارمزد برتری

ماینرها استخراج بلوک‌های خالی بدون انعام را از نظر اقتصادی به صرفه می‌دانند زیرا همان پاداش بلوک را دریافت می‌کنند. یک مزیت کوچک به ماینرها انگیزه حداقلی برای گنجاندن تراکنش در شرایط عادی می‌دهد. برای تراکنش‌هایی که باید بر تراکنش‌های دیگر در همان بلوک اولویت‌بندی شوند تا از تراکنش‌های رقیب پیشی بگیرند، انعام بالاتری لازم است.

حداکثر کارمزد

کاربران می‌توانند حداکثر مبلغی را که آماده کرده‌اند برای انجام تراکنش خود در شبکه اتریوم بپردازند که به پارامتر maxFeePerGas معروف است (که اختیاری می‌باشد) انتخاب کنند. حداکثر کارمزد باید بیشتر از مجموع کارمزد پایه و انعام برای تکمیل تراکنش باشد. مابه التفاوت حداکثر کارمزد و مجموع کارمزد پایه و انعام به فرستنده تراکنش بازپرداخت می‌شود.

این فورک همچنین توانایی بلاک‌های اتریوم را برای گسترش و انقباض بر اساس ترافیک، با تعدیل هزینه پایه بر اساس آن، به ارمغان آورد. علاوه‌بر این، اتریوم با دریافت هزینه گس برای هر محاسباتی که روی آن انجام می‌شود، از ارسال هرزنامه توسط افراد مخرب به شبکه جلوگیری می‌کند.

گره‌ها در بلاک چین اتریوم

گره‌های بلاک چین، به طور کلی به عنوان محل ذخیره‌سازی اطلاعات در هر بلاک چین خاصی عمل می‌کنند. فناوری بلاک چین به شرکت‌کنندگان متعددی در سراسر جهان بستگی دارد و یکدیگر را برای توافق شبکه پاسخگو نگه می‌دارند.

بسته به اهداف اجراکننده گره، قدرت محاسباتی و در دسترس بودن ذخیره‌سازی سخت‌افزار، سه نوع گره مجزا، گره‌های سبک، کامل و بایگانی در بلاک چین اتریوم وجود دارد.

گره‌های سبک فقط از مقدار محدودی داده از بلاک‌ چین استفاده می‌کنند و برای اطمینان از دقت باید با سایر گره‌های کامل در شبکه همگام شوند. گره‌های کامل داده‌ها و تاریخچه بلاک چین را به میزان قابل توجهی حمل می‌کنند و می‌توانند داده‌های تاریخی را بر اساس دستور کنار هم قرار دهند.

در نهایت، گره‌های بایگانی کل تاریخچه بلاک چین اتریوم را در خود نگه می‌دارند. اندازه بلاک‌چین اتریوم بسیار بزرگ است، فضای ذخیره‌سازی قابل‌توجهی را اشغال می‌کند، و این سوال را که «بلاک چین چقدر بزرگ است» برای افرادی که علاقه‌مند به اجرای یک گره آرشیو در اتریوم هستند، یک پرسش منطقی می‌سازد.

دو گره دیگر ماشین مجازی اتریوم (EVM) و گره های استخراج هستند. EVM ها اساساً وظیفه ارائه یک زمان اجرا را بر عهده دارند که می‌تواند کد قرارداد هوشمند را اجرا کند. گره‌هایی که به ماینرها تعلق دارند به عنوان گره‌های ماینینگ شناخته می‌شوند. این گره‌ها به شبکه‌ای مشابه EVM متصل هستند.

حساب‌های بلاک چین اتریوم

حساب‌های موجود در بلاک چین اتریوم اهداف زیادی را دنبال می‌کنند و به دو شکل هستند. اولین حساب یک حساب متعلق به خارجی (EOA) نامیده می‌شود. این نوع حساب در بلاک‌چین اتریوم نوعی از حساب است که هر کسی می‌تواند به صورت رایگان برای ذخیره، دریافت و ارسال ETH یا توکن‌های ساخته شده بر روی بلاک چین اتریوم مانند توکن‌های ERC-20 ایجاد کند. ارسال یا دریافت دارایی ها از طریق EOA ها نیاز به اقدام از یک منبع خارجی دارد.

دومین نوع حساب در بلاک چین اتریوم به عنوان حساب قراردادی شناخته می شود. حساب‌های قراردادی، راه‌اندازی‌های کدگذاری‌شده در بلاک چین اتریوم هستند که در صورت رعایت شرایط خاص، اقدامات را تکمیل می‌کنند.

به عنوان مثال، یک قرارداد هوشمند ممکن است طوری برنامه‌ریزی شود که مقدار مشخصی ETH را به عنوان پرداخت در روز سوم هر ماه به یک شرکت ارسال کند. با اینکه مالک حساب ETH را از EOA خود به قرارداد ارسال می‌کند تا در زمان نزدیک شدن زمان پرداخت آن را نگه دارد. برخلاف EOA ها، راه‌اندازی حساب‌های قراردادی هزینه ETH دارد.

بلاک چین اتریوم همچنین شامل مفهوم Nonces است. Nonce در اصل یک عدد منحصر به فرد است که بخشی از داده‌های هر تراکنش یا بلوک معین است. Nonces PoW در اتریوم اعداد متمایزی هستند که با هر بلوک تازه استخراج شده ارائه می‌شوند. حساب‌های غیرمجاز در بلاک چین اتریوم تضمین می‌کند که با پیگیری مبالغ تراکنش‌شده، از هزینه‌های مضاعف جلوگیری می‌شود.

EOA‌ها می‌توانند با یکدیگر و با قراردادها تعامل داشته باشند. قراردادها همچنین می توانند با سایر قراردادها و EOA ها ارتباط برقرار کنند. موضوع EOA با استفاده از کیف پول دیجیتال همپوشانی دارد.

ماشین مجازی اتریوم (EVM)

EVM یک موتور محاسباتی است که به عنوان یک کامپیوتر غیرمتمرکز با میلیون‌ها برنامه کاربردی قابل اجرا عمل می کند. EVM چارچوب اصلی بلاک چین اتریوم است. اساساً با در نظر گرفتن تغییرات، نحوه اجرا و حفظ سیستم کلی را انجام می‌دهد.

وظیفه EVM افزودن ویژگی‌‌‌های جدید به بلاک چین برای کاهش مشکلات مربوط به دفتر کل توزیع‌شده است. EVM توسط هر گره اتریوم برای حفظ اجماع بلاک چین استفاده می‌شود.

اتریوم به قراردادهای هوشمند اجازه می‌دهد که قطعات کدی هستند که روی پلتفرم اجرا می‌شوند. کد داخل EVM کاملاً ایزوله است، به این معنی که به شبکه، سیستم فایل یا سایر فرآیندها دسترسی ندارد.

قراردادی که در کدگذاری قرارداد هوشمند نوشته شده است به چیزی که بایت کد می‌گویند تبدیل می‌شود. اکثر کدهای منبعی که در قراردادهای هوشمند استفاده می‌شود به زبان برنامه نویسی Solidity نوشته شده است. سپس داده‌ها به کدهای عملیاتی تبدیل می‌شوند که EVM می‌تواند آنها را درک کند. کدهای عملیات سپس توسط EVM برای انجام وظایف خاص استفاده می‌شود.

از این رو، وظیفه EVM این است که بلاک چین اتریوم را مانند سیستم اسکلتی بدن انسان در یک راستا نگه دارد.

قراردادهای هوشمند اتریوم

قراردادهای هوشمند آدرس‌های بلاک چین متمایز در شبکه‌های سازگار می‌باشند که با کدهای خاصی همراه هستند. توسعه‌دهندگان این آدرس‌های کدگذاری‌شده را می‌سازند تا تابعی را که توسعه‌دهنده انتخاب می‌کند، تکمیل کنند، تا زمانی که یک تراکنش خارجی، قرارداد هوشمند را راه‌اندازی کند. قراردادهای هوشمند در مورد بلاک چین اتریوم در ماشین مجازی اتریوم (EVM) پردازش می شوند.

علاوه‌بر این، قرارداد هوشمند اتریوم اساساً یک حساب کاربری در بلاک چین اتریوم است که توسط کد اعمال می‌شود تا در صورت ارسال تراکنش به آن حساب، یک عمل به طور خودکار انجام شود. کدگذاری و راه اندازی یک قرارداد هوشمند در بلاک چین اتریوم، کاربر را ملزم می کند که اتریوم را به عنوان هزینه گس برای تعامل با اتریوم خرج کند.

بلاک چین اتریوم

تنظیم یک قرارداد هوشمند، مقدار بیشتری از ETH را نسبت به ارسال اتریوم از یک کیف پول به کیف پول دیگر، از شروع‌کننده معامله دریافت می‌کند. پس از استقرار، قراردادهای هوشمند غیرقابل تغییر و نهایی هستند، در حالی که تراکنش های ارسال شده به قراردادهای هوشمند نیز دائمی هستند (یعنی مانع از تغییر ماسبق می‌شود).

قراردادهای هوشمند یک معامله بزرگ در صنعت کریپتو هستند زیرا پتانسیل قابل توجهی را ایجاد می‌کنند و مبنایی برای برنامه های غیرمتمرکز (DApps) مانند DEX هستند. DApp یک سرویس یا راه حل است که رابطی را تبلیغ می‌کند که افراد می‌توانند با آن تعامل داشته باشند، در حالی که عملیات در backend توسط قراردادهای هوشمند در یک دفتر کل توزیع شده سازگار مانند اتریوم اجرا می‌شود. اگرچه همه بلاک چین‌ها با قراردادهای هوشمند سازگار نیستند. علاوه‌بر این، قراردادهای هوشمند را می‌توان بدون فناوری دفتر کل توزیع‌شده ایجاد و اجرا کرد.

استخراج اتریوم، بلوک‌ها و اجماع

اتریوم یک بلاک چین است که بر اساس الگوریتم اجماع اثبات کار (PoW) اجرا می‌شود. تعداد زیادی از سخت‌افزارهای رایانه‌ای که به استخراج اتریوم اختصاص داده شده‌اند، به‌طور مداوم در سراسر جهان اجرا می‌شوند و به اجرا و ایمن کردن بلاک‌چین اتریوم کمک می‌کنند. هر راه‌اندازی سخت‌افزار کامپیوتر را ماینر می‌نامند.

این ماینرها دائماً در تلاش هستند و سعی می‌کنند پاسخ معماهای پیچیده را بیابند. یافتن راه حل برای یک پازل را اعتبار بخشیدن به یک بلوک می‌گویند. هر بلوک شامل تعداد معینی تراکنش و یک پاداش استخراج است.

ماینر برنده آن پاداش و همچنین هزینه‌های مربوط به تراکنش‌های موجود در آن بلوک را دریافت می‌کند. بلاک چین اتریوم از تعداد پیوسته ای از این بلوک‌ها ساخته شده است که هر کدام شامل داده‌هایی می‌باشد که آن را به بلوک‌های قبلی و بعدی متصل می‌کند.

یکی از ماینرها در نهایت مشکل را حل می‌کند و آن را برای بقیه شبکه پخش می‌کند. ماینرهای دیگر پاسخ را بررسی می‌کنند و اگر درست باشد، قبل از پذیرش بلوک، هر تراکنش را دوباره بررسی می‌کنند و آن را به نمونه دفتر خود اضافه کرده و پاداش‌ها را پرداخت می‌کنند.

اتریوم 2.0 – آینده بلاک چین

اتریوم در حال تبدیل به اتریوم 2.0 (Eth2) است، در واقع راه حلی برای مقیاس‌بندی بلاک چین و تبدیل مکانیسم توافق آن از اثبات کار به اثبات سهام (PoS) می‌باشد. با توجه به هزینه‌های بالای بلاک چین در برخی مواقع برای کسانی که در راه‌حل‌های DeFi مبتنی بر اتریوم شرکت می‌کنند، یک مشکل برای اتریوم بوده است.

PoS به طور کلی نسبت به PoW انرژی کمتری مصرف می‌کند. بلاک چین PoS اتریوم برای اجرای بلاک چین اتریوم 2.0 به اعتباردهنده ها – دارندگانی که 32 اتریوم را به اشتراک گذاشته اند – متکی است. انتقال به Eth2 در دسامبر 2020 با راه‌اندازی زنجیره Beacon Eth2 آغاز شد، اگرچه انتظار می‌رود که انتقال به طور کلی مدتی طول بکشد.

منبع: کوین تلگراف