بیت‌کوین به دنیا نشان داد که پول می‌تواند غیرمتمرکز باشد، اما اتریوم (Ethereum) یک قدم فراتر رفت و پرسید: “چرا کل اینترنت غیرمتمرکز نباشد؟” اتریوم فقط یک ارز دیجیتال نیست؛ بلکه یک کامپیوتر جهانی و غیرمتمرکز است که به هر کسی اجازه می‌دهد اپلیکیشن‌هایی بسازد که توسط هیچ شرکت یا دولتی کنترل نمی‌شوند.

ارز دیجیتال این شبکه، اتر (ETH)، سوخت این کامپیوتر جهانی است. از امور مالی غیرمتمرکز (DeFi) گرفته تا توکن‌های غیرقابل تعویض (NFT)، تقریباً تمام نوآوری‌های هیجان‌انگیز دنیای کریپتو بر روی این پلتفرم متولد شده‌اند. در این راهنمای جامع از وبلاگ اکسیر، به زبان ساده به قلب این فناوری سفر کرده و با اجزا، نحوه کارکرد و آینده شگفت‌انگیز بلاکچین اتریوم آشنا می‌شویم.

معرفی بلاک‌چین اتریوم و اجزای آن

تاریخچه اتریوم به سال ۲۰۱۳ برمی‌گردد که ویتالیک بوترین (Vitalik Buterin) این بلاک‌چین را راه‌اندازی کرد. بوترین به همراه یکی از دوستانش، مجله بیت کوین (Bitcoin Magazine) را تاسیس کرد و به این نکته اشاره کرد که «بیت کوین به یک زبان برنامه‌نویسی نیاز دارد تا برنامه‌های غیرمتمرکز ایجاد شود.»

پس از بیان این نظریه در انجمن بیت کوین، به دلیل عدم توافق با دیگر اعضا، او تصمیم به ساخت پلتفرمی محاسباتی توزیع‌شده گرفت و نام آن را اتریوم گذاشت. در این شبکه، توسعه‌دهندگان قادر به ایجاد برنامه‌هایی به عنوان قراردادهای هوشمند هستند. از دیگر ویژگی‌های بارز این بلاکچین، قابلیت توسعه نرم‌افزارها و انتشار آن‌هاست. به این ترتیب، به برنامه‌نویسان اجازه داده می‌شود تا DApp هایی را بر بستر بلاک‌چین اتریوم طراحی کنند که به صورت غیرمتمرکز عمل می‌کنند.

DApp‌هایی که در حال حاضر روی بلاک‌چین اتریوم فعالیت دارند، شامل انواع مختلفی از برنامه‌ها از جمله نرم‌افزارهای اجتماعی، صرافی‌ها و اپلیکیشن‌های شرط‌بندی هستند. یکی از نمونه‌های برجسته این DApp‌ها، صرافی غیرمتمرکز یونی سواپ است که به دلیل عملکرد قابل توجه خود، توجه بسیاری را جلب کرده و به یکی از اصلی‌ترین پلتفرم‌ها در این حوزه تبدیل شده است.

اتریوم (Ethereum) به عنوان بلاکچین نوآور، ویژگی‌های خاصی را ارائه می‌دهد که آن را از دیگر شبکه‌های بلاک‌چینی مانند بیت کوین (Bitcoin) متمایز می‌کند. ارز دیجیتال اتر (ETH) که به عنوان واحد اصلی این پلتفرم شناخته می‌شود، در صرافی‌های مختلف برای خرید و فروش به کار می‌رود و در فضای کریپتوکارنسی کاربردهای گوناگونی دارد.

این بلاکچین به شکل سیستمی عمومی و آزاد عمل می‌کند و دارای زبان برنامه‌نویسی و پروتکل‌های خاص خود است. با حذف نهاد مرکزی، نظارت بر این سیستم از طریق شبکه‌ای از کامپیوترهای پراکنده در سراسر جهان انجام می‌گیرد. کاربرانی که به مدیریت و نظارت بر این شبکه مشغول‌اند، به نام گره‌ها (Node) شناخته می‌شوند. یکی از وظایف کلیدی این گره‌ها، حفظ امنیت و پایداری شبکه است.

داده‌ها در بلاکچین اتریوم به‌صورت غیرمتمرکز ذخیره می‌شوند. به این معنی که اطلاعات بین گره‌ها توزیع می‌گردد و هر گره نسخه‌ای از تمام داده‌ها را در اختیار دارد. این ساختار به کاربران اجازه می‌دهد که به اطلاعات به‌راحتی دسترسی پیدا کرده و هر گونه تغییر به سرعت ثبت شود.

در نهایت، بلاکچین اتریوم به عنوان شبکه‌ای غیرمتمرکز، تحت کنترل هیچ سازمان یا نهادی نیست. برای خرید ارز اتر، تنها کافی است حساب کاربری در یکی از صرافی‌های معتبر باز کرده و اقدام به معامله نمایید.

اجزای کلیدی اکوسیستم اتریوم

عملکرد روان اتریوم به هماهنگی چند جزء کلیدی بستگی دارد:

• اتر (ETH): ارز دیجیتال بومی و خون جاری در رگ‌های شبکه. اتر برای دو هدف اصلی استفاده می‌شود:
  1. پرداخت کارمزد تراکنش (Gas Fee): برای انجام هر عملیاتی در شبکه.
  2. وثیقه‌گذاری (Staking): برای تأمین امنیت شبکه.
• گره‌ها (Nodes): هزاران کامپیوتر در سراسر جهان که یک نسخه از تاریخچه بلاکچین اتریوم را نگهداری می‌کنند. این گره‌ها به صورت جمعی شبکه را اداره کرده و آن را غیرمتمرکز نگه می‌دارند.
• ماشین مجازی اتریوم (EVM): می‌توان آن را به عنوان “سیستم عامل” اتریوم در نظر گرفت. EVM یک محیط اجرایی است که به تمام گره‌ها اجازه می‌دهد قراردادهای هوشمند را به یک شکل یکسان درک و اجرا کنند. این ویژگی باعث می‌شود اتریوم یک کامپیوتر یکپارچه و هماهنگ باشد.
• زبان برنامه‌نویسی سالیدیتی (Solidity): زبان اصلی که توسعه‌دهندگان برای نوشتن قراردادهای هوشمند و DApp ها بر روی اتریوم از آن استفاده می‌کنند.

نحوه کارکرد شبکه اتریوم

شبکه اتریوم بر پایه سیستم کاملا غیر متمرکز بنا شده است که به آن دفتر کل توزیع‌شده یا DLT (Distributed Ledger Technology) می‌گویند. این فناوری شامل زیرمجموعه‌های مختلفی است که بلاک‌چین یکی از برجسته‌ترین آن‌ها به شمار می‌آید. کامپیوترهایی که وظیفه پردازش تراکنش‌ها و تولید بلاک‌های جدید را بر عهده دارند، نودها یا گره‌ها (Nodes) نامیده می‌شوند. افزایش تعداد این گره‌ها باعث تقویت غیرمتمرکز بودن شبکه و افزایش امنیت آن می‌شود. کارکرد بلاک‌چین اتریوم شامل چندین مولفه کلیدی است که در ادامه به آن‌ها خواهیم پرداخت.

●       قراردادهای هوشمند

قراردادهای هوشمند، عنصر اصلی تمایز اتریوم از دیگر شبکه‌ها به شمار می‌آیند. اگرچه امروزه بسیاری از سیستم‌های لایه ۱ امکان ایجاد این نوع قراردادها را دارند، اما اتریوم به عنوان اولین پلتفرم، این مفهوم را به طور جدی در دنیای رمزارزها معرفی کرد. یکی از ویژگی‌های بارز اتریوم که آن را از بیت کوین متمایز می‌سازد، همین قراردادهای هوشمند هستند.

با به کارگیری قراردادهای هوشمند، کاربران می‌توانند سازوکاری برای انجام معاملات تعریف کنند که در آن تغییر یا دخل و تصرف ممکن نباشد. این قراردادها به طرفین اجازه می‌دهند تا بدون نیاز به مداخله اشخاص ثالث، به انجام معاملات بپردازند.

بلاکچین اتریوم به توسعه‌دهندگان این فرصت را می‌دهد تا با استفاده از زبان برنامه‌نویسی سالیدیتی، قراردادهایی را بر بستر این بلاک‌چین بنویسند. این قراردادها می‌توانند برای انجام انواع عملیات خاص طراحی شوند. از طریق این قراردادها، امکان توسعه DApp و توکن در شبکه اتریوم فراهم می‌شود.

یکی از چالش‌های مربوط به قراردادهای هوشمند این است که کاربران باید به سازندگان آن‌ها اطمینان کنند؛ زیرا اکثر کاربران عادی از جزئیات کدها بی‌خبرند و نمی‌دانند چه دسترسی‌هایی به مالک قرارداد داده شده است. با این حال، برخی شرکت‌ها و افراد وجود دارند که به بازبینی (Audit) کدهای پروژه‌ها می‌پردازند و گزارشی از عملکرد آن‌ها برای عموم منتشر می‌کنند.

●       الگوریتم اجماع اتریوم

در گذشته، نودهای اتریوم با استفاده از الگوریتم گواه اثبات کار (Proof of Work) فعالیت می‌کردند و وظیفه تایید تراکنش‌ها و ایجاد بلوک‌ها را بر عهده داشتند، اما پس از انتقال به الگوریتم گواه اثبات سهام (Proof of Stake)، این مسئولیت به اعتبارسنج‌ها یا ولیدیتورها منتقل گردید.

تفاوت اصلی بین الگوریتم‌های اثبات کار و اثبات سهام در هزینه‌های اولیه و مصرف انرژی نهفته است. الگوریتم اثبات کار نیاز به تجهیزات گران‌قیمتی دارد و هزینه‌های جانبی نظیر کولر و کابل‌کشی را به همراه خواهد داشت. در مقابل، در الگوریتم اثبات سهام، تنها کافی است مقدار مشخصی از کوین‌های شبکه خریداری و به صورت سپرده‌گذاری یا استیکینگ نگهداری شوند. مصرف برق در الگوریتم اثبات کار بسیار بالا بوده، در حالی که الگوریتم اثبات سهام به طرز قابل‌توجهی مصرف انرژی را کاهش می‌دهد.

●       ماشین مجازی اتریوم (EVM)

ماشین مجازی اتریوم (Ethereum Virtual Machine یا EVM) هسته پردازش‌گر اصلی این بلاک‌چین است که به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد قراردادهای هوشمند ایجاد کرده و نودها بتوانند با آن‌ها تعامل داشته باشند.

توسعه‌دهندگان اتریوم قراردادهای هوشمند را با استفاده از زبان برنامه‌نویسی سالیدیتی طراحی می‌کنند. ماشین مجازی اتریوم این کدها را به فرمی قابل فهم برای کامپیوترها تبدیل می‌سازد. هر نود اتریوم دارای نسخه‌ای از EVM خود است.

کاربران از طریق نودها با شبکه اتریوم ارتباط برقرار می‌کنند و با ایجاد کیف پول می‌توانند به این تعامل بپردازند. زمانی که شما اتر (ETH) یا هر توکن ERC20 دیگر را منتقل می‌کنید، بلاک‌چین موجودی شما را به‌روزرسانی کرده و تغییرات مالکیت دارایی‌های دیجیتال را ثبت می‌کند. این فرآیند به سرعت و با دقت انجام می‌شود و به کاربران اطمینان می‌دهد که دارایی‌هایشان به درستی مدیریت خواهند شد.

بزرگترین تحول اتریوم: خداحافظی با استخراج (The Merge)

تا سپتامبر ۲۰۲۲، اتریوم مانند بیت‌کوین از مکانیزم اثبات کار (Proof of Work – PoW) استفاده می‌کرد که نیازمند ماینرهای پرمصرف بود. اما در یک رویداد تاریخی به نام The Merge، اتریوم به مکانیزم اثبات سهام (Proof of Stake – PoS) مهاجرت کرد.

• چه چیزی تغییر کرد؟
  • پایان استخراج: دیگر امکان استخراج ETH با ماینر وجود ندارد.
  • کاهش مصرف انرژی: مصرف برق شبکه بیش از ۹۹.۹٪ کاهش یافت.
  • تأمین امنیت با استیکینگ: امنیت شبکه اکنون توسط “اعتبارسنج‌ها” (Validators) تأمین می‌شود که با استیک کردن (وثیقه‌گذاری) حداقل ۳۲ ETH در شبکه مشارکت می‌کنند.

این ارتقا، اتریوم را به یک بلاکچین پایدارتر و مقیاس‌پذیرتر تبدیل کرد.

آینده اتریوم: چالش مقیاس‌پذیری و راهکارهای لایه دوم

با وجود تمام نوآوری‌ها، اتریوم همچنان با چالش مقیاس‌پذیری روبروست. محبوبیت بالای این شبکه باعث افزایش ترافیک و در نتیجه، بالا رفتن کارمزد تراکنش‌ها (Gas Fee) شده است.

راه حل اصلی برای این مشکل، راهکارهای لایه دوم (Layer 2) هستند. این‌ها شبکه‌هایی هستند که بر روی اتریوم ساخته می‌شوند و تراکنش‌ها را با سرعت بسیار بالاتر و هزینه کمتر پردازش می‌کنند، در حالی که امنیت خود را از شبکه اصلی اتریوم به ارث می‌برند.

• مثال‌های معروف لایه ۲: آربیتروم (Arbitrum)، اپتیمیسم (Optimism)، پالیگان (Polygon).

آینده اتریوم به شدت به موفقیت و پذیرش این راهکارهای لایه دوم برای دستیابی به مقیاس‌پذیری جهانی گره خورده است.

پرسش‌های متداول (FAQ)

سخن پایانی؛ آینده اتریوم

در این مقاله، به بررسی عمیق اتریوم پرداخته‌ایم و ویژگی‌های برجسته آن را تحلیل کرده‌ایم. این بلاک‌چین به عنوان یکی از نوآورترین شبکه‌های دیجیتال شناخته می‌شود و به تحولاتی عظیم در دنیای فناوری اطلاعات منجر شده است. وعده اتریوم برای ایجاد غیرمتمرکزسازی، یکی از بزرگ‌ترین امیدها در عرصه تکنولوژی است. در حال حاضر، شاهد پیشرفت‌های قابل توجهی هستیم که توجه افراد بسیاری را در سراسر جهان جلب کرده است.

توسعه‌دهندگان این تکنولوژی، نوید آینده درخشان را به همراه دارند. با تحولات مداوم و خلاقیت‌های موجود، به نظر می‌رسد رمزارزها به زودی قادر خواهند بود وعده‌های سال‌ها انتظار را به واقعیت تبدیل کنند. اتریوم با ایجاد بستری برای نوآوری، به تغییرات بنیادینی در نظام‌های مالی و اقتصادی کمک خواهد کرد. در نهایت، این بلاک‌چین به عنوان حرکتی در جهت دنیای دیجیتال غیرمتمرکز، در حال شکل‌گیری و توسعه است.