بلاک چین اتریوم و معماری آن موضوع امروز مقاله ما از آکادمی قزلباش است. اتریوم به عنوان یک پلتفرم بلاک چین غیرمتمرکز منبع باز ظاهر می شود که به ویژه از قراردادهای هوشمند و برنامه های کاربردی غیرمتمرکز (DApps) پشتیبانی می کند. ساختار آن شامل چندین جزء ضروری است که برای ارائه عملکرد متمایز آن یکپارچه می شوند.
بر خلاف بیت کوین، پیشرو در عرصه بلاک چین، که در درجه اول تراکنش های ارز دیجیتال شخص به فرد را مدیریت می کند، اتریوم وظایف خود را گسترش می دهد. این می تواند از انواع برنامه ها و پلتفرم ها، از جمله صرافی های غیرمتمرکز ارزهای دیجیتال (DEX) و راه حل های مالی غیرمتمرکز (DeFi) پشتیبانی کند.
مروری بر بلاک چین اتریوم و معماری آن
blockchain اتریوم دارای ساختار منحصر به فردی است که مستقل از سایر بلاک چین ها مانند بیت کوین عمل می کند. ارز دیجیتال بومی این شبکه اتر (ETH) است.
شبکه اتریوم به دلیل پشتیبانی از توسعه DApps قابل توجه است. این برنامه‌ها با برنامه‌های سنتی متفاوت هستند و تحت زیرساخت یک بلاک چین عمل می‌کنند، به طور مستقل و بدون دخالت نهادهای مرکزی عمل می‌کنند. یک دسته قابل توجه در DApps پروتکل های DeFi است. این قراردادهای هوشمند را برای تسهیل و خودکارسازی تراکنش‌های مالی متنوع، از جمله وام، سهام و مذاکرات به کار می‌گیرند.
اتر (ETH)
اتر ارز اصلی در بلاک چین اتریوم است. در اکوسیستم اتریوم، اتریوم اهداف متعددی را انجام می دهد، از جمله پرداخت هزینه برای فعالیت های روی بلاک چین، که معمولاً به عنوان هزینه های گاز نامیده می شود. این کارمزدها هزینه‌های مرتبط با استفاده از شبکه اتریوم است که در اتریوم پرداخت می‌شود تا اعتباردهنده‌های شبکه برای نقششان در پردازش و اعتبارسنجی تراکنش‌ها جبران شود.
ETH به واحدهای کوچکتری تقسیم می شود که کوچکترین آنها به عنوان wei شناخته می شود که معادل 0,000000001 ETH (10^-9 ETH) است. نام رایج دیگر gwei است که یک میلیاردم ETH را نشان می دهد. Gwei اغلب هنگام بحث در مورد هزینه های گاز استفاده می شود، به عنوان مثال عملی هزینه گاز 100 gwei با هزینه 0,0000001 ETH برای انجام یک تراکنش است.
هزینه های گاز و معاملات
هزینه‌های گاز اتریوم از لحاظ تاریخی چالش‌های مهمی را برای کاربران آن ایجاد کرده است. در سال 2020، کارمزدهای شبکه به ارتفاعات بی سابقه ای رسید و از 500 gwei در هر تراکنش فراتر رفت که منجر به هزینه های بیش از 50 دلار برای هر تراکنش اساسی شد. این موضوع باعث شد که شبکه اتریوم برای بسیاری از کاربران غیر قابل دسترس باشد.
در پاسخ به این موضوع، جامعه اتریوم اقدامات پیشگیرانه ای انجام داد. در سال 2021، بنیاد اتریوم ارتقاء EIP-1559 را با هارد فورک لندن اجرا کرد که باعث کاهش هزینه های گزاف گاز شد. این به روز رسانی نرخ پایه را معرفی کرد که باعث شد هزینه های گاز کمتر قابل پیش بینی اما مقرون به صرفه تر باشد. با کاهش هزینه ها و افزایش قابلیت اطمینان، تجربه کاربر در شبکه اتریوم به طور قابل توجهی بهبود یافته است.
در حال حاضر، میانگین کارمزد گاز حدود 23,91 gwei است که معادل تقریباً 0,809 دلار در هر تراکنش مستقیم است.
علاوه بر این، تراکنش‌هایی که ETH را بین کیف‌پول‌ها ارسال می‌کنند، ردپای قابل مشاهده‌ای بر روی بلاک چین بر جای می‌گذارند، از جمله آدرس‌های ETH فرستنده و گیرنده، مقدار اتریوم انتقال‌یافته و قیمت گاز پرداختی.
تکامل ساختار هزینه اتریوم: به‌روزرسانی لندن و پیامدهای آن
اتریوم با هارد فورک معروف به لندن، که در سال 2021 اجرا شد، تحول چشمگیری را تجربه کرد. این به روز رسانی تغییرات اساسی در نحوه ساختار هزینه ها در شبکه ایجاد کرد. پیش از این، تراکنش‌ها از سیستم حراج پیشنهاد اول استفاده می‌کردند که به استخراج‌کنندگان پرداخت می‌شد. پس از لندن، ساختار جدیدی شامل کرایه پایه، نرخ اولویت و سقف کرایه حداکثر معرفی شد.
نرخ پایه
کارمزد پایه در اتریوم حداقل مقدار ETH مورد نیاز برای پردازش تراکنش در شبکه است. این کارمزد با توجه به پیچیدگی تراکنش و سطح فعلی ازدحام شبکه محاسبه می شود. پیچیدگی با تعداد عملیات مورد نیاز برای تکمیل تراکنش اندازه گیری می شود، در حالی که تراکم به تقاضای فعلی برای فضای بلوک اشاره دارد. با ازدحام بیشتر، کرایه پایه تمایل به افزایش دارد.
نرخ اولویت
هزینه اولویت مبلغ اضافی است که کاربران می توانند برای سرعت بخشیدن به تراکنش های خود در شبکه اتریوم پرداخت کنند. این کارمزد علاوه بر تعرفه پایه بوده و با توجه به میزان تراکم شبکه متفاوت است. هرچه تراکم بیشتر باشد، نرخ اولویت مورد نیاز برای پردازش سریع تر تراکنش بالاتر است. این کارمزد به کاربران کنترل بیشتری بر زمان پردازش تراکنش‌هایشان می‌دهد و به کسانی که مایل به پرداخت بیشتر هستند اجازه می‌دهد تا تراکنش‌های خود را زودتر پردازش کنند.
حداکثر کارمزد (MaxFeePerGas)
MaxFeePerGas گزینه ای است که کاربران هنگام تراکنش در شبکه اتریوم دارند. این پارامتر حداکثر مقدار ETH را که کاربر مایل است برای هزینه های تراکنش بپردازد را مشخص می کند. با تنظیم MaxFeePerGas بالاتر، احتمال پردازش سریع تر تراکنش را افزایش می دهید. با این حال، مهم است که توجه داشته باشید که MaxFeePerGas بالا ممکن است منجر به هزینه کل تراکنش بالاتر شود. به طور کلی، MaxFeePerGas بیشتر از مجموع هزینه پایه و هزینه اولویت است. هرگونه تفاوت بین حداکثر نرخ و مجموع نرخ پایه و نرخ اولویت پس از اتمام تراکنش به فرستنده بازپرداخت می شود.
به روز رسانی انجام شده بر روی بلاک چین اتریوم، معروف به فورک، توانایی گسترش و انقباض بلوک ها را در پاسخ به ترافیک شبکه به ارمغان آورد. این نوآوری امکان تنظیم پویا نرخ پایه را فراهم می کند و همچنین شبکه را در برابر تلاش برای بارگذاری بیش از حد سیستم با عملیات غیر ضروری با دریافت هزینه گاز در هر محاسبه انجام شده تقویت می کند.
گره ها در شبکه اتریوم
یک گره در بلاک چین اتریوم یک موجود ضروری است، خواه یک دستگاه یا رایانه، که با حفظ یک نسخه از دفتر کل بلاک چین و اعتبارسنجی تراکنش ها، شبکه را حفظ می کند. در اتریوم، سه دسته اصلی گره وجود دارد: سبک وزن، کامل و بایگانی که هر کدام دارای ویژگی ها و عملکردهای خاصی هستند.
ما روشن می کنیم
گره های سبک با تمرکز بر بازرسی هدرهای بلوک، در تأیید تراکنش های شبکه نقش دارند. آنها به طور فعال در فرآیندهای اجماع بلاک چین شرکت نمی کنند، اما به کارایی و چابکی شبکه کمک می کنند.
گره های کامل
گره های کامل مسئول ذخیره سازی اطلاعات جامع بلاک چین، از جمله تمام تراکنش ها و بلوک ها هستند. این گره ها برای احراز هویت تراکنش ها و بلوک ها، تضمین امنیت و عدم تمرکز شبکه حیاتی هستند. آنها نشان دهنده شالوده شبکه، نگهداری و انتشار داده های ضروری هستند.
گره های فایل
گره های بایگانی یک رکورد کامل از تاریخچه بلاک چین اتریوم را حفظ می کنند و تمام بلوک ها و تراکنش های گذشته را بایگانی می کنند. آنها برای حفظ یکپارچگی تاریخی و دسترسی به داده های شبکه بسیار مهم هستند.
مشتریان در شبکه اتریوم
کلاینت ها عناصر حیاتی در اکوسیستم اتریوم هستند که مسئول اعتبارسنجی داده ها طبق قوانین پروتکل هستند و به طور قابل توجهی به امنیت شبکه کمک می کنند. در عمل، یک گره معمولاً دو نوع کلاینت را اجرا می کند: یکی برای اجرا و دیگری برای اجماع.
مشتری اعدام
کلاینت اجرا یا موتور اجرا وظیفه پردازش تراکنش های جدید در ماشین مجازی اتریوم (EVM)، نظارت بر داده ها و وضعیت فعلی شبکه را دارد.
مشتری اجماع
مشتری اجماع، که به عنوان گره Beacon نیز نامیده می شود، از روش اجماع اثبات سهام برای اطمینان از توافق در سراسر شبکه، بر اساس اطلاعات تأیید شده توسط مشتری اجرا استفاده می کند.
اعتبار سنجی ها
اعتبار سنجی ها یک افزونه اختیاری به مشتری توافقی هستند که به گره ها اجازه می دهد تا به طور فعال در امنیت شبکه اتریوم مشارکت کنند. این مشتریان با همکاری یکدیگر آخرین وضعیت زنجیره اتریوم را ردیابی می کنند و تعامل کاربر با شبکه را تسهیل می کنند.
انواع حساب ها در بلاک چین اتریوم
بلاک چین اتریوم دارای حساب هایی با عملکردهای متعدد است که به دو دسته اصلی طبقه بندی می شوند. اولین مورد، حساب تحت مالکیت خارجی (EOA) است که به افراد امکان ذخیره، دریافت و انتقال اتریوم یا توکن‌های مبتنی بر بلاک چین اتریوم مانند ERC-20 را می‌دهد.
دسترسی به EOA توسط یک کلید خصوصی تضمین می شود که به دارنده کلید کنترل کامل بر حساب و دارایی های آن را می دهد. EOA ها رایج ترین حساب ها در بلاک چین اتریوم هستند.
نوع دوم، حساب های قراردادی است. برخلاف EOA ها، حساب های قراردادی توسط قراردادهای هوشمند مدیریت می شوند. قرارداد هوشمند یک قرارداد رمزگذاری شده است که در دفتر کل توزیع شده تعبیه شده است که به طور خودکار تحت شرایط از پیش تعریف شده فعال می شود. به عنوان مثال، یک قرارداد هوشمند را می توان برای انتقال خودکار ETH در تاریخ های خاص برنامه ریزی کرد. حساب‌های قراردادی برخلاف EOA برای ایجاد ETH نیاز دارند.
یک تمایز مهم این است که در حالی که EOA ها می توانند هم با یکدیگر و هم با قراردادهای هوشمند تعامل داشته باشند، حساب های قراردادی برای اجرا به قراردادهای هوشمند نیاز دارند، اگرچه می توانند با سایر حساب های قراردادی و EOA ها ارتباط برقرار کنند.
ماشین مجازی اتریوم (EVM)
ماشین مجازی اتریوم (EVM) به عنوان یک کامپیوتر غیرمتمرکز در بلاک چین اتریوم عمل می کند. EVM محیطی است که در آن حساب‌های اتریوم و قراردادهای هوشمند همزیستی دارند. در هر بلوک از بلاک چین، یک حالت متعارف منحصر به فرد وجود دارد و EVM قوانین انتقال به یک حالت معتبر جدید را با پیشرفت زنجیره بلوک دیکته می کند.
با تورینگ کامل، EVM می‌تواند هر برنامه‌ای را اجرا کند، تا زمانی که گاز کافی برای تامین مالی فرآیند محاسباتی وجود داشته باشد. EVM به لطف قابلیت های منعطف خود امکان ایجاد انواع برنامه های کاربردی را فراهم می کند.
علاوه بر این، EVM اجرای قطعی قراردادهای هوشمند را تضمین می‌کند و تضمین می‌کند که با توجه به ورودی‌ها و وضعیت یکسان، نتیجه همیشه سازگار خواهد بود. این ویژگی برای دستیابی به اجماع در شبکه اتریوم اساسی است.
قراردادهای هوشمند
قراردادهای هوشمند قراردادهای مستقلی هستند که در بلاک چین تعبیه شده اند و شامل کدهایی هستند که تحت شرایط خاصی فعال می شوند. آنها برای اهداف مختلفی از اجرای تراکنش ها تا تولید دارایی های دیجیتال استفاده می شوند.
پردازش قرارداد هوشمند در EVM انجام می شود. برای استقرار یک قرارداد هوشمند در بلاک چین اتریوم، کاربران باید ETH را به عنوان هزینه گاز پرداخت کنند. پس از فعال شدن، قراردادهای هوشمند غیرقابل تغییر و قطعی می شوند و تراکنش های انجام شده برگشت ناپذیر هستند. قراردادهای هوشمند مزایای متعددی را برای بخش ارزهای دیجیتال ایجاد می‌کنند و با ایجاد سرعت، اتوماسیون، امنیت، اعتماد و شفافیت بیشتر به اکوسیستم بلاک چین، انقلابی در نحوه انجام تراکنش‌ها و قراردادها ایجاد می‌کنند.
بلوک های اتریوم و مکانیسم اجماع
اتریوم یک مکانیسم اجماع مبتنی بر اثبات سهام (PoS) را اتخاذ می‌کند، سیستمی که اعتباردهنده‌ها به‌طور تصادفی برای ایجاد بلوک‌ها و دریافت جوایز انتخاب می‌شوند. معرفی Beacon Chain PoS را در اتریوم ادغام کرد و امنیت آن را تقویت کرد و به اعتبارسنجی‌ها اجازه داد ETH اضافی را در طول این فرآیند جمع‌آوری کنند.
شرکت کنندگان ETH خود را به اشتراک می گذارند و آن را به عنوان وثیقه قفل می کنند تا در مکانیسم اجماع مشارکت کنند. احتمال انتخاب شدن برای جعل یک بلوک با مقدار ETH سهام افزایش می یابد.
سیستم PoS اتریوم در مقایسه با سیستم قدیمی اثبات کار (PoW) پایدارتر و ایمن تر طراحی شده است. در PoW، ماینرها در حل پازل های پیچیده ریاضی برای ایجاد بلوک ها رقابت می کنند، فرآیندی که به مقدار زیادی انرژی و ظرفیت محاسباتی نیاز دارد. در مقابل، در PoS، اعتباردهنده‌ها بر اساس مقدار ETH سهام انتخاب می‌شوند و نیاز به رقابت بین ماینرها را از بین می‌برند.
علاوه بر این، PoS این مزیت را دارد که در برابر حملات 51٪ از طریق طرح‌های مبتنی بر جامعه مقاوم است. اعتبار سنجی ها می توانند زنجیره انشعابی مهاجم را نادیده بگیرند و به توسعه زنجیره اقلیت ادامه دهند و برنامه های کاربردی، صرافی های ارزهای دیجیتال و استخرها را به انجام همین کار تشویق کنند. آنها همچنین میتوانند دارایی‌های سهامدار را نابود کرده و مهاجم را از شبکه اخراج کنند و بازدارنده‌های اقتصادی قوی در برابر این نوع حمله ایجاد کنند.
نقش جامعه توسعه در آینده اتریوم
«جامعه توسعه اتریوم» یک گروه متنوع شامل برنامه نویسان، علاقه مندان و توسعه دهندگان متعهد به بهبود مستمر و حفظ بلاک چین اتریوم و اکوسیستم آن است. این انجمن نقش کلیدی در نوشتن و بررسی کد، پیشنهاد و پیاده سازی ارتقاء شبکه (هارد فورک)، توسعه و بهبود استانداردهای اتریوم (مانند ERC-20 برای توکن ها) و ایجاد DApps و ابزارهای سازگار با پلتفرم اتریوم ایفا می کند. این مشارکت کنندگان در هدایت آینده اتریوم، رسیدگی به چالش های مقیاس پذیری، امنیت و قابلیت استفاده، تعیین کننده هستند.
علاوه بر این، جامعه توسعه دهندگان در پیشبرد راه حل های قابلیت همکاری بلاک چین ضروری است. آنها به طور فعال در توسعه و استفاده از فناوری‌هایی مانند توکن‌های کپسوله‌شده، که امکان نمایش دارایی‌ها از یک بلاک چین روی دیگری را فراهم می‌کنند، مشارکت دارند و سازگاری بین شبکه‌های مختلف را تسهیل می‌کنند. توسعه دهندگان همچنین روی ایجاد پل هایی بین بلاک چین ها کار می کنند که امکان انتقال داده ها و دارایی ها را بین اکوسیستم های مختلف فراهم می کند.
در آینده، انتظار می‌رود که جامعه توسعه‌دهندگان همچنان به نوآوری‌ها در قابلیت همکاری با تکامل فناوری بلاک چین ادامه دهند. آنها احتمالاً پروتکل‌های موجود را بهبود می‌بخشند و پروتکل‌های جدیدی را توسعه می‌دهند، تعامل اتریوم با شبکه‌های مختلف را تسهیل می‌کنند، در نتیجه پذیرش و کاربرد را در محیط دیجیتال افزایش می‌دهند و عملکرد اکوسیستم‌های بلاک چین را گسترش می‌دهند.
نتیجه گیری
چشم انداز بلاک چین اتریوم یک پلت فرم قوی، همه کاره و دائماً در حال تکامل را نشان می دهد که برای پاسخگویی به نیازهای یک اکوسیستم دیجیتال در حال گسترش طراحی شده است. معماری منحصربه‌فرد آن که از قراردادهای هوشمند و DApps پشتیبانی می‌کند، اتریوم را در خط مقدم نوآوری‌های فناوری قرار می‌دهد و راه‌حل‌های غیرمتمرکز و ایمن را برای برنامه‌های مختلف ارائه می‌دهد.
ماشین مجازی اتریوم (EVM) و قراردادهای هوشمند اجزای حیاتی این معماری هستند که امکان اجرای طیف وسیعی از برنامه‌های غیرمتمرکز و مستقل را فراهم می‌کنند. تغییرناپذیری و شفافیت قراردادهای هوشمند، قابلیت اطمینان و امنیت را تضمین می‌کند که جنبه‌های ضروری در یک محیط دیجیتال است.
جامعه توسعه اتریوم، متشکل از برنامه نویسان اختصاصی و علاقه مندان به فناوری، همچنان یک ستون حیاتی برای رشد و نوآوری مداوم این پلتفرم است. مشارکت آنها در ایجاد استانداردهایی مانند ERC-20 و توسعه راه‌حل‌های قابلیت همکاری نه تنها آینده اتریوم را شکل می‌دهد، بلکه تأثیر و کاربرد آن را در کل اکوسیستم بلاک چین گسترش می‌دهد.
