شبکه بلاک چین اتریوم

شبکه بلاک چین اتریوم یک پلتفرم غیرمتمرکز، متن باز و قابل برنامه ریزی است که امکان اجرای قراردادهای هوشمند و برنامه های غیرمتمرکز (DApp) را فراهم می آورد. این شبکه با رمزارز بومی خود، اتر (ETH)، به عنوان سوخت اصلی، اکوسیستمی عظیم برای نوآوری های وب ۳، امور مالی غیرمتمرکز (DeFi) و توکن های غیرمثلی (NFT) ایجاد کرده است. اتریوم فراتر از یک ارز دیجیتال ساده، زیرساختی حیاتی برای توسعه نسل جدید اینترنت غیرمتمرکز ارائه می دهد.

اتریوم، به عنوان دومین دارایی دیجیتال بزرگ از نظر ارزش بازار، نه تنها یک رمزارز قابل معامله است، بلکه یک اکوسیستم فناوری پیچیده و قدرتمند را نیز نمایندگی می کند. این پلتفرم با ویژگی های منحصر به فرد خود، راه را برای ظهور کاربردهای نوآورانه بلاک چین، از جمله هویت دیجیتال، سیستم های حاکمیتی غیرمتمرکز و حتی متاورس، هموار ساخته است. درک جامع اتریوم مستلزم بررسی دقیق اجزای معماری، تاریخچه تکامل، مکانیزم های عملیاتی و چشم انداز آینده آن است که همگی در این مقاله به تفصیل شرح داده خواهند شد.

۱. اتریوم چیست؟ تعریف جامع و ساده

اتریوم یک پلتفرم بلاک چین عمومی، متن باز و غیرمتمرکز است که به توسعه دهندگان امکان ساخت و استقرار برنامه های کاربردی غیرمتمرکز (DApp) و قراردادهای هوشمند را می دهد. این شبکه به عنوان یک کامپیوتر جهانی عمل می کند که به جای یک نهاد مرکزی، توسط هزاران گره (Node) در سراسر جهان پشتیبانی می شود. هدف اصلی اتریوم گسترش قابلیت های بلاک چین فراتر از تراکنش های مالی ساده بیت کوین، به سمت ایجاد یک بستر قابل برنامه ریزی برای هر نوع تبادل اطلاعات یا ارزش است.

۱.۱. تعریف اتریوم به زبان ساده

می توان اتریوم را به یک کامپیوتر بزرگ تشبیه کرد که در هیچ جای خاصی قرار ندارد و به جای آن، هزاران کامپیوتر کوچک در سراسر دنیا به صورت همزمان به یکدیگر متصل شده اند و نرم افزار اتریوم را اجرا می کنند. این کامپیوترها، که «گره» نامیده می شوند، مسئولیت اجرای، ثبت و تایید تمامی فعالیت های شبکه را بر عهده دارند و در ازای آن پاداش دریافت می کنند. اتریوم به عنوان یک زیرساخت محاسباتی غیرمتمرکز، این امکان را فراهم می کند که برنامه ها بدون نیاز به واسطه های متمرکز، اجرا شوند و داده ها به صورت دائمی و بدون امکان دستکاری، ذخیره گردند.

۱.۲. تعریف فنی اتریوم

در سطح فنی، اتریوم یک بلاک چین متن باز و تورینگ کامل (Turing-complete) است. مفهوم تورینگ کامل بدین معناست که ماشین مجازی اتریوم (EVM) قادر به اجرای هر نوع کد برنامه نویسی با پیچیدگی دلخواه است، مشروط بر اینکه منابع محاسباتی کافی (گس) تامین شود. این پلتفرم از رمزارز بومی خود، اتر (ETH)، برای پرداخت کارمزد تراکنش ها و تشویق مشارکت کنندگان در شبکه استفاده می کند. اتریوم همچنین از یک مدل حساب مبتنی بر وضعیت (Account-based State) بهره می برد که امکان مدیریت پیچیده تر دارایی ها و تعاملات را فراهم می آورد.

۱.۳. هدف اصلی ایجاد اتریوم

ویتالیک بوترین، خالق اتریوم، این ایده را در سال ۲۰۱۳ با هدف رفع محدودیت های بیت کوین مطرح کرد. بیت کوین عمدتاً برای تراکنش های مالی طراحی شده بود، اما بوترین به دنبال پلتفرمی بود که امکان ساخت برنامه های غیرمتمرکز با منطق پیچیده را فراهم کند. او در وایت پیپر خود، اتریوم را به عنوان یک کامپیوتر جهانی معرفی کرد که فراتر از انتقال پول عمل کرده و به توسعه دهندگان اجازه می دهد قراردادهای هوشمند و DAppها را بر روی یک شبکه غیرقابل سانسور و امن بسازند.

۲. تاریخچه و تکامل شبکه اتریوم

مسیر اتریوم از یک ایده نوآورانه تا تبدیل شدن به یکی از مهم ترین زیرساخت های فناوری بلاک چین، مملو از تحولات و ارتقاهای چشمگیر است.

۲.۱. تولد یک ایده: وایت پیپر ویتالیک بوترین در سال ۲۰۱۳

ویتالیک بوترین، برنامه نویس جوان و از علاقه مندان به بیت کوین، در سال ۲۰۱۳ ایده اتریوم را در قالب یک وایت پیپر (Whitepaper) منتشر کرد. او در این سند، نیاز به یک پلتفرم بلاک چین را که قابلیت برنامه ریزی فراتر از تراکنش های مالی داشته باشد، تبیین کرد. ایده اصلی او ایجاد یک پلتفرم محاسباتی توزیع شده بود که بتواند قراردادهای هوشمند و برنامه های غیرمتمرکز را میزبانی کند.

۲.۲. راه اندازی و بنیان گذاران: سال ۲۰۱۵ و نقش افراد کلیدی

پس از جذب سرمایه اولیه از طریق عرضه اولیه سکه (ICO) در سال ۲۰۱۴، شبکه اتریوم در ۳۰ جولای ۲۰۱۵ رسماً راه اندازی شد. در کنار ویتالیک بوترین، شخصیت های کلیدی دیگری نیز در بنیان گذاری و توسعه اولیه اتریوم نقش داشتند، از جمله گاوین وود (Gavin Wood) که ماشین مجازی اتریوم (EVM) را طراحی کرد، جفری ویلک، چارلز هاسکینسون، میهای آلیسی، آنتونی دی ایوریو و امیر چتریت.

۲.۳. فورک دائو (DAO Fork) و پیدایش اتریوم کلاسیک

در سال ۲۰۱۶، پروژه دائو (The DAO)، که یک صندوق سرمایه گذاری غیرمتمرکز بر بستر اتریوم بود، مورد حمله سایبری قرار گرفت و حدود ۶۰ میلیون دلار اتر به سرقت رفت. این رویداد بحرانی منجر به بحث و اختلاف نظر گسترده در جامعه اتریوم شد. در نهایت، با رای گیری جامعه، تصمیم گرفته شد که یک هاردفورک انجام شود تا تراکنش های مربوط به سرقت معکوس شوند. این هاردفورک منجر به پیدایش دو زنجیره شد: اتریوم (Ethereum) که تراکنش ها را معکوس کرد و اتریوم کلاسیک (Ethereum Classic) که به زنجیره اصلی و بدون تغییرات پایبند ماند.

۲.۴. ارتقاءهای مهم قبل از Merge: EIP-1559 (هاردفورک لندن) و تاثیر آن بر کارمزدها

پیش از ارتقای بزرگ Merge، اتریوم شاهد چندین هاردفورک مهم دیگر نیز بود. یکی از برجسته ترین آن ها، هاردفورک لندن (London Hard Fork) در آگوست ۲۰۲۱ بود که با معرفی پیشنهاد بهبود اتریوم ۱۵۵۹ (EIP-1559) همراه شد. این پیشنهاد نحوه محاسبه کارمزدهای تراکنش را تغییر داد و مکانیزم سوزاندن بخشی از اتر (Base Fee) در هر تراکنش را معرفی کرد. هدف EIP-1559 کاهش نوسانات کارمزد و مدیریت بهتر ازدحام شبکه بود، همچنین این مکانیزم باعث شد که اتر به یک دارایی با خاصیت ضد تورمی تبدیل شود.

۳. اجزای کلیدی معماری شبکه اتریوم

معماری اتریوم از چندین جزء حیاتی تشکیل شده است که هر کدام نقش مهمی در عملکرد و پایداری شبکه ایفا می کنند. درک این اجزا برای فهم عمیق اتریوم ضروری است.

۳.۱. اتر (ETH): سوخت شبکه اتریوم

اتر (ETH)، کوین بومی شبکه اتریوم، چیزی فراتر از یک رمزارز قابل معامله است. این دارایی دیجیتال به عنوان سوخت برای کل اکوسیستم اتریوم عمل می کند.

• تعریف ETH به عنوان کوین بومی: اتر، رمزارزی است که برای پرداخت هزینه های انجام عملیات در بلاک چین اتریوم استفاده می شود.
• کاربردهای ETH:
  • کارمزد تراکنش (گس): هر عملیاتی در شبکه، از ارسال ساده اتر تا اجرای یک قرارداد هوشمند پیچیده، نیازمند پرداخت گس است که با اتر محاسبه می شود.
  • استیکینگ: پس از ارتقای Merge، اعتبارسنج ها (Validators) برای مشارکت در مکانیزم اثبات سهام (PoS) باید حداقل ۳۲ ETH را استیک کنند.
  • پاداش نودها: اعتبارسنج هایی که بلوک های جدید را به شبکه اضافه می کنند، با اتر پاداش می گیرند.
  • حاکمیت: در بسیاری از سازمان های خودمختار غیرمتمرکز (DAO) بر بستر اتریوم، دارندگان اتر حق رای در تصمیم گیری های شبکه را دارند.
• واحدهای اتر (Wei, Gwei): اتر نیز مانند ارزهای فیات، واحدهای کوچکتری دارد. کوچکترین واحد Wei نام دارد و هر Gwei (گیگاوی) معادل ۱,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰ Wei است. کارمزد گس معمولاً بر حسب Gwei محاسبه می شود.
• عرضه اتر و مکانیزم سوزاندن (Burning): برخلاف بیت کوین که عرضه محدودی دارد (۲۱ میلیون واحد)، عرضه حداکثری اتر نامحدود است، اما مکانیزم EIP-1559 با سوزاندن بخشی از کارمزد تراکنش ها، به کنترل تورم و حتی کاهش عرضه کلی (Deflationary) در شرایط خاص کمک می کند. این مکانیزم تعادل پویایی بین تولید و سوزاندن اتر ایجاد می کند.

۳.۲. قرارداد هوشمند (Smart Contracts): انقلابی در توافقات دیجیتال

قراردادهای هوشمند، برنامه هایی هستند که به صورت خودکار و بدون نیاز به واسطه، شرایط توافق نامه را اجرا می کنند. این قراردادها که مستقیماً در کد بلاک چین نوشته می شوند، غیرقابل تغییر و شفاف هستند.

• تعریف و نحوه عملکرد: یک قرارداد هوشمند مجموعه ای از دستورالعمل هاست که در صورت برآورده شدن شرایط از پیش تعیین شده، به صورت خودکار اجرا می شود. این قابلیت، انقلابی در نحوه انجام توافقات و معاملات دیجیتال ایجاد کرده است.
• مثال هایی از کاربردها:
  • توکن ها: اکثر توکن های ERC-20 و NFTهای ERC-721 بر پایه قراردادهای هوشمند اتریوم ساخته شده اند.
  • صرافی های غیرمتمرکز (DEX): پلتفرم هایی مانند یونی سواپ برای تبادل توکن ها از قراردادهای هوشمند بهره می برند.
  • استخرهای نقدینگی و وام دهی: پروتکل های DeFi برای مدیریت دارایی ها و ارائه وام به صورت خودکار، از قراردادهای هوشمند استفاده می کنند.

۳.۳. ماشین مجازی اتریوم (EVM): قلب تپنده اتریوم

ماشین مجازی اتریوم (EVM) یک محیط محاسباتی غیرمتمرکز و قدرتمند است که مسئول اجرای قراردادهای هوشمند و مدیریت وضعیت شبکه است.

• تعریف EVM و نقش آن در اجرای قراردادهای هوشمند: EVM را می توان به عنوان یک کامپیوتر جهانی تصور کرد که کد بایت قراردادهای هوشمند را می خواند و اجرا می کند. هر گره در شبکه اتریوم یک نمونه از EVM را اجرا می کند و این امر تضمین می کند که تمامی تراکنش ها و اجرای قراردادهای هوشمند به صورت هماهنگ و اجماع شده در سراسر شبکه صورت پذیرد.
• اهمیت تورینگ کامل بودن EVM: ویژگی تورینگ کامل به EVM این امکان را می دهد که هر الگوریتم محاسباتی را اجرا کند. این بدان معناست که توسعه دهندگان می توانند هر نوع برنامه کاربردی، از ساده ترین تا پیچیده ترین، را بر روی اتریوم پیاده سازی کنند.

۳.۴. برنامه های غیرمتمرکز (DApps): آینده اپلیکیشن ها

برنامه های غیرمتمرکز یا DAppها، اپلیکیشن هایی هستند که بر روی یک شبکه بلاک چین اجرا می شوند و نه بر روی یک سرور مرکزی.

• تعریف DApp و ویژگی های اصلی:
  • غیرمتمرکز: هیچ نهاد یا سازمانی کنترل DApp را در دست ندارد.
  • متن باز: کد منبع آن ها برای بازبینی و بهبود عمومی در دسترس است.
  • استفاده از قرارداد هوشمند: DAppها برای انجام وظایف خود، از قراردادهای هوشمند بهره می برند.
• مثال هایی از DAppهای محبوب: از پلتفرم های DeFi مانند Aave و Compound گرفته تا بازارهای NFT مانند OpenSea و بازی های Play-to-Earn مانند Axie Infinity، همگی نمونه هایی از DAppهای موفق بر بستر اتریوم هستند.

۳.۵. سازمان های خودمختار غیرمتمرکز (DAOs): حاکمیت جمعی

سازمان های خودمختار غیرمتمرکز یا DAOها، نهادهایی هستند که قوانین و تصمیم گیری های آن ها توسط کد بلاک چین و رای گیری اعضا به صورت شفاف و غیرمتمرکز انجام می شود.

• تعریف DAO و نقش آن در تصمیم گیری های شبکه: DAOها امکان حاکمیت دموکراتیک و مشارکتی را برای یک پروژه یا پروتکل فراهم می کنند. دارندگان توکن های حاکمیتی DAO می توانند در مورد پیشنهادات مختلف (مانند تغییر پارامترهای پروتکل یا تخصیص بودجه) رای دهند.
• مثال هایی از DAOهای فعال: بسیاری از پروتکل های DeFi و پروژه های وب ۳ دارای DAO هستند که به جامعه خود اجازه مشارکت در اداره پروژه را می دهند.

۴. نحوه عملکرد شبکه اتریوم

عملکرد شبکه اتریوم، از نحوه پردازش تراکنش ها تا مکانیزم اجماع و مدیریت کارمزدها، نشان دهنده پیچیدگی و نوآوری این پلتفرم است.

۴.۱. مدل عملیاتی (تشریح نودها و شبکه همتا به همتا)

شبکه اتریوم بر اساس یک مدل همتا به همتا (Peer-to-Peer) کار می کند که در آن هزاران کامپیوتر (نود) در سراسر جهان به یکدیگر متصل هستند. هر نود یک کپی کامل از تاریخچه تراکنش ها و وضعیت فعلی شبکه اتریوم را ذخیره می کند. هنگامی که یک کاربر تراکنشی را آغاز می کند، این تراکنش به شبکه پخش می شود و توسط نودها دریافت می گردد. نودها تراکنش را اعتبارسنجی کرده و در نهایت آن را در یک بلوک جدید به بلاک چین اضافه می کنند. این مدل توزیع شده، امنیت، مقاومت در برابر سانسور و عدم تمرکز را برای شبکه فراهم می آورد.

۴.۲. مکانیزم اجماع: از اثبات کار (PoW) تا اثبات سهام (PoS)

مکانیزم اجماع پروتکلی است که نودها بر اساس آن در مورد وضعیت صحیح بلاک چین به توافق می رسند. اتریوم یک تحول تاریخی در این زمینه تجربه کرده است.

• شرح مختصر PoW و چالش های آن: در گذشته، اتریوم مانند بیت کوین از اثبات کار (Proof of Work / PoW) استفاده می کرد. در PoW، ماینرها با حل مسائل پیچیده رمزنگاری، برای افزودن بلوک جدید به زنجیره رقابت می کردند. این مکانیزم با چالش هایی مانند مصرف انرژی بالا و محدودیت در مقیاس پذیری مواجه بود.
• ارتقای Merge (ادغام): در سپتامبر ۲۰۲۲، اتریوم با موفقیت ارتقای Merge را پیاده سازی کرد. این ارتقا، زنجیره اجرای اتریوم (شبکه اصلی که تراکنش ها را پردازش می کند) را با بیکن چین (Beacon Chain) که از مکانیزم PoS استفاده می کرد، ادغام کرد و به این ترتیب، اتریوم به طور کامل به اثبات سهام (Proof of Stake / PoS) مهاجرت کرد. این تغییر نه تنها مصرف انرژی شبکه را تا حدود ۹۹.۹۵٪ کاهش داد، بلکه زیرساخت لازم برای بهبود مقیاس پذیری آینده را نیز فراهم آورد.
• اثبات سهام (PoS) و اعتبارسنج ها (Validators):
  • نحوه کار PoS: در PoS، به جای ماینرها، اعتبارسنج ها (Validators) مسئول ایجاد و اعتبارسنجی بلوک ها هستند. برای تبدیل شدن به یک اعتبارسنج، افراد باید حداقل ۳۲ ETH را در شبکه استیک (Stake) کنند.
  • نقش اعتبارسنج ها: اعتبارسنج ها به صورت تصادفی برای پیشنهاد و تایید بلوک های جدید انتخاب می شوند. آن ها مسئول اعتبارسنجی تراکنش ها، تضمین صحت آن ها و افزودن بلوک ها به زنجیره هستند.
  • پاداش ها و جریمه ها (Slashing): اعتبارسنج های صادق با اتر پاداش می گیرند، در حالی که رفتارهای مخرب یا عدم انجام وظایف می تواند منجر به جریمه (Slashing) و از دست دادن بخشی از اتر استیک شده آن ها شود.
• اجزای PoS: سیستم PoS اتریوم از پروتکل های پیچیده ای مانند Casper-FFG (Finality Gadget), LMD Ghost (Fork Choice Rule) و Gasper (ترکیب Casper و Ghost) برای مدیریت اجماع و انتخاب بلوک های نهایی استفاده می کند.

۴.۳. کارمزد تراکنش (Gas Fee): هزینه فعالیت در شبکه

گس (Gas) واحدی است که میزان کار محاسباتی لازم برای اجرای عملیات ها در شبکه اتریوم را اندازه گیری می کند. کاربران برای انجام هر تراکنش یا اجرای قرارداد هوشمند باید گس فی (Gas Fee) پرداخت کنند.

• چگونگی محاسبه گس: کارمزد نهایی با ضرب حد گس (Gas Limit) (حداکثر گسی که کاربر مایل به پرداخت آن است) در قیمت گس (Gas Price) (مقدار اتر که کاربر مایل به پرداخت آن برای هر واحد گس است، معمولاً بر حسب Gwei) محاسبه می شود.
• تاثیر ازدحام شبکه بر قیمت گس: قیمت گس تابعی از میزان تقاضا و ازدحام شبکه است. هرچه تعداد تراکنش های در انتظار بیشتر باشد، قیمت گس نیز افزایش می یابد زیرا اعتبارسنج ها بلوک هایی را که بالاترین کارمزد را پیشنهاد می دهند، در اولویت قرار می دهند.
• چالش های گس بالا و راه حل ها: کارمزدهای بالای گس یکی از چالش های اصلی اتریوم بوده است. راهکارهای لایه دوم (Layer 2 Solutions) و ارتقاهای آتی شبکه، با هدف کاهش این کارمزدها و افزایش مقیاس پذیری توسعه یافته اند.

۴.۴. دسترسی پذیری به داده (Data Availability) و توافق (Settlement)

این دو مفهوم برای حفظ امنیت و یکپارچگی بلاک چین حیاتی هستند. دسترسی پذیری به داده به اطمینان از این موضوع اشاره دارد که تمامی داده های لازم برای اعتبارسنجی یک بلوک جدید در دسترس همگان قرار گیرد. این امر تضمین می کند که هیچ اعتبارسنجی نمی تواند داده های مخرب یا نادرست را پنهان کند. توافق (Settlement) نیز به مرحله ای اشاره دارد که در آن نودها صحت یک بلوک یا تراکنش را مجدداً بررسی کرده و در صورت تایید، آن را به عنوان بخشی دائمی از بلاک چین می پذیرند. این فرآیندها اطمینان می دهند که وضعیت شبکه همیشه معتبر و مورد توافق جمعی است.

هدف نهایی شبکه اتریوم، تبدیل شدن به یک زیرساخت مقیاس پذیر و پایدار برای میلیاردها کاربر است که از برنامه های غیرمتمرکز، امور مالی نوین و نوآوری های وب ۳ بهره مند می شوند.

۵. نقشه راه آینده اتریوم: فراتر از Merge

با اتمام موفقیت آمیز Merge و گذار به اثبات سهام، اتریوم وارد فاز جدیدی از توسعه شده است که هدف آن بهبود چشمگیر مقیاس پذیری، امنیت و تمرکززدایی است. نقشه راه فعلی ویتالیک بوترین، شامل ۶ فاز اصلی است که پیش از این به عنوان Ethereum 2.0 شناخته می شد.

۵.۱. معرفی نقشه راه جدید ویتالیک بوترین (بعد از حذف Ethereum 2.0)

ویتالیک بوترین، بنیان گذار اتریوم، برای جلوگیری از سردرگمی و تاکید بر ماهیت تکاملی شبکه، عنوان اتریوم ۲.۰ را حذف کرد. نقشه راه فعلی اتریوم به شش فاز اصلی تقسیم می شود که هر کدام بر جنبه های خاصی از توسعه تمرکز دارند:

1. Merge: گذار به اثبات سهام (PoS) – انجام شده.
2. Surge: افزایش مقیاس پذیری از طریق شاردینگ و راهکارهای لایه دوم.
3. Scourge: مقابله با سانسور و بهبود تمرکززدایی EVM.
4. Verge: کاهش حجم داده مورد نیاز برای اعتبارسنجی بلوک ها (Verkle Trees).
5. Purge: ساده سازی پروتکل و حذف تاریخچه بلاک چین قدیمی برای کاهش فضای ذخیره سازی.
6. Splurge: رفع سایر مسائل باقی مانده و بهینه سازی نهایی شبکه.

۵.۲. فاز Surge و راهکارهای لایه دوم (Layer 2 Solutions)

فاز Surge بر افزایش مقیاس پذیری اتریوم تمرکز دارد که عمدتاً از طریق راهکارهای لایه دوم (Layer 2 Solutions) و شاردینگ (Sharding) به دست می آید.

• اهمیت لایه دوم ها برای مقیاس پذیری: راهکارهای لایه دوم به اتریوم امکان می دهند تا تعداد تراکنش های بسیار بیشتری را در ثانیه پردازش کند و در عین حال، کارمزدها را به شدت کاهش دهد. این راهکارها با پردازش تراکنش ها در خارج از زنجیره اصلی (Off-chain) و سپس ارسال خلاصه ای از آن ها به اتریوم، بار روی شبکه اصلی را کم می کنند.
• انواع راهکارهای لایه دوم:
  • رولاپ های آپتیمیستیک (Optimistic Rollups): این رولاپ ها فرض می کنند که تراکنش ها به صورت پیش فرض معتبر هستند و تنها در صورت اثبات نادرستی، آن ها را به چالش می کشند. مثال ها: Optimism، Arbitrum.
  • رولاپ های دانش صفر (Zero-Knowledge Rollups / ZK-Rollups): این رولاپ ها از اثبات های رمزنگاری شده برای اثبات اعتبار تراکنش ها بدون افشای جزئیات آن ها استفاده می کنند. مثال ها: zkSync، StarkWare.
  • زنجیره های جانبی (Sidechains): بلاک چین های مستقل با مکانیزم اجماع خاص خود که به اتریوم متصل هستند. مثال: Polygon.
  • ولیدیوم (Validiums): مشابه ZK-Rollups اما داده های تراکنش ها به صورت Off-chain ذخیره می شوند.
  • کانال های وضعیت (State Channels): امکان انجام تراکنش های مستقیم بین کاربران را بدون نیاز به بلاک چین اصلی تا زمان نهایی شدن وضعیت فراهم می کنند.

۵.۳. ارتقای Dencun و پروتو دنک شاردینگ (EIP-4844)

ارتقای Dencun که در مارس ۲۰۲۴ اجرا شد، گامی مهم در جهت فاز Surge و مقیاس پذیری اتریوم محسوب می شود. این ارتقا شامل چندین پیشنهاد بهبود اتریوم (EIP) بود که مهمترین آن ها EIP-4844 یا پروتو دنک شاردینگ (Proto-Danksharding) است.

• هدف اصلی: پروتو دنک شاردینگ با معرفی بلاب ها (Blobs)، فضای ذخیره سازی موقتی برای داده های تراکنش های لایه دوم فراهم می کند. این بلاب ها به صورت جداگانه از بلوک های اصلی پردازش می شوند و هزینه های ذخیره سازی داده برای رولاپ ها را به شدت کاهش می دهند، در نتیجه کارمزد تراکنش ها در لایه های دوم نیز به طور چشمگیری پایین می آید و توان عملیاتی شبکه افزایش می یابد.

۵.۴. انتزاع حساب (Account Abstraction / ERC-4337)

انتزاع حساب (Account Abstraction / AA) با پیاده سازی استاندارد ERC-4337، انقلابی در تجربه کاربری و امنیت کیف پول ها ایجاد می کند.

• نقش آن در بهبود تجربه کاربری و امنیت کیف پول ها: AA به کاربران امکان می دهد تا کیف پول های قرارداد هوشمند خود را به گونه ای برنامه ریزی کنند که قابلیت های پیشرفته ای مانند پرداخت کارمزد با هر توکنی، تراکنش های دسته ای، قابلیت های بازیابی پیشرفته (مانند Social Recovery) و محدودیت های خرج روزانه را داشته باشند. این امر پیچیدگی های استفاده از بلاک چین را برای کاربران عادی کاهش داده و امنیت را افزایش می دهد.
• EIP-3074 و EIP-5003 و ارتباط آن ها با AA: این دو پیشنهاد بهبود، تکمیل کننده AA هستند و به تسهیل گذار از حساب های EOA (External Owned Accounts) به کیف پول های قرارداد هوشمند کمک می کنند و مشکلاتی مانند حملات احتمالی را برطرف می سازند.

۵.۵. سایر فازهای نقشه راه (Scourge, Verge, Purge, Splurge)

• Scourge: هدف این فاز مقابله با هرگونه سانسور احتمالی در شبکه و بهبود مکانیزم های حاکمیتی EVM است تا تمرکززدایی آن به حداکثر برسد.
• Verge: بر کاهش اندازه گره های شبکه با استفاده از Verkle Trees تمرکز دارد. این تکنولوژی به نودها اجازه می دهد تا صحت بلوک ها را با دانلود داده های کمتر و به صورت کارآمدتر تایید کنند.
• Purge: هدف این فاز حذف تاریخچه قدیمی بلاک چین است تا فضای ذخیره سازی مورد نیاز برای گره ها کاهش یابد و شبکه ساده تر و کارآمدتر شود.
• Splurge: این فاز که ویتالیک بوترین از آن به عنوان پایان بازی اتریوم (Ethereum’s Endgame) یاد می کند، شامل تمام بهینه سازی های نهایی و رفع مشکلات باقی مانده برای رسیدن به یک شبکه کاملاً پایدار، مقیاس پذیر و امن است.

۶. کاربردهای گسترده شبکه اتریوم (اکوسیستم اتریوم)

اکوسیستم اتریوم فراتر از یک ارز دیجیتال صرف است و به پلتفرمی برای طیف وسیعی از کاربردهای نوآورانه تبدیل شده است. این کاربردها اساس دنیای وب ۳ (Web3) را تشکیل می دهند.

۶.۱. امور مالی غیرمتمرکز (DeFi)

امور مالی غیرمتمرکز (DeFi) یکی از بزرگترین و مهمترین کاربردهای اتریوم است. این سیستم مالی، بدون نیاز به واسطه های سنتی مانند بانک ها، خدمات مالی را ارائه می دهد.

• صرافی های غیرمتمرکز (DEX): پلتفرم هایی مانند Uniswap و SushiSwap که امکان مبادله توکن ها را به صورت مستقیم بین کاربران فراهم می کنند.
• وام دهی و وام گیری: پروتکل هایی مانند Aave و Compound که به کاربران اجازه می دهند تا دارایی های دیجیتال خود را وام دهند یا وام بگیرند.
• استیبل کوین ها: رمزارزهایی که ارزش آن ها به یک دارایی پایدار (مانند دلار آمریکا) وابسته است و نقش مهمی در ثبات اکوسیستم DeFi دارند (مانند USDT, USDC, DAI).
• ییلد فارمینگ (Yield Farming): استراتژی هایی برای کسب حداکثر بازدهی از دارایی های دیجیتال در پروتکل های DeFi.

۶.۲. توکن های غیرمثلی (NFTs) و متاورس

توکن های غیرمثلی (NFTs) که دارایی های دیجیتالی منحصربه فردی هستند، عمدتاً بر بستر اتریوم توسعه یافته اند.

• بازارچه ها و بازی های Play-to-Earn: پلتفرم هایی مانند OpenSea برای خرید و فروش NFT و بازی هایی مانند Axie Infinity که به بازیکنان امکان می دهند از طریق بازی کسب درآمد کنند، همگی از قدرت اتریوم بهره می برند. این توکن ها در حال شکل دهی به مفهوم متاورس و مالکیت دیجیتال هستند.

۶.۳. هویت دیجیتال و حاکمیت

• ENS (Ethereum Name Service): سرویسی که آدرس های پیچیده کیف پول اتریوم را به نام های خوانا و قابل فهم (مانند yourname.eth) تبدیل می کند، شبیه به DNS در اینترنت.
• DAOها (سازمان های خودمختار غیرمتمرکز): که حاکمیت و تصمیم گیری های جمعی را در پروژه های مختلف اتریوم امکان پذیر می سازند.

۶.۴. پلتفرم های محتوا و شبکه های اجتماعی غیرمتمرکز

اتریوم بستری برای ایجاد پلتفرم های محتوا و شبکه های اجتماعی غیرمتمرکز نیز فراهم کرده است، جایی که کاربران مالکیت و کنترل بیشتری بر داده ها و محتوای خود دارند و از سانسور در امان هستند.

۷. نحوه تعامل با شبکه اتریوم

برای مشارکت در اکوسیستم اتریوم و استفاده از قابلیت های آن، کاربران باید با ابزارهای خاصی تعامل داشته باشند.

۷.۱. بهترین کیف پول های اتریوم

کیف پول های اتریوم ابزاری برای نگهداری، ارسال و دریافت اتر و سایر توکن های مبتنی بر اتریوم هستند. آن ها به دو دسته اصلی تقسیم می شوند:

• کیف پول های نرم افزاری (Software Wallets):
  • متامسک (MetaMask): پرکاربردترین کیف پول افزونه مرورگر، با قابلیت اتصال به DAppها.
  • تراست ولت (Trust Wallet): کیف پول موبایل محبوب با پشتیبانی از بلاک چین های مختلف.
  • MyEtherWallet (MEW): یک کیف پول وب که به کاربران امکان مدیریت کلیدهای خصوصی را می دهد.
• کیف پول های سخت افزاری (Hardware Wallets):
  • لجر (Ledger): دستگاه های فیزیکی که بالاترین سطح امنیت را برای نگهداری رمزارزها ارائه می دهند.
  • ترزور (Trezor): یکی دیگر از کیف پول های سخت افزاری معتبر با قابلیت های امنیتی بالا.
  • سیف پل (SafePal): کیف پول سخت افزاری و نرم افزاری با تمرکز بر امنیت و تجربه کاربری.

۷.۲. خرید و فروش اتر (ETH)

خرید و فروش اتر از طریق صرافی های ارز دیجیتال انجام می شود:

• صرافی های متمرکز (Centralized Exchanges – CEX): مانند Binance، Coinbase، Kraken و صرافی های داخلی که امکان خرید و فروش اتر با ارزهای فیات را فراهم می کنند.
• صرافی های غیرمتمرکز (Decentralized Exchanges – DEX): مانند Uniswap و SushiSwap که امکان تبادل اتر با سایر توکن ها را به صورت مستقیم از کیف پول کاربر فراهم می سازند.

۷.۳. استیکینگ (Staking) اتر

پس از ارتقای Merge، استیکینگ اتر راه اصلی مشارکت در امنیت شبکه و کسب پاداش است:

• روش های مشارکت:
  • استیکینگ انفرادی (Solo Staking): نیازمند حداقل ۳۲ ETH و دانش فنی کافی برای راه اندازی و نگهداری یک نود اعتبارسنج است.
  • استخرهای استیکینگ (Staking Pools): به کاربران اجازه می دهد مقادیر کمتری از ETH را در کنار سایرین استیک کنند و پاداش ها را به نسبت سهم خود دریافت نمایند.
  • استیکینگ به عنوان سرویس (Staking as a Service): ارائه دهندگان شخص ثالثی که تمام جنبه های فنی را مدیریت می کنند.

۸. مقایسه اتریوم با بیت کوین

اتریوم و بیت کوین، هر دو از فناوری بلاک چین استفاده می کنند اما اهداف و قابلیت های متفاوتی دارند.

۸.۱. تفاوت های اساسی

تفاوت های اصلی بین اتریوم و بیت کوین در جدول زیر خلاصه شده است:

ویژگی	بیت کوین (Bitcoin)	اتریوم (Ethereum)
هدف اصلی	سیستم پرداخت همتا به همتا، ذخیره ارزش دیجیتال (طلای دیجیتال)	پلتفرم محاسباتی غیرمتمرکز برای قراردادهای هوشمند و DAppها
رمزارز بومی	BTC	ETH (اتر)
مکانیزم اجماع	اثبات کار (PoW)	اثبات سهام (PoS) (پس از Merge)
قابلیت برنامه ریزی	محدود (اسکریپت نویسی ساده)	بسیار بالا (قراردادهای هوشمند تورینگ کامل)
حداکثر عرضه	۲۱ میلیون واحد	نامحدود (با مکانیزم سوزاندن EIP-1559 برای کنترل تورم)
سرعت تراکنش (تقریبی)	۶-۷ تراکنش در ثانیه	۱۵-۳۰ تراکنش در ثانیه در لایه ۱ (با لایه ۲ بسیار بیشتر)
زبان برنامه نویسی	C++	Solidity, Vyper (برای قراردادهای هوشمند)

۸.۲. شباهت ها

• غیرمتمرکز: هر دو شبکه توسط هیچ نهاد مرکزی کنترل نمی شوند.
• استفاده از بلاک چین: هر دو از ساختار بلاک چین برای ثبت و تایید تراکنش ها استفاده می کنند.
• امنیت رمزنگاری: هر دو از اصول رمزنگاری برای تامین امنیت شبکه و داده ها بهره می برند.

۹. مزایا و معایب شبکه اتریوم

اتریوم با وجود نوآوری های فراوان، دارای مزایا و معایبی است که باید به آن ها توجه کرد.

۹.۱. مزایا

• شبکه بزرگ و فعال: اتریوم دارای بزرگترین و فعال ترین اکوسیستم توسعه دهندگان و کاربران در میان بلاک چین های قابل برنامه ریزی است. این جامعه قوی به نوآوری و امنیت شبکه کمک می کند.
• کاربردهای گسترده: اتریوم پلتفرم اصلی برای DeFi، NFTها، DAOها و بسیاری از DAppهای پیشرو است و طیف وسیعی از خدمات مالی و غیرمالی غیرمتمرکز را ارائه می دهد.
• نوآوری پیوسته: تیم توسعه دهندگان و جامعه اتریوم دائماً در حال کار بر روی ارتقاها و بهبودهای جدید برای رفع چالش ها و افزایش قابلیت های شبکه هستند.
• عدم نیاز به واسطه ها: اتریوم امکان ایجاد سیستم هایی را فراهم می کند که در آن ها نیاز به واسطه های متمرکز (مانند بانک ها، وکلا و شرکت های میزبان) از بین می رود، که منجر به شفافیت، کارایی و کاهش هزینه ها می شود.
• امنیت بالا: با گذار به اثبات سهام و جامعه بزرگ اعتبارسنج ها، اتریوم از امنیت بسیار بالایی برخوردار است و در برابر حملات ۵۱٪ مقاوم است.

۹.۲. معایب

• چالش های مقیاس پذیری (قبل از راه حل های لایه ۲): در گذشته، شبکه اصلی اتریوم (لایه ۱) با مشکلاتی مانند سرعت پایین تراکنش ها و کارمزدهای بالا در زمان ازدحام مواجه بود. اگرچه راهکارهای لایه دوم این مشکل را تا حد زیادی حل کرده اند، اما هنوز هم برخی کاربران به طور مستقیم با لایه ۱ در تعامل هستند که می تواند پرهزینه باشد.
• کارمزدهای بالا (Gas Fee): با وجود EIP-1559 و راهکارهای لایه دوم، در دوره های اوج تقاضا، کارمزد تراکنش ها در لایه ۱ همچنان می تواند بالا باشد که مانعی برای کاربران با سرمایه کمتر است.
• پیچیدگی برای کاربران جدید: اکوسیستم اتریوم و مفاهیم فنی مرتبط با آن (مانند قراردادهای هوشمند، گس، رولاپ ها) می تواند برای افراد تازه وارد پیچیده و دشوار باشد.

۱۰. جمع بندی و چشم انداز آینده

شبکه بلاک چین اتریوم از زمان پیدایش خود در سال ۲۰۱۵، به یک پلتفرم پیشگام و حیاتی در دنیای فناوری غیرمتمرکز تبدیل شده است. این شبکه، با ارائه قابلیت های برنامه ریزی پذیری بی سابقه از طریق قراردادهای هوشمند و ماشین مجازی اتریوم (EVM)، راه را برای ظهور اکوسیستمی عظیم از برنامه های غیرمتمرکز (DApp)، امور مالی غیرمتمرکز (DeFi) و توکن های غیرمثلی (NFT) هموار کرده است.

با وجود چالش های اولیه مربوط به مقیاس پذیری و کارمزدها، ارتقاهای مهمی مانند Merge (که اتریوم را به اثبات سهام منتقل کرد) و Dencun (با معرفی پروتو دنک شاردینگ برای کاهش کارمزدهای لایه دوم)، اتریوم را در مسیر تبدیل شدن به یک زیرساخت مقیاس پذیر، امن و پایدار برای میلیاردها کاربر قرار داده است. نقشه راه آینده اتریوم، شامل فازهای Surge، Scourge، Verge، Purge و Splurge، نشان دهنده تعهد جامعه و توسعه دهندگان به بهبود مستمر و تحقق چشم انداز یک کامپیوتر جهانی است.

اتریوم نه تنها به عنوان یک پلتفرم نوآورانه برای توسعه دهندگان عمل می کند، بلکه نقش کلیدی در شکل دهی به آینده وب ۳، اقتصاد دیجیتال و تغییر نحوه تعامل ما با داده ها و ارزش ایفا خواهد کرد. پتانسیل این شبکه برای ایجاد سیستم های مالی شفاف تر، بازارهای هنری غیرمتمرکز، و اشکال جدید حاکمیت جمعی، همچنان در حال گسترش است و آینده آن بسیار روشن به نظر می رسد.