تغییر الگوریتم اتریوم

اتریوم، دومین ارز دیجیتال بزرگ جهان و پلتفرم پیشرو قراردادهای هوشمند، با مهاجرت از الگوریتم اثبات کار (Proof of Work) به اثبات سهام (Proof of Stake) که با رویداد تاریخی مرج (The Merge) به اوج خود رسید، گامی بلند در مسیر تکامل خود برداشت. این تحول بزرگ، تنها یک تغییر فنی نبود، بلکه نقطه عطفی اساسی برای شبکه اتریوم و کل اکوسیستم بلاکچین محسوب می شود.

این تغییر الگوریتم اتریوم، که با هدف کاهش چشمگیر مصرف انرژی، افزایش مقیاس پذیری و بهبود امنیت شبکه صورت گرفت، مسیر را برای آینده ای پایدارتر و کارآمدتر هموار ساخت. پیش از این، اتریوم همچون بیت کوین برای تأیید تراکنش ها و افزودن بلوک های جدید به زنجیره، به توان محاسباتی ماینرها متکی بود؛ اما با این تحول، سازوکار شبکه به کلی دگرگون شد و عصر جدیدی برای آن آغاز گشت. این مقاله به بررسی جزئیات این مهاجرت بزرگ، دلایل آن، سازوکار الگوریتم جدید، تأثیرات آن بر ماینرها و کاربران، و چشم انداز آینده اتریوم پس از این تحول می پردازد.

اتریوم و الگوریتم های اجماع: مفاهیم پایه

برای درک اهمیت تغییر الگوریتم اتریوم، ابتدا باید با مفاهیم اساسی این شبکه و نقش الگوریتم های اجماع در بلاکچین ها آشنا شویم.

اتریوم چیست؟

اتریوم فراتر از یک ارز دیجیتال، یک پلتفرم غیرمتمرکز مبتنی بر بلاکچین است که به توسعه دهندگان اجازه می دهد تا برنامه های کاربردی غیرمتمرکز (DApps) و قراردادهای هوشمند (Smart Contracts) را ایجاد و اجرا کنند. ارز بومی این شبکه، اتر (ETH) نام دارد که برای پرداخت هزینه های تراکنش (گس فی) و اجرای قراردادهای هوشمند به کار می رود. این پلتفرم از زمان راه اندازی در سال ۲۰۱۵، با نوآوری های خود، نقش محوری در شکل گیری اکوسیستم های دیفای (DeFi)، ان اف تی (NFT) و وب ۳ (Web3) ایفا کرده است.

الگوریتم اجماع در ارزهای دیجیتال: تعریف و ضرورت آن

الگوریتم اجماع به مکانیزمی اطلاق می شود که در شبکه های بلاکچین برای رسیدن به توافق جمعی در مورد وضعیت صحیح دفتر کل توزیع شده (بلاکچین) به کار می رود. از آنجا که در یک شبکه غیرمتمرکز هیچ نهاد مرکزی برای تأیید تراکنش ها وجود ندارد، این الگوریتم ها تضمین می کنند که همه شرکت کنندگان شبکه (نودها) بر سر یک نسخه واحد و معتبر از تاریخچه تراکنش ها به توافق برسند. ضرورت الگوریتم اجماع در حفظ امنیت، یکپارچگی و جلوگیری از حملاتی مانند خرج کردن مضاعف (Double Spending) حیاتی است. این الگوریتم ها با ایجاد انگیزه های اقتصادی (پاداش) و مجازات (اسلشینگ)، صداقت نودها را تضمین می کنند و پایداری شبکه را حفظ می کنند.

معرفی اجمالی الگوریتم اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS)

دو نوع اصلی از الگوریتم های اجماع که در صنعت بلاکچین مورد استفاده قرار می گیرند، اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS) هستند. در اثبات کار، نودها (ماینرها) برای حل یک معمای محاسباتی پیچیده با یکدیگر رقابت می کنند. اولین ماینری که معما را حل کند، بلوک جدید را به زنجیره اضافه کرده و پاداش دریافت می کند. این فرآیند نیازمند قدرت پردازشی بالا و مصرف انرژی قابل توجه است.

در مقابل، اثبات سهام از قدرت محاسباتی استفاده نمی کند، بلکه نودها (اعتبارسنج ها) با قفل کردن مقدار مشخصی از ارز دیجیتال بومی شبکه (سهام) به عنوان وثیقه، برای تأیید و افزودن بلوک های جدید واجد شرایط می شوند. انتخاب اعتبارسنج ها معمولاً بر اساس میزان سهام، تصادفی بودن و مدت زمان استیکینگ آن ها صورت می گیرد. این رویکرد به طور چشمگیری مصرف انرژی را کاهش می دهد و زمینه ساز مقیاس پذیری بالاتری است.

اتریوم در دوران اثبات کار (PoW): گذشته ای پرهزینه

قبل از تغییر الگوریتم اتریوم به اثبات سهام، این شبکه برای مدت طولانی بر الگوریتم اثبات کار (PoW) متکی بود. این دوران، اگرچه به اتریوم در رسیدن به جایگاه فعلی خود کمک کرد، اما با چالش های قابل توجهی نیز همراه بود.

نحوه عملکرد PoW در اتریوم (Ethash): مفهوم ماینینگ و نقش ماینرها

اتریوم در مدل اثبات کار خود از الگوریتمی به نام ات هش (Ethash) استفاده می کرد. در این سیستم، ماینرها با استفاده از سخت افزارهای قدرتمند (کارت های گرافیک یا GPU و در ادامه ایسیک های مخصوص اتریوم)، تلاش می کردند تا با حل مسائل پیچیده رمزنگاری، بلوک های جدیدی را به بلاکچین اضافه کنند. ماینرها با رقابت برای یافتن یک نانس (Nonce) معتبر که هش بلوک را به زیر یک مقدار هدف مشخصی می رساند، در این فرآیند مشارکت داشتند. اولین ماینری که به این نانس دست پیدا می کرد، حق افزودن بلوک بعدی را به دست می آورد و پاداش بلوک (اتر جدید) و کارمزد تراکنش ها را دریافت می کرد. این فرآیند نه تنها به امنیت شبکه کمک می کرد، بلکه اتر جدید را نیز وارد چرخه بازار می کرد.

چالش ها و معایب PoW در اتریوم

با وجود مزایایی که PoW در حفظ امنیت و تمرکززدایی اولیه اتریوم داشت، این الگوریتم با معایب قابل توجهی نیز مواجه بود که در نهایت، بنیاد اتریوم را به سمت تغییر الگوریتم اتریوم سوق داد:

• مصرف انرژی بسیار بالا و نگرانی های زیست محیطی: فعالیت گسترده ماینینگ در اتریوم نیازمند مصرف برق بسیار زیادی بود. این موضوع منجر به نگرانی های جدی از نظر زیست محیطی و پایداری بلندمدت شبکه شد. تخمین زده می شد که مصرف انرژی اتریوم PoW با مصرف برق یک کشور کوچک برابری می کرد.
• محدودیت های مقیاس پذیری و هزینه های بالای تراکنش ها (گس فی): با افزایش محبوبیت اتریوم و تعداد کاربران، شبکه به دلیل محدودیت های inherent الگوریتم PoW (سرعت تولید بلوک و حجم بلوک)، قادر به پردازش حجم بالای تراکنش ها نبود. این موضوع منجر به کندی تراکنش ها و افزایش سرسام آور هزینه های گس (Gas Fees) در زمان اوج شلوغی شبکه می شد که تجربه کاربری را به شدت کاهش می داد.
• مقاومت در برابر ASIC و تلاش برای تمرکززدایی (اما چالش های آن): اتریوم از ابتدا با الگوریتم ات هش تلاش کرد تا در برابر ایسیک (ASIC)، سخت افزارهای تخصصی ماینینگ، مقاوم باشد تا تمرکززدایی ماینینگ را حفظ کند و از سلطه ماینرهای بزرگ جلوگیری کند. با این حال، با گذشت زمان، ایسیک های مخصوص اتریوم نیز توسعه یافتند که این هدف را به چالش کشیدند و منجر به نگرانی هایی در مورد افزایش تمرکزگرایی در استخراج شدند.

نقشه راه اتریوم 2.0 (Serenity) و دلایل مهاجرت به PoS

تغییر الگوریتم اتریوم یک تصمیم ناگهانی نبود، بلکه بخشی از یک نقشه راه بلندمدت و جاه طلبانه برای ارتقاء و بهبود این شبکه بود که از آن با عنوان اتریوم 2.0 یا Serenity یاد می شد.

مفهوم اتریوم 2.0: توضیح اینکه این اصطلاح اکنون منسوخ شده و به مجموعه آپگریدهایی مانند مرج و شاردینگ اشاره دارد.

اصطلاح اتریوم 2.0 (Ethereum 2.0) یا Eth2 که در گذشته برای اشاره به مجموعه ای از ارتقاءهای بزرگ شبکه اتریوم استفاده می شد، اکنون منسوخ شده است. توسعه دهندگان اتریوم این نام را کنار گذاشته اند تا از ایجاد سردرگمی برای کاربران جلوگیری شود؛ زیرا این ارتقاءها به معنای ایجاد یک توکن جدید یا شبکه ای کاملاً مجزا نبودند، بلکه به بهبودهای تدریجی و مداوم در شبکه موجود اتریوم اشاره دارند. در حال حاضر، این ارتقاءها تحت عنوان نقشه راه اتریوم و با فازهایی مانند مرج (The Merge)، شاردینگ (Sharding)، سرج (Surge)، ورج (Verge)، پرج (Purge) و اسپلرج (Splurge) شناخته می شوند.

اهداف اصلی تغییر الگوریتم

مهاجرت به PoS، که هسته اصلی تغییر الگوریتم اتریوم بود، با سه هدف اصلی دنبال می شد:

1. کاهش چشمگیر مصرف انرژی: این مهم ترین دلیل برای مهاجرت از PoW بود. PoS نیازی به قدرت محاسباتی عظیم و سخت افزارهای پرمصرف ندارد و به این ترتیب، مصرف انرژی شبکه اتریوم پس از مرج تا حدود ۹۹.۹۵ درصد کاهش یافت که آن را به یکی از پایدارترین بلاکچین ها از نظر زیست محیطی تبدیل کرد.
2. افزایش مقیاس پذیری و ظرفیت شبکه برای پذیرش بیشتر تراکنش ها: PoS زمینه ساز پیاده سازی مکانیزم شاردینگ است. شاردینگ به بلاکچین اجازه می دهد تا به شاردها یا بخش های کوچک تر تقسیم شود که هر کدام قادر به پردازش تراکنش ها به صورت موازی هستند. این امر توان پردازشی کلی شبکه را به طور چشمگیری افزایش می دهد و منجر به کاهش هزینه ها و افزایش سرعت تراکنش ها در آینده خواهد شد.
3. بهبود امنیت و مقاومت در برابر حملات (به ویژه حمله 51 درصد): در PoS، برای انجام یک حمله ۵۱ درصدی (کنترل اکثریت قدرت شبکه)، یک مهاجم باید بخش بزرگی از اتر موجود را خریداری و استیک کند که نیازمند سرمایه ای بسیار هنگفت است. همچنین، مکانیسم اسلشینگ (Slashing) در PoS، اعتبارسنج های خاطی را با جریمه نقدی (کسر سهام استیک شده) مجازات می کند که این خود بازدارنده ای قوی در برابر رفتارهای مخرب است.

فازهای اصلی نقشه راه جدید اتریوم (Beacon Chain, The Merge, Shard Chains, Surge, Verge, Purge, Splurge)

نقشه راه اتریوم یک سری ارتقاءهای مرحله ای را شامل می شود:

• Beacon Chain (زنجیره بیکن): این زنجیره در دسامبر ۲۰۲۰ راه اندازی شد و لایه اجماع (Consensus Layer) را برای اتریوم PoS ایجاد کرد. این زنجیره به صورت موازی با شبکه اصلی اتریوم PoW کار می کرد و اعتبارسنج ها و اترهای استیک شده در آن شروع به فعالیت کردند.
• The Merge (مرج): در سپتامبر ۲۰۲۲، لایه اجرایی (Execution Layer) شبکه اصلی اتریوم (که شامل تمام تاریخچه تراکنش ها و DApps بود) با زنجیره بیکن ادغام شد. این رویداد، تغییر الگوریتم اتریوم را به PoS تکمیل کرد.
• Shard Chains (زنجیره های شارد): این فاز با هدف افزایش مقیاس پذیری و ظرفیت شبکه از طریق تقسیم بلاکچین به بخش های کوچک تر و موازی، در آینده پیاده سازی خواهد شد.
• Surge (سرج): فاز سرج بر افزایش توان پردازش تراکنش ها از طریق شاردینگ و Rollups تمرکز دارد.
• Verge (ورج): هدف ورج بهینه سازی ذخیره سازی داده ها و کاهش اندازه نودها برای تمرکززدایی بیشتر است.
• Purge (پرج): این فاز به پاکسازی داده های تاریخی غیرضروری برای کاهش فضای ذخیره سازی مورد نیاز نودها می پردازد.
• Splurge (اسپلرج): این فاز شامل ارتقاءهای کوچکتر و متنوع دیگر است که به بهبود کلی و پایداری شبکه کمک می کنند.

رویداد مرج (The Merge): تحقق تغییر الگوریتم اتریوم

رویداد مرج (The Merge) را می توان نقطه اوج و تجلی نهایی تغییر الگوریتم اتریوم دانست. این لحظه، نتیجه سال ها تحقیق، توسعه و هماهنگی بی وقفه در جامعه اتریوم بود.

مرج چیست؟ توضیح اتصال لایه اجرایی (Execution Layer) به لایه اجماع (Consensus Layer)

رویداد مرج به معنای ادغام و اتصال دو بخش اصلی اتریوم بود:

1. لایه اجرایی (Execution Layer): این همان شبکه اصلی اتریوم بود که از سال ۲۰۱۵ با الگوریتم اثبات کار فعالیت می کرد. این لایه مسئول پردازش تراکنش ها، اجرای قراردادهای هوشمند و حفظ وضعیت کلی بلاکچین بود.
2. لایه اجماع (Consensus Layer): این لایه در دسامبر ۲۰۲۰ با راه اندازی زنجیره بیکن (Beacon Chain) به وجود آمد. زنجیره بیکن مسئولیت هماهنگی نودهای اعتبارسنج، مدیریت استیکینگ و تأمین امنیت شبکه بر اساس الگوریتم اثبات سهام را بر عهده داشت.

پیش از مرج، این دو لایه به صورت موازی و مستقل از هم کار می کردند. ماینرها در لایه اجرایی بلوک ها را تولید می کردند و اعتبارسنج ها در زنجیره بیکن آماده باش بودند. با وقوع مرج، لایه اجرایی به لایه اجماع متصل شد، به این معنا که وظیفه تولید بلوک های جدید از ماینرها به اعتبارسنج های PoS منتقل شد. به این ترتیب، زنجیره بیکن مسئولیت اصلی اجماع و امنیت کل شبکه اتریوم را بر عهده گرفت.

فرآیند پیاده سازی مرج: گام های فنی و نقش زنجیره بیکن (Beacon Chain)

پیاده سازی مرج شامل مجموعه ای از به روزرسانی های نرم افزاری در نودهای اتریوم بود. تیم توسعه دهنده اتریوم با دقت و از طریق فورک های آزمایشی متعدد در شبکه های تستی، این فرآیند را بارها شبیه سازی کرد تا از پایداری و موفقیت آن اطمینان حاصل شود. زنجیره بیکن نقش حیاتی در این فرآیند ایفا کرد؛ زیرا بستر لازم برای مکانیسم اجماع اثبات سهام را فراهم آورده بود و به عنوان هسته مرکزی سیستم جدید عمل می کرد. زمانی که مرج اتفاق افتاد، تمام تاریخچه تراکنش های موجود در لایه اجرایی به لایه اجماع جدید منتقل شد و شبکه اتریوم بدون هیچ وقفه یا نیاز به مهاجرت توکن، به فعالیت خود ادامه داد.

تاریخ دقیق مرج و تأثیر فوری آن بر شبکه

رویداد مرج در تاریخ ۱۵ سپتامبر ۲۰۲۲ (۲۴ شهریور ۱۴۰۱) با موفقیت کامل انجام شد. تأثیرات فوری این تغییر الگوریتم اتریوم بر شبکه عبارت بودند از:

• توقف کامل ماینینگ اثبات کار: بلافاصله پس از مرج، ماینرهای اثبات کار دیگر قادر به تولید بلوک یا کسب پاداش در شبکه اتریوم نبودند. دستگاه های ماینینگ آن ها عملاً بی فایده شدند.
• آغاز اعتبارسنجی بلوک ها توسط استیکرها: از آن لحظه به بعد، اعتبارسنج هایی که اتر خود را در زنجیره بیکن استیک کرده بودند، مسئولیت تأیید تراکنش ها و افزودن بلوک های جدید به بلاکچین را بر عهده گرفتند.

اهمیت مرج به عنوان یک تحول بزرگ در تاریخ بلاکچین

مرج به عنوان یکی از پیچیده ترین و مهم ترین ارتقاءها در تاریخ صنعت بلاکچین شناخته می شود. موفقیت این عملیات نشان داد که می توان یک بلاکچین فعال و بزرگ را بدون توقف و با حفظ تمام داده های قبلی، به یک مکانیسم اجماع کاملاً متفاوت منتقل کرد. این رویداد نه تنها اتریوم را از نظر زیست محیطی پایدارتر کرد و زمینه را برای مقیاس پذیری عظیم فراهم آورد، بلکه ثابت کرد که جامعه غیرمتمرکز توسعه دهندگان قادر به انجام پروژه های مهندسی در مقیاس بزرگ و با هماهنگی بالا هستند. مرج الهام بخش پروژه های بلاکچینی دیگر شد تا به راه حل های پایدارتر و کارآمدتر اجماع روی آورند.

الگوریتم اثبات سهام (PoS) اتریوم: سازوکار و عملکرد

با تغییر الگوریتم اتریوم و وقوع رویداد مرج، شبکه به طور کامل بر پایه الگوریتم اثبات سهام (PoS) فعالیت می کند. برای درک کامل این سیستم جدید، آشنایی با سازوکار و عملکرد آن ضروری است.

اصول PoS: اعتبارسنجی (Validation) بر اساس سهام (Stake) به جای قدرت محاسباتی

در هسته الگوریتم اثبات سهام اتریوم، مفهوم سهام (Stake) قرار دارد. به جای اینکه نودها برای حل پازل های محاسباتی با یکدیگر رقابت کنند (همانند PoW)، در PoS، آن ها با قفل کردن مقدار مشخصی از اتر خود به عنوان وثیقه، برای اعتبارسنجی بلوک ها انتخاب می شوند. این فرآیند به این صورت است که هرچه یک اعتبارسنج اتر بیشتری استیک کرده باشد، شانس بیشتری برای انتخاب شدن جهت افزودن بلوک بعدی و کسب پاداش خواهد داشت. این رویکرد به طور چشمگیری مصرف انرژی را کاهش می دهد و نیازی به سخت افزارهای پرقدرت ماینینگ ندارد.

نقش اعتبارسنج ها (Validators) و نحوه انتخاب آن ها

اعتبارسنج ها در شبکه اتریوم PoS نقش حیاتی ایفا می کنند. وظیفه آن ها تأیید تراکنش ها، پیشنهاد بلوک های جدید و گواهی بلوک های پیشنهادی توسط دیگر اعتبارسنج ها است. به زبان ساده، اعتبارسنج ها وظایف ماینرها در PoW را بر عهده دارند.

انتخاب اعتبارسنج برای پیشنهاد بلوک بعدی به صورت شبه تصادفی و بر اساس میزان اتر استیک شده و سابقه عملکرد آن ها صورت می گیرد. این رویکرد تضمین می کند که هیچ گروه یا نهاد واحدی نتواند به صورت مداوم بر تولید بلوک ها کنترل داشته باشد و تمرکززدایی را حفظ می کند. اعتبارسنج ها باید همواره آنلاین باشند و وظایف خود را به درستی انجام دهند؛ در غیر این صورت، با جریمه مواجه خواهند شد.

استیکینگ (Staking) در اتریوم

استیکینگ فرآیند قفل کردن اتر برای مشارکت در امنیت و اجماع شبکه است.

• حداقل 32 ETH برای راه اندازی نود اعتبارسنج: برای اینکه یک فرد یا نهاد بتواند به صورت مستقل یک نود اعتبارسنج راه اندازی کند و در فرآیند تولید بلوک مشارکت کند، نیاز به قفل کردن حداقل 32 واحد اتر (ETH) دارد. این مقدار، تضمینی برای رفتار صحیح اعتبارسنج است و در صورت تخلف، بخشی یا تمام آن ممکن است جریمه (Slashing) شود.
• مفهوم استخرهای استیکینگ (Staking Pools) و لیکوئید استیکینگ (Liquid Staking) برای کاربران خرد: از آنجا که داشتن 32 ETH برای بسیاری از کاربران دشوار است، پلتفرم هایی به نام استخرهای استیکینگ به وجود آمده اند. این استخرها به کاربران اجازه می دهند تا مقادیر کمتری از اتر را استیک کنند و سهمی از پاداش های اعتبارسنجی را دریافت کنند. علاوه بر این، لیکوئید استیکینگ (Liquid Staking) نیز راه حلی نوین است که در آن، کاربران پس از استیکینگ، توکن های لیکوئید (مانند stETH از لیدو) دریافت می کنند که نماینده اتر استیک شده آن ها است و می توانند از این توکن ها در اکوسیستم دیفای استفاده کنند، در حالی که اتر اصلی آن ها قفل شده است. این به نقدینگی دارایی استیک شده کمک می کند.

ساختار پاداش در PoS (پاداش بلوک، پاداش سهام، پاداش MEV)

اعتبارسنج ها در ازای مشارکت خود در امنیت شبکه، پاداش دریافت می کنند. این پاداش ها شامل:

1. پاداش بلوک: اعتبارسنجی که بلوک جدید را پیشنهاد می دهد و با موفقیت به زنجیره اضافه می کند، پاداش بلوک دریافت می کند. این پاداش شامل اتر تازه تولید شده و کارمزد تراکنش ها است.
2. پاداش سهام: همه اعتبارسنج ها، حتی آن هایی که بلوکی را پیشنهاد نمی دهند، پاداشی را بابت گواهی بلوک های صحیح دریافت می کنند. این پاداش به صورت درصدی از اتر استیک شده محاسبه می شود.
3. پاداش MEV (Maximal Extractable Value): این پاداش مربوط به توانایی اعتبارسنج ها در مرتب سازی تراکنش ها در یک بلوک به گونه ای است که بیشترین سود را برای خودشان به همراه داشته باشد. این موضوع می تواند پیچیده باشد و در حال حاضر یک حوزه فعال در تحقیق و توسعه است.

مکانیزم Slashing (جریمه اعتبارسنج های خاطی) و اهمیت آن در امنیت شبکه

مکانیزم Slashing یکی از ارکان اصلی امنیت در PoS است. اگر یک اعتبارسنج وظایف خود را به درستی انجام ندهد (مثلاً آفلاین شود یا سعی در انجام حملات مخرب مانند پیشنهاد دو بلوک به صورت همزمان داشته باشد)، بخشی از اتر استیک شده او جریمه (Slashing) می شود. این مکانیزم به شدت اعتبارسنج ها را تشویق می کند تا صادقانه عمل کنند و زیرساخت خود را همواره آنلاین و به روز نگه دارند، و از این طریق به امنیت و یکپارچگی شبکه کمک شایانی می کند.

مقایسه جامع: اتریوم PoW در مقابل اتریوم PoS

تغییر الگوریتم اتریوم از اثبات کار (PoW) به اثبات سهام (PoS)، تحولی عظیم بود که جنبه های مختلف عملکرد و اقتصاد شبکه را دگرگون ساخت. برای درک کامل این تحول، مقایسه دقیق این دو الگوریتم ضروری است.

معیار	الگوریتم اثبات کار (PoW)	الگوریتم اثبات سهام (PoS)
مصرف انرژی	بسیار بالا (نیازمند سخت افزار قدرتمند و برق زیاد)	بسیار کم (تقریباً 99.95% کاهش نسبت به PoW)
مقیاس پذیری	محدود (سرعت پایین و کارمزد بالا در شلوغی شبکه)	بالا (زمینه ساز شاردینگ و افزایش ظرفیت تراکنش)
امنیت	امن (حملات 51% با کنترل قدرت محاسباتی)	امن تر (حملات 51% نیازمند سرمایه عظیم و مکانیسم Slashing)
تمرکزگرایی/تمرکززدایی	تمایل به تمرکز در استخرهای ماینینگ بزرگ و تولیدکنندگان سخت افزار	نگرانی از تمرکز سهام توسط صرافی ها و استخرهای بزرگ، اما تلاش برای توزیع نودها
نحوه تولید بلوک	رقابت ماینرها برای حل پازل رمزنگاری	انتخاب شبه تصادفی اعتبارسنج ها بر اساس سهام قفل شده
دسترسی برای مشارکت	نیازمند سرمایه گذاری اولیه بالا در سخت افزار و برق ارزان	نیازمند سرمایه اولیه (32 ETH) یا مشارکت در استخرها
سخت افزار مورد نیاز	GPU یا ASIC تخصصی و قدرتمند	کامپیوترهای معمولی با اتصال به اینترنت (نودهای سبک)
پاداش دهی	پاداش بلوک و کارمزد تراکنش ها به ماینرها	پاداش استیکینگ و کارمزد تراکنش ها به اعتبارسنج ها
تأثیر بر محیط زیست	اثر کربن بالا	اثر کربن ناچیز

مزایای PoS برای شبکه اتریوم

مهاجرت به الگوریتم اثبات سهام مزایای بی شماری را برای اکوسیستم اتریوم به ارمغان آورده است:

• کاهش 99.95% مصرف انرژی (مقایسه با مصرف برق کشورها): این برجسته ترین مزیت است. پس از مرج، مصرف انرژی اتریوم به طرز چشمگیری کاهش یافت که آن را در زمره شبکه های بلاکچین پایدار از نظر زیست محیطی قرار داد و از این حیث، اتریوم را از رقبای PoW خود متمایز ساخت.
• افزایش چشمگیر امنیت شبکه و کاهش ریسک حمله 51 درصد: در PoS، حمله 51 درصدی مستلزم کنترل بیش از نیمی از کل اتر استیک شده است. این میزان سرمایه به قدری بالاست که انجام چنین حمله ای عملاً غیرممکن و از نظر اقتصادی نامعقول خواهد بود. همچنین، مکانیسم Slashing به عنوان یک بازدارنده قوی عمل می کند.
• زمینه سازی برای مقیاس پذیری عظیم با شاردینگ: PoS زیربنای لازم برای پیاده سازی شاردینگ را فراهم می کند که این تکنولوژی، توان پردازش تراکنش ها در شبکه اتریوم را به سطوح بی سابقه ای خواهد رساند.
• دسترسی پذیری بیشتر برای مشارکت در اعتبارسنجی (به واسطه استیکینگ): با حذف نیاز به سخت افزارهای گران قیمت ماینینگ، مشارکت در اعتبارسنجی بلوک ها از طریق استیکینگ برای طیف وسیع تری از کاربران امکان پذیر شده است، حتی اگر از طریق استخرهای استیکینگ باشد.
• تبدیل اتریوم به یک دارایی ضد تورمی (با مکانیزم EIP-1559 و کاهش پاداش ها): با اجرای EIP-1559 (که بخشی از کارمزد تراکنش ها را می سوزاند) و کاهش نرخ صدور اتر جدید پس از مرج، اتریوم به یک دارایی ضد تورمی (Deflationary) تبدیل شده است. این بدان معناست که در شرایط خاص، عرضه اتر می تواند کاهش یابد، که این موضوع به طور بالقوه می تواند بر ارزش آن تأثیر مثبت بگذارد.

معایب و نگرانی های احتمالی PoS

با وجود مزایای فراوان، الگوریتم PoS نیز با چالش ها و نگرانی هایی همراه است:

• نگرانی در مورد تمرکزگرایی استیکینگ (توسط صرافی ها و استخرهای بزرگ): بزرگترین نگرانی در مورد PoS، احتمال تمرکز قدرت اعتبارسنجی در دست تعداد محدودی از نهادها، به ویژه صرافی های متمرکز و استخرهای استیکینگ بزرگ است. این نهادها مقادیر عظیمی از اتر را از سوی کاربران خرد جمع آوری و استیک می کنند و ممکن است نفوذ زیادی بر شبکه پیدا کنند.
• نیاز به سرمایه اولیه قابل توجه (32 ETH) برای اعتبارسنجی مستقل: برای راه اندازی یک نود اعتبارسنج مستقل، سرمایه ای معادل 32 ETH مورد نیاز است که برای بسیاری از افراد، مبلغ بالایی محسوب می شود و می تواند مانعی برای مشارکت مستقل باشد.
• ریسک Slashing برای اعتبارسنج ها: اگرچه Slashing برای امنیت شبکه ضروری است، اما ریسک آن برای اعتبارسنج ها وجود دارد. یک اشتباه فنی، قطعی اینترنت یا حتی نقص در نرم افزار می تواند منجر به جریمه و از دست رفتن بخشی از اتر استیک شده آن ها شود.

سرنوشت ماینرها پس از تغییر الگوریتم اتریوم

یکی از گروه هایی که به طور مستقیم و قابل توجهی تحت تأثیر تغییر الگوریتم اتریوم قرار گرفتند، ماینرهای اتریوم بودند. آینده فعالیت آن ها پس از مرج به کلی دگرگون شد.

پایان دوران ماینینگ اتریوم با GPU و ASIC

با اجرای موفقیت آمیز مرج در ۱۵ سپتامبر ۲۰۲۲، دوران ماینینگ اتریوم با استفاده از کارت های گرافیک (GPU) و ایسیک (ASIC) به طور کامل به پایان رسید. در واقع، ماینرهای اتریوم از لحظه مرج به بعد، دیگر قادر به تولید بلوک های جدید در شبکه اتریوم نبودند و تجهیزات آن ها برای استخراج اتر بی فایده شد. این اتفاق، حجم وسیعی از قدرت محاسباتی را که قبلاً در اختیار شبکه اتریوم بود، به سمت دیگر ارزهای دیجیتال اثبات کار سوق داد.

گزینه های پیش روی ماینرهای سابق اتریوم

پس از پایان ماینینگ اتریوم، ماینرها با چند گزینه اصلی روبرو شدند:

1. مهاجرت به استخراج سایر ارزهای دیجیتال PoW: بسیاری از ماینرها که تجهیزات GPU داشتند، به استخراج سایر ارزهای دیجیتال مبتنی بر اثبات کار روی آوردند. ارزهایی مانند اتریوم کلاسیک (ETC)، ریون کوین (RVN) و ارگو (ERG) از جمله مقاصد اصلی برای این ماینرها بودند. اتریوم کلاسیک به دلیل استفاده از الگوریتم مشابه ات هش، گزینه ای بسیار محبوب بود.
2. فروش یا بازیافت تجهیزات ماینینگ: برخی از ماینرها تصمیم گرفتند تجهیزات خود را بفروشند یا بازیافت کنند. این موضوع منجر به ورود حجم زیادی از کارت های گرافیک دست دوم به بازار شد.
3. مشارکت در استیکینگ اتریوم: دسته ای دیگر از ماینرها، به خصوص آن هایی که سرمایه کافی (۳۲ ETH) داشتند یا از طریق استخرهای استیکینگ می توانستند مشارکت کنند، به جای استخراج، به استیکینگ اتریوم روی آوردند تا از طریق تأیید تراکنش ها در سیستم PoS درآمد کسب کنند.

ظهور فورک های PoW اتریوم (مانند ETHW): بررسی دلایل ایجاد و چالش های پایداری آن ها

در پی تغییر الگوریتم اتریوم، برخی از ماینرها و توسعه دهندگان که با مهاجرت به PoS مخالف بودند، تصمیم گرفتند یک فورک از شبکه اتریوم PoW ایجاد کنند. برجسته ترین این فورک ها، اتریوم ورک (ETHW) بود. هدف این فورک، حفظ مکانیزم اثبات کار اتریوم و ادامه فعالیت ماینینگ بود.

با این حال، این فورک ها با چالش های جدی پایداری روبرو شدند. آن ها فاقد حمایت گسترده توسعه دهندگان اصلی اتریوم و بیشتر پروژه های دیفای و DApps بودند. همچنین، نقدینگی و اعتماد در این شبکه های فورک شده به مراتب کمتر از شبکه اصلی اتریوم PoS بود. این فورک ها عموماً نتوانستند به موفقیت و پایداری بلندمدت دست یابند و سهم ناچیزی از اکوسیستم بلاکچین را به خود اختصاص دادند.

رویداد مرج، نه تنها الگوریتم اتریوم را دگرگون ساخت، بلکه با کاهش ۹۹.۹۵ درصدی مصرف انرژی، آن را به یکی از پایدارترین شبکه های بلاکچین در جهان تبدیل کرد؛ تحولی که نقش اتریوم را در آینده دیجیتال بیش از پیش برجسته می کند.

تأثیر تغییر الگوریتم بر کاربران و اکوسیستم اتریوم

پس از تغییر الگوریتم اتریوم به اثبات سهام، تأثیرات این تحول نه تنها بر ماینرها، بلکه بر طیف وسیعی از کاربران و برنامه های موجود در اکوسیستم اتریوم نیز احساس شد.

برای کاربران عادی (Holders و DApp Users)

بسیاری از کاربران عادی اتریوم، چه آن هایی که اتر نگهداری می کردند و چه استفاده کنندگان از برنامه های غیرمتمرکز (DApps)، تأثیر مستقیمی از مرج را تجربه نکردند.

• آیا نیاز به اقدام خاصی دارند؟ (خیر، توکن های ETH همان توکن های ETH هستند): کاربران برای اترهای خود یا دارایی های مبتنی بر اتریوم (مانند توکن های ERC-20، NFTها) نیازی به انجام هیچ گونه اقدامی نداشتند. توکن های ETH پس از مرج نیز همان توکن های ETH قبلی باقی ماندند و در کیف پول های کاربران قابل دسترسی بودند. این یک انتقال یکپارچه از دیدگاه کاربر نهایی بود.
• تأثیر بر سرعت تراکنش ها و هزینه های گس (غیر مستقیم و در بلندمدت با شاردینگ): مرج به خودی خود منجر به افزایش فوری سرعت تراکنش ها یا کاهش مستقیم هزینه های گس (Gas Fees) نشد. هدف اصلی مرج، تغییر مکانیزم اجماع و کاهش مصرف انرژی بود. با این حال، مرج یک گام ضروری برای پیاده سازی ارتقاءهای آینده مانند شاردینگ (Sharding) بود که در بلندمدت منجر به افزایش چشمگیر مقیاس پذیری و در نتیجه کاهش هزینه ها و افزایش سرعت تراکنش ها خواهد شد.

برای برنامه های غیرمتمرکز (DApps) و دیفای (DeFi)

اکوسیستم وسیع برنامه های غیرمتمرکز و امور مالی غیرمتمرکز (DeFi) که بر بستر اتریوم ساخته شده اند، پس از مرج، به فعالیت عادی خود ادامه دادند.

• ادامه فعالیت عادی و بدون اختلال: هیچ اختلال عمده ای در عملکرد DApps و پروتکل های DeFi مشاهده نشد. این برنامه ها به طور یکپارچه از لایه اجرایی PoW به لایه اجرایی PoS منتقل شدند. قراردادهای هوشمند و وضعیت بلاکچین بدون تغییر باقی ماندند.
• افزایش پایداری و امنیت بستر برای توسعه دهندگان: با افزایش امنیت کلی شبکه (به دلیل مکانیسم Slashing و هزینه بالای حمله ۵۱ درصدی) و کاهش مصرف انرژی، اتریوم به بستری پایدارتر و جذاب تر برای توسعه دهندگان تبدیل شد. این امر می تواند منجر به نوآوری های بیشتر و جذب استعدادهای جدید به اکوسیستم اتریوم شود.

تأثیر بر اقتصاد و عرضه اتریوم

جنبه های اقتصادی اتریوم پس از مرج دستخوش تغییرات قابل توجهی شد:

• کاهش قابل توجه عرضه جدید اتریوم: پیش از مرج، ماینرها مقادیر زیادی اتر به عنوان پاداش بلوک دریافت می کردند که به عرضه جدید اتر در بازار اضافه می شد. پس از مرج، نرخ صدور اتر جدید برای اعتبارسنج ها به طور چشمگیری کاهش یافت.
• افزایش خاصیت ضدتورمی (Deflationary) اتریوم و تأثیر آن بر قیمت: با ترکیب مکانیزم کاهش نرخ صدور اتر جدید و اجرای مکانیزم EIP-1559 (که بخشی از کارمزد تراکنش ها را می سوزاند)، اتریوم به یک دارایی ضد تورمی تبدیل شده است. در شرایط تقاضای بالا برای تراکنش ها، مقدار اتری که سوزانده می شود می تواند از مقدار اتری که جدیداً صادر می شود بیشتر باشد، که این امر منجر به کاهش کلی عرضه اتر در بازار می شود. این خاصیت ضدتورمی می تواند در بلندمدت بر ارزش و قیمت اتر تأثیرگذار باشد.

مهاجرت اتریوم به اثبات سهام، نه تنها یک پیروزی تکنولوژیکی بود، بلکه نشان داد چگونه نوآوری می تواند پایداری زیست محیطی را با امنیت و مقیاس پذیری در یک اکوسیستم غیرمتمرکز ترکیب کند.

آینده اتریوم پس از مرج: فازهای بعدی نقشه راه

تغییر الگوریتم اتریوم با رویداد مرج، تنها آغازگر فصلی جدید در تاریخ این شبکه بود. پس از مرج، اتریوم همچنان در مسیر تکامل قرار دارد و فازهای بعدی نقشه راه آن با اهداف مشخصی برای بهبودهای بیشتر دنبال می شوند.

شاردینگ (Sharding): معرفی و هدف آن برای مقیاس پذیری نهایی (افزایش توان پردازش تراکنش)

شاردینگ، بزرگترین ارتقاء پس از مرج در زمینه مقیاس پذیری است که اتریوم را قادر می سازد تا به صورت موازی تراکنش ها را پردازش کند. در حال حاضر، تمام نودهای شبکه اتریوم باید تمام تراکنش ها را تأیید کنند که این امر سرعت پردازش را محدود می کند. با شاردینگ، بلاکچین اتریوم به شاردها یا بخش های کوچکتری تقسیم می شود که هر کدام می توانند به طور مستقل بلوک ها و تراکنش ها را پردازش کنند. این رویکرد به طور چشمگیری توان پردازش تراکنش ها (Throughput) را افزایش می دهد، هزینه های گس را کاهش می دهد و شبکه را قادر می سازد تا حجم بسیار بیشتری از کاربران و برنامه ها را پشتیبانی کند. شاردینگ قرار است اتریوم را به یک بلاکچین مقیاس پذیر در سطح جهانی تبدیل کند.

آپدیت شانگهای (Shanghai Upgrade): امکان برداشت ETHهای استیک شده (اهمیت این به روزرسانی برای نقدینگی)

یکی از مهم ترین به روزرسانی ها پس از مرج، آپدیت شانگهای بود که امکان برداشت اترهای استیک شده و پاداش های آن ها را برای اعتبارسنج ها فراهم آورد. پیش از این به روزرسانی، اترهایی که برای اعتبارسنجی قفل شده بودند، قابل برداشت نبودند و این امر نگرانی هایی را در مورد نقدینگی سرمایه استیک شده ایجاد می کرد. با فعال شدن آپدیت شانگهای، اعتبارسنج ها می توانند اترهای قفل شده خود و سود حاصل از استیکینگ را برداشت کنند. این قابلیت، اعتماد به سیستم استیکینگ را افزایش داد و نقدینگی بیشتری را به بازار اتر تزریق کرد، که برای سلامت بلندمدت اکوسیستم ضروری بود.

چشم اندازهای آتی اتریوم (Verge, Purge, Splurge) و اهداف بلندمدت برای بهبود کارایی و تمرکززدایی

فازهای بعدی نقشه راه اتریوم که با نام های Verge، Purge و Splurge شناخته می شوند، بر روی بهینه سازی های عمیق تر و تحقق اهداف بلندمدت تمرکز دارند:

• Verge: این فاز بر روی مرکلازییشن (Verkle Trees) تمرکز دارد، ساختار داده ای جدید که به نودها اجازه می دهد تا با حجم داده های کمتری شبکه را تأیید کنند. این امر باعث می شود که راه اندازی و نگهداری نودها آسان تر شود و به تقویت تمرکززدایی شبکه کمک می کند.
• Purge: هدف این فاز، پاکسازی داده های تاریخی غیرضروری از بلاکچین است. با گذشت زمان، حجم داده های ذخیره شده در بلاکچین افزایش می یابد که این امر می تواند منجر به نیاز به سخت افزار قوی تر برای نودها شود. Purge به کاهش این نیاز کمک می کند و کارایی شبکه را افزایش می دهد.
• Splurge: این فاز شامل مجموعه ای از ارتقاءهای کوچک تر، اما مهم، در بخش های مختلف شبکه است که با هدف بهبود تجربه توسعه دهندگان، افزایش امنیت و پایداری کلی شبکه طراحی شده اند.

این فازها نشان دهنده تعهد اتریوم به یک فرآیند توسعه مداوم و تکاملی هستند تا آن را به بلاکچینی کارآمدتر، مقیاس پذیرتر، امن تر و متمرکزتر در آینده تبدیل کنند.

جمع بندی

تغییر الگوریتم اتریوم از اثبات کار (PoW) به اثبات سهام (PoS) که با رویداد تاریخی مرج به اوج خود رسید، یکی از مهم ترین و پیچیده ترین تحولات در تاریخ بلاکچین بود. این مهاجرت عظیم، اتریوم را از یک شبکه پرمصرف به یک بلاکچین سازگار با محیط زیست تبدیل کرد و مصرف انرژی آن را تا حدود ۹۹.۹۵ درصد کاهش داد. این دگرگونی نه تنها به نگرانی های زیست محیطی پاسخ داد، بلکه زیربنای لازم برای مقیاس پذیری عظیم از طریق شاردینگ و همچنین بهبود امنیت شبکه را فراهم آورد.

پس از مرج، دوران ماینینگ اتریوم به پایان رسید و ماینرها به سمت استخراج سایر ارزهای PoW یا مشارکت در استیکینگ اتریوم روی آوردند. برای کاربران عادی و توسعه دهندگان DApps، این انتقال به صورت یکپارچه صورت گرفت و فعالیت های آن ها بدون وقفه ادامه یافت. در بعد اقتصادی، با کاهش نرخ صدور اتر جدید و مکانیزم توکن سوزی EIP-1559، اتریوم به یک دارایی ضد تورمی تبدیل شد که می تواند بر ارزش آتی آن تأثیرگذار باشد. چشم انداز آینده اتریوم پس از مرج، با تمرکز بر شاردینگ، آپدیت شانگهای (برای برداشت استیک) و فازهای بعدی مانند Verge، Purge و Splurge، بر افزایش مقیاس پذیری، کارایی و تمرکززدایی بیشتر شبکه استوار است. این تحول بی سابقه، جایگاه اتریوم را به عنوان یک پیشرو در نوآوری های بلاکچینی مستحکم تر کرده و راه را برای آینده ای پایدارتر و قدرتمندتر در جهان دیجیتال هموار می سازد.