ازدحام شبکه (Network Congestion) چیست؟

بدیهی است بلاک‌چین یکی از فناوری‌های نوظهور در جهان دیجیتالی محسوب می‌شود که امروزه در تمامی صنایع مختلف جهان مورداستفاده قرار می‌گیرد. اصطلاح ازدحام شبکه (Network Congestion) نیز مرتبط با همین تکنولوژی منحصربه‌فرد است که گاهی اوقات با ازدحام شبکه بلاکچین نیز معرفی می‌شود. در واقع این عبارت به شرایطی خاص در بلاک‌چین اطلاق دارد که طبق آن، شبکه با شلوغی بیش از حد کاربران مواجه می‌شود. اگر بخواهیم توضیح ساده‌تری از این پدیده ارائه دهیم، ازدحام شبکه بلاک‌چین زمانی اتفاق می‌افتد که تقاضای کاربران و حجم معاملات در شبکه بیش از حد افزایش یابد. البته افزایش حجم معاملات تنها یکی از دلایل عمده ازدحام بلاک‌چین‌ها محسوب می‌شود و عوامل تأثیرگذار دیگری نیز در این اتفاق دخیل هستند. در ادامه همه چیز درباره ازدحام شبکه بلاک‌چین را توضیح داده و راه‌حل‎های رفع این مشکل برای شما عزیزان توضیح دادیم.

ازدحام شبکه بلاک چین چیست؟

ازدحام شبکه یکی از اتفاق‌های رایج در عرصه بلاک‌چین است که معمولاً بر اثر افزایش بیش از حد یا ناگهانی تراکنش‌ها در شبکه اتفاق می‌افتد. درواقع می‌توان گفت زمانی که تعداد تراکنش‌ها در یک بلاک‌چین بیشتر از توان پردازشی آن باشد، تراکم شبکه اتفاق می‌افتد. چندین عامل اصل برای شلوغی بیش از اندازه شبکه وجود دارد که از جمله آنها می‌توان به ویژگی‌های بالفطره شبکه، عوامل خارجی و نوسانات بازار اشاره کرد. اگر بخواهیم مثالی در مورد ازدحام شبکه مطرح کنیم، تصور کنید شما یک کارت گرافیکی قوی را بر روی سیستم‌عامل پایین نصب کردید. در این شرایط کیفیت و کارایی سیستم افت می‌کند و حتی شاید کارکرد سیستم را غیرممکن کند. ازدحام شبکه بلاک‌چین نیز مشابه همین اتفاق است و پیامدهای منفی را برای شبکه به همراه دارد. برای درک بهتر این مسئله، بهتر است با نحوه کار بلاک‌چین که در قسمت بعدی توضیح دادیم، کمی بیشتر آشنا شوید.

ازدحام شبکه یک اصطلاح مربوط به توان عملیاتی یک شبکه می‌باشد.

فناوری بلاک‌چین چگونه کار می‌کند؟

بلاک‌چین یک پایگاه‌داده بزرگ و دفترکل توزیع شده است که بین گره‌ای از شبکه رایانه‌ای جهانی به اشتراک گذاشته می‌شود. این فناوری یکی از جدیدترین و کاربردی‌ترین ایده‌های بشر است که در صنایع بسیاری مورداستفاده قرار می‌گیرد. اما معمولاً نام بلاک‌چین با ارزهای دیجیتال معنی پیدا می‌کند. چراکه بیشترین کاربرد این تکنولوژی مختص به عرصه کریپتوکارنسی است و معاملات دیجیتالی از این طریق ایمن‌سازی می‌شوند. بلاک‌چین از ساختار بسیار پیچیده‌ای تشکیل می‌شود که امنیت در آن با سطح بالایی ارائه می‌شود.

هر بلاک‌چین دارای زنجیره‌ای از بلوک‌هاست که هر بلوک از آن حاوی تراکنش‌های کاربران شبکه است. طی فرایندهای پیچیده‌ای که در شبکه بلاک‌چین انجام می‌شود، هر بلوک در زمان خاصی ایجاد شده و تراکنش کاربران نهایی می‌شوند. زمان تأیید تراکنش نسبت به عوامل مختلف و همچنین ماهیت هر بلاک‌چین می‌تواند متغیر باشد. اما چیزی که برای تمامی شبکه بلاک‌چین‌ها صدق می‌کند، این است که اگر تعداد تراکنش‌ها از طرفیت آن بیشتر باشد ازدحام شبکه اتفاق می‌افتد.

• بیشتر بخوانید: اگر نمی دانید بلاکچین چیست به زبان ساده با آن آشنا شوید

دلایل ازدحام شبکه بلاک چین

بلاک‌چین‌ها از ساختار خاصی به نام TPS Rate یا نرخ تراکنش در ثانیه، برخوردار هستند که ارتباط مستقیمی با ازدحام شبکه دارد. نرخ تراکنش به مدت زمانی گفته می‌شود که هر بلوک برای تأیید تراکنش‌های شبکه نیاز دارد. هر بلاک‌چین از TPS Rate متفاوتی بهره‌مند بوده و تأیید تعداد تراکنش‌ها در هر شبکه متغیر است. دلایل بسیاری برای تحت‌فشار قرارگرفتن یک بلاک‌چین و کاهش توانمندی آن در تأیید تراکنش‌ها وجود دارد. در ادامه عوامل تأثیرگذار در ازدحام شبکه را به طور کامل شرح دادیم.

افزایش تقاضا

در قسمت قبلی گفتیم که هر بلاک‌چین از قدرت پردازش و زمان مشخصی برای تأیید بلوک‌ها برخوردار است. حال تصور کنید تعداد بی‌شماری از تراکنش‌ها وارد شبکه شدند و در صف تأیید قرار دارند. در این حالت بلاک‌چین موردنظر توانایی تأیید تمامی تراکنش‌ها را ندارد و با ازدحام شبکه مواجه می‌شود. درواقع افزایش تقاضا و تعداد بی‌شمار تراکنش‌ها در شبکه بلاک‌چین، موجب تراکم شبکه می‌شود. زمانی که حجم معاملات شبکه به طور چشمگیری افزایش میابد، تعداد تراکنش‌های تأیید نشده در بلاک‌چین می‌تواند بیشتر از آن چیزی باشد که می‌توان در یک بلوک گنجانده شود. معمولاً افزایش تقاضا و تراکنش در یک شبکه، در پی جهش‌های قیمتی و نوسانات بازار کریپتو به وجود می‌آید.

دلایل متعددی همچون افزایش تقاضا، اندازه بلوک و غیره  در ازدحام جمعیت یک شبکه دخیل است.

اندازه بلوک شبکه

همان‌طور که قبلاً نیز ذکر کردیم، یکی از مهم‌ترین عوامل تأثیرگذار در پدیدارشدن تراکم شبکه، ماهیت‌های ذاتی یک بلاک‌چین است. هر blockchain، دارای اندازه بلوک مشخصی است که این اندازه تعداد تراکنش‌هایی که در هر شبکه قابل‌تأیید شدن است را مشخص می‌کند. هر چه اندازه بلوک یک شبکه کوچک‌تر باشد، توان عملیاتی تأیید تراکنش‌ها نیز کاهش میابد. البته این سایز بلوک در آپدیت‌های شبکه می‌تواند افزایش یابد. برای مثال بیت کوین در ابتدای راه‌اندازی از توان پردازشی ۱ مگابایت برخوردار بود. اما در سال ۲۰۱۷، ارتقا SegWit، در شبکه این ارز دیجیتال محبوب پیاده‌سازی شد تا توان عملیاتی تراکنش افزایش یابد. طی این ارتقا شبکه، اندازه بلوک تا ۴ مگابایت افزایش یافت. بااین‌حال اگر تعداد تراکنش‌ها در شبکه بلاک‌چین بیت کوین از این حد بیشتر شود، تراکم شبکه اتفاق می‌افتد.

زمان ایجاد بلوک

زمان بلاک به تعداد دفعاتی گفته می‌شود که طی آن یک بلاک جدید به شبکه اضافه می‌شود. به همین ترتیب اگر حجم تراکنش‌ها در یک شبکه افزایش یابد و همچنین سرعت آنها بیشتر شود، تراکنش‌های معوقه ایجاد می‌شوند. در نتیجه زمان ایجاد بلوک یکی دیگر از عوامل تأثیرگذار در ازدحام شبکه است که هر چه سرعت اضافه‌شدن یک بلوک در شبکه کمتر باشد، احتمال تراکم شبکه نیز افزایش میابد.

ازدحام شبکه چه پیامدهایی را به همراه دارد؟

عوامل مختلفی برای کاربردی‌بودن و محبوبیت یک بلاک‌چین وجود دارد که مقیاس‌پذیری، سرعت و کارمزد پایین ازجمله مهم‌ترین مزایای یک شبکه به شمار می‌روند. حال اگر ازدحام شبکه اتفاق بیفتد، تأثیر مستقیمی بر این ویژگی‌های مثبت می‌گذارد.

افزایش کارمزد معاملات

فرایند کلی یک بلاک‌چین برای تأیید تراکنش‌ها به این شکل است که ماینرها در ازای دریافت کارمزد، تراکنش‌ها را تأیید می‌کنند. حال اگر حجم معاملات در شبکه افزایش یابد و از توان پردازشی آن خارج باشد، ماینرها برای هزینه مربوط به کارمزد را افزایش می‌دهند. این بدان معناست که کاربران برای در اولویت قرارگرفتن تراکنش‌های خود باید کارمزد بیشتری را به ماینرها پیشنهاد دهند. به همین ترتیب می‌توان گفت یکی از اولین و قابل‌توجه‌ترین پیامدهای ازدحام شبکه افزایش کارمزد معاملات است. درواقع زمانی که تراکم شبکه اتفاق می‌افتد شما باید کارمزد بیشتری را پرداخت کنید تا تراکنشتان در اولویت قرار گرفته و با سرعت بیشتری تأیید شود.

کنترل ازدحام شبکه از راه‌های مختلفی امکان پذیر است که توسعه‌دهندگان روش‌های جدید را در آپدیت شبکه امتحان می‌کنند تا تراکم شبکه را کنترل کنند.

تأخیر در تأیید تراکنش‌ها

یکی دیگر از پیامدهای تراکم شبکه، انتظار طولانی‌تر برای تأیید تراکنش‌ها است که چندان برای معامله‌گران جذاب نیست. اگر تراکم شبکه افزایش یابد صف طولانی برای تأیید تراکنش‌ها ایجاد می‌شود که طی آن ممکن است برخی از تراکنش‌ها دیرتر به ثمر برسند. این اتفاق می‌تواند برخی از تراکنش‌ها را برای ساعت‌ها یا روزها در شبکه مورد انتظار قرار دهد و شاید حتی ممکن است تراکنش موردنظر کنسل شود.

نوسانات بازار

تراکم بلاک چین می‌تواند نقش مهمی در ایجاد نوسانات بازار کریپتو ایفا کند. چراکه این امر به عدم‌اطمینان کاربران دامن می‌زند که این امر در نهایت منجر به ایجاد نوسانات در بازار می‌شود. تصور کنید به‌عنوان یک سرمایه‌گذار قصد فروش یک دارایی دیجیتالی خاص را دارید. در این شرایط اگر با ازدحام شبکه مواجه شوید ممکن است این امر عدم‌اطمینان شما به بلاک چین ارز مذکور را بر انگیزد و دیگر اعتماد کافی برای سرمایه‌گذاری در رمزارز موردنظر را نداشته باشید. در نتیجه سریعاً دارایی‌های خود را تخلیه یا منتقل می‌کنید که این امر موجب افزایش نوسانات در بازار می‌شود. از سوی دیگر خطرات امنیتی از دیگر وجهه‌های ازدحام شبکه هستند که ضعف بزرگی برای یک بلاک چین محسوب می‌شوند. به طور خاص، هر چه زمان تأیید یک تراکنش در شبکه به طول بینجامد، خطر حملات مضاعف نیز افزایش میابد.

بروز چالش‌های مقیاس‌پذیری

مقیاس‌پذیری از مهم‌ترین ویژگی‌های یک بلاک چین به شمار می‌رود که عامل اصلی جذب مخاطبین به یک شبکه است. درواقع بسیاری از کاربران به دلیل سرمایه‌گذاری‌های کوتاه‌مدت و معاملات سریع، نیاز به یک شبکه با مقیاس‌پذیری بالا دارند. اما ازدحام بلاک چین می‌تواند کاهش مقیاس‌پذیری شبکه را تشدید کند و این امر برای سرمایه‌گذاران جذاب نیست.

تجربه کاربری ضعیف

یکی از اهداف بلاک‌چین‌های مختلف، پذیرش جهانی و استفاده توسط افراد بیشتر است که ازدحام شبکه و کاهش سطح کیفیت شبکه می‌تواند این امر را کمی چالش‌برانگیز کند. چراکه افزایش کارمزد، انتظار برای تأیید تراکنش‌ها و امنیت پایین تجربه کاربری ضعیفی را به عمل آورد که کاربران بسیاری را از شبکه موردنظر دور می‌کند. از همین روی می‌توان گفت مشکلاتی که تراکم شبکه برای یک بلاک چین ایجاد می‌کند، کاربری ضعیفی را به ارمغان می‌آورد و منجر به عدم‌پذیرش گسترده یک بلاک چین می‌شود.

تراکم بلاک چین موجب مشکلات بسیاری از جمله تجربه کاربری ضعیف، افزایش هزینه کارمزدها و انتظار برای تایید تراکنش‌ها می‌شود.

ازدحام شبکه بیت کوین (BTC)

بدیهی است که بیت کوین اولین و محبوب‌ترین ارز دیجیتال جهان است که نوسانات قیمتی بسیاری را تجربه کرده و تقاضا برای خریدوفروش این ارز بسیار بالا است. این رمزارز جهانی، همیشه با چالش مقیاس‌پذیری و تعداد بالای تراکنش‌ها روبه‌رو بوده است. به‌طوری‌که، می‌توان گفت بیت کوین در بین سال‌های ۲۰۱۷ و اوایل سال ۲۰۱۸، یکی از برجسته‌ترین رویدادهای تراکم شبکه را تجربه کرد. در این بازه زمانی تقاضا برای خرید بیت کوین به طور قابل‌توجهی افزایش یافت و همین امر موجب ازدحام شبکه این ارز دیجیتال مشهور شد.

در پی این اتفاق، انتظار برای تأیید تراکنش‌ها به ساعت‌ها و روزها کشیده شد و کارمزد معاملات به طور چشمگیری افزایش یافت. این افزایش کارمزد تا جایی ادامه داشت که در یک بازه زمانی مشخص تا ۵۰ دلار نیز رسید.در سال ۲۰۲۳، شبکه بیت کوین به‌قدری شلوغ شد که تراکنش‌های معلق در این شبکه امری عادی بود و کارمزدها به‌شدت افزایش یافت. در این زمان تراکنش‌های مربوط به توکن‌های BRC-20، باعث شد انتظار برای تأیید معاملات به بیشترین حد ممکن برسد. چراکه نزدیک به ۴۰۰۰۰۰ تراکنش تأیید نشده در شبکه بیت کوین وجود داشت که منجر به افزایش ۳۰۰ درصدی کارمزدها شد.

ازدحام شبکه اتریوم

اتریوم از نظر ارزش بازار و حجم معاملات، دومین ارز دیجیتال محبوب پس از بیت کوین است که تعداد متقاضیان خرید اتریوم یا فروش آن قابل‌توجه می‌باشد. از همین روی یکی دیگر از بزرگ‌ترین ازدحام شبکه‌ای که برای رمزارزها اتفاق افتاده است، اتریوم را می‌توان نام برد. این ارز محبوب از زمانی که ایده نوآوران Defi را وارد حوزه کریپتوکارنسی کرد به طور شگفت‌انگیزی مورد محبوبیت کاربران قرار گرفت. به همین خاطر افزایش حجم معاملات در بلاک چین اتریوم هزینه کارمزد را تحت‌تأثیر قرارداد و ازدحام شبکه دیوانه‌واری در آن دیده می‌شد. ازدحام شبکه برای هر بلاک‌چینی می‌تواند اتفاق بیفتد. اما تراکم شبکه بیت کوین و اتریوم به دلیل محبوبیتشان، همیشه موردبحث جوامع کریپتویی بوده است و معمولاً این ارزها ازدحام شبکه بیشتری را نسبت به سایر ارزهای دیجیتال تجربه می‌کنند.

ازدحام بلاک چین اتریوم و بیت کوین یکی از برجسته‌ترین تراکم‌های شبکه به شمار می‌رود.

چگونه می‌توان تراکم شبکه را کاهش داد؟

کاهش تراکم شبکه یک مسئله پیچیده است و معمولاً توسعه‌دهندگان پروژه‌های مختلف، از راه‌حل‌های متفاوتی برای مواجه‌شدن با این چالش استفاده می‌کنند. اما به‌طورکلی چندین راه‌حل رایج برای کاهش ازدحام شبکه وجود دارد که در ادامه نام بردیم.

افزایش اندازه بلوک

فزایش اندازه بلوک یکی از راه‌های اصلی کنترل‌کردن ازدحام شبکه است. چراکه این روش توان پردازشی شبکه را افزایش می‌دهد و ظرفیت بلوک‌ها را برای پردازش تراکنش‌های بیشتری آماده می‌کند. این امر رابطه مستقیمی با توان عملیاتی شبکه داشته و بهره‌وری از بلاک چین را افزایش می‌دهند. البته از سوی دیگر بلوک‌های بزرگ‌تر نیاز به فضای بیشتری برای انتشار نیز دارند که این امر می‌تواند در افزایش تمرکز مؤثر باشد.

کاهش زمان ایجاد یک بلوک

همان‌طور که در بخش‌های قبلی نیز ذکر شد، یکی از تأثیرگذارترین عوامل ازدحام بلاک چین را می‌توان زمان ایجاد بلاک در شبکه دانست. حال اگر این زمان بلاک کمتر شود و تراکنش‌ها با سرعت بیشتری پردازش شوند، ازدحام شبکه تا حد زیادی کنترل خواهد شد. البته یکی از معایب این روش به خطر انداختن شبکه است. چراکه در این روش ممکن است سطح امنیت کاهش یابد.

بهره‌وری از راه‌حل‌های لایه ۲

راه‌حل لایه ۲، به راه‌حل‌های خارج از زنجیره بلاک چین اطلاق دارد. در این روش تراکنش‌های خارج از بلاک چین پردازش می‌شوند و در نهایت به زنجیره اضافه و ثبت می‌شوند. راه‌حل‌های لایه دوم می‌توانند تأثیر بسزایی در افزایش مقیاس‌پذیری داشته باشند و درعین‌حال تأثیرات مثبتی بر امنیت شبکه بگذارند. البته لازم به ذکر است که پیاده‌سازی این نوع راه‌حل برای کنترل ازدحام شبکه، کمی سخت و پیچیده هستند. شبکه لایتنینگ بیت کوین و پلاسمای اتریوم، دو مورد از شناخته‌شده‌ترین این راه‌حل‌های لایه ۲ محسوب می‌شوند.

شاردینگ (Sharding)

شاردینگ(Sharding)، یکی دیگر از تکنیک‌های رایج برای کنترل یا کاهش تراکم بلاک چین است. در این روش بلاک چین به قطعات کوچک‌تری تقسیم می‌شود و توان عملیاتی در این قطعات پخش می‌شود. این بدن معناست که هر قطعه از بلاک چین تقسیم شده، وظیفه پردازش بخشی از تراکنش‌ها را به عهده می‌گیرد که این فرایند معمولاً از طریق قراردادهای هوشمند انجام می‌شود. این امر می‌تواند ظرفیت شبکه را به میزان قابل‌توجهی افزایش دهد. این روش مانند اضافه‌کردن نیروی کار بیشتر به شبکه است تا تراکنش‌ها با سرعت بیشتری تأیید شوند و هر قطعه از بلاک چین کار تأیید تراکنش‌ها را بر عهده می‌گیرد.

شاردینگ، کاهش زمان بلوک و راه‌حل‌های لایه ۲ برخی از روش‌های کنترل ازدحام شبکه محسوب می‌شوند.

سخن پایانی

تراکم شبکه یا ازدحام بلاک چین، یکی از مهم‌ترین چالش‌های موجود برای بلاک‌چین‌ها محسوب می‌شود که در طی آن هزینه بالای کارمزد و انتظار بیشتر برای تأیید تراکنش‌ها اتفاق می‌افتد. ازآنجاکه بلاک چین یکی از کاربردی‌ترین فناوری‌های روز بشر محسوب می‌شود، پذیرش آن در سطح جهانی در حال رخ‌دادن است. از همین روی روزبه‌روز بر تعداد افرادی که علاقه‌مند به استفاده از این تکنولوژی در موارد متعدد دارند افزوده می‌شود که همین امر مسئله ازدحام بلاک چین را به طور فزاینده‌ای افزایش می‌دهد. از سوی دیگر تسهیل تراکنش‌ها، مقیاس‌پذیری و پذیرش در سطح جانی از اهداف اصلی بلاک‌چین‌ها به شمار می‌روند که تراکم شبکه این عوامل را به خطر می‌اندازد. در نتیجه توسعه‌دهندگان پروژه‌های کریپتویی دائماً در تلاش هستند به کمک روش‌های مختلف شاردینگ، راه‌حل‌های لایه ۲، افزایش اندازه بلوک و بسیاری از روش‌های جدید دیگر با ازدحام شبکه مقابله کنند.