ازدحام البلوك تشين.. لماذا يحدث؟ وكيف يمكن معالجته؟

إذا كنت مهتمًا بمجال التشفير، فبالتأكيد قد سمعت أو قرأت كثيرًا عن مصطلح ازدحام البلوك تشين – Blockchain Congestion. فقد انتشر هذا المصطلح بشكل كبير، خلال السنوات القليلة الماضية؛ وذلك بالتزامن مع توجه الكثيرين نحو التداول في العملات المشفرة وغيرها من الأصول الرقمية الأخرى.

ونظرًا لأن جميع الأصول الرقمية تعتمد بشكل أساسي على تقنية البلوك تشين – Blockchain أو ما يُعرف باسم تقنية سلسلة الكتل والشبكات الخاصة، فإن زيادة الضغط على هذه الشبكات يؤدي إلى ازدحامها في الكثير من الأوقات.

وسوف نحاول من خلال مقالنا اليوم تقديم دليل شامل حول ازدحام البلوك تشين، وأسبابه، وكيف يمكن معالجته. ولكن قبل ذلك، دعنا أولًا نلقي نظرة سريعة على مفهوم البلوك تشين بشكل عام، وآلية عمله؛ وذلك لفهم كيف يمكن وأن يشهد ازدحامًا.

ما هو البلوك تشين – Blockchain؟

البلوك تشين هو باختصار شديد للغاية عبارة عن نوع من قواعد البيانات العملاقة التي يتم من خلالها تسجيل وتوثيق البيانات والمعاملات المختلفة. ويختلف هذا النوع من قواعد البيانات عن القواعد التقليدية الأخرى في الطريقة التي يتم عن طريقها تسجيل المعلومات التي تتضمنها.

فعن طريق البلوك تشين، يتم جمع البيانات في مجموعات تُعرف باسم الكتل، ويكون لكل كتلة سعة تخزينية معينة، عندما تمتلئ يتم ربطها بالكتلة المملوءة مسبقًا، لتشكل بذلك سلسلة من البيانات. ويتم التحقق من هذه البيانات التي يتم تسجيلها على هذه الكتل، من خلال معدنين أو مستخدمين آخرين في نفس النظام.

وبمجرد التحقق من هذه البيانات، تصبح غير قابلة للتعديل بأي شكل من الأشكال، حيث يتم إضافتها إلى سلسلة الكتل الدائمة الأخرى التي تم التحقق منها مسبقًا.

وتعتمد تقنية البلوك تشين بشكل أساسي على مبدأ اللامركزية، حيث لا تحتاج عملية تسجيل البيانات إلى وجود أي وسيط أو طرف ثالث. بمعنى آخر، يمكننا القول بأن البلوك تشين هو عبارة عن نظام دفتر أستاذ رقمي، يستخدم سجلًا مفتوحًا وموزعًا؛ لتتبع المعاملات.

كيف يعمل البلوك تشين؟

تعمل تقنية البلوك تشين بشكل عام من خلال عملية معقدة تتكون من عدة خطوات، وهي كالتالي:

• إدخال المعاملة: يقوم المستخدم بإدخال معاملة جديدة إلى شبكة البلوك تشين، ويتم تشفير المعلومات الخاصة بهذه المعاملة، عن طريق استخدام المفاتيح العامة والخاصة.
• التحقق من المعاملة: بعد ذلك، يتم نقل المعاملة إلى شبكة أجهزة كمبيوتر نظير إلى نظير – P2P، الموزعة في جميع أنحاء العالم، ثم تقوم جميع العُقد – Nodes الموجودة على الشبكة بالتحقق من صحة المعاملة.
• تشكيل كتلة جديدة: بمجرد التحقق من أي معاملة والإعلان عنها كمعاملة شرعية، يتم إضافتها إلى كتلة جديدة تضم مجموعة من المعاملات الأخرى.
• إضافة الكتلة الجديدة إلى شبكة البلوك تشين: بعد المصادقة على الكتلة المنشأة حديثًا، تصبح جاهزة للإضافة إلى البلوك تشين.
• إكمال المعاملة: بمجرد إضافة الكتلة الجديدة إلى البلوك تشين، تكتمل المعاملة، ويتم تخزين تفاصيلها بشكل دائم على الشبكة.

ما هو ازدحام البلوك تشين؟

يحدث ازدحام شبكة البلوك تشين عندما يفوق عدد المعاملات المطلوب معالجتها قدرة الشبكة. وينتج عن هذا تراكم للمعاملات غير المؤكدة في تجمع ذاكرة الشبكة أو ما يُعرف باسم مجمع الذاكرة.

ولتبسيط شرح مفهوم ازدحام البلوك تشين، يمكنك تخيل المعاملات كسيارات، وسلاسل الكتل كطرق سريعة، ومجموعات الذاكرة كمنحدرات على الطريق السريع.

كلما زاد عدد المعاملات على طريق البلوك تشين السريع، زاد امتلاء مجمع الذاكرة الموجود على المنحدر. وهناك الكثير من العوامل التي تحدد مقدار المساحة المتوفرة للمعاملات على طريق البلوك تشين السريع، مثل حجم الكتلة ووقت إنشاء الكتلة.

ويمكن أن تؤدي الزيادات الكبيرة في أحجام المعاملات إلى ازدحام الطريق السريع للبلوك تشين، كما هو الحال عند إطلاق رمز مميز جديد أو مجموعة للرموز غير القابلة للاستبدال – NFT.

فعلى سبيل المثال، في شهر مايو من عام 2022، أجرت شركة Yuga Labs الشهيرة عملية بيع الأراضي الرقمية التي طال انتظارها، بالتزامن مع الإعلان عن مبادرة Otherside Metaverse.

وعلى الرغم من أن بيع هذه الأراضي جمع ما يقرب من 285 مليون دولار أمريكي للشركة، إلا أنه أدى في الوقت نفسه إلى تكبدها لرسوم غاز – Gas Fees وُصفت وقتها بأنها الأكبر على الإطلاق.

وتسبب المستخدمون الذين كانوا يحاولون سك الأراضي في ازدحام شبكة الإيثريوم – Ethereum بشكل كبير للغاية، وبلغ إجمالي رسوم المعاملات أكثر من 176 مليون دولار.

ما هي الأسباب التي تؤدي إلى مشكلة ازدحام شبكة البلوك تشين؟

كما سبق وأن ذكرنا، يحدث ازدحام شبكة البلوك تشين عندما يتجاوز عدد المعاملات المرسلة إلى الشبكة قدرتها على معالجتها. وهناك ثلاثة أسباب رئيسية تؤدي إلى هذه الحالة، وهي كالتالي:

زيادة الطلب

مع قيام المزيد من الأشخاص بإرسال المعاملات إلى البلوك تشين، يمكن أن يتجاوز عدد المعاملات غير المؤكدة في مجمع الذاكرة ما يمكن تضمينه في كتلة واحدة.

وبالتالي يؤدي ذلك إلى زيادة الضغط على الشبكة، وازدحامها. وبجانب ذلك، يمكن أن تكون حالة الازدحام مدفوعة بتغيرات السوق المفاجئة، التي تؤدي إلى زيادة في حجم المعاملات.

صغر حجم الكتلة

لكل شبكة بلوك تشين حجم كتلة معين، يحدد الحد الأقصى للمعاملات التي يمكن أن تتضمنها كل كتلة. فعلى سبيل المثال، في البداية تم تصميم عملة البيتكوين بحيث يكون الحد الأقصى لحجم الكتلة الخاصة بها هو 1 ميجابايت.

وفي عام 2017، تم تنفيذ ترقية جديدة سُميت بـSegregated Witness أو SegWit؛ وذلك من أجل تحسين إنتاجية المعاملات. وأدت هذه الترقية إلى زيادة الحد الأقصى لحجم الكتلة بما يصل إلى 4 ميجابايت تقريبًا.

وبشكل عام، إذا تجاوز عدد المعاملات هذا الحد الأقصى، فسوف يؤدي ذلك إلى ازدحام الشبكة.

أوقات الحظر البطيئة

يشير وقت الحظر إلى عدد مرات إضافة كتلة جديدة إلى شبكة البلوك تشين خلال فترة زمنية معينة. فعلى سبيل المثال، تضيف البيتكوين كتلة جديدة كل عشر دقائق تقريبًا. وفي حالة تقديم معاملات إلى الشبكة بمعدل أسرع خلال هذه الفترة، فسوف يؤدي ذلك إلى تراكم هذه المعاملات ومن ثم ازدحام الشبكة.

ما هي الآثار المترتبة على ازدحام البلوك تشين؟

عادة ما يؤدي ازدحام شبكة البلوك تشين إلى الكثير من الآثار السلبية، التي تعيق قدرة الشبكة على العمل بشكل سلسل.

وفيما يلي نرصد أبرز هذه الآثار السلبية:

ارتفاع قيمة رسوم المعاملات

عادة ما يتم تشجيع المعدنين على إعطاء الأولوية للمعاملات التي تدفع رسوم أعلى.

لذلك، عندما تزدحم شبكة البلوك تشين، يضطر بعض المستخدمين إلى دفع رسوم أعلى؛ وذلك لتشجيع المعدنين على إعطاء الأولوية لمعاملاتهم. ويؤدي ذلك إلى جعل استخدام البلوك تشين بشكل عام أكثر تكلفة من المعتاد، وهو ما يسبب حالة من الإزعاج وخاصة لصغار المتداولين.

تأخير تأكيد المعاملات

عادة ما يؤدي ازدحام شبكة البلوك تشين إلى انتظار المستخدمين لفترات أطول؛ لتأكيد معاملاتهم وإنهائها. وفي بعض الحالات قد تصل فترات الانتظار هذه إلى عدة ساعات وربما أيام، وهو ما قد يتسبب في حالة من الإحباط للمستخدمين.

تجارب مستخدم سيئة

تؤدي الآثار التي سبق الإشارة إليها مثل ارتفاع رسوم الغاز وتأخر تأكيد المعاملات إلى تجارب مستخدم سيئة. وقد يؤدي ذلك إلى تقليل الاعتماد على تقنية البلوك تشين.

تغيرات السوق

يمكن أن يؤدي ازدحام شبكات البلوك تشين إلى حدوث تقلبات وتغيرات حادة في سوق التشفير. فلنفترض أن هناك عدد كبير من المستخدمين يحاولون بيع عملة مشفرة ما، ولكن الشبكة مزدحمة وغير قادرة على معالجة هذا الكم من المعاملات، قد يؤدي ذلك إلى إصابة المستخدمين بالذعر، وهو ما قد يدفعهم إلى اتخاذ قرارات غير مدروسة، قد تؤثر على السوق بأكمله.

وبجانب ذلك، هناك آثار أخرى سلبية، بما في ذلك المخاطر الأمنية، وكذلك أيضًا مخاطر مركزية الشبكة. فمن الممكن جدًا أن تؤدي أوقات الانتظار الطويلة إلى زيادة خطر هجمات الإنفاق المزدوج، كما يمكن أيضًا أن يؤدي ارتفاع قيمة رسوم المعاملات إلى مركزية طاقة التعدين.

أبرز أحداث ازدحام البلوك تشين

شهدت بعض شبكات البلوك تشين، على مدار السنوات الماضية، ازدحامًا كبيرًا في فترات معينة، وذلك كالتالي:

ازدحام شبكة البيتكوين في نهاية عام 2017

شهدت شبكة البلوك تشين الخاصة بالبيتكوين في أواخر عام 2017 وأوائل عام 2018 ازدحامًا ملحوظًا. وكان هذا الازدحام ناتجًا عن الزيادة الملحوظة في أسعار البيتكوين في هذا التوقيت، والتي أدت إلى زيادة حجم الطلب عليه، ومن ثم تراكم المعاملات، وزيادة قيمة الرسوم إلى أكثر من 50 دولارًا.

ازدحام شبكة الإيثريوم في عام 2017

شهدت شبكة البلوك تشين الخاصة بالإيثريوم ازدحامًا كبيرًا للغاية في عام 2017، وبالتحديد عندما انتشر مشروع CryptoKiitties على نطاق واسع. وأدى هذا الازدحام وقتها إلى تباطؤ الشبكة بشكل ملحوظ، وزيادة رسوم المعاملات.

ازدحام شبكة البيتكوين في ربيع عام 2023

شهدت شبكة البيتكوين ازدحام آخر في ربيع عام 2023؛ وذلك بسبب زيادة حجم المعاملات المتعلقة برموز ERC-20. ففي مرحلة ما خلال هذه الفترة تم تسجيل ما يقرب من 400 ألف معاملة غير مؤكدة، مما تسبب في حالة من الاختناق بمجمع المذكرات، وارتفاع رسوم المعاملات بأكثر من 300%.

حلول تطوير البلوك تشين لمعالجة الازدحام

يمكن تطوير البلوك تشين بما يعالج مشكلة الازدحام من خلال مجموعة من الحلول التي اقترحها الخبراء، والتي لكل منها مزاياه وعيوبه.

وتتمثل أبرز هذه الحلول في التالي:

زيادة حجم الكتلة

تؤدي زيادة حجم الكتلة إلى معالجة الكثير من المعاملات، مما يساهم في زيادة إنتاجية الشبكة بشكل ملحوظ، ومن ثم تقليل الازدحام. ومع ذلك، فإن الكتل الأكبر حجمًا تستغرق وقتًا أطول للانتشار عبر الشبكة، مما قد يؤدي إلى زيادة خطر الانقسامات المؤقتة. كما أن الكتل كبيرة الحجم تستلزم مساحات تخزين أكبر، مما يؤدي إلى زيادة المركزية.

تقليل وقت الكتلة

قد يساهم تقليل وقت الحظر، الذي سبق الإشارة إليه، في السماح للشبكة بمعالجة المعاملات بشكل أسرع. ولكن قد تؤدي أوقات الحظر القصيرة إلى زيادة عدد الكتل المعزولة، ومن ثم ظهور المخاطر الأمنية.

حلول الطبقة الثانية – Layer 2

تقوم حلول الطبقة الثانية بمعالجة المعاملات خارج السلسلة، ثم تسجيل الحالة النهائية على السلسلة. ويعد من أبرز الأمثلة على ذلك شبكة Lighting الخاصة بالبيتكوين وشبكة Plasma الخاصة بالإيثريوم. ويمكن أن تساهم هذه الحلول في زيادة قابلية التوسع، إلا أنها وللأسف معقدة في التنفيذ، وقد تؤدي إلى ظهور مخاطر أمنية.

تقنية Sharding

يمكن من خلال هذه التقنية تقسيم البلوك تشين إلى أجزاء أصغر، بحيث يكون كل جزء قادرًا على معالجة المعاملات، مما يزيد من قدرة الشبكة. ولكن كما هو الحال مع غالبية حلول الطبقة الثانية، فإن هذا التقسيم قد يؤدي إلى زيادة التعقيد، وظهور الكثير من المشكلات الأمنية.

التوجه نحو آلية إثبات الحصة – PoS

يعد التحول إلى آلية إثبات الحصة – PoS أحد الحلول التي يمكن من خلالها معالجة ازدحام الشبكة. ولجأت إحدى أبرز شبكات البلوك تشين وهي الإيثريوم، في شهر سبتمبر الماضي، إلى هذا الحل، حيث أعلنت وقتها عما يُعرف باسم دمج الإيثريوم – Ethereum Merge.

وتم من خلال هذا هذا الحدث الضخم دمج شبكة الإيثريوم القديمة التي كانت تعمل وفقًا لآلية إثبات العمل – PoW مع الشبكة الجديدة التي تعمل بآلية إثبات الحصة، والخروج بشبكة واحدة تعمل بنظام إثبات الحصة بالكامل.

ويتوقع الخبراء أن يساهم هذا التحول في حل الكثير من المشكلات التي عانت منها شبكة الإيثريوم لفترات طويلة، والتي يأتي على رأسها مشكلة الازدحام.

الخلاصة

على الرغم من المزايا العديدة والفرص الرائعة التي تقدمها تقنية البلوك تشين لمستخدميها من مختلف المجالات والقطاعات، إلا أنها وللأسف تعاني من بعض المشكلات، والتي يأتي على رأسها مشكلة الازدحام.

وتحدث مشكلة الازدحام هذه عندما تتجاوز عدد المعاملات المطلوب التحقق منها إمكانيات وقدرات الشبكة، مما يؤدي إلى زيادة الضغط عليها. وكما سبق وأن ذكرنا، هناك الكثير من العواقب لهذه المشكلة، والتي يمكن أن تتفاقم وتؤثر بشكل سلبي على سوق التشفير بأكمله.

لذلك، يعكف الخبراء حاليًا على إيجاد حلول جوهرية  لمشكلة الازدحام هذه، بما يسمح لشبكات البلوك تشين المختلفة بمعالجة أكبر عدد ممكن من المعاملات خلال فترات قصيرة، دون حدوث أي تراكمات.