في عالم تكنولوجيا البلوكشين الديناميكي، لطالما واجه المطورون تحديًا أساسيًا يعرف بمعضلة البلوكشين. هذه المفهوم، الذي يشير إلى أنه يمكن تحقيق اثنين فقط من بين ثلاث سمات أساسية—القابلية للتوسع، الأمان، واللامركزية—قد وجهت الكثير من تقدم الصناعة. ومع ذلك، اكتشاف مذهل من قبل باحثين في جامعة كيوتو قد وفر أخيرًا صيغة رياضية دقيقة لتمثيل هذه المعضلة، خصوصًا لسلاسل الكتل المعتمدة على إثبات العمل مثل البيتكوين.
كشف فريق البحث، بقيادة كازويوكي شودو من مركز جامعة كيوتو الأكاديمي للدراسات الحاسوبية والإعلامية، أن حاصل ضرب القابلية للتوسع، الأمان، واللامركزية في أنظمة إثبات العمل يساوي واحد. هذا يعني أن تعزيز واحدة من هذه السمات يؤدي حتمًا إلى التضحية بالسمتين الأخريين. على سبيل المثال، زيادة القابلية للتوسع قد تقلل من الأمان أو اللامركزية، والعكس صحيح.
فهم معضلة البلوكشين: تم اقتراح معضلة البلوكشين لأول مرة بشكل غامض من قبل فيتاليك بوتيرين، المؤسس المشارك لإيثريوم، ومنذ ذلك الحين ألهمت العديد من التفسيرات والحلول. ومع ذلك، لم يعالج أي منها المشكلة بشكل قاطع حتى الآن. تسلط الصيغة التي اكتشفها فريق جامعة كيوتو الضوء على التنازلات المتأصلة داخل أنظمة البلوكشين وتوفر إطارًا لفهم وتوجيه هذه التنازلات.
رؤى من البحث: حلل شودو وفريقه طرقًا مختلفة لتحسين قابلية التوسع في البلوكشين دون التضحية بالأمان أو اللامركزية. إحدى الطرق هي تقليل حجم الكتلة أو مجموعة من المعاملات. طريقة أخرى تتضمن زيادة سرعة إرسال واستقبال الكتل. مثال على ذلك هو نقل الكتلة المضغوطة في البيتكوين، الذي يقلل من حجم المعاملات داخل الكتلة، وبالتالي يحسن القابلية للتوسع.
تؤكد الصيغة التي طورها الباحثون أن أي محاولة لتعزيز واحدة من السمات الثلاث تؤدي حتمًا إلى تقليل السمات الأخرى. على سبيل المثال، تقليل حجم الكتلة أو مجموعة المعاملات يمكن أن يعزز القابلية للتوسع ولكنه قد يضعف الأمان. وبالمثل، زيادة سرعة نقل الكتلة يمكن أن يعزز الأمان ولكنه قد يقلل من اللامركزية.
السياق التاريخي ورؤى إضافية: لقد كانت معضلة البلوكشين تحديًا مستمرًا منذ اقتراحها الغامض من قبل بوتيرين. على مر السنين، تم اقتراح تقنيات مختلفة لمعالجة هذه المشكلة، ولكن لم يوفر أي منها حلاً واضحًا. فريق شودو حدد سابقًا صيغة تمثل مؤشر الأمان F، المرتبط باحتمالية حدوث انشقاق، والذي شمل أيضًا القابلية للتوسع مقاسة بالمعاملات في الثانية. ألهم هذا العمل السابق اكتشافهم الحالي.
الأسس الرياضية والاتجاهات المستقبلية: وجد الفريق أن الوقت المستغرق للتواصل عبر الإنترنت، المشار إليه بـ P، يؤثر على مؤشر هيرفيندال-هيرشمان (HHI) لمعدلات تجزئة توليد الكتل، مما يؤثر على لامركزية قوة بناء الكتل. يُستخدم HHI عادةً لقياس تركيز السوق، ويُطبق هنا لتقييم اللامركزية داخل صناعة البلوكشين.
في حين ركز هذا البحث على إثبات العمل، أكد تايشي ناكاي من كلية الدراسات العليا للمعلوماتية بجامعة كيوتو أهمية انتقال إيثريوم الأخير إلى إثبات الحصة. هذا الانتقال ألهم الفريق للبحث عن صيغ مماثلة قابلة للتطبيق على أنظمة إثبات الحصة.
التداعيات لتطوير البلوكشين: يمثل اكتشاف هذه الصيغة الرياضية من قبل جامعة كيوتو علامة فارقة في أبحاث البلوكشين. لا يصادق هذا الاكتشاف فقط على مفهوم معضلة البلوكشين ولكنه يوفر أيضًا إطارًا منظمًا للابتكارات المستقبلية. سيوجه هذا الاكتشاف المطورين في تحقيق التوازن بين القابلية للتوسع، الأمان، واللامركزية بشكل أكثر فعالية، مما يضمن قوة وكفاءة تطبيقات البلوكشين المستقبلية.
مع استمرار تطور صناعة البلوكشين، ستكون الأبحاث الأساسية مثل هذه حاسمة في تشكيل تطورها. سيمكن فهم التنازلات بين القابلية للتوسع، الأمان، واللامركزية المطورين من إنشاء أنظمة بلوكشين أكثر توازنًا ومرونة.
