اندازه بلاک (Block size) بیت کوین چیست و چه اهمیتی دارد؟ + تاریخچه‌ای مختصر

سرعت پایین تراکنش‌های بیت کوین یکی از مسائلی بوده که مدت‌هاست بر سر آن بحث می‌شود و هدف منتقدان بیت کوین قرار گرفته است. اما چرا سرعت تراکنش‌های بیت کوین به بیش از ۷ تراکنش در ثانیه نمی‌رسد؟ یکی از دلایلش اندازه بلاک بیت کوین است که تلاش‌های زیادی برای افزایش آن صورت گرفته است. با ما همراه باشید تا بدانید اندازه بلاک بیت کوین چیست و از ابتدای پیدایش بیت کوین چه فراز و نشیب‌هایی را پشت سر گذاشته است. 

بلاک به فایلی گفته می‌شود که اطلاعات آخرین تراکنش‌ها بر روی شبکه بیت کوین به طور دائم در آن ثبت می‌شود. هر بلاک را می‌توان به صفحه‌ای از دفتر کل متصل کرد؛ زنجیره‌ای از بلاک‌ها در کنار یکدیگر یک دفتر کل توزیع شده را تشکیل می‌دهند که مانند بستری برای شبکه بیت کوین عمل می‌کند.

تراکنش‌ها پیش از اضافه‎ شدن به بلاک چین به‌عنوان بلاک جدید، توسط استخراج کنندگان (ماینرها) تایید می‌شوند. اندازه یک بلاک، تعداد تراکنش‌هایی را که روی هر بلاک قابل تایید است، محدود می‌کند. در نتیجه‌ی چنین مکانیزمی، بلاک‌های بزرگ‌تر نیازمند قدرت پردازشی بیشتری هستند و از همین رو زمان استخراج آنها نیز بیشتر است. بلاک‌هایی هم که از آن محدودیت مشخص فراتر روند، توسط شبکه رد می‌شوند.

در سال‌های ابتدایی ظهور بیت کوین، محدودیت هر بلاک حداکثر ۳۶ مگابایت از اطلاعات تراکنش‌ها، تعیین شده بود. اما در ۱۴ جولای سال ۲۰۱۰، به منظور مقابله با تهدید تراکنش‌های اسپم در شبکه و حملات DDoS، سایز هر بلاک بیت کوین به ۱ مگابایت کاهش یافت.

در آن زمان، اختلاف‌هایی بر سر سایز بلاک شروع شد و توسعه‌دهندگان اصلی شبکه بیت کوین نیز پیش‌بینی کردند که در آینده، اندازه بلاک‌ها ممکن است جوابگوی میزان تراکنش‌ها نباشد و کمی بعد از اعمال محدودیت ۱ مگابایتی گفتند که این محدودیت باید از ۱ مگابایت بیشتر شود. از زمان تعیین محدودیت ۱ مگابایتی برای هر بلاک، تعداد تراکنش‌هایی که در هر ثانیه در شبکه بیت کوین پردازش می‌شود، بین ۲ تا ۷ تراکنش در حال نوسان است.

اندازه یک بلاک به معنی محدودیت در تعداد تراکنش‌هایی است که شبکه بیت کوین قادر به پردازش آنها در واحد ثانیه است و به نوعی می‌توان آن را عامل ایجاد محدودیت در مقیاس پذیری بیت کوین دانست. با پر شدن بلاک‌ها، شبکه شلوغ شده و کارمزد تراکنش‌ها به شدت افزایش پیدا می‌کند.

ابتدای سال ۲۰۱۳، میانگین اندازه متوسط بلاک بیت کوین ۱۲۵ کیلوبایت بود. تا اواسط سال ۲۰۱۵، با افزایش مقبولیت و بالارفتن کاربرد این ارز، حجم بلاک نسبت به سال ۲۰۱۳،  ۲۴۰ درصد رشد کرده و به ۴۲۵ کیلوبایت رسید. بلاک‌ها در آن زمان به طور میانگین، چهار بار در طول روز به محدوده ۱ مگابایت می‌رسیدند.

در سال ۲۰۱۵ با نزدیک شدن بلاک‌ها به محدوده ۱ مگابایتی، رفته‌رفته نگرانی‌هایی در خصوص پایین آمدن سرعت پردازش تراکنش‌ها در شبکه بیت کوین مطرح شد و در نهایت باعث افزایش شدید کارمزد تراکنش‌ها شد.

در نتیجه هزینه تراکنش‌ها و میزان تاخیرها در پردازش تراکنش‌ها افزایش یافت، و این مسئله باعث شد هدف و کاربردهای اولیه‌ بیت کوین در حاشیه قرار گیرد و بسیاری از مشترکان جامعه بیت کوین نگران این مسئله بودند که افزایش کارمزدها موجب از رده خارج شدن این ارز به‌عنوان یک وسیله داد و ستد شود.

در طول سالیان، پیشنهادهای زیادی مبنی بر افزایش سایز بلاک‌ها ارائه شده است. چون با افزایش سایز بلاک کارمزدها کاهش می‌یابد، تعداد تراکنش‌های پردازش‌شده در ثانیه افزایش می‌یابد و این امکان برای بیت کوین مهیا می‌شود که با روش‌های پرداخت کارآمدتر، رقابت کند.

در ماه می سال ۲۰۱۵، با اینکه در آن زمان به‌طور متوسط فقط ۳۰ الی ۴۰ درصد بلاک بین کوین پر بود،«گوین اندرسون» (Gavin Andersen)، یکی از توسعه‌دهندگان اصلی بیت کوین بحثی که در آن زمان درمورد اشکالات محدودیت اندازه بلاک وجود داشت را تشدید کرد و در مقاله‌ای با عنوان «چرا افزایش حداکثر اندازه بلاک ضروری است»، نوشت:

اگر تعداد تراکنش‌هایی که در صف تایید هستند خیلی زیاد شوند، در نهایت شبکه اشباع شده و عملا کارایی نخواهد داشت. به نظر من این‌طور نخواهد شد، چون در نهایت مردم به‌خاطر غیر قابل اتکا شدن تراکنش‌های بیت کوین، دیگر از آن استفاده نخواهند کرد.

اواخر همان ماه، اندرسون اعلام کرد تحقیقات و کارش را به Bitcoin XT، به‌عنوان یک کلاینت جایگزین برای بیت کوین منتقل می‌کند، چون اجماعی در خصوص افزایش اندازه بلاک‌ها شکل نگرفت. نسخه اولیه‌ی Bitcoin XT، دسامبر سال ۲۰۱۴ توسط «مایک هرن»، از توسعه‌دهندگان بیت کوین و منتقد سرسخت اندازه ۱ مگابایتی بلاک‎های بیت کوین، عرضه شده بود.

پس از آن و ۴ ژوئن سال ۲۰۱۵، اندرسون پیشنهاد کرد که ماینرها و نودها خودشان باید بتوانند در مورد سایز بلاک‌ها تصمیم بگیرند، چون یا این محدودیت باقی می‌ماند و کارمزدها بالا می‌رود، تا وقتی که ماینرها متوجه شوند که پول از دست می‌دهند و خودشان تصمیم بگیرند که حداکثر اندازه بلاک را افزایش دهند، یا اینکه محدودیت را با این عوض کنیم که ماینرها طبق نظر اکثریت پیش بروند، ماینرهایی که این موضوع برایشان اهمیتی ندارد بلاک‌هایی تولید می‌کنند که تغییری در متوسط اندازه آن وجود نداشته است.

کمی بعد و در ۱۲ ژوئن ۲۰۱۵، طی طرحی، پیشنهاد شد که محدودیت بلاک‌ها به ۸ مگابایت افزایش یابد و این طرح به امضای استخرهای استخراج بزرگ چینی از جمله BTCChina، Antpool، Huobi و BW رسید.

۲۲ ژوئن سال ۲۰۱۵ نیز اندرسون «طرح بهبود بیت کوین ۱۰۱» (Bitcoin Improvement Proposal (BIP) 101) را پیشنهاد کرد. بر اساس این طرح، محدودیت ثابت ۱ مگابایتی با محدویتی جایگزین می‌شود که با یک نرخ قابل پیش‌بینی در طول زمان افزایش پیدا می‌کند.

طبق طرحی ارائه‌شده با عنوان BIP101، قرار بود حداکثر اندازه هر بلاک بیت کوین از ۱۱ ژانویه ۲۰۱۶، به ۸ مگابایت تغییر کند و این مقدار به‌صورت خطی افزایش یابد تا در هر ۷۳۰ روز و تا سال ژانویه ۲۰۳۶، به دو برابر برسد.

طبق برآوردها، بلاک‌های ۸ مگابایتی قادر به پردازش ۲۴ تراکنش بر ثانیه بودند. طرح BIP101 توانست به خوبی نظر عموم و همچنین صاحبان استخرهای استخراج مطرح چینی را جلب کند.

این در حالی بود که همچنان در جامعه بیت کوین دو دستگی درمورد موضوع اندازه بلاک باقی ماند، «برام کوهن»، سازنده بیت تورنت هم در ۲۳ ژانویه سال ۲۰۱۵، مقاله‌ای با عنوان «بحران طعنه آمیز بیت کوین» منتشر کرد. او در این مقاله مطرح کرده بود که کارمزد تراکنش‌ها باید توسط نیروهای بازار تعیین شود و بهتر است که محدودیت ۱ مگابایتی اندازه‌ بلاک به همین صورت باقی بماند:

راه‌حل پیشنهادی برای مشکل محدودیت نرخ تراکنش‌ها، افزایش اندازه بلاک از ۱ مگابایت به ۲۰ مگابایت عنوان شده است. اما این قبیل تغییرات کاملا با ذات بیت کوین در تضاد است.

کوهن با حمایت از کارمزدهای بالا، این مسئله را گواهی بر بالاتر رفتن ارزش واقعی بیت کوین دانست و آن را عامل انگیزه‌بخش ماینرها برای سرپا نگه داشتن و تامین امنیت شبکه خواند. او همچنان افزود:

در طولانی مدت، پاداش استخراج بیت کوین به‌کلی از میان خواهد رفت و تمام چیزی که باقی خواهد ماند، کارمزدهاست. تلاش در جهت حل مشکل کارمزدها، حتی در بهترین حالت، می‌تواند در طولانی مدت باعث از بین رفتن امنیت شبکه بیت کوین شود.

در ۱۶ آگوست سال ۲۰۱۵، طرح BIP101 اندرسون با کدهای Bitcoin XT ادغام شد. علی‌رغم پشتیبانی‌های گسترده جامعه‌ی ارزهای دیجیتال از طرح BIP101، ادغام آن با پروتکل بیت کوین XT نتوانست توجهات زیادی را به خود جلب کند و چندان مورد استفاده مشترکان شبکه قرار نگرفت. نیمه دوم سال ۲۰۱۵، کاربران کلاینت Bitcoin XT اعلام کردند که هدف حملات هماهنگی قرار گرفته‌اند و بدین ترتیب طرح افزایش بلاک به ۸ مگابایت به سرانجام خاصی نرسید.

طرح‌های Bitcoin XT، Bitcoin Unlimited، Bitcoin Classic و Segwit2x، از جمله طرح‌هایی برای افزایش اندازه بلاک بیت کوین بودند که بیشترین سر و صدا را در جامعه بیت کوین به‌پا کردند، اما هیچ کدام نتوانستند در تحقق این مسئله موفق باشند.

ژانویه سال ۲۰۱۶، پروتکل BIP101 از Bitcoin XT حذف شد و جای آن‌را افزایش یک‌باره‌ی اندازه بلاک تا ۲ مگابایت گرفت که در نهایت موجب کاهش سریع حمایت از Bitcoin XT شد. این کاهش تا جایی پیش رفت که رقم ۶۵۰ نود در سال ۲۰۱۶، به کمتر از ۳۰ نود در ژانویه ۲۰۱۷ رسید. با وجود از‌ بین‌ رفتن Bitcoin XT، پیشنهادات و طرح‌های دیگری برای افزایش اندازه بلاک مطرح شدند. Bitcoin Unlimited یکی از این طرح‌ها بود که در ژانویه ۲۰۱۵ عرضه شد و این امکان را به کاربران می‌داد تا بر اندازه بلاک‌ها تاثیر گذار باشند.

پس از عرضه Bitcoin Classic در ۱۰ فوریه سال ۲۰۱۶، این طرح به‌عنوان یکی از محبوب‌ترین پروتکل‌های افزایش اندازه بلاک شناخته شد. به وسیله این طرح امکان افزایش یک‌باره اندازه بلاک به ۲ مگابایت فراهم می‌شد. «پاول ویگنا»، از «وال استریت ژورنال»، آن را برخواسته از خاکستر Bitcoin XT، می‌دانست. با وجود شروع خوبش، Bitcoin Classic در جلب توجه بیش از ۷۵ درصد ماینرها ناتوان بود و به تبع آن امکان محکم‌کردن جای پای خود را نیز پیدا نکرد. پایان کار Bitcoin Classic پس از آن اعلام شد که تیم توسعه آن طی سال ۲۰۱۷ به تیم «بیت کوین کش» پیوست.

در نهایت ۲۰ فوریه سال ۲۰۱۶ میز گرد بیت کوین (کنسرسیومی که نماینده‌ی خیلی از کسب‌وکارهای پیشتاز، صرافی‌ها، کیف‌پول‌ها و استخرهای استخراج هستند)، از برنامه‌های خود مبنی‌بر یک هاردفورک بیت کوین با عنوان Segwit، پرده‌ برداشت. طبق این پروتکل اندازه بلاک تا ۲ مگابایت افزایش می‌یافت.

سگویت که کوتاه‌شده‌ی (Segregated Witness) است، به روندی اطلاق می‌شود که طی آن، با حذف امضای داده‌ها از تراکنش‌های بیت کوین، ظرفیت بلاک را بیشتر می‌کند. وقتی بخش‌های مشخصی از یک تراکنش حذف شوند، جای بیشتری برای تراکنش‌های دیگر باز خواهد شد. به وسیله سگویت، هر بایت از داده تنها یک چهارم بلاک به حساب می‌آید و از این طریق می‌توان گنجایش بلاک را چهار برابر بیشتر کرد.

پس از یک سال بحث شدید پیرامون محدودیت اندازه بلاک، طرح پشنهادی «SegWit2MB» در ۳۱ مارس ۲۰۱۷ منتشر شد. در این طرح، این پیشنهاد مطرح شده بود که سگویت به‌عنوان سافت فورک اجرا شود و بعد از آن یک هارد فورک انجام شود که اندازه بلاک را به ۲ مگابایت افزایش می‌دهد.

چند ماه بعد گروه «دیجیتال کارنسی» با انتشار مقاله‌ای با عنوان «اتفاق‌نظر بر سر اجماع مقیاس پذیری بیت کوین» به بررسی «توافق نیویورک» پرداخت. در این مقاله از تعهد ۵۸ شرکت بزرگ حوزه بیت کوین که ۸۳.۲۸ درصد قدرت هش شبکه را در اختیار داشتند، صحبت شده بود. این در حالی بود که ارزش ماهیانه تراکنش‌های این شرکت‌ها بالغ بر ۵.۱ میلیارد دلار می‌شد. علی‌رغم سیل توجهات به SegWit2X، این پروژه تنها چند روز مانده به فعال‌سازی، متوقف شد.

نبود اتفاق‌نظر بر سر طرح افزایش اندازه بلاک موجب شد که بیت کوین در آگوست سال ۲۰۱۷ فورک شود.

در حالی که طرح‌های متعددی در خصوص افزایش اندازه بلاک‌ها، یکی پس از دیگری شکست می‌خورد، اواسط سال ۲۰۱۷ شاهد جهش در کارمزد تراکنش‌های بیت کوین بودیم. در آگوست سال ۲۰۱۵، میانگین کارمزد هر تراکنش در شبکه بیت کوین ۰.۵ دلار بود و این رقم در ژوئن سال ۲۰۱۷، با افزایش ده برابری به رقم حدود ۵ دلار رسید. حال این حقیقت را هم اضافه کنید که نیمی از جمعیت جهان با کمتر از ۵.۵ دلار زندگی روزانه خود را می‌گذرانند. همین مسئله باعث شد تا بیت کوین برای کشورهای در حال توسعه کاملا بلا استفاده شده و نیاز به یک هاردفورک در شبکه بیت کوین ضروری به نظر برسد.

با آغاز ماه آگوست سال ۲۰۱۸، بیت کوین کش (BCH)، با موفقیت از شبکه اصلی بیت کوین فورک شد و شبکه بیت کوین را به دو قسمت تقسیم کرد. بیت کوین کش با اندازه بلاک ۸ مگابایتی و بهینه سازی‌هایی در خصوص الگوریتم سختی شبکه، عرضه شد. از طرف دیگر امکان استفاده از سگویت نیز در این فورک وجود نداشت، درحالی که سگویت ۲۱ جولای ۲۰۱۷ روی بیت کوین اولیه فعال شده بود. سگویت به‌ جای افزایش اندازه بیت کوین، برای تراکنش‌های سگویت، سایز بلاک را به ۴ مگابایت تغییر می‌داد.

در ماه می سال ۲۰۱۸، بیت کوین کش با اجرای یک هاردفورک، اندازه بلاک خود را به ۳۲ مگابایت افزایش داد. به علاوه بیت کوین کش شاهد یک هاردفورک دیگر نیز بود و در ماه نوامبر برای رقابت با زنجیره Bitcoin SV، فورک شد. Bitcoin SV که ابتدا با محدوده اندازه بلاک ۱۲۸ مگابایت عرضه شد، با انتشار یک به‌روزرسانی در جولای سال ۲۰۱۹، اندازه بلاک‌های خود را به ۲ گیگابایت رساند.