شبکه اتریوم در سال‌های اخیر با چالش‌های متعددی روبه‌رو بوده است؛ از کارمزدهای بالای تراکنش گرفته تا مصرف انرژی هنگفتی که مدل اثبات کار به آن تحمیل می‌کرد. این مشکلات، همراه با رشد روزافزون استفاده از اتریوم، نیاز به یک تغییر اساسی در شبکه را ایجاد کرد. فرایند مرج اتریوم (Ethereum Merge) این شبکه را وارد مرحله‌ای جدید کرده که می‌تواند تأثیرات گسترده‌ای بر عملکرد، پایداری و مصرف انرژی آن داشته باشد. مرج اتریوم دقیقاً به چه معناست و چه تاثیری بر شبکه اتریوم دارد؟
در این مطلب، به بررسی ابعاد مختلف مرج یا ادغام اتریوم و تأثیر آن بر جنبه‌های کلیدی و آینده این شبکه خواهیم پرداخت.
مرج اتریوم ترکیب لایه اجرایی اصلی اتریوم با لایه اجماع اثبات سهام جدید آن، یعنی بیکن چین (Beacon Chain) است. این تغییر نیاز به استخراج پرمصرف را از بین می‌برد و امنیت شبکه را از طریق اتریوم‌های استیک‌شده تأمین می‌کند. به زبان ساده، مرج اتریوم تغییر از مدل اثبات کار (PoW) به اثبات سهام (PoS) برای اجماع شبکه اتریوم است. این یک گام هیجان‌انگیز در راستای تحقق چشم‌انداز اتریوم بود: مقیاس‌پذیری بیشتر، امنیت بالاتر و پایداری بهتر.
در ابتدا، بیکن چین به‌صورت مستقل از شبکه اصلی عرضه شد. درحالی‌که شبکه اصلی اتریوم با تمام حساب‌ها، موجودی‌ها، قراردادهای هوشمند و وضعیت بلاک چین همچنان از اثبات کار (PoW) استفاده می‌کرد، بیکن چین به‌طور موازی با مکانیزم اثبات سهام اجرا می‌شد. مرج یا ادغام اتریوم زمانی اتفاق افتاد که این دو سیستم در نهایت به هم پیوستند و مکانیزم اثبات کار برای همیشه کنار گذاشته شد.
برای درک بهتر، تصور کنید که اتریوم یک سفینه فضایی است که قبل از تکمیل شدن، به فضا پرتاب شد. بیکن چین مانند یک موتور جدید و بدنه‌ای مقاوم بود که جامعه اتریوم آن را ساخت. پس از آزمایش‌های گسترده، زمان آن رسید که موتور جدید را در حین پرواز جایگزین موتور قدیمی کنند. این تغییر باعث شد که سفینه با موتور کارآمدتری به مسیر خود ادامه دهد، سرعت بگیرد و آماده سفر به اعماق کهکشان شود.
بیکن چین (Beacon Chain) مکانیسم هماهنگی شبکه جدید اتریوم است که مسئول ایجاد بلوک‌های جدید است. این شبکه اطمینان حاصل می‌کند که بلوک‌های جدید معتبر هستند و به اعتباردهنده‌های ETH برای ایمن نگه‌داشتن شبکه پاداش می‌دهد. برای افزایش تعداد اعتبارسنج‌ها و پردازش تراکنش‌ها با اثبات سهام، شبکه اصلی اتریوم که در آن زمان از اثبات کار استفاده می‌کرد، باید با بیکن چین که به‌عنوان لایه اجماع شناخته می‌شود، ادغام می‌شد.
Beacon Chain که در دسامبر ۲۰۲۰ (آذر ۱۳۹۹) راه‌اندازی شد، به‌صورت موازی با شبکه اصلی فعالیت می‌کرد و بیش از ۳۷۵,۰۰۰ اعتبارسنج فعال دارد.
بیکن چین مسئولیت کنترل مکانیزم اثبات سهام را بر عهده دارد و نقشی کلیدی در آماده‌سازی اتریوم برای ارتقای شارد چین‌ها ایفا می‌کند؛ تغییری که هدف آن افزایش مقیاس‌پذیری و ظرفیت ذخیره‌سازی داده‌ها در شبکه است. در ابتدا برنامه این بود که روی شارد چین‌ها پیش از مرج کار شود، اما رشد سریع راهکارهای لایه ۲ مانند آربیتروم، آپتیمیسم و لوپرینگ باعث شد که مرج و تغییر به اثبات سهام در اولویت قرار بگیرد.
بیکن چین به‌تنهایی قابلیت اجرای قراردادهای هوشمند یا مدیریت حساب‌ها را نداشت، اما ادغام آن با شبکه اصلی این ویژگی‌ها را به اکوسیستم اثبات سهام اضافه کرد. برخلاف هارد فورک دائو در سال ۲۰۱۶ که باعث ایجاد اتریوم کلاسیک شد، مرج اتریوم را به دو بلاک چین تقسیم نکرد و شبکه به‌صورت یکپارچه به فعالیت خود ادامه داد.
با حذف استخراج، انتظار می‌رفت که ماینرها دارایی‌های خود را استیک کنند و در اعتبارسنجی شبکه مشارکت داشته باشند. این تغییر نه‌تنها مصرف انرژی را کاهش داد، بلکه امنیت شبکه را افزایش داده و مسیر را برای مقیاس‌پذیری بیشتر در آینده هموار می‌کند.
موضوع اصلی در مرج اتریوم، درک تفاوت بین مکانیزم‌های اجماع اثبات کار و اثبات سهام است. این تغییر اساسی، اتریوم را از یک مدل پرمصرف مبتنی بر ماینینگ به یک سیستم کارآمدتر و پایدارتر منتقل کرد. برای درک بهتر این تحول، لازم است مقایسه‌ای بین این دو روش داشته باشیم.
مکانیزم اثبات کار (Proof of Work – PoW) اولین روش اجماع در دنیای بلاک چین بود که در سال ۲۰۰۸ با بیت کوین معرفی شد. این روش که به استخراج ارز دیجیتال نیز معروف است، به ماینرها یا اعتبارسنج‌ها متکی است تا تراکنش‌ها را تأیید کرده و معماهای پیچیده رمزنگاری‌شده را حل کنند.
پاداش این فرایند، مالکیت یک بلاک جدید در بلاک چین است. هرکسی با داشتن نرم‌افزار مناسب و منبع انرژی می‌تواند به این شبکه بپیوندد، اما این روش مصرف انرژی بسیار بالایی دارد.
بیشتر بخوانید: اثبات کار چیست
اثبات سهام (Proof of Stake – PoS) جایگزین ماینرها شده و تأیید تراکنش‌ها را به کاربرانی می‌سپارد که مقدار مشخصی اتریوم را استیک کنند. این روش مانند یک قرعه‌کشی تصادفی عمل می‌کند؛ هرچه مقدار استیک‌شده بیشتر باشد، احتمال انتخاب شدن برای تأیید تراکنش بالاتر می‌رود.
کاربران می‌توانند به‌طور مستقل سرمایه‌گذاری کنند یا از طریق استخرهای استیکینگ به این فرایند بپیوندند. این روش نیاز به مصرف بالای انرژی را حذف کرده و کارایی شبکه را افزایش می‌دهد.
بیشتر بخوانید: اثبات سهام چیست
تا پیش از مرج اتریوم، این شبکه بر اساس مدل اثبات کار مشابه بیت کوین فعالیت می‌کرد. اما با این تغییر، مکانیزم اثبات سهام جایگزین شد و نقش ماینرها از بین رفت. اثبات سهام، مدل رقابتی اثبات کار را با یک قرعه‌کشی جایگزین می‌کند که در آن کاربران با استیک کردن اتریوم به‌عنوان اعتبارسنج انتخاب می‌شوند. این افراد نه‌تنها وظیفه پردازش تراکنش‌ها را دارند، بلکه مسئول ذخیره‌سازی داده‌ها و افزودن بلاک‌های جدید به بلاک چین نیز هستند.
مرج اتریوم، علاوه بر تغییر اصلی از مکانیزم اثبات کار (PoW) به اثبات سهام (PoS)، با هدف حل چند مشکل اساسی شبکه شامل امنیت، مقیاس‌پذیری و مصرف انرژی انجام شد. این تغییرات تدریجی، به بهبود کلی عملکرد شبکه کمک کرده و اتریوم را برای پذیرش گسترده‌تر آماده می‌کنند.
مرج اتریوم اقدامات جدیدی را برای مقابله با حملات مخرب معرفی کرد. یکی از مهم‌ترین این اقدامات، سیستم جریمه موسوم به اسلشینگ (Slashing) است که اعتبارسنج‌های متخلف یا مهاجمان احتمالی را مجازات می‌کند. این جریمه می‌تواند شامل از دست دادن بخشی از اتریوم استیک‌شده باشد و در موارد شدید، اعتبارسنج حتی ممکن است از شبکه حذف شود.
میزان جریمه اسلشینگ متغیر است، اما ممکن است تا سقف ۱۸ واحد اتریوم نیز برسد. با این سیستم، اعتبارسنج‌ها تشویق می‌شوند تا به‌صورت درست عمل کنند. علاوه بر این، مکانیزم Validator Shuffling با جابه‌جایی تصادفی اعتبارسنج‌ها، احتمال حملات موفق را کاهش می‌دهد. هرچند هیچ سیستمی کاملاً مصون از مهاجمان نیست، اما در صورت وقوع حمله، اسلشینگ می‌تواند باعث از دست رفتن اتریوم مهاجم شود و انگیزه حملات را کاهش دهد.
مرج، همراه با فناوری شاردینگ (Sharding) و اثبات سهام، باعث افزایش چشمگیر ظرفیت پردازش شبکه شده است. این افزایش سرعت می‌تواند به کاهش ازدحام شبکه و کاهش کارمزدهای گس منجر شود.
در شبکه قبلی اتریوم که بر اساس اثبات کار عمل می‌کرد، تنها ۱۵ تا ۳۰ تراکنش در ثانیه پردازش می‌شد. برای مقایسه، شرکت ویزا (Visa) ادعا می‌کند که می‌تواند در حداکثر ظرفیت، ۲۴,۰۰۰ تراکنش در ثانیه پردازش کند. پیش از مرج، افزایش فعالیت در بلاک چین اتریوم باعث تأخیر در تأیید تراکنش‌ها و افزایش هزینه‌ها می‌شد. علاوه بر این، در زمان‌های اوج شلوغی، برخی از کاربران هزینه گس را پرداخت می‌کردند، اما تراکنش آن‌ها با شکست مواجه می‌شد.
بیشتر بخوانید: شاردینگ (Sharding) چیست
انتقال از اثبات کار به اثبات سهام تأثیر بزرگی در حل مشکل مصرف انرژی در ارزهای دیجیتال داشته است. این تغییر نه‌تنها هزینه‌های انرژی را به‌طور قابل‌توجهی کاهش داده، بلکه تأثیرات زیست‌محیطی ناشی از پردازش تراکنش‌های شبکه اتریوم را نیز کم کرده است.
هرچند اتریوم در مقایسه با بیت کوین انرژی کمتری مصرف می‌کند، اما مدل اثبات کار پیشین آن همچنان به دلیل هزینه‌های بالای انرژی مورد انتقاد قرار داشت. این مکانیزم، نیازمند مقدار زیادی انرژی است که هزینه‌های سنگینی را برای افرادی که مایل به فعالیت به‌عنوان ماینر یا اعتبارسنج هستند، به همراه دارد.
خبر خوب این است که مرج اتریوم میزان مصرف انرژی این شبکه را به‌شدت کاهش داده است. کارل بیکهویزن (Carl Beekhuizen)، پژوهشگر بنیاد اتریوم، پیش‌بینی کرده بود که این تغییر مصرف انرژی اتریوم را ۹۹.۹۵٪ کاهش می‌دهد. بر اساس گزارش مؤسسه رتبه‌بندی کربن کریپتو (Crypto Carbon Ratings Institute)، این پیش‌بینی درست بوده است.
در گذشته، هر تراکنش در شبکه اتریوم به‌اندازه مصرف ۹ روز یک خانه معمولی در آمریکا انرژی مصرف می‌کرد. اما اکنون، این میزان به‌اندازه جوش آوردن یک قوری قهوه کاهش یافته است. به گفته وب‌سایت ConsenSys، این تغییر عملاً ردپای کربنی اتریوم را یک‌شبه از بین برده است. جدول زیر مقایسه‌ای بین مصرف انرژی دو حالت مختلف اتریوم با سایر صنایع را نشان می‌دهد.
| نام صنعت یا پروژه | مصرف سالانه انرژی (تراوات ساعت) | مقایسه با اتریوم اثبات سهام |
|---|---|---|
| دیتاسنترهای جهانی | ۱۹۰ | ۷۳,۰۰۰ برابر |
| بیت کوین | ۱۴۹ | ۵۳,۰۰۰ برابر |
| استخراج طلا | ۱۳۱ | ۵۰,۰۰۰ برابر |
| صنعت بازی در آمریکا | ۳۴ | ۱۳,۰۰۰ برابر |
| اتریوم اثبات کار (PoW) | ۲۱ | ۸,۱۰۰ برابر |
| گوگل | ۱۹ | ۷,۳۰۰ برابر |
| نتفلیکس | ۰.۴۵۷ | ۱۷۶ برابر |
| پی‌پال | ۰.۲۶ | ۱۰۰ برابر |
| ایر‌بی‌ان‌بی | ۰.۰۲ | ۸ برابر |
| اتریوم اثبات سهام (PoS) | ۰.۰۰۲۶ | ۱ برابر |
مرج اتریوم در واقع همان آپدیت اتریوم ۲.۰ است. بنیاد اتریوم برای جلوگیری از اشتباه و سردرگمی کاربران، نام آپدیت اتریوم ۲ را به مرج تغییر داد. در واقع، اتریوم ۲ نامی است که قبلاً برای توصیف ادغام اتریوم استفاده می‌شد.
دلیل این کار جلوگیری از سردرگمی کاربرانی است که فکر می‌کردند قرار است توکن‌های جدیدی به نام ETH ۲ دریافت کنند. همچنین، یکی دیگر از دلایل تغییر نام، وجود توکن‌های ساختگی با نام ETH ۲ بود؛ کاربران زیادی فریب کلاهبرداران را می‌خوردند و اتریوم‌های خود را با این توکن‌های بی‌ارزش مبادله می‌کردند.
بیشتر بخوانید: اتریوم ۲ چیست
مرج اتریوم ارتباط مستقیمی با مقیاس‌پذیری لایه دوم ندارد. مقیاس‌پذیری لایه دوم یک راهکار جداگانه است که با هدف افزایش توان پردازش تراکنش‌های اتریوم و کاهش کارمزدها طراحی شده است.
مرج یک تغییر در لایه اجماع بود که نحوه تأیید تراکنش‌ها و ایجاد بلاک‌های جدید را اصلاح کرد. این تغییر باعث کاهش مصرف انرژی و ایجاد زیرساخت‌های لازم برای ارتقای مقیاس‌پذیری در آینده شد، اما بلافاصله محدودیت‌های توان پردازش شبکه را حل نکرد.
در مقابل، راهکارهای لایه دوم بر روی شبکه اصلی اتریوم (لایه ۱) اجرا می‌شوند و با تجمیع چندین تراکنش و پردازش آن‌ها خارج از زنجیره، سپس ارسال نتیجه نهایی به شبکه اصلی، سرعت تراکنش‌ها را به شکل چشمگیری افزایش و هزینه‌ها را کاهش می‌دهند، بدون آنکه امنیت اتریوم به خطر بیفتد.
با این حال، مرج به‌طور غیرمستقیم از مقیاس‌پذیری لایه دوم در چندین جنبه پشتیبانی می‌کند:
با کاهش مصرف انرژی، مرج به کاهش هزینه‌های تراکنش در شبکه اصلی کمک کرد و در نتیجه، استفاده از راهکارهای لایه دوم را مقرون‌به‌صرفه‌تر ساخت.
بیشتر بخوانید: کارمزد گس چیست
مرج نوع جدیدی از داده‌ها به نام «بلابز» (Blobs) را معرفی کرد که می‌توانند به بلاک‌ها متصل شوند. این قابلیت، بهینه‌سازی و کاهش هزینه راهکارهایی مانند رول‌آپ‌ها (Rollups) را ممکن می‌کند.
راهکارهای لایه دوم امنیت خود را از شبکه اصلی اتریوم به ارث می‌برند. انتقال به اثبات سهام باعث افزایش امنیت این شبکه و در نتیجه، تقویت امنیت لایه دوم نیز شده است.
مرج و مقیاس‌پذیری لایه دوم مکمل یکدیگر هستند. مرج پایه‌گذاری لازم را انجام داده است، اما در کوتاه‌مدت، راهکارهای لایه دوم اولویت اصلی برای افزایش سرعت پردازش و کاهش هزینه‌ها محسوب می‌شوند.
تمام ارتقاهای اتریوم به نوعی به یکدیگر مرتبط هستند. در ادامه، ارتباط مرج اتریوم با سایر به‌روزرسانی‌ها را بررسی می‌کنیم.
مرج به معنای پذیرش رسمی بیکن چین به‌عنوان لایه اجماع جدید در کنار لایه اجرایی شبکه اصلی اتریوم است. پس از این تغییر، وظیفه تأمین امنیت شبکه اصلی به اعتبارسنج‌ها سپرده شد و استخراج مبتنی بر اثبات کار دیگر روشی معتبر برای تولید بلاک‌ها نیست.
اکنون، بلاک‌ها توسط نودهای اعتبارسنجی پیشنهاد می‌شوند که با استیک کردن اتر، اجازه مشارکت در اجماع را دریافت می‌کنند. این تغییرات، مسیر را برای ارتقاهای آینده مانند شاردینگ فراهم کرده است.
برای تمرکز کامل بر یک انتقال موفق به اثبات سهام، برخی از قابلیت‌های مورد انتظار، مانند امکان برداشت اتر استیک‌شده، در مرج لحاظ نشدند. این قابلیت بعداً در قالب ارتقای شانگهای-کاپلا (Shanghai-Capella) فعال شد.
در ابتدا، قرار بود شاردینگ پیش از مرج برای حل مشکل مقیاس‌پذیری پیاده‌سازی شود، اما با رشد سریع راهکارهای مقیاس‌پذیری لایه ۲، اولویت به تغییر از اثبات کار به اثبات سهام داده شد.
برنامه‌های مربوط به شاردینگ همچنان در حال تکامل هستند. با موفقیت فناوری‌های لایه ۲، هدف فعلی شاردینگ توزیع بهینه داده‌های فشرده‌شده از قراردادهای رول‌آپ است. این کار، ظرفیت شبکه را به شکل تصاعدی افزایش می‌دهد و بدون انتقال به اثبات سهام امکان‌پذیر نبود.
مرج اتریوم به تغییر از مدل اثبات کار (PoW) به اثبات سهام (PoS) برای اجماع شبکه اتریوم اشاره دارد.
پس از مرج، استخراج اتریوم به پایان رسید و اعتبارسنجی‌ها از طریق استیکینگ ETH انجام شد که کاهش مصرف انرژی و افزایش پایداری شبکه را در پی داشت.
مرج مستقیماً کارمزدها را کاهش نمی‌دهد، اما بهبود مقیاس‌پذیری در آینده به کاهش هزینه‌ها کمک خواهد کرد.
مرج یا ادغام اتریوم یکی از مهم‌ترین تغییرات در تاریخ این بلاک چین است که طی آن، سازوکار اجماع از اثبات کار (PoW) به اثبات سهام (PoS) تغییر یافت. در مدل اثبات کار، استخراج‌کنندگان با حل مسائل پیچیده ریاضی بلاک‌های جدید را تأیید می‌کردند که انرژی زیادی مصرف می‌کرد. اما با جایگزینی اثبات سهام، این فرآیند به سپرده‌گذاری اتریوم وابسته شد و نیاز به ماینرها از بین رفت.
این تغییر مزایای متعددی دارد، از جمله کاهش بیش از ۹۹.۹۵ درصدی مصرف انرژی، بهبود پایداری شبکه و فراهم شدن زیرساخت‌های لازم برای افزایش مقیاس‌پذیری در آینده. با این حال، چالش‌هایی مانند تمرکز بیشتر دارایی در استخرهای استیکینگ و ادامه‌ی کارمزدهای بالا نیز مطرح شده است. در مجموع، مرج اتریوم را می‌توان گامی اساسی به سمت یک شبکه سریع‌تر، پایدارتر و سازگارتر با محیط زیست دانست.
