## عندما تختنق الشبكة: مشكلة زيادة تحميل البلوكشين

إرهاق شبكة البلوكشين هو ظاهرة تحدث عندما يتجاوز حجم المعاملات الواردة إلى الشبكة قدراتها على المعالجة. وهذا يخلق مشاكل خطيرة للمستخدمين: ترتفع رسوم المعاملات، وتتأخر تأكيداتها، وتزداد سوء جودة الخدمة. تكمن جذور هذه المشكلة في القيود التقنية للشبكة بالإضافة إلى العوامل الخارجية المتعلقة بنشاط المستخدمين.

## كيف تعمل نظام معالجة المعاملات

لفهم سبب إمكانية تحميل الشبكة، من الضروري استكشاف الآلية التي يتم بها إدخال المعاملات في البلوكشين.

البلوكشين هو سلسلة من الكتل محمية بالتشفير. تحتوي كل كتلة على بيانات حول المعاملات التي ينشئها المستخدمون. تُضاف كتل جديدة إلى السلسلة باستمرار ودون تغيير، حيث تنتشر عبر شبكة موزعة من العقد التي تحتفظ بنسخة من كل البلوكشين.

**ميمبول – هي منطقة الانتظار للمعاملات.** عندما يرسل المستخدم معاملة، لا تضاف إلى البلوكشين على الفور. أولاً، تدخل إلى ميمبول (مجموعة الذاكرة) – مجموعة من المعاملات غير المؤكدة التي تنتظر الإدراج في الكتلة التالية. هنا، يتم تأخير المعاملات حتى يتم معالجتها.

**كتل المرشحين هي كتل مقترحة للإضافة.** يقوم المعدّنون أو المصدّقون باختيار المعاملات غير المؤكدة من مجموعة الذاكرة وتشكيل كتل مرشحة منها. يجب أن تمر هذه الكتل بعملية التحقق وفقًا لآلية توافق الشبكة.

في Bitcoin يتم استخدام آلية **Proof of Work (PoW)** – يتنافس المعدنون في حل لغز رياضي معقد. أول من يحلها سيضيف كتلة المرشح الخاصة به إلى البلوكشين وسيحصل على مكافأة.

استخدم Ethereum PoW، لكنه انتقل في عام 2022 إلى **إثبات الحصة (PoS)**، حيث يتم اختيار المدققين عشوائيًا لاقتراح الكتل، بينما يقوم المدققون الآخرون بتأكيدها.

**الاكتفاء – عندما تصبح المعاملة غير قابلة للتغيير.** بعد إضافة المعاملة إلى الكتلة، تُعتبر مُؤكدة. مع كل كتلة جديدة تُضاف بعدها، يرتفع مستوى الاكتفاء. عادةً ما يتطلب Bitcoin ست كتل إضافية لتحقيق الاكتفاء الكامل. توصي Ethereum بالمزيد من التأكيدات بسبب قصر وقت الكتلة.

## ما الذي يسبب overload الشبكة

الحمولة الزائدة هي ظاهرة معقدة تنشأ من عدة أسباب في نفس الوقت.

**ارتفاع مفاجئ في النشاط.** عندما يتغير سعر العملة المشفرة بشكل حاد أو يظهر رمز جديد شائع، يقوم المستخدمون بإرسال المعاملات بشكل جماعي. قد يتجاوز ذلك قدرة الشبكة على معالجتها. في ربيع عام 2023، حدث هذا مع البيتكوين، عندما أدت شعبية رموز BRC-20 إلى تراكم المعاملات غير المؤكدة – حيث كانت هناك ما يقرب من 400,000 معاملة في انتظار الإضافة. ارتفعت الرسوم بنسبة تزيد عن 300% خلال بضعة أسابيع.

**القيود الفنية على الشبكة.** كل بلوكتشين لديه حجم كتلة خاص به، والذي يحدد الحد الأقصى لعدد البيانات التي يمكن تضمينها في كتلة واحدة. تم تصميم بيتكوين في البداية بحد قدره 1 ميغابايت. في عام 2017، تم تنفيذ تحديث SegreGated Witness (SegWit)، الذي زاد نظريًا الحد إلى 4 ميغابايت. إذا كانت هناك معاملات تتجاوز ما يمكن أن تعالجه كتلة واحدة، فإنها تتراكم.

**بطء إضافة الكتل.** يضيف البيتكوين كتلة جديدة تقريبًا كل 10 دقائق. إذا تم إنشاء المعاملات بسرعة أكبر بكثير، يحدث تراجع وزحام في الميمبول.

## عواقب للمستخدمين والشبكة

يؤدي الحمل الزائد على الشبكة إلى مشاكل خطيرة تؤثر على جودة الخدمة.

**زيادة رسوم المعاملات.** يختار المعدنون معالجة المعاملات ذات الرسوم الأعلى لأنها أكثر ربحية. خلال فترات الازدحام، يُضطر المستخدمون لدفع المزيد لتسريع تأكيد معاملاتهم. وهذا يجعل استخدام الشبكة أكثر تكلفة، خاصة للمعاملات الصغيرة.

**تأخير في التأكيد.** في الحالات القصوى، قد تنتظر المعاملات للتأكيد لعدة ساعات أو أيام أو حتى لفترة أطول. وهذا يسبب الإحباط للمستخدمين ويقلل من جدوى استخدام البلوكشين.

**خطر الأمان والتمركز.** تؤدي التأخيرات الطويلة في التأكيد إلى زيادة احتمال هجمات الإنفاق المزدوج. يمكن أن تؤدي الرسوم المرتفعة إلى تركيز قوة التعدين في أيدي لاعبين كبار، مما يعزز التمركز.

**تقلبات السوق.** عندما لا يستطيع المستخدمون بيع الأصول بسرعة بسبب الشبكة المزدحمة، يمكن أن يؤدي ذلك إلى الذعر وتسريع انخفاض السعر.

## أمثلة تاريخية عن الأحمال الزائدة

**بيتكوين في نهاية 2017 - بداية 2018.** أدى الارتفاع التاريخي في سعر البيتكوين إلى أكبر ازدحام في ذلك الوقت. تجاوز متوسط رسوم المعاملات في لحظة ما 50 دولارًا. هذا جذب انتباه جميع الصناعة إلى مشكلة التوسع.

**إيثيريوم وCryptoKitties.** في عام 2017، أصبح مشروع CryptoKitties اللامركزي فيروسياً، مما ملأ شبكة إيثيريوم. وقد أدى ذلك إلى إبطاء كبير في عمل الشبكة. في وقت لاحق، أدى ازدهار DeFi (التمويلات اللامركزية) مرة أخرى إلى زيادة التحميل وارتفاع تكلفة الغاز.

**توكنات Bitcoin BRC-20 في 2023.** عندما بدأت شعبية توكنات BRC-20 في النمو، تعرضت شبكة Bitcoin لضغوط. تراكم ما يقرب من 400,000 معاملة غير مؤكدة في ميمبول، وارتفعت الرسوم بنسبة 300% في فترة قصيرة.

## كيفية حل المشكلة

هناك عدة طرق لتقليل الحمل الزائد، ولكن لكل منها مزايا وعيوب.

**زيادة حجم الكتلة.** يسمح بمعالجة المزيد من العمليات في آن واحد، مما يزيد من القدرة على التحمل. ومع ذلك، يتم توزيع الكتل الأكبر لفترة أطول، مما يزيد من خطر تفرع الشبكة. بالإضافة إلى ذلك، تحتاج الكتل الأكبر إلى مزيد من المساحة للتخزين، مما قد يعزز المركزية.

**تقصير وقت الكتلة.** يسمح للشبكة بمعالجة المعاملات بشكل أسرع، ولكن الفاصل الزمني الأقصر قد يزيد من عدد الكتل القديمة ويعرض الأمان للخطر.

**حل المستوى الثاني (Layer 2).** هذه حلول غير متصلة بالإنترنت تعالج المعاملات خارج سلسلة الكتل الرئيسية، ثم تسجل الحالة النهائية على السلسلة. بالنسبة لبيتكوين، هذه هي شبكة Lightning، وبالنسبة للإيثريوم – Plasma وغيرها من الحلول. إنها تزيد بشكل كبير من قابلية التوسع، لكنها أكثر تعقيداً في التنفيذ وتحتاج إلى مزيد من تحليل الأمان.

**التقسيم.** هذه طريقة لتقسيم blockchain إلى عدة shards أصغر، كل منها قادر على معالجة المعاملات. يمكن أن يزيد ذلك من السعة بشكل كبير، ولكنه أيضًا يُعقد النظام ويخلق مخاطر جديدة.

**حلول أخرى.** يتم أيضًا النظر في اللفائف المتفائلة، واللفائف ذات الإفصاح الصفري، وتصحيحات الرسوم. عادةً ما تكون آليات إثبات الحصة أسرع من إثبات العمل، مما يسهم أيضًا في تقليل حدوث الازدحامات.

## الاستنتاجات

التحميل الزائد هو أحد التحديات الرئيسية التي يجب على شبكات البلوكشين حلها من أجل التبني الجماعي. مع استمرار زيادة عدد المستخدمين، تصبح القدرة على معالجة كميات كبيرة من المعاملات بشكل فعال أمراً بالغ الأهمية - خاصةً للأنظمة التي تسعى لتوفير العمليات اليومية في الوقت الحقيقي.

على الرغم من خطورة المشكلة، تعمل المجتمع على تطوير حلول جديدة لتخفيف الازدحام. إن زيادة قابلية توسيع البلوكشين تظل واحدة من أهم المهام في الصناعة، وسيحدد التقدم في هذا الاتجاه مستقبل شبكات العملات المشفرة.