مقیاس‌پذیری یکی از مهمترین دغدغه‌های بلاک‌چین اتریوم است. محدودیت‌های فعلی که شبکه اتریوم از نظر ظرفیت و سرعت با آن‌ها روبرو است، مانع از پذیرش آن در مقیاسی جهانی و بزرگتر شده است.
اتریوم پلاسما، راهکاری است که توسط ویتالیک بوترین (یکی از بنیانگذاران اتریوم) به همراه جوزف پون پیشنهاد شده است. این مفهوم به عنوان تکنیکی برای حل مشکل مقیاس‌پذیری بلاک چین اتریوم در سال 2017 متولد شد. تجربه قبلی جوزف پون، راه‌اندازی شبکه لایتنینگ برای حل مشکل مقیاس‌پذیری بیت کوین با همکاری تادیس ترایجا (Thaddeus Dryja) در سال 2015 بود. اتریوم پلاسما و شبکه لایتنینگ هر دو با هدف حل این مشکل بلاک‌چین‌ها پیشنهاد شده‌اند، اما هرکدام مکانیسم‌ها و ویژگی‌های خاص خود را دارند.
پلاسما یک پروژه نیست، بلکه یک تکنیک برای افزایش مقیاس‌پذیری off-chain (خارج از شبکه بلاک‌چین) و یک چارچوب برای ایجاد کاربردهای مقیاس‌پذیر است که می‌تواند توسط شرکت‌ها و گروه‌های تحقیقاتی مختلف به کار گرفته و به روش‌های متفاوت پیاده‌سازی شود.
پلاسما چگونه کار می کند؟
ایده اصلی اتریوم پلاسما، ایجاد چارچوبی از زنجیره‌های ثانویه است که تا حد امکان با منابع کمتر با بلاک‌چین اصلی (در این مورد بلاک چین اتریوم) ارتباط و تعامل خواهند داشت. این چارچوب طوری طراحی شده است که به صورت یک درخت بلاک چین عمل کند، بدین معنی که زنجیره‌های کوچک‌تر بصورت سلسله مراتبی به گونه‌ایی مرتب می‌شوند که بتوان تعداد زیادی از آن‌ها را در بالای زنجیره اصلی ایجاد کرد. به این زنجیره‌های کوچک‌تر، زنجیره‌های پلاسما یا زنجیره‌های فرزند نیز گفته می‌شود. لازم به ذکر است که مفهومی به اسم زنجیره‌های جانبی (sidechains) هم وجود دارد که به زنجیره‌های پلاسما شباهت دارد اما با یکدیگر متفاوت هستند.
ساختار پلاسما بر پایه قراردادهای هوشمند و درخت‌های مرکل ایجاد شده است تا بتوان تعداد نامحدودی زنجیره فرزند ایجاد کرد. این زنجیره‌های فرزند در اصل نسخه کوچک‌تری از بلاک‌چین اتریوم هستند. بر روی هر زنجیره فرزند، امکان ایجاد زنجیره‌های بیشتری نیز وجود دارد، به طوریکه یک ساختار درخت مانند ایجاد می‌کند.
اساسا هر زنجیره فرزند پلاسما یک قرارداد هوشمند قابل سفارشی‌سازی است و می‌توان آن‌ها را طوری طراحی کرد که با یک روش منحصر به فرد عمل کنند و نیازهای مختلف را جوابگو باشند. این بدان معنی است که زنجیرهها می توانند به طور مستقل همزیستی و فعالیت کنند. در نهایت باید گفت که پلاسما این امکان را به شرکت‌ها می‌دهد که به روش‌های مختلف و مطابق با نیازهای خود راهکارهای مقیاس‌پذیری را پیاده‌سازی کنند.
اگر پلاسما با موفقیت توسعه یابد و در شبکه اتریوم پیاده‌سازی شود، به دلیل اینکه هر زنجیره کوچک را می‌توان طوری طراحی کرد که با روش متفاوت و برای اهداف خاص عمل کند، بلاک‌چین اصلی کمتر دچار ازدحام خواهد شد. در نظر داشته باشید که اهداف زنجیره‌های کوچک‌تر لزوما مرتبط با اهداف بلاک چین اصلی نیست.
اثبات کلاهبرداری
ارتباط بین زنجیره‌های کوچک و بلاک‌چین اصلی توسط روش‌های اثبات کلاهبرداری ایمن شده است، بنابراین بلاک‌چین اصلی مسئول امن نگه‌داشتن شبکه و مجازات کاربران مخرب است.
هر زنجیره کوچک، روش خاص خود را برای تائید بلاک‌ها و اثبات کلاهبرداری‌ها دارد، که می‌تواند بر مبنای الگوریتم‌های اجماع متفاوت پیاده‌سازی شود. رایج‌ترین این الگوریتم‌ها، اثبات کار (Proof of Work)، اثبات سهام (Proof of Stake) و اثبات اعتبار (Proof of Authority) هستند.
روش‌های اثبات کلاهبرداری اطمینان می‌دهند که در صورت بروز فعالیت مخرب، کاربران قادر به معرفی نودهای متقلب باشند، از دارایی‌های خود محافظت کنند و از تراکنش خارج شوند. مکانیسم اثبات کلاهبرداری بدین صورت عمل می‌کند که زنجیره‌های پلاسما فرزند یک درخواست شکایت را برای بلاک‌چین مادر یا اصلی ارسال می‌کنند.
MapReduce
در وایت پیپر پلاسما همچنین یک کاربرد بسیار جالب دیگر به نام محاسبات MapReduce معرفی شده است. MapReduce مجموعه‌ایی از توابع هستند که در سازماندهی و محاسبات داده‌ها بر روی چندین پایگاه داده بسیار مفید هستند.
وقتی در مورد پلاسما صحبت می‌کنیم، منظور از دیتابیس‌ها، بلاک‌چین‌ها هستند و چون ساختار درختی دارند به MapReduce اجازه می‌دهند که به عنوان روشی برای تسهیل اعتبارسنجی داده‌ها به کار گرفته شود، به طوریکه باعث افزایش چشمگیر کارایی شبکه می‌شود.
مشکل خروج جمعی (Mass Exit problem)
یکی از نگرانی‌های اصلی تکنیک پلاسما، مشکل خروجی جمعی است. خروج جمعی به حالتی گفته می‌شود که تعداد زیادی از کاربران در یک لحظه تلاش کنند از زنجیره پلاسما خارج شوند. در این شرایط بلاک‌چین اصلی با طغیان مواجه می‌شود و ازدحام در شبکه افزایش می‌یابد. این حالت در هنگام فعالیت‌های مخرب، حمله به شبکه و یا هر نوع مشکل بحرانی بر روی یک زنجیره فرزند پلاسما یا گروهی از زنجیرهها می‌تواند اتفاق بیفتد.
جزئیات فنی و سورس کد
اتریوم پلاسما یک پروژه کدباز است که برای دسترسی به کد آن می‌توانید به سایت گیت‌هاب مراجعه نمائید. علاوه بر اتریوم، پروژه‌ها و رمز ارزهای دیگری نیز وجود دارند که از تکنیک پلاسما استفاده می‌کنند. از مهمترین آن‌ها می‌توان به OmiseGO ،Loom Network و FourthStateLabs اشاره کرد. همچنین برای دسترسی به جزئیات فنی بیشتر، می‌توانید به وایت‌پیپر پلاسما و یا وب‌سایت LearnPlasma مراجعه نمائید.