اگرچه بلاک چین امنیت و شفافیت بی‌نظیری را ارائه می‌دهد، اما با چالش‌هایی همچون سرعت پایین یا تاخیر که به آن لیتنسی (Latency) می‌گویند، روبرو است. تاخیر یا Latency در بلاک چین که به زمان مورد نیاز برای تأیید و نهایی شدن یک تراکنش اشاره دارد، یکی از مهم‌ترین موانع برای پذیرش گسترده این فناوری در کاربردهای روزمره، به ویژه در حوزه‌هایی مانند پرداخت و معاملات با فرکانس بالا (High-frequency Trades) محسوب می‌شود.
در این مقاله، ما به‌طور عمیق به بررسی مفهوم تاخیر یا لیتنسی در بلاکچین خواهیم پرداخت؛ ابتدا انواع تاخیر و عوامل مؤثر بر آن را شناسایی می‌کنیم و سپس، تأثیر تأخیرها بر معاملات ارزهای دیجیتال را تحلیل کرده و در نهایت، راهکارهای موجود برای کاهش آن را معرفی خواهیم کرد.
تاخیر یا لیتنسی در بلاک چین چیست؟
تاخیر یا Latency در بلاک چین مدت زمانی است که از لحظه ارسال یک تراکنش توسط کاربر تا ثبت، تأیید و اضافه شدن آن به دفتر کل توزیع شده، سپری می‌شود. این فرایند چند مرحله دارد که به کل آن، لیتنسی بلاکچین می‌گویند:
- ابتدا، شما تراکنش خود را از طریق یک کیف پول دیجیتال به شبکه بلاک چین ارسال می‌کنید.
- این تراکنش در وهله اول، به‌صورت درخواستی تأییدنشده (Unconfirmed Transaction) در یک استخر یا صف انتظار به نام «ممپول (Mempool)» قرار می‌گیرد. در این مرحله، تراکنش شما منتظر است تا توسط نودهای شبکه برای قرار گرفتن در یک بلاک جدید انتخاب شود.
لیتنسی نقش مهمی در تعیین سرعت و کارایی یک بلاک چین دارد و کاهش آن از طریق افزایش سرعت و تعداد تراکنش بر ثانیه (TPS)، یکی از چالش‌های اصلی توسعه‌دهندگان این فناوری است.
انواع تاخیر در بلاک چین کدامند؟
همانطور که قبلاً اشاره شد، تأخیر در بلاک چین یک مفهوم چندوجهی است که از مراحل مختلف فرآیند پردازش تراکنش‌ها ناشی می‌شود. این تأخیر را می‌توان به چند دسته اصلی تقسیم کرد که هر کدام به بخش خاصی از شبکه مربوط می‌شوند. در ادامه، به بررسی این انواع و نقش آن‌ها در تاخیر کلی تراکنش‌ها می‌پردازیم.
تاخیر انتشار (Propagation Latency)
تاخیر انتشار مدت زمانی است که طول می‌کشد تا یک تراکنش یا یک بلاک جدید در سراسر شبکه توزیع شود و به همه نودها برسد. این تاخیر به عواملی مانند پهنای باند شبکه (Bandwidth) و توزیع نودها بستگی دارد.
هرچه شبکه بزرگ‌تر و نودها از هم دورتر باشند، زمان انتشار بیشتر می‌شود و تراکنش‌ها دیرتر به دست نودهای دورتر در شبکه می‌رسند. برای مثال، اگر یک تراکنش از تهران ارسال شود و یک نود در نیویورک باید آن را تأیید کند، این تاخیر به‌دلیل فاصله فیزیکی و تاخیر در ارتباطات اینترنتی ایجاد می‌شود.
بیشتر بخوانید: نود (Node) چیست؟ بررسی کامل مفهوم نود یا گره در بلاک چین
تاخیر اجماع (Consensus Latency)
تاخیر اجماع به زمانی اشاره دارد که نودهای شبکه باید برای تأیید یک بلاک جدید و تراکنش‌های درون آن به توافق برسند. این زمان به طور مستقیم به مکانیسم اجماع شبکه بستگی دارد.
به‌عنوان مثال، در شبکه‌های مبتنی بر گواه اثبات کار (Proof-of-Work)، این زمان بسیار طولانی‌تر از شبکه‌های مبتنی بر گواه اثبات سهام (Proof-of-Stake) است. علت این اتفاق، فرآیندهای محاسباتی پیچیده‌ای است که برای رسیدن به توافق در مکانیزم PoW لازم است.
تاخیر تأیید (Confirmation Latency)
تاخیر تأیید به زمانی گفته می‌شود که طول می‌کشد تا یک تراکنش تعداد کافی تأییدیه (Confirmation) را برای نهایی و غیرقابل تغییر شدن یک تراکنش دریافت کند. برای اطمینان از امنیت یک تراکنش، اکثر پلتفرم‌ها و صرافی‌ها منتظر می‌مانند تا چندین بلاک پس از بلاک حاوی تراکنش آن‌ها، به زنجیره اضافه شود.
وجه تمایز تاخیر تایید با تاخیر اجماع هم دقیقاً همین انتظار برای اضافه‌شدن بلاک‌های جدید است. هرچه تعداد بلاک‌های مورد نیاز برای تأیید بیشتر باشد، زمان انتظار طولانی‌تر و در نتیجه، لیتنسی تأیید افزایش می‌یابد. این تأییدهای اضافی باعث افزایش تأخیر کلی می‌شوند، اما امنیت تراکنش را به‌شدت بالا برده و از برگشت‌پذیری آن جلوگیری می‌کنند.
عوامل مؤثر بر Latency در بلاک چین و سرعت تأیید تراکنش چیست؟
عوامل متعددی وجود دارند که بر سرعت تأیید تراکنش‌ها در یک شبکه بلاک چین تأثیر می‌گذارند. این عوامل از معماری شبکه تا طراحی خود پروتکل متفاوت هستند و مجموعاً زمان لازم برای نهایی شدن یک تراکنش را تعیین می‌کنند.
مکانیزم اجماع
مکانیزم اجماع، روشی است که نودهای شبکه برای رسیدن به توافق در مورد وضعیت بلاک چین و تأیید تراکنش‌ها از آن استفاده می‌کنند. این مکانیزم شاید مهم‌ترین عامل در تعیین میزان تاخیر باشد.
اثبات کار
در مکانیزم اثبات کار مانند مدلی که شبکه بیت کوین استفاده می‌کند، ماینرها باید یک پازل محاسباتی پیچیده را حل کنند تا بتوانند یک بلاک جدید را به زنجیره اضافه کنند. این فرآیند در بیت کوین ذاتاً زمان‌بر است و می‌تواند تا ده دقیقه یا کمی کمتر و بیشتر طول بکشد که مستقیماً بر تأخیر تراکنش‌ها می‌افزاید. به این زمان، زمان بلاک یا بلاک تایم (Block Time) می‌گویند. بنابراین، بلاک تایم بیت کوین به‌طور متوسط و در شرایط عادی، ۱۰ دقیقه است.
اثبات سهام
در مقابل، مکانیزم‌های مدرن‌تر مانند اثبات سهام، فرآیند تأیید بلاک را با انتخاب اعتبارسنج‌ها یا ولیدیتورها (Validators) براساس میزان دارایی استیک‌شده آن‌ها، ساده‌تر می‌کنند. این روش نیاز به محاسبات سنگین را از بین می‌برد و اجازه می‌دهد تا بلاک‌ها با سرعت بیشتری تأیید شوند. برای مثال، شبکه‌هایی مانند سولانا (Solana) که از این مکانیزم استفاده می‌کنند، تأخیری در حدود چند ثانیه یا حتی کمتر دارند.
مکانیزم‌های دیگری مانند اثبات سهام نمایندگی‌شده (Delegated Proof of Stake) یا DPoS که بر انتخاب تعداد محدودی نماینده برای تأیید تراکنش‌ها تکیه دارند، حتی سرعت بیشتری را ارائه می‌دهند. این مکانیزم‌ها با قربانی کردن کمی از تمرکززدایی، به سرعت بسیار بالایی دست پیدا می‌کند که Latency در تراکنش‌های بلاک چین را به‌حداقل می‌رساند و باعث بهبود تجربه کاربری می‌شود. شبکه‌هایی مانند ترون (Tron) و کاردانو (Cardano) از DPoS استفاده می‌کنند.
اندازه بلاک و توان عملیاتی
اندازه بلاک یا بلاک سایز (Block Size)، تعیین‌کننده مقدار داده‌ای است که می‌تواند در یک بلاک جای گیرد. یک بلاک بزرگ‌تر می‌تواند تراکنش‌های بیشتری را در خود جای دهد و در نتیجه، تعداد تراکنش‌هایی که در یک بازه زمانی خاص پردازش می‌شوند، افزایش می‌یابد. به این معیار در بلاک چین‌ها، توان عملیاتی یا Throughput می‌گویند. یکی از معیارهای کارایی شبکه‌ها نیز همین توان عملیاتی است که با واحد تراکنش بر ثانیه (TPS) یا دقیقه (TPM) و ساعت (TPH) مشخص می‌شود.
بااینحال، بلاک‌های بزرگ‌تر برای انتشار در سراسر شبکه به زمان بیشتری نیاز دارند. این زمان انتشار می‌تواند تاخیر کلی را افزایش دهد و منجر به تأیید دیرهنگام تراکنش‌ها در نودهای دوردست شود.
تعیین اندازه بهینه بلاک یک چالش همیشگی در بلاک چین است. اگر اندازه بلاک خیلی کوچک باشد، توان عملیاتی شبکه پایین می‌آید و تراکنش‌ها باید مدت زمان زیادی در صف انتظار بمانند که باعث افزایش تاخیر می‌شود. اگر هم بلاک سایز خیلی بزرگ باشد، انتشار آن در شبکه دشوار شده و ممکن است منجر به فورک شبکه شود. نمودار زیر نقطه بهینه بین تاخیر و توان عملیاتی را نشان می‌دهد.
شبکه‌های مختلف مانند بیت کوین و اتریوم، رویکردهای متفاوتی برای مدیریت این موازنه اتخاذ کرده‌اند. در حالی که بیت کوین اندازه بلاک را محدود کرده، اتریوم با استفاده از راه‌حل‌های لایه دوم (Layer 2) و شاردینگ (Sharding)، به‌دنبال افزایش توان عملیاتی بدون افزایش Latency در لایه اصلی بلاک چین خود است.
توپولوژی شبکه و تعداد نودها
توپولوژی شبکه (Network Topology) به نحوه اتصال نودها به یکدیگر اشاره دارد. در یک شبکه بلاکچینی، تراکنش‌ها و بلاک‌های جدید باید به‌سرعت در سراسر شبکه منتشر شوند تا همه نودها از آخرین وضعیت مطلع باشند. اگر نودها از لحاظ جغرافیایی به‌صورت پراکنده و با اتصالات ضعیف به هم متصل باشند، فرآیند انتشار کند می‌شود و لیتنسی افزایش می‌یابد.
تعداد زیاد نودها نیز می‌تواند بر تأخیر تأثیر بگذارد. هرچه تعداد نودها بیشتر باشد، انتشار اطلاعات در سراسر شبکه زمان بیشتری می‌برد. بااینحال، تعداد زیاد نودها برای امنیت و تمرکززدایی شبکه ضروری است. به‌همین‌خاطر، توسعه‌دهندگان به‌دنبال راه‌حل‌هایی هستند که بتوانند با وجود تعداد زیاد نودها، سرعت انتشار اطلاعات را بالا ببرند.
برای کاهش تأخیر، برخی از شبکه‌ها از پروتکل‌های بهینه‌سازی شده‌ای برای انتشار بلاک‌ها استفاده می‌کنند. این پروتکل‌ها با فشرده‌سازی اطلاعات و استفاده از روش‌های هوشمندانه‌تر، به نودها اجازه می‌دهند تا بلاک‌های جدید را سریع‌تر دریافت کنند. برای مثال، برخی شبکه‌ها از نودهای با عملکرد بالا به‌عنوان هاب (Hub) برای انتشار سریع بلاک‌ها استفاده می‌کنند.
برای مثال، پولکادات (Polkadot) از نودهای خاصی به نام Collators و Bootnodes برای انتشار سریع بلاک‌ها و هماهنگ‌سازی پاراچین‌های خود استفاده می‌کند.
ازدحام شبکه
در شبکه‌های بلاک چینی، زمانی که تعداد تراکنش‌های ارسال‌شده بیشتر از ظرفیت پردازشی شبکه باشد، پدیده ازدحام رخ می‌دهد. این مسئله یک مشکل رایج است . معمولاً زمانی به وجود می‌آید که تعداد بیشتری از کاربران به‌طور همزمان اقدام به انجام تراکنش در شبکه کنند.
با کاهش ازدحام شبکه می‌توان Latency در بلاک چین را کاهش داد. در غیر این صورت، ممکن است هزینه تراکنش‌ها افزایش یافته و زمان انتظار کاربران برای تأیید تراکنش‌ها بیشتر شود.
لیتنسی چه تأثیری بر معاملات ارز دیجیتال دارد؟
تاخیر در بلاک چین به‌طور مستقیم بر توانایی معامله‌گران برای اجرای به موقع سفارشات خود تأثیر می‌گذارد. این امر به ویژه در بازارهای پرنوسان ارزهای دیجیتال که قیمت‌ها در کسری از ثانیه تغییر می‌کنند، بسیار حیاتی است.
تاخیر بالا می‌تواند منجر به وقوع پدیده‌ای به نام اسلیپیج (Slippage) شود؛ یعنی تفاوت بین قیمتی که انتظار دارید معامله در آن انجام شود و قیمت واقعی اجرای آن. این موضوع می‌تواند به ویژه برای معاملات با حجم بالا یا در زمان نوسانات شدید بازار، ضررهای قابل‌توجهی را برای تریدرها به‌دنبال داشته باشد.
همچنین، لیتنسی یک مانع بزرگ برای استراتژی‌های معاملاتی پیشرفته مانند معاملات فرکانس بالا (HFT) و آربیتراژ است. این استراتژی‌ها بر پایه بهره‌برداری از اختلافات کوچک قیمتی در کسری از ثانیه بین صرافی‌های مختلف طراحی شده‌اند.
اگر تأخیر شبکه یا صرافی بالا باشد، فرصت‌های آربیتراژ به‌سرعت از بین می‌روند و الگوریتم‌های معاملاتی نمی‌توانند سفارشات را با سرعت کافی برای کسب سود اجرا کنند. بنابراین، برای رقابتی ماندن در این بازارها، داشتن پایین‌ترین تاخیر ممکن یک مزیت حیاتی برای صرافی‌های رمز ارزی محسوب می‌شود.
استفاده از استراتژی کالوکیشن (Colocation) برای کاهش لیتنسی
کالوکیشن یا سرویس اشتراک فضای سرور، به استراتژی قرار دادن سرورهای معاملاتی در همان مرکز داده فیزیکی گفته می‌شود که سرورهای یک صرافی در آن قرار دارند. این کار به‌منظور حل مشکل تاخیر شبکه انجام می‌شود، زیرا با حذف مسافت‌های طولانی، زمان مورد نیاز برای ارسال و دریافت داده، به حداقل ممکن (در حد چند میلی‌ثانیه) می‌رسد.
این مزیت سرعت بالا برای تریدرها با فرکانس بالا که برای سودآوری به‌سرعت بسیار بالا وابسته هستند، حیاتی است و به آن‌ها اجازه می‌دهد تا سفارشات خود را قبل از رقبایشان اجرا کنند. استفاده از کالوکیشن معمولاً توسط شرکت‌های معاملاتی بزرگ و صندوق‌های سرمایه‌گذاری که توانایی پرداخت هزینه‌های گزاف اجاره فضای فیزیکی در مراکز داده را دارند، صورت می‌گیرد.
بسیاری از منتقدان، این رویه را ناعادلانه می‌دانند، زیرا به معامله‌گران نهادی یک مزیت ذاتی و فنی می‌دهد که برای افراد خرد در دسترس نیست. این نابرابری، یک زمین بازی ناعادلانه ایجاد می‌کند که رقابت را برای سرمایه‌گذاران کوچک‌تر بسیار دشوار کرده و به‌طور مستقیم با ایده‌آل‌های تمرکززدایی و عدالت در ارزهای دیجیتال در تضاد است.
چگونه شبکه‌های بلاک چینی با لیتنسی پایین را پیدا کنیم؟
به صورت کلی، پایین‌ترین تأخیر را می‌توان در سیستم‌هایی یافت که کمترین تعداد واسطه و کمترین فاصله فیزیکی بین فرستنده و گیرنده داده وجود دارد. در معاملات ارزهای دیجیتال، این امر به دو بخش اصلی مربوط می‌شود: خود شبکه بلاک چین و پلتفرم‌های معاملاتی (صرافی‌ها).
بلاک چین‌هایی با پایین‌ترین تاخیر
پایین‌ترین تأخیر در شبکه‌های بلاک چینی در لایه‌هایی یافت می‌شود که برای سرعت و توان عملیاتی بالا بهینه شده‌اند. شبکه‌هایی مانند سولانا (Solana) و آوالانچ (Avalanche) با استفاده از مکانیزم‌های اجماع نوآورانه، توانسته‌اند تاخیر را به کمتر از یک ثانیه کاهش دهند.
برای مثال، سولانا از ترکیبی از مکانیزم اثبات تاریخ (PoH) و اثبات سهام (PoS) استفاده می‌کند تا زمان بلاک را به سرعت بسیار بالایی برساند. این رویکرد، آن را برای برنامه‌هایی مانند بازی‌های بلاک چینی و معاملات با فرکانس بالا ایده‌آل می‌کند که به تاخیر پایین نیاز دارند.
علاوه بر این، راه‌حل‌های لایه ۲ نیز به شکل قابل توجهی تأخیر را کاهش می‌دهند. این راه‌حل‌ها، مانند رول‌آپ‌ها (Rollup)، با پردازش تراکنش خارج از زنجیره اصلی و به‌صورت آفچین (Off-chain) و سپس نهایی کردن دسته‌ای از آن‌ها روی زنجیره، سرعت را به‌طرز چشمگیری افزایش می‌دهند.
این کار، فشار را از روی شبکه اصلی برمی‌دارد و تجربه تراکنش‌های تقریباً آنی را برای کاربران به‌همراه می‌آورد. این راه‌حل‌ها به‌خصوص برای شبکه‌هایی مانند اتریوم که در لایه اصلی خود با تأخیر بالا و کارمزدهای زیاد مواجه هستند، بسیار حیاتی هستند.
صرافی‌هایی با پایین‌ترین تاخیر
در معاملات ارز دیجیتال، پایین‌ترین تاخیر را می‌توان در صرافی‌های متمرکز (CEX) و با استفاده از استراتژی کالوکیشن پیدا کرد. این صرافی‌ها با استفاده از سرورهای قدرتمند و الگوریتم‌های بهینه، زمان اجرای سفارش را به کسری از میلی‌ثانیه کاهش می‌دهند. صرافی های بزرگی مانند جمینی (Gemini)، بیت فینکس (Bitfinex) و هیت‌بی‌تی‌سی (HitBTC) می توانند این کار را انجام دهند.
این امر به معامله‌گران نهادی و الگوریتم‌های معاملاتی اجازه می‌دهد تا با سرعت بی‌نظیری سفارشات خود را ارسال و اجرا کنند، که در بازارهای پرنوسان یک مزیت رقابتی بزرگ محسوب می‌شود.
درعین‌حال، برخی از صرافی‌های غیرمتمرکز (DEX) نیز برای رقابت با صرافی‌های متمرکز، از فناوری‌های جدیدی برای کاهش تاخیر استفاده می‌کنند. پلتفرم‌هایی مانند dYdX که از راه‌حل‌های لایه ۲ بهره می‌برند، توانسته‌اند سرعت و کارایی معاملات را به سطح صرافی‌های متمرکز نزدیک کنند.
اگرچه ممکن است تأخیر آن‌ها به اندازه صرافی‌های متمرکز با کالوکیشن پایین نباشد، اما با حذف واسطه‌ها و حفظ تمرکززدایی، به سرعت بسیار بالایی در معاملات دست یافته‌اند که برای اغلب کاربران کافی است.
سؤالات متداول
Latency در بلاک چین چیست؟
لیتنسی یا تأخیر به مدت زمانی گفته می‌شود که از لحظه ارسال یک تراکنش تا زمان تأیید و ثبت نهایی آن در بلاک چین، طول می‌کشد. هرچه این زمان کوتاه‌تر باشد، سرعت شبکه بیشتر است.
آیا لیتنسی روی معاملات ارز دیجیتال تأثیر می‌گذارد؟
بله، تأخیر بالا می‌تواند منجر به مشکلاتی مانند اسلیپیج بالا یا لغزش قیمت شود، یعنی تفاوت بین قیمت مورد انتظار و قیمت نهایی معامله. این امر به خصوص در معاملات پرنوسان زیان‌آور است.
چگونه تاخیر بر تجربه کاربری در برنامه‌های غیرمتمرکز تأثیر می‌گذارد؟
تاخیر زیاد می‌تواند تجربه کاربری را مختل کند، زیرا کاربران مجبور به انتظار طولانی برای نهایی شدن اقدامات خود در بازی‌ها، پلتفرم‌های دیفای (DeFi) و سایر برنامه‌های غیرمتمرکز هستند.
جمع‌بندی
تاخیر، چالشی ذاتی در معماری بلاک چین است که از فرآیندهایی مثل انتشار بلاک و اجماع ناشی می‌شود. این پدیده نه‌تنها تجربه کاربری را مختل می‌کند، بلکه بر امنیت و مقیاس‌پذیری شبکه‌ها نیز تأثیر می‌گذارد. بااینحال، تأخیر محرک نوآوری‌های چشمگیری مانند راه‌حل‌های لایه ۲ و مکانیزم‌های اجماع جدید بوده است.
آینده بلاک چین به میزان موفقیت در کاهش این تاخیر بستگی دارد. انتظار می‌رود که با پیشرفت مداوم فناوری، بلاک چین‌ها به سطحی از سرعت برسند که بتوانند با سیستم‌های متمرکز سنتی رقابت کرده و حتی از آن‌ها پیشی بگیرند و به این ترتیب، پذیرش گسترده‌تری به دست آورند.
