اتریوم یک رمزارز و یا به بیانی دیگر یک پلتفرم قرارداد هوشمند(Smart Contract) غیرمتمرکز بسیار محبوب می باشد که در تاریخ ۳۰ جولای ۲۰۱۵ توسط یک جوان ۲۳ ساله روسی، به نام «ویتالیک بوترین» ابداع گردید و وارد دنیای ارز دیجیتال شد. به بیان دقیق‌تر، اتریوم یک پلتفرم بلاکچین است که رمز ارز اختصاصی آن، اتر (ETH) نام دارد. «اتریوم» (Ethereum) یک پلتفرم «بلاکچین» (Blockchain) جهانی، متن‌باز و «غیرمتمرکز» (Distributed) است که از «قراردادهای هوشمند» (Smart Contracts)، توسعه «نرم‌افزارهای کاربردی غیرمتمرکز» (Distributed Application | DApp) و امور مالی غیرمتمرکز (Decentralized Finance | DeFi) پشتیبانی می‌کند.در تعریفی ساده ، اتریوم یک پلتفرم آزاد غیر متمرکز مبتنی بر فناوری بلاک چین است که می‌توان روی آن برنامه‌های کامپیوتری مستقل را اجرا کرد. غیرمتمرکز بودن اتریوم یعنی این سیستم به‌تنهایی متعلق به هیچ‌کس نیست و همه می‌توانند مالک این شبکه باشند و نیز می‌توانند در کنترل آن نقش داشته باشند.
در وب‌سایت رسمی اتریوم در معرفی این پروژه آمده است: «اتریوم یک بستر غیرمتمرکز برای اجرای قراردادهای هوشمند است. هیچ‌گونه احتمال از کارافتادگی، سانسور، تقلب یا دخالت افراد شخص ثالث برای برنامه‌هایی که روی این شبکه اجرا می‌شوند، وجود ندارد».
توکن اتریوم
توکن اتریوم ، اتر (ETH) یک رمزارز می باشد که در شبکه اتریوم از آن استفاده می‌شود. پس اگر قرار باشد در شبکه اتریوم تراکنشی انجام دهیم، باید از توکن اتر استفاده کنیم. دقیقاً مثل ارز دلار که از واحدهای کوچکتری به نام سنت تشکیل شده و بیت کوین که دارای واحدهای کوچکتری به نام میلی بیت و ساتوشی است، اتر هم دارای واحدهای کوچکتری با نام گذاری‌های مختلف است. واحدهای کوچکتر اتریوم را به اصطلاح szabo (سابو) می گویند.
هر یک ether = یک میلیون سابو می‌باشد.
اتر هم مانند بیت کوین (BTC) به راحتی قابل انتقال می باشد. با این حال، هدف اتر کمی با بیت کوین متفاوت است. این رمزارز برای پرداخت هزینه‌ها و به‌عنوان انگیزه‌ای برای مشارکت‌کنندگان در جهت ادامه فعالیت اتریوم ساخته شده است.چنانچه این انگیزه وجود نداشت ، چه کسی حاضر می‌شد به‌عنوان ماینر در شبکه فعالیت کند؟ از همین رو از اتر به عنوان «سوخت شبکه اتریوم» یاد می شود.
استفاده از خدمات شبکه اتریوم و ایجاد برنامه روی آن نیازمند پرداخت کارمزد است و این کارمزد باید به‌صورت اتر پرداخت شود. اترهایی که برای کارمزد پرداخت می‌شود، به ماینرهایی تعلق می‌گیرند که امنیت شبکه را حفظ می‌کنند.
برخلاف بیت کوین که محدود به ۲۱ میلیون سکه است، تولید اتر در حال حاضر هیچ محدودیتی ندارد. البته اگرچه تعداد واحدهای اتر نامحدود است، تولید واحدهای جدید خیلی سریع انجام نمی‌شود و تورم آن سالی حدود ۴ درصد است. قرار است در به‌روزرسانی اتریوم ۲.۰ فقط به‌اندازه نیاز شبکه اتر عرضه شود.
در زمان نگارش این مقاله ، اتریوم پس از بیت کوین با ارزش بازار پانصد میلیارد دلار در رتبه دوم قرار دارد.
ماشین مجازی اتریوم
از ماشین مجازی اتریوم به عنوان یک ماشین کامل شبه تورینگ (Turing) یاد می شود.در واقع ماشین مجازی اتریوم یک ماشین تورینگ کامل است که روی شبکه بلاک چین اتریوم به اجرا در می‌آید و این امکان را به هر کسی میدهد که بتواند پلتفرم ها و اپلیکیشن های خودش را بصورت غیر متمرکز روی آن اجرا کند. تورینگ اصطلاحی است که به سیستمی از قوانین دستکاری داده اشاره دارد و نام خود را از (Alan Turing) گرفته است. تورینگ مردی است که ماشین نامگذاری (eponymous machine) را ایجاد کرده است.در واقع این ماشین مجازی یه دستگاه کدنویسی شده است که میتواند قراردادهای هوشمند را، روی شبکه بلاک چین اجرا کند. ماشین مجازی اتریوم وظیفه تایید اعتبار تراکنش‌های انجام شده در بلاک چین اتریوم را از طریق کنترل وضعیت حساب، وضعیت جهانی، وضعیت ذخیره‌سازی و اطلاعات بلاک به عهده دارد. همچنین در اتریوم، از مفهوم gas به عنوان کارمزد انجام تراکنش استفاده می‌شود.در واقع محاسباتی که ماشین مجازی اتریوم انجام میدهد به گس (gas) وابسته است.
از تفاوت های اصلی بیت کوین و اتریوم می توان به این دو مورد اشاره کرد:
1- بیت‌کوین یک رمز ارز دیجیتال غیرمتمرکز و متن باز است که نخستین‌بار در دنیا از فناوری بلک چین استفاده کرده است و در مقابل اتریوم یک پلتفرم متن‌باز مبتنی بر بلاکچین است که به توسعه‌دهندگان اجازه ساخت و توسعه اپلیکیشن‌های غیرمتمرکز را میدهد و ارز دیجیتال اتریوم با نام اتر شناخته می شود.
2- بیت‌کوین با هدف جایگزینی پول و سیستم پرداخت آنلاین بدون واسطه ایجاد شد و تنها به عنوان یک پول جهت خرید و فروش کالا و خدمات استفاده می شود ولی اتریوم بیشتر به عنوان بستر اجرای قراردادهای هوشمند ، راه اندازی توکن های جدید و برگزاری ICO ها مورد استفاده قرار می گیرد.
در حقیقت هدف اصلی اتریوم ، غیرمتمرکز کردن همه چیز است.
برای درک عمیق تر اتریوم و کارکرد آن بهتر است اندکی در مورد قرارداد هوشمند صحبت کنیم.
قرارداد هوشمند (Smart Contract)
قرارداد هوشمند یا (smart contract) یک پروتکل یا سیستم نرم افزاری می باشد که روی بلاک چین اجرا می‌شود که از آن برای تنظیم قراردادها استفاده می‌شود. این نرم‌افزار در صورت راه اندازی ، یک‌سری دستورات را به‌طور خودکار اجرا می‌کند. پس از ثبت قرارداد روی یک بلاک چین آزاد مانند اتریوم، هیچ‌کس نمی‌تواند مانع از اجرای آن شود و در حقیقت این قرارداد ضمانت اجرایی دارد.در واقع قرارداد هوشمند، یک پروتکل ویژه است که برای راه اندازی ، تأیید یا اجرای مفاد یک قرارداد خاص ، فعال می‌شود. قراردادهای هوشمند، معامله ها را به صورت کاملا تضمینی و بدون حضور اشخاص ثالث انجام می‌دهند. فعالیت و تراکنش های قراردادهای هوشمند، قابل پیگیری و غیر قابل برگشت هستند.این قراردادها به طور خودکار، تمام اطلاعات مربوط به قرارداد و تضمین اجرای تمام شرایط هدف گذاری شده آن قرارداد را شامل می‌شوند.
به بیان کلی ، در حالی که یک قرارداد استاندارد قواعد یک رابطه قانونی را مشخص می‌کند، یک قرارداد هوشمند یک رابطه با کدهای رمزنگاری شده را مشخص می‌کند.
عالی ترین مزیت قراردادهای هوشمند ، ضمانت اجرایی آن بدون تقلب می باشد. در قراردادهای هوشمند کدهای کامپیوتری مشکل اعتماد و تقلب را برطرف می‌کنند. همان گونه که اشاره شد ، زمانی‌که یک قرارداد هوشمند بر روی یک بلاک چینِ آزاد مثل اتریوم اجرا می شود، دیگر قابل‌توقف نبوده و هیچ‌کس نمی‌تواند مانع اجرای آن شود. با قراردادهای هوشمند می‌توان برنامه‌ها و پروژه‌هایی را ساخت که بدون هیچ‌گونه واسطه و از کارافتادگی به کار خود ادامه دهند، به‌طوری که حتی خودِ برنامه‌نویس قرارداد هوشمند هم نمی‌تواند کد قرارداد هوشمند ثبت‌شده در بلاک چین را تغییر دهد.
برای درک بهتر این موضوع یک مثالی را می زنیم تا بهتر متوجه موضوع شویم:
فرض کنید شما قصد خرید یک خودرو را دارید که در حالت عادی شما با رفتن به نمایشگاه اتومبیل و پسند کردن یک خودرو آن را با تنظیم قرارداد (قولنامه) خریداری نموده و مالک آن می شوید. ولی چنانچه پس از معامله نقص یا خرابی در موتور خودرو را متوجه شوید با توجه به پروسه انسانی و زمان بر بودن مسائل حقوقی ، برگرداندن آن خودرو به مالک اولیه یا کم کردن قیمت اولیه خودرو به سختی انجام می شود.ولی در قرارداد هوشمند همه این شرایط روی بلاک چین به صورت کدنویسی انجام شده است و در صورت بروز مشکلات مختلف مثل خرابی موتور خودرو ، قرارداد هوشمند به طور خودکار از مبلغ خودرو کم خواهد کرد.
با توجه به اینکه قراردادهای هوشمند در ابتدای راه خود هستند ، معایبی نیز دارند که می توان به نکات زیر اشاره کرد:
1-مشکلات حقوقی و قانونی : هنوز مراجع حقوقی و قانونی و دولت ها قراردادهای هوشمند را به رسمیت نمی شناسند.و در نتیجه زیزساخت های اجرای آن نیز آماده نمی باشد.
2-هزینه های پیاده سازی: با توجه به کدنویسی پیچیده این قراردادها که نیاز به کدنویس های ماهر دارد ، درنتیجه هزینه های تولید آن ها نیز بالا می باشد.
3-خطاهای انسانی: اگرچه قراردادهای هوشمند ضمانت اجرایی دارند اما قرارداد نمی‌تواند تشخیص دهد که یک کد مخرب است یا نه و آن را بدون کم‌وکاست اجرا می‌کند. بنابراین در صورت وجود باگ در سیستم قرارداد ، باعث نتیجه نادرستی خواهد شد.
با توجه به اینکه قراردادهای هوشمند در ابتدای راه خود هستند ، معایبی نیز دارند که می توان به نکات زیر اشاره کرد:
1-مشکلات حقوقی و قانونی : هنوز مراجع حقوقی و قانونی و دولت ها قراردادهای هوشمند را به رسمیت نمی شناسند.و در نتیجه زیزساخت های اجرای آن نیز آماده نمی باشد.
2-هزینه های پیاده سازی: با توجه به کدنویسی پیچیده این قراردادها که نیاز به کدنویس های ماهر دارد ، درنتیجه هزینه های تولید آن ها نیز بالا می باشد.
3-خطاهای انسانی: اگرچه قراردادهای هوشمند ضمانت اجرایی دارند اما قرارداد نمی‌تواند تشخیص دهد که یک کد مخرب است یا نه و آن را بدون کم‌وکاست اجرا می‌کند. بنابراین در صورت وجود باگ در سیستم قرارداد ، باعث نتیجه نادرستی خواهد شد.
آینده اتریوم
با توجه به اینکه ، اتریوم ۱.۰ از مکانیزم«اثبات کار» (PoW) یا همان استخراج استفاده می‌کند و این مکانیزم برای ساخت بلاک‌ها در بلاک چین، از توان محاسباتی فیزیکی ماینرها و برق استفاده می‌کرد.در نتیجه این معایب ، گروه توسعه دهندگان اتریوم را بر آن داشت تا اتریوم 2 را وارد چرخه کنند. در اتریوم ۲.۰، مکانیزم کارکرد اتریوم به «اثبات سهام» (PoS) به‌روزرسانی خواهد شد. اثبات سهام امنیت، مقیاس‌پذیری و بهره‌وری انرژی را در اتریوم بهبود می‌بخشد.روش استخراج PoS میتواند به اندازه PoW قدرتمند باشد اما زمان و انرژی کم‌تری نیاز خواهد داشت.
اتریوم ۲.۰ به نوعی یک بروزرسانی برای بلاک چین حال حاضر اتریوم است. این بروزرسانی برای افزایش سرعت، کارایی و همچنین مقیاس پذیری این شبکه ایجاد شده است ،تا با استفاده از ایده‌های جدید شبکه بتواند معاملات بیشتری در طول روز انجام داده و ترافیک شبکه را تا حد زیادی کاهش دهد. شبکه اتریوم 2.0 با نام‌های ETH 2 یا Serenity نیز شناخته می‌شوند.
در اتریوم 2 ، مکانیزم اثبات سهام به‌جای اتکا به نیروی برق و عملکرد فیزیکی ماینرها، به سپرده‌های مالکان اتر متکی است.
تغییر دیگری که در شبکه اتریوم 2 ایجاد شده، شاردینگ است. در این روش زنجیره بلاک چین به قسمت‌های کوچکتری به نام «شارد» تقسیم می‌شود. این موضوع کار اعتبار سنج‌ها را راحت‌تر می‌کند. هر اعتبار سنج، شاردهای منحصر به خودش را بررسی می‌کند و مانع هر گونه دستکاری می‌شود در نتیجه امنیت فوق العاده بالاتری دارد.
به بیان کلی اتریوم 2 ارتقا یافته شبکه Ethereum است که سرعت ، کارایی و مقیاس پذیری شبکه را بهبود می بخشد. این امر باعث می شود اتریوم به قله های جدیدی از تکنولوژی بلاک چین برسد ، زیرا قادر خواهد بود به شدت معاملات بیشتری انجام دهد ، ترافیک شبکه را کاهش داده و هزینه های بالای GAS را در شبکه اتریوم کاهش دهد.
اتریوم 2.0 قرار است که در سه فاز نهایی شود:
فاز 1
در فاز یک ، «بیکن چین» (Beacon Chain) اجرا خواهد شد. بیکن چین، دفتر ثبت اطلاعات اعتبارسنج‌ها را مدیریت می‌کند و مکانیزم اجماع اثبات سهام را در اتریوم ۲.۰ پیاده‌سازی خواهد کرد. زنجیره فعلی اتریوم نیز که از مکانیزم اثبات کار استفاده می‌کند، به فعالیت خود ادامه خواهد داد تا شکافی در پیوستگی داده‌ها به وجود نیاید.
فاز 2
فاز 2 به احتمال زیاد در سال ۲۰۲۱ به مرحله اجرا درخواهد آمد. مهم‌ترین اتفاقی که در این فاز خواهد افتاد، ادغام زنجیره‌های شارد است. که باعث می شود تراکنش‌ها، ذخیره‌سازی اطلاعات و پردازش آنها با سرعت بیشتری انجام شود. شاردینگ باعث خواهد شد سرعت پردازش تراکنش‌ها و داده‌ها در اتریوم ۲.۰، حداقل حدود ۶۴ برابر سریع‌تر از اتریوم ۱.۰ باشد. اما در عمل ، اتریوم 2 صدها برابر سریع‌تر از اتریوم ۱.۰ خواهد بود.
فاز 3
نهایتاً فاز 3 که سومین و آخرین مرحله از راه‌اندازی اتریوم ۲.۰ است، در سال ۲۰۲۲ اجرا خواهد شد. در این فاز که شامل اضافه‌کردن حساب‌های اتر و قابلیت انتقال و برداشت، پیاده‌سازی انتقال‌ها در شاردها، فراخوان قراردادها، ساخت محیط‌هایی برای اجرای برنامه‌های مقیاس‌پذیر در بستر اتریوم ۲.۰ و واردکردن زنجیره اتریوم ۱.۰ در یکی از شاردهای اتریوم ۲.۰ برای پایان‌دادن به فعالیت مکانیزم اثبات کار است ، اجرا خواهد شد.
