چکیده
بلاکچین با استفاده از کنترل غیرمتمرکز، از طریق به‌کارگیری ارزهای دیجیتال، تأثیر قابل‌توجهی بر فناوری امروز داشته و صنعت مالی را متحول کرده است. پس از آن، بلاکچین به حوزه‌های دیگر و برنامه‌های متعددی برای قابلیت‌های تأیید خود گسترش یافت. با روند فعلی پیگیری اینترنت غیرمتمرکز، روش‌های متعددی برای دستیابی به غیرمتمرکز بودن با در نظر گرفتن جنبه‌های مختلف مدل فعلی اینترنت از زیرساخت‌ها و پروتکل‌ها تا خدمات و برنامه‌ها پیشنهاد شده‌اند. این مقاله به بررسی توانمندی‌های بلاکچین برای ارائه یک مدل غیرمتمرکز، مقاوم و امن برای اینترنت می‌پردازد. مقاله مرور انتقادی بر روش‌های مبتنی بر بلاکچین اخیر که می‌توانند برای غیرمتمرکز کردن اینترنت آینده به کار روند، انجام می‌دهد. ما دو جنبه پژوهشی بلاکچین را که تأثیر بالایی در تحقق اینترنت غیرمتمرکز نسبت به چالش‌های فعلی اینترنت و بلاکچین دارند، شناسایی و بررسی می‌کنیم در حالی که طراحی‌های مختلف را در نظر می‌گیریم. اولین جنبه الگوریتم‌های اجماع است که اجزای حیاتی برای غیرمتمرکز کردن بلاکچین می‌باشند. ما سه الگوریتم کلیدی اجماع شامل PoP، Paxos و PoAH را شناسایی می‌کنیم که برای رسیدن به اجماع در چنین معماری مقیاس‌پذیر بلاکچین‌محور برای اینترنت مناسب‌ترند. دومین جنبه‌ای که بررسی کردیم، سازگاری بلاکچین با فناوری‌های نوظهور اینترنت و تأثیر بلاکچین بر این فناوری‌هاست. ترکیب این فناوری‌های نوظهور اینترنت با بلاکچین می‌تواند نقص‌های موجود بلاکچین را به‌گونه‌ای بهبود بخشد که بهینه‌تر، کارآمدتر و قابل‌استفاده‌تر برای غیرمتمرکز کردن اینترنت باشد.

1. مقدمه
بلاکچین عمدتاً با مالی و ارزهای دیجیتال مرتبط بوده، اما در حوزه‌ها و صنایع مختلفی از جمله بهداشت و درمان، مدیریت زنجیره تأمین، ردیابی دارایی‌ها، مدیریت انرژی، خانه/شهر هوشمند و اینترنت اشیاء (IoT) نیز به‌کار رفته است. برای این برنامه‌ها و صنایع، بلاکچین می‌تواند مزایایی همچون شفافیت، پاسخگویی، یکپارچگی، مقیاس‌پذیری، هزینه‌کارآمدی، امنیت و حریم خصوصی ارائه دهد. در حالی که کارهای فعلی متعددی برای سازگار کردن معماری مبتنی بر بلاکچین با IoT و دستگاه‌های متصل در شبکه‌های لبه پیشنهاد شده‌اند، پژوهش‌های قابل‌توجهی برای پیشنهاد و به‌کارگیری بلاکچین در شبکه‌های هسته‌ای اینترنت و پروتکل‌ها، برنامه‌ها و خدمات آن وجود ندارد.

در حال حاضر، اینترنت با مسایل و چالش‌های مختلفی در تمام لایه‌ها مواجه است. اکثر این مشکلات مانند شفافیت، یکپارچگی داده، اصالت، حریم خصوصی و امنیت، ارتباط واضحی با متمرکز بودن چندوجهی فعلی اینترنت از ساختار ارتباطی کلاینت‑سرور تا ابرهای عمومی و برنامه‌های مبتنی بر ابر دارند. احیای اینترنت نیازمند معماری اینترنتی قابل گسترش و مقیاس‌پذیر است که بتواند این مشکلات را برطرف کرده و دامنه وسیع‌تری از عملکردها را در بر گیرد.

در جستجوی راه‌های بهبود مدل موجود اینترنت، دو رویکرد اصلی برای توسعه اینترنت آینده پیشرو هستند: وب معنایی و اینترنت غیرمتمرکز. اولین مورد پیشنهاد می‌کند تمام اطلاعات را از طریق فناوری معنایی به‌هم متصل کنیم تا به یک‌پارچه‌سازی برسیم. نسل دوم فناوری وب (Web2) خدمات آنلاین را معرفی کرد که نقص‌های نیاز به خدمات متمرکز را به‌وجود آورد، که در مدل کلاینت‑سرور مشاهده می‌شود. وب معنایی (Web3) سعی دارد Web2 را با مدل داده‑محور گسترش دهد که ادغام محتوا، برنامه‌ها و سیستم‌های ناهمگن را از طریق درک داده در سطح ماشین امکان‌پذیر می‌کند. وب معنایی با تکیه بر یادگیری ماشین و هوش مصنوعی برای ایجاد محتوای هوشمند و باز کردن برنامه‌های وب برای اینترنت آینده پیش می‌رود. با این حال، دامنه و تأثیر وب معنایی محدود به لایه برنامه است و نمی‌تواند به‌عنوان راه‌حل کامل برای حل برخی مشکلات ذاتی اینترنت که ریشه در طبیعت متمرکز اینترنت فعلی دارد، مورد اعتماد باشد.

رویکرد جایگزین، غیرمتمرکز کردن و توزیع اینترنت در تمام لایه‌ها برای برابری نقش و قدرت است تا از انحصار خدمات آنلاین جلوگیری شود. برخی رویکردهای غیرمتمرکز در ادبیات فعلی برای رفع نقص‌های اینترنت ناشی از متمرکز بودن پیشنهاد شده‌اند. همچنین، در سال‌های اخیر، محبوبیت غیرمتمرکز شدن در بلاکچین به‌دلیل موفقیت آن در غیرمتمرکز کردن ارزهای دیجیتال بیشتر شده است.

متمرکز شدن اینترنت یک شبه رخ نداده است، بلکه توسعه تدریجی اینترنت و خدمات آن در طول سال‌هاست. معرفی خدمات متمرکز راحتی فراهم کرد و بلوغ اینترنت را تسریع کرد. این تسریع از طریق متمرکز شدن باعث وابستگی گسترده در سراسر اینترنت شد. اگرچه این خدمات متمرکز پیشرفت‌های متعددی را به‌وجود آورده‌اند که اینترنت فعلی را شکل می‌دهند، نکته اصلی این است که یک سرویس متمرکز همچنان آسیب‌پذیری‌های شبکه متمرکز را نشان می‌دهد که می‌تواند شبکه را به خطر اندازد. با اتکا به سرویس متمرکز، کاربران در معرض انواع حملات مانند حملات توزیع‌شده رد سرویس (DDoS) هستند که می‌توانست به‌راحتی از طریق غیرمتمرکز شدن کاهش یابد.

انگیزه اصلی این کار از شناخت وابستگی به سیستم‌های متمرکز در اینترنت ناشی شد. واضح است که بر اساس مطالعات، فشار برای توسعه اینترنت به‌گونه‌ای که در یک نهاد مرکزی نظارت داشته باشد، وجود دارد. این مسئله تجمیع اطلاعات توسط سازمان‌های بزرگ به‌عنوان بخشی از طرح داده‌های بزرگ، نگرانی‌های حریم خصوصی را تشدید می‌کند.

مقابله با این متمرکز شدن از طریق غیرمتمرکز شدن با بلاکچین امکان‌پذیر است. بلاکچین همواره به‌عنوان فناوری مخرب به‌دلیل تأثیر آن در ارائه راه‌حل غیرمتمرکز برای ارتباطات و تراکنش‌ها طبقه‌بندی شده است. این ما را به الگوریتم‌های اجماع بلاکچین می‌رساند که می‌توانند نقش‌های برابر بین همتاها را اعمال کنند. این اعمال نقش‌ها همچنین این خدمات آنلاین را تحت کنترل نگه می‌دارد و از قدرت متمرکز جلوگیری می‌کند. تمایل به دستیابی به غیرمتمرکز شدن با روند پیاده‌سازی بلاکچین در اینترنت اشیاء (IoT) و مقیاس‌پذیری برای پشتیبانی از داده‌های بزرگ اینترنت آینده گسترش می‌یابد.

اینترنت یک سیستم عظیم، توزیع‌شده جغرافیایی، جهانی از شبکه‌های کامپیوتری متصل است که از مجموعه پروتکل‌های اینترنت (TCP/IP) برای ارتباط بین گره‌ها و شبکه‌ها استفاده می‌کند. این شامل اجزای مختلفی از جمله زیرساخت‌ها، میزبان‌ها، دستگاه‌ها، پروتکل‌ها، سیستم‌عامل‌ها، خدمات و برنامه‌ها می‌شود.

در طول این مقاله، ما به‌طور مکرر از عبارات «اینترنت غیرمتمرکز» و «غیرمتمرکزسازی اینترنت» برای نمایاندن مفهوم به‌کارگیری رویکردهای غیرمتمرکز ممکن در سطوح مختلف و در هر مؤلفه‌ای از اینترنت (مانند پروتکل‌های غیرمتمرکز، برنامه‌ها و زیرساخت) به‌طور کلی و به‌ویژه برای وب (به‌نام وب غیرمتمرکز، dWeb یا وب 3.0) استفاده می‌کنیم. وب 1.0 اصلی ارتباطات را با پروتکل HTTP معرفی کرد و صفحات وب ایستا را به‌عنوان محتوا بر بستر وب ایجاد کرد. وب 2.0 به کاربران اجازه داد تا همکاری کنند و از اسکریپت‌نویسی سمت سرور برای گسترش خدمات آنلاین استفاده کنند. رشد خدمات آنلاین منجر به مفهوم‌سازی وب 3.0 به‌عنوان غیرمتمرکز شد. وب 3.0 از اوایل دهه 2010 به‌عنوان یک مفهوم وجود داشته است. مفهوم وب 3.0 حول خودمختاری کاربر و عدم وابستگی به خدمات متمرکز می‌چرخد، به‌طوری که کاربران مسئول داده‌های خود باشند. سه نسل وب در شکل 1 نشان داده شده‌اند.

مدل و معماری فعلی اینترنت به‌دلیل تأثیر متمرکز شدن با مشکلات متعددی مواجه است که شامل موارد زیر می‌شود:

قابلیت مقیاس‌پذیری و در دسترس بودن: منابع و خدمات اینترنتی (مانند محاسبه، ذخیره‌سازی، شبکه و پایگاه‌داده که از سرورهای تک به مراکز داده بزرگ مبتنی بر ابر گسترش می‌یابند) ظرفیت محدودی دارند و نمی‌توانند بدون مشارکت مستقیم کاربران در تأمین منابع، نیازهای تعداد روزافزون کاربران را برآورده کنند. شرکت‌های بزرگ اینترنتی ممکن است نتوانند منابع را به کاربران در مناطق جغرافیایی مختلف یا در زمان خاصی فراهم کنند. این مسأله دیگری را به‌وجود می‌آورد، یعنی در دسترس بودن منابع. در سال 2019، گزارش شد که Microsoft Azure در ایالات متحده شرقی به‌دلیل کمبود ماشین‌های مجازی برای مشتریان خود دچار مشکل شده بود. به‌طور مشابه، در مارس 2020، Azure به‌دلیل تقاضای زیاد ناشی از همه‌گیری کووید‑19 با کمبود ظرفیت مرکز داده مواجه شد.

قابلیت اطمینان: خدمات مبتنی بر مدل کلاینت‑سرور در برابر نقطه شکست واحد و گلوگاه آسیب‌پذیر هستند. این خدمات ممکن است به‌دلیل مشکلاتی مانند شکست شبکه یا سیستم، نتوانند خدمات را ارائه دهند.

امنیت و حریم خصوصی: جمع‌آوری داده‌های کاربر توسط ارائه‌دهندگان مختلف سرویس و ذخیره‌سازی آن‌ها در تعداد معینی سرورهای خاص برای میزبانی انواع خدمات و برنامه‌ها، آسیب‌پذیری‌ها و حریم خصوصی داده‌های کاربر را در معرض خطرات سایبری قرار می‌دهد.

قابلیت اعتماد: شرکت‌های بزرگ اینترنتی و ارائه‌دهندگان سرویس به‌عنوان طرف‌های قابل‌اعتماد می‌توانند داده‌های کاربر، دسترسی و فعالیت‌ها را نگهداری، کنترل و مدیریت کنند. اگرچه این می‌تواند برای کاربران مزایا داشته باشد، اما می‌تواند به‌عنوان منبعی برای نظارت یا سانسور یا سوءاستفاده از قابلیت اعتماد به‌کار رود.

در این مقاله، مرور سیستماتیک بر پتانسیل‌ها و قابلیت‌های راه‌حل‌های مبتنی بر بلاکچین که می‌توانند به‌طور کارآمد برای هر جنبه‌ای از غیرمتمرکزسازی اینترنت به‌کار روند، ارائه می‌دهیم. روش‌های دیگری برای غیرمتمرکز کردن اینترنت نیز وجود دارد، مانند پروژه‌های ذکر شده در بخش 2.3. اما تمرکز ما در این مقاله بر استفاده از بلاکچین برای غیرمتمرکز کردن اینترنت است. همچنین باید توجه داشت که بلاکچین برای امنیت IoT خارج از محدوده این مقاله است به‌دلیل محدودیت فضا.

در این مقاله، با توجه به محبوبیت بلاکچین برای غیرمتمرکز کردن و مشکلات اینترنتی مذکور، مشارکت‌های زیر را ارائه می‌دهیم: (الف) شناسایی اینکه اینترنت فعلی به‌طور شدید متمرکز است و مرور چالش‌های اینترنت متمرکز و روش‌های غیرمتمرکزسازی اینترنت. (ب) ارائه مرور دقیق بر فرصت‌ها و چالش‌های استفاده از بلاکچین به‌عنوان یک عامل کلیدی برای غیرمتمرکزسازی اینترنت. (ج) بررسی و ارزیابی اجزاء، روش‌ها، تکنیک‌ها و الگوریتم‌های مختلف بلاکچین نسبت به مسائل باز اینترنت و ارائه مرور دقیق بر پتانسیل‌های بلاکچین برای حل مشکل متمرکز بودن در اینترنت فعلی. (د) همچنین مرور بر فناوری‌های نوظهور مرتبط با اینترنت برای شناسایی چگونگی ترکیب آن‌ها با بلاکچین، پوشش نقص‌های بلاکچین برای ایجاد راه‌حل بهتر برای اینترنت آینده.

ساختار بقیه مقاله به‌صورت زیر است: بخش 2 نمای کلی از معماری فعلی اینترنت و چالش‌های آن در برابر بلاکچین را ارائه می‌دهد، بخش 3 به درک اجزاء بلاکچین و چالش‌های آن در غیرمتمرکز شدن می‌پردازد، بخش 4 فهرستی از الگوریتم‌های اجماع که می‌توانند کاندیدای رسیدن به اجماع در اینترنت باشند را ارائه می‌کند، بخش 5 ظهور فناوری‌های آینده و قدیمی که می‌توانند با بلاکچین یکپارچه شوند را بحث می‌کند، بخش 6 بحثی درباره فناوری‌های فعلی و آینده که می‌توانند بر بلاکچین تأثیر بگذارند و به غیرمتمرکزسازی اینترنت کمک کنند، و در نهایت بخش 8 مقاله را خاتمه می‌دهد و کارهای آینده را بررسی می‌کند.

2. درک معماری اینترنت معاصر
معماری اینترنت به مقیاس عظیمی رسیده است که شامل بسیاری از سیستم‌ها، خدمات، پروتکل‌ها، معماری‌ها و سخت‌افزارها برای استفاده در چنین مقیاس وسیعی می‌شود. پوشش تمام جزئیات اینترنت تقریباً غیرممکن است. با این حال، این بخش عمدتاً به مقیاس کلان مدل اینترنت می‌پردازد و به‌طور کلی دلایل متمرکز بودن آن و چالش‌های ناشی از معماری متمرکز فعلی اینترنت را بررسی می‌کند. سپس انواع غیرمتمرکزسازی که می‌توان با اینترنت به‌دست آورد را خلاصه می‌کند و در نهایت دلیل انتخاب بلاکچین برای غیرمتمرکزسازی اینترنت را بیان می‌کند.

2.1 اینترنت فعلی متمرکز است
اینترنت فعلی به‌دلیل معماری غیرعادی که برای هدایت کاربران به‌سوی یک نقطه واحد قبل از تعامل آن‌ها در اینترنت طراحی شده، متمرکز است. این نقطه واحد می‌تواند به اشکال مختلفی مانند سیستم نام دامنه (DNS) باشد که به‌عنوان مترجم برای آدرس‌های IP و نام‌های دامنه برای خوانایی انسانی و کامپیوتری عمل می‌کند. DNS در وب 2.0 به‌صورت توزیع‌شده پیاده‌سازی شد، اما ردپای متمرکز شدن در سرورهای نام دامنه، حاکمیت فضای نام و عملیات مشاهده می‌شود. این متمرکز شدن توسط انحصار تولید و توزیع DNS توسط سازمان اینترنت برای اختصاص نام‌ها و شماره‌ها (ICANN) نیز تقویت می‌شود. ارائه‌دهندگان خدمات اینترنت (ISP) نقطه متمرکز دیگری هستند، زیرا کاربران باید پیش از تعامل با اینترنت، اتصال خود را با ISP برقرار کنند. این امر به ISPها اجازه می‌دهد تا بر ترافیک اینترنت کنترل داشته باشند و سازمان‌های ثالث به جریان ترافیک دسترسی و کنترل داشته باشند. وابستگی شدید اینترنت به DNS و ISPها، استدلال ما درباره متمرکز شدن در معماری اینترنت را تأیید می‌کند.

2.2 چالش‌های اینترنت متمرکز
پروتکل کنترل انتقال/پروتکل اینترنت (TCP/IP) هم‌معنی اینترنت هنگام بحث درباره نحوه ارتباط اینترنت است؛ این مسأله سؤال سازگاری با غیرمتمرکز شدن را برمی‌انگیزد. با توجه به این‌که TCP/IP از ابتدای اینترنت به‌عنوان کاتالیزور عمل کرده، اکثر بهبودهای اینترنت حول TCP/IP می‌چرخند. در ادامه این بخش، مشکلات مرتبط با هر لایه OSI و همچنین مشکلات زیرساختی را بررسی می‌کنیم.

2.2.1 لایه برنامه
لایه برنامه لایه استانداردی است برای اعمال و سازگاری برنامه‌ها، مانند مرورگرهای وب و سرورهای وب، تا کاربران نهایی بتوانند از طریق اینترنت با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. HTTP و نسخه امن آن HTTPS مثال‌های شناخته‌شده‌ای از پروتکل‌های لایه برنامه هستند. این پروتکل‌ها برای وب اساسی هستند و در سراسر اینترنت با تکیه بر مدل شبکه کلاینت‑سرور (یک معماری متمرکز) پیاده‌سازی شده‌اند. بلاکچین می‌تواند به‌عنوان راه‌حل جایگزین ارتباطی برای غیرمتمرکز کردن HTTPS در نظر گرفته شود. با این حال، بلاکچین یک سیستم کاملاً متفاوت است که با استانداردها و پروتکل‌های خود ارتباط برقرار می‌کند، به این معنی که باید روش ارتباطی بین HTTPS و بلاکچین برقرار شود. علاوه بر این، بلاکچین اقدامات امنیتی کاملاً متفاوتی نسبت به HTTPS به‌کار می‌برد. این تفاوت در امنیت به این دلیل است که HTTPS از پروتکل چند‌دست‌دادن استفاده می‌کند، در حالی که بلاکچین از روش ارجاع متقابل بهره می‌گیرد.

DNS یک سرویس لایه برنامه است که برای تبدیل نام‌ها به آدرس‌ها یا بالعکس استفاده می‌شود. این یک پروتکل حیاتی در مدل اینترنت است که آدرس‌های IP منحصر به‌فرد را به آدرس‌های قابل‌خواندن برای انسان ترجمه می‌کند. امنیت در DNS اساسی است و روش‌های ارائه امنیت مانند افزونه‌های امنیتی سیستم نام دامنه (DNSSEC) برای مقابله با DDoS، دستکاری پیکربندی، مسمومیت DNS و نشت اطلاعات و سایر آسیب‌پذیری‌های DNS به‌کار می‌روند. DNS در وب 2.0 متمرکز است؛ این سؤال پیش می‌آید که چگونه می‌توان DNS را غیرمتمرکز کرد در حالی که همان عملکرد ترجمه را حفظ می‌کند. راه‌حل این متمرکز شدن، سیستم نام غیرمتمرکز است. غیرمتمرکزسازی سیستم نام می‌تواند در پیشنهادهای متعددی مشاهده شود که هر کدام از بلاکچین و فناوری همتا‑به‑همتا (P2P) برای دستیابی به غیرمتمرکزسازی استفاده می‌کنند.

SocialDNS از نام‌های کوتاه برای منابع در یک شبکه محلی استفاده می‌کند و از مکانیزم رتبه‑بنیاد برای مدیریت تعارض نام‌ها بهره می‌گیرد. SocialDNS از P2P برای سازماندهی مجازی نام‌های دامنه بدون نیاز به مرجع مرکزی استفاده می‌کند. BlockDNS راه‌حل دیگری برای غیرمتمرکزسازی سیستم نام است که به کاربران اجازه می‌دهد نام دامنه‌ها را اعمال کنند در حالی که اطلاعات سرورهای معتبر را به‌صورت غیرمتمرکز حفظ می‌کند. BlockDNS از یک سیستم تأیید وزن سبک استفاده می‌کند که می‌تواند هزینه تأیید اصالت داده را به چند صد بایت کاهش دهد و به BlockDNS امکان پردازش بیشتر درخواست‌های DNS در کش DNS را می‌دهد. ConsortiumDNS محدودیت ذخیره‌سازی در بلاکچین را با استفاده از معماری سه‌لایه با ذخیره‌سازی خارجی حل می‌کند. این طراحی در ConsortiumDNS امکان فهرست‌گذاری تراکنش‌ها و بلوک‌های بلاکچین برای افزایش عملکرد حل نام دامنه را فراهم می‌کند. آخرین پیشنهاد Bitforest است که از یک سرور نام مرکزی جزئیاً مورد اعتماد در بلاکچین با ارز دیجیتال برای دستیابی به اعتماد و امنیت غیرمتمرکز استفاده می‌کند. Bitforest قادر به ارائه همان عملکرد و مقیاس‌پذیری زیرساخت‌های کلید عمومی متمرکز (PKI) در اعتبارسنجی کلاینت و تأیید نام‌های بایندینگ است. معماری Bitforest با عدم اجازه به مدیر برای نقض حفظ هویت، غیرمتمرکز بودن را حفظ می‌کند.

2.2.2 لایه حمل‌ونقل
لایه حمل‌ونقل شامل پروتکل‌های ارتباطی برای ارائه خدمات ارتباطی انتها‑به‑انتها مانند قابلیت اطمینان، کنترل ترافیک و کنترل جریان به برنامه‌های اجرا شده بر روی میزبان‌ها است. خدمات این لایه از روزهای اولیه اینترنت ثابت مانده‌اند، که هدف آن ارائه اتصال بین میزبان‌هاست. در طول سال‌ها، نقص‌ها و محدودیت‌های لایه حمل‌ونقل کشف شده‌اند؛ از حملات شمارش برای استخراج اطلاعات درباره سیستم هدف و شبکه، استفاده از تکنیک‌های اثر انگشت‌گیری برای کشف پورت‌های باز یک سیستم برای نفوذ، تا حملات سیل SYN برای غرق کردن یک سیستم. به‌دلیل این عدم اطمینان امنیتی ناشی از نقص‌های لایه حمل‌ونقل، باید یک راه‌حل امنیتی جایگزین جستجو شود. دو گزینه برای حل مشکلات لایه حمل‌ونقل وجود دارد. گزینه اول حول [25] می‌چرخد که با ایجاد یک ماژول امنیتی مبتنی بر سیاست در TCP/IP، از دست‌دادن چهار‑دست‑دادن و رمزنگاری کلید عمومی برای اطمینان از یک نهاد امن که امنیت را در سیستم حفظ و نظارت می‌کند، استفاده می‌کند. گزینه دوم پیروی از [26] است که با انتقال TCP/IP به شبکه داده‑نامی (NDN) آن را به‌صورت براونفیلد انجام می‌دهد. NDN به‌عنوان برندهٔ رقابتی شناخته می‌شود، زیرا به‌قدر کافی قوی است تا عملکرد بهبود یافته‌ای برای ترافیک شبکه ارائه دهد. جزئیات بیشتر درباره NDN در بخش 5 بررسی می‌شود.

2.2.3 لایه شبکه
لایه شبکه یکی از ستون‌های اصلی با بسیاری از سازوکارهای داخلی است که با این لایه در معماری اینترنت کار می‌کند. این لایه اجازه می‌دهد پروتکل‌های ارتباطی مانند IP برای تحویل بسته‌ها استفاده شوند، زیرا IP به‌تنهایی تضمین تحویل بسته‌ها به مقصدهای موردنظر را نمی‌دهد. لایه شبکه با لایه حمل‌ونقل همکاری می‌کند تا بسته‌ها را از طریق TCP تحویل دهد و تحویل بسته‌ها را در گره مقصد تضمین کند. میزبان‌های اینترنت از نام‌ها (یعنی نام‌های دامنه برای سرورها) یا اعداد (آدرس‌های IP برای سرورها و کلاینت‌ها) یا ترکیبی از هر دو برای ارتباط در سراسر اینترنت استفاده می‌کنند. میزبان‌های کلاینت باید نام‌های سرور را به آدرس‌های IP تبدیل کنند تا بتوانند درخواست‌های ارتباطی را آغاز کنند.

پروتکل اینترنت نسخه 4 (IPv4) با مشکل محدودیت فضای آدرس مواجه است؛ زیرا نمی‌تواند آدرس‌های IP آینده را به‌دلیل اتمام آدرس‌های قابل استفاده در بر بگیرد. پروتکل اینترنت نسخه 6 (IPv6) همواره به‌عنوان جانشین IPv4 در نظر گرفته شده است. IPv6 می‌تواند مشکل محدودیت فضای آدرس IPv4 را با افزایش اندازه از 32 به 128 بیت حل کند و همچنین بسیاری از محدودیت‌ها و مشکلات امنیتی IPv4 را برطرف می‌کند. انتقال کامل از آدرس‌های IPv4 موجود به آدرس‌های IPv6 تقریباً غیرممکن است به‌دلیل هزینه بالای جایگزینی زیرساخت‌های اینترنتی IPv4 موجود مانند روترهای IPv4. یکی از جنبه‌های مهم در سلاح‌خانه IPv6 قابلیت «تونلینگ» بین IPv4 و IPv6 است. تونلینگ به IPv6 اجازه می‌دهد خود را در یک آدرس IPv4 محصور کند و با آدرس‌های IPv4 موجود ارتباط برقرار کند. ویژگی تونلینگ یک مؤلفه اساسی در پیاده‌سازی بلاکچین برای اینترنت خواهد بود، زیرا دامنه بلاکچین شامل چندین قرارداد هوشمند قابل‌همکاری است. بدون این ویژگی تونلینگ، گره‌ها فقط می‌توانند با نسخه‌های IP که پشتیبانی می‌شوند، ارتباط برقرار کنند. عدم توانایی ارتباط با نسخه‌های دیگر IP منجر به مسدود شدن نیمی از اینترنت می‌شود. تا 27 ژوئن 2020، گوگل آمارهای وب را جمع‌آوری کرده و نشان داده است که 67.08٪ وب هنوز در IPv4 است، در حالی که 32.92٪ باقی‌مانده به IPv6 مهاجرت کرده‌اند.

2.2.4 لایه پیوند داده
در نهایت، لایه پیوند داده در مدل TCP/IP شامل لایه پیوند داده OSI و لایه فیزیکی است. بخش فیزیکی این لایه سخت‌افزار مورد نیاز برای تعویض‌پذیری و اتصال لینک شبکه بین میزبان‌ها، روترها و سوئیچ‌ها را برقرار می‌کند. نرم‌افزار از پروتکل‌ها برای بسته‌بندی بسته‌های دریافت‌شده از لایه شبکه به فریم‌های دیگر با آدرس کنترل دسترسی به رسانه (MAC) استفاده می‌کند و آن را برای انتقال آماده می‌سازد. لایه پیوند داده همچنین همگام‌سازی و اعتبارسنجی فریم‌ها را فراهم می‌کند، زیرا بسته‌های دریافت‌شده را با آدرس MAC صحیح به لایه شبکه منتقل می‌کند. خدماتی که این لایه استفاده می‌کند شامل WLAN، LAN، Ethernet و سایر دستگاه‌های شبکه مشابه برای غلبه بر محدودیت‌های لایه شبکه است.

مدل TCP/IP ممکن است شامل لایه فیزیکی پنجم نیز باشد که سخت‌افزار مورد نیاز برای حفظ شبکه را در بر می‌گیرد. این لایه فیزیکی می‌تواند به‌عنوان جداسازی لایه پیوند داده برای ایجاد وضوح بین سخت‌افزار و نرم‌افزار دیده شود. با این حال، این لایه سخت‌افزاری می‌تواند در آینده با IoT برجسته شود، زیرا کامپیوترها به‌طور فزاینده‌ای در استفاده روزمره حضور دارند.

2.2.5 زیرساخت اینترنت
همان‌طور که در شکل 2 نشان داده شده است، نقطه متمرکز با هر ISP مربوطه دیده می‌شود. کاربران از طریق نهادهای مرکزی مدیریت‌شده، که به‌نام شبکه‌های ISP شناخته می‌شوند، به اینترنت دسترسی پیدا می‌کنند. ما می‌فهمیم که ISP نقش مرد میان‌دست را برای ارتباط کامپیوترها با اینترنت ایفا می‌کند که منجر به این مسیر متمرکز ترافیک اینترنت می‌شود. زیرساخت متمرکز همیشه در یک شبکه خصوصی برای اجازه دادن به یک نهاد حاکم برای مدیریت آسان و داشتن نمای کلی از شبکه و اتصالات آن ایده‌آل است. همچنین مواردی از سیستم‌های تحمل خطا وجود دارد که برای جلوگیری از اختلال در شبکه به‌دلیل شکست یک مؤلفه واحد که به‌صورت مداوم کار می‌کند، در نظر گرفته می‌شود. این امکان هزینه‌های کمتر برای تجهیزات IT، هزینه‌ها و نگهداری را فراهم می‌کند. اما این هزینه کمتر باعث می‌شود معماری سطح نگهداری کمتری داشته باشد و امکان گسترش بیشتری داشته باشد.

نقطه شکست واحد یک نقص عمده در یک شبکه متمرکز است، زیرا ناشی از نیاز به اعتماد به یک نهاد مرکزی است. این نقطه شکست می‌تواند به‌عنوان نقطه کنترل واحد نیز بازتاب یابد، جایی که سیستم مرکزی می‌تواند کنترل کامل بر شبکه و گره‌های مشارکت‌کننده داشته باشد به‌دلیل نقطه تماس همگرا. خطرات امنیتی نیز نقص دیگری هستند، به‌دلیل امکان نفوذ به نقاط ورودی زیرساخت. این نقاط ورودی خطر عمده‌ای برای هر دو شبکه و پایگاه‌های داده ایجاد می‌کنند. نقص دوم ناشی از رشد نمایی داده‌های اطلاعاتی در اینترنت است. این رشد نمایی به‌نیاز ظرفیت ذخیره‌سازی داده‌های بیشتر برای پاسخ به داده‌های اطلاعاتی افزایشی می‌شود که به‌طور سنگین به داده‌های بزرگ (Big Data) مرتبط است. این نیاز به ذخیره‌سازی بیشتر به‌طور عمده به داده‌های بزرگ مرتبط است. مشکلات مقیاس‌پذیری عمدتاً از استفاده پایگاه‌های داده قدیمی ناشی می‌شود که کارایی و عملکرد لازم برای پاسخ به داده‌های اطلاعاتی روزافزون را ندارند. برای مقابله با این موضوع، پیاده‌سازی IoT در بلاکچین می‌تواند به‌وسیله طراحی یک الگوریتم اجماع جدید که توان پردازش را برای مدیریت داده‌های اطلاعاتی بزرگ افزایش می‌دهد یا پایگاه‌های داده را در یک بلاکچین خصوصی یا کنسرسیومی قرار دهد که می‌تواند پایگاه داده را با سرعت بسیار بالاتر پردازش کند. امنیت فعلی با Alt‑Svc که برای HTTP معرفی شد، دارای آسیب‌پذیری‌های زیرین متعددی است مانند عبور از سایت‌های فهرست‌سیاه، اسکن پورت توزیع‌شده و DDoS سایت‌های غیر‑HTTP. این امر Alt‑Svc را برای مقاصد مخرب به‌طور قابل‌توجهی قابل سوءاستفاده می‌کند و یک مسأله بحرانی خواهد بود.

2.3 انواع غیرمتمرکزسازی
طراحی اولیه شبکه وب با HTTP توسط تیم برنرز‑لی به‌عنوان زیرساخت غیرمتمرکز تصور شد. با این حال، در طول عمر خود، همان‌طور که [10] بیان می‌کند، اینترنت به زیرساخت متمرکز تبدیل شد. گزینه شبکه غیرمتمرکز در حال کسب شتاب است، زیرا ایده بر توسعه پروتکل‌های جدید و فناوری‌های زیرساختی از طریق فناوری همتا‑به‑همتا (P2P) برای لایه داده مشترک در معماری تأکید دارد. اینترنت غیرمتمرکز می‌تواند مقاومت برای امنیت داده فراهم کند که انگیزه‌ای برای کاربران برای همکاری و گسترش بیشتر ایجاد می‌کند. این امر مقیاس‌پذیری را برای پشتیبانی از تراکنش‌های پیچیده داده‌های اطلاعاتی افزایش می‌دهد. نمونه‌های اینترنت غیرمتمرکز می‌توانند در پروژه‌هایی مانند مسیر پیاز (TOR)، Zeronet و پروژه اینترنت نامرئی (I2P) مشاهده شوند. هدف این پروژه‌ها این است که کاربران بتوانند به‌صورت ناشناس در هر نقطه‌ای از اینترنت مرور کنند در حالی که ردپای خود را کاهش می‌دهند.

بر اساس پژوهش‌های فعلی، دو نوع شبکه غیرمتمرکز وجود دارد که می‌تواند اینترنت ایده‌آل غیرمتمرکز را به‌دست آورد.

روش اول شامل یک شبکه کاملاً غیرمتمرکز است که «اعتماد» و کنترل‌ها را در میان کاربران ناشناس توزیع می‌کند. این «اعتماد» اطمینان می‌دهد که کنترل‌ها از هر کاربر به‌جای یک نقطه متمرکز می‌آیند. اما یک نقطه ضعف این روش این است که نیاز به استانداردسازی برای سیستم‌های شبکه دارد. این می‌تواند به‌عنوان چالشی به‌دلیل تفاوت سیستم‌عامل‌ها و نحوه پیکربندی شبکه‌ها در آینده پیش بیاید. علاوه بر این، استفاده از یک شبکه کاملاً غیرمتمرکز خطر از دست دادن راحتی‌های ارائه‌شده توسط خدمات اینترنتی که با فناوری متمرکز در وب 2.0 توسعه یافته‌اند، به همراه دارد.

نوع دیگر روش غیرمتمرکزسازی استفاده از یک شبکه توزیع‌شده است. شبکه توزیع‌شده اطمینان می‌دهد که هر کامپیوتر مشارکت‌کننده به‌صورت هم‌پیوسته و وابسته به یکدیگر است. این اتصال‌پذیری بین کامپیوترها اجازه می‌دهد سیستم‌های متمرکز قدیمی در یک شبکه شبه‑غیرمتمرکز اجرا شوند. تبدیل کامل اینترنت فعلی به یک اینترنت کاملاً غیرمتمرکز و خودمختار تقریباً غیرممکن است با نرخ گسترش فعلی شبکه. اما این روش شبکه توزیع‌شده می‌تواند در تبدیل وب‌های موجود به غیرمتمرکز مؤثر باشد و اجازه دهد شبکه‌های متمرکز قدیمی به‌صورت غیرمتمرکز وجود داشته باشند.

2.4 بلاکچین برای غیرمتمرکزسازی
بلاکچین به اینترنت امکان می‌دهد تا وضعیت توزیع‌شده شبکه را با به‌اشتراک‌گذاری «اعتماد» در سراسر شبکه‌های متصل به‌دست آورد. این «اعتماد» مفهوم وب اعتماد بین گره‌ها در بلاکچین را می‌دهد. علاوه بر این، بلاکچین ارتباطاتی با پروژه‌های اینترنت غیرمتمرکز ذکر شده در بخش 2.3 دارد. این پروژه‌ها ویژگی‌های خاصی دارند که در آن‌ها P2P، ذخیره‌سازی داده و رمزنگاری نقش اساسی دارند. بلاکچین نیز این ویژگی‌ها را بازتاب می‌دهد؛ بنابراین، ما آن را به‌عنوان گزینه برجسته برای غیرمتمرکزسازی اینترنت در سراسر این مقاله در نظر می‌گیریم. نحوه دستیابی بلاکچین به این ویژگی‌ها به‌دلیل اجزاء آن است که در شکل 3 نشان داده شده‌اند و در بخش 3 بیشتر بررسی می‌شوند.

3 درک غیرمتمرکزسازی مبتنی بر بلاکچین
3.1 بلاکچین چیست؟
بلاکچین به‌عنوان یک پایگاه داده توصیف می‌شود که به‌عنوان ذخیره‌سازی برای یک شبکه غیرمتمرکز به‌کار می‌رود. این معمولاً در کاربردهای محبوب خود بر روی ارزهای دیجیتال مانند بیت‌کوین، اتریوم، لایت‌کوین و دوج‌کوین دیده می‌شود. بلاکچین محدود به حوزه مالی نیست، زیرا می‌تواند برای انواع دیگر سیستم‌ها، برنامه‌ها و ایجاد یک شبکه غیرمتمرکز گسترش یابد. رمزنگاری نامتقارن و الگوریتم‌های اجماع توزیع‌شده بخشی از سیستم‌های بلاکچین هستند که امنیت کاربر و سازگاری دفتر کل را فراهم می‌کنند. به‌طور خلاصه، بلاکچین یک پایگاه داده غیرمتمرکز و غیرقابل تغییر است که شبکه زنجیره‌ای خود را از طریق گره‌های مشارکت‌کننده با یک طرح رأی‌گیری تسهیل می‌کند.

همان‌طور که در شکل 4 نشان داده شده است، فرآیند کلی بلاکچین را نشان می‌دهد. فرآیند با درخواست یک تراکنش از یک گره آغاز می‌شود که در یک بلوک بسته‌بندی می‌شود. سپس بلوک به سایر گره‌های شبکه بلاکچین برای اعتبارسنجی و تأیید پخش می‌شود. وقتی بلوک با موفقیت تأیید شد، در انتهای بلاکچین اضافه می‌شود تا ذخیره شود و در نهایت تراکنش تکمیل می‌شود.

بلاکچین ویژگی‌های کلیدی زیر را نشان می‌دهد:

غیرمتمرکزسازی: هر تراکنش در شبکه تنها توسط دو گره در هر زمان انجام می‌شود و نیازی به تأیید شخص ثالث ندارد. غیرمتمرکزسازی به بلاکچین اجازه می‌دهد تا به‌صورت غیرمتکی بر یک مرجع مرکزی عمل کند. این امکان را می‌دهد تا گره‌ها به‌طور اساسی حقوق رأی برابر در شبکه داشته باشند که سپس با الگوریتم اجماع برای تعیین بلاکچین استفاده می‌شود.

پایداری: به این معنی است که هر تراکنش باید توسط ماینرهای مورد اعتماد تأیید شود. پایداری به فناوری غیرقابل تغییر مرتبط است تا اطمینان حاصل شود که دفترهای ذخیره‌شده در گره‌ها قطعی و غیرقابل تغییر یا حذف هستند.

ناشناس بودن: به این معنی است که هر ماینر از یک آدرس تولید شده به‌عنوان شناسهٔ یکتا استفاده می‌کند. اگرچه همه بلاکچین‌ها کاملاً ناشناس نیستند و برخی مانند اتریوم و بیت‌کوین شبه‌ناشناس هستند، جایی که آدرس‌ها برای هر تراکنش در بلاکچین تولید می‌شوند. با این حال، اصل اساسی حفظ می‌شود، زیرا هدف این است که ماینرهای داخل شبکه بتوانند ناشناس بمانند.

قابلیت حسابرسی: به داشتن یک نقطه مرجع برای هر تراکنش در بلاکچین اشاره دارد که همچنین در گره‌های بلاکچین چاپ می‌شود. این نقاط مرجع برای امکان‌پذیری ردیابی هر تراکنشی که تأیید و اجرا شده است، استفاده می‌شوند. این «قابلیت حسابرسی» می‌تواند به‌عنوان ویژگی تأیید و باقی‌ماندن ردپای تراکنش در شبکه بلاکچین در نظر گرفته شود.

با وجود دامنه گسترده‌ای که می‌توان از درک این ویژگی‌ها به‌دست آورد، این‌ها خارج از محدودهٔ این مقاله هستند، زیرا اولویت بر غیرمتمرکزسازی است.

3.2 اجزاء بلاکچین
سه جزء اصلی در سیستم بلاکچین اجرا می‌شوند. هر سه جزء برای کارکرد همزمان لازم هستند، زیرا این اجزاء ستون‌های پشتیبانی برای اطمینان از غیرمتمرکزسازی شبکه بلاکچین هستند.

3.2.1 دفتر کل توزیع‌شده
دفترهای توزیع‌شده یک پایگاه داده توزیع‌شده ارائه می‌دهند که یک اتصال شبکه‌ای بین کاربران ایجاد می‌کند و کامپیوترهایی که این کاربران برای اتصال استفاده می‌کنند به‌عنوان گره‌ها شناخته می‌شوند. درون این گره‌ها دفترهای حساب هستند که فهرست مرتب تراکنش‌ها با زمان‌مهر هستند. این دفترها فقط می‌توانند در پایگاه داده افزوده شوند، که یک روش امن برای ردیابی تراکنش‌ها بدون نیاز به یک مرجع مرکزی برای تأیید فراهم می‌کند. فرآیند اولیه تراکنش‌ها به‌صورت P2P انجام می‌شد، تا زمانی که قراردادهای هوشمند در نسل دوم بلاکچین‌ها تسهیل شدند. قراردادهای هوشمند پروتکل‌های تراکنشی هستند که انتقال دفترهای حساب بین گره‌ها را کنترل می‌کنند. به‌طور متناوب، فناوری جایگزین برای جایگزینی دفتر توزیع‌شده استفاده از مرورگر به‌عنوان یک میانی‌ساز سبک‌وزن است، اما هنوز در مرحله آزمایش است.

3.2.2 ذخیره‌سازی غیرقابل تغییر
ذخیره‌سازی غیرقابل تغییر به‌مؤلفه‌ای اشاره دارد که گره‌ها توانایی عدم تغییر را دارند. هر پایگاه داده در هر گره نگهداری می‌شود و مرجعی از خود در بلاکچین به‌عنوان تاریخچهٔ غیرقابل تغییر دارد. ذخیره‌سازی غیرقابل تغییر عملکرد رمزنگاری را برای حفظ یکپارچگی دفترهای حساب در گره‌ها فراهم می‌کند. ذخیره‌سازی غیرقابل تغییر تضمین می‌کند که هیچ واسطه‌ای دیگری محتویات تراکنش را تغییر ندهد، که باعث افزایش انگیزه‌ها و اعتماد در بلاکچین می‌شود.

3.2.3 الگوریتم اجماع
الگوریتم اجماع برای دستیابی به اجماع بین گره‌ها برای تغییر یا اصلاح دفترهای حساب موجود استفاده می‌شود، تا آن‌ها را در یک بلوک جدید در انتهای زنجیره بلاکچین اضافه کند. الگوریتم اجماع بلاکچین را با تعیین نحوهٔ دستیابی به توافق و به‌روزرسانی شبکه بلاکچین میان گره‌ها تنظیم می‌کند. ما الگوریتم اجماع را در بخش 4 بیشتر بررسی می‌کنیم.

3.3 انواع بلاکچین‌ها
جدول 1 ویژگی‌های سه نوع بلاکچین شامل بلاکچین عمومی، بلاکچین کنسرسیومی (هیبرید) و بلاکچین خصوصی را برای معیارهای مختلف مقایسه می‌کند.

بلاکچین عمومی برای همه افراد باز است تا در فرآیند تأیید و اجماع در بلاکچین شرکت کنند. بلاکچین عمومی بلاکچینی بدون مجوز است که گره‌های عمومی می‌توانند بدون نیاز به مجوز به بلاکچین بپیوندند. گره‌های بلاکچین عمومی دسترسی کامل خواندن و نوشتن دارند. مثال‌های بلاکچین عمومی می‌توانند بیت‌کوین و اتریوم باشند. توسعه این ارزهای دیجیتال منبع باز است و هر کسی می‌تواند آن را مشاهده یا اصلاح کند.

بلاکچین کنسرسیوم فقط گره‌های منتخب از یک شاخه عمومی یا خصوصی بلاکچین را برای مدیریت فرآیند تأیید و اجماع در بلاکچین انتخاب می‌کند. این نوع بلاکچین ترکیبی بین بلاکچین عمومی و خصوصی است و به‌عنوان بلاکچین دارای مجوز نیز شناخته می‌شود، زیرا از همان منطق مجوزدهی استفاده می‌کند که در آن تعداد محدودی گره دسترسی خواندن و نوشتن در بلاکچین دارند. مثال‌های بلاکچین کنسرسیوم در صنایع مالی و بهداشتی با Hashed Health و IBM/Maersk دیده می‌شوند.

بلاکچین خصوصی از گره‌های خصوصی یک سازمان یا گروه که از عموم محدود شده‌اند برای مدیریت فرآیند تأیید و اجماع بلاکچین استفاده می‌کند. علاوه بر این، هر گره نمی‌تواند در هر دو فرآیند شرکت کند، حتی اگر گره‌ها از همان سازمان یا گروه باشند. بلاکچین خصوصی بلاکچینی دارای مجوز است با همان اصل گره‌های منتخب معتبر، زیرا مشابه بلاکچین خصوصی عمل می‌کند. تفاوت در این است که گره‌های معتبر کنسرسیوم از یک گروه واحد تجمیع نمی‌شوند، بلکه از چندین گروه مختلف تشکیل می‌شوند. مثال‌های بلاکچین خصوصی می‌توانند Corda و Hyperledger باشند، جایی که تنها چند گره اجازه اصلاح دارند.

بلاکچین‌ها می‌توانند به دو گروه از نظر دسترسی کاربر تقسیم شوند. بلاکچین بدون مجوز امکان مشارکت باز را فراهم می‌کند که هر کاربر رأی برابر (P2P) دارد. بلاکچین دارای مجوز از مکانیزم‌های توزیع‌شده با یک طرف سوم مورد اعتماد برای داشتن یک وضعیت میانی مشترک بین تبادل‌های سهام استفاده می‌کند. این بلاکچین دارای مجوز اجماع را با محدود کردن دسترسی به پروتکل اجماع به گره‌های منتخب حاکم که می‌تواند به سناریوی متمرکز منجر شود. با این حال، مشکلی در بلاکچین‌های دارای مجوز وجود دارد که وابستگی به گره‌های حاکم که اجماع را شکل می‌دهند، ایجاد می‌کند. این باعث مسأله‌ای در قابلیت اعتماد می‌شود، زیرا گره‌ها باید به این گره‌های حاکم برای ایجاد اجماع بلاکچین اعتماد کنند. با این حال، بلاکچین بدون مجوز، به‌نظر ما، می‌تواند به‌عنوان بلاکچینی بی‌قانونی در نظر گرفته شود که اجماع می‌تواند توسط رأی‌های اکثریت انحصار شود. با وجود مشکل قابلیت اعتماد و وابستگی در بلاکچین‌های دارای مجوز، می‌توان این مشکل را با انتخاب گره‌های حاکم به‌صورت غیرمتمرکز و خودمختار حل کرد.

3.4 نسل‌های بلاکچین
بلاکچین یک فناوری در حال توسعه است و پیشرفت‌های نسل بعدی بلاکچین در حال حاضر در دست انجام است. نسل اول بلاکچین مفهوم دفترهای عمومی را برای پشتیبانی از اکوسیستم شبکه ارزهای دیجیتال با اجماع PoW (جدول 2) به ارمغان آورد. این مفهوم ما را به ایجاد اولین ارز دیجیتال با بلاکچین، بیت‌کوین، رساند. نسل دوم بلاکچین ریشه در ارزهای دیجیتال دارد و نوآوری قراردادهای هوشمند را به‌وجود آورد که در بخش 3.2.1 مورد بحث قرار گرفت. پیشنهادهای نسل سوم بلاکچین در بازار وجود دارد که اولویت آن پشتیبانی از ساختارهای داده مختلف بلاکچین، اثبات‌های بین‌زنجیره‌ای و درون‌زنجیره‌ای است. برنامه‌های نسل سوم بلاکچین به‌گونه‌ای تکامل یافته‌اند که می‌توانند به‌عنوان معماری نرم‌افزاری غیرمتمرکز در نظر گرفته شوند، زیرا مقیاس‌پذیری برای پردازش حجم بالای تراکنش‌ها با کارایی بالاتر نسبت به نسل‌های قبلی را دارند. جذابیت اصلی برای دستیابی به اینترنت غیرمتمرکز از نسل سوم بلاکچین ناشی می‌شود. نسل چهارم هنوز به‌طور واضح تعریف نشده است، زیرا توسعه‌ها در نسل سوم معاصر بلاکچین اولویت دارند. آنچه در جامعه امروز مورد بحث است، امکان پیاده‌سازی با فناوری‌های دیگر مانند هوش مصنوعی یا ویژگی‌هایی مانند زمان است که در بخش 5 بیشتر بررسی می‌شود. پیشنهادی که در حال حاضر برای نسل چهارم بلاکچین در حال توسعه است می‌تواند در SOOM مشاهده شود، یک بلاکچین در حال توسعه که از زمان/فضا برای افزایش امنیت و سرعت پردازش استفاده می‌کند.

3.5 محدودیت‌های بلاکچین
بلاکچین به‌صورت ذاتی یک سیستم کاملاً غیرمتمرکز نیست. آن را به‌عنوان یک سیستم جزئی غیرمتمرکز در نظر می‌گیرند. شبیه‌سازی‌های انجام‌شده بر روی بلاکچین نشان داده‌اند که فشارهای طبیعی برای شکل‌گیری گره‌های متمرکز در شبکه وجود دارد. این متمرکزسازی جزئی منجر به تصویر بزرگ‌تری از محدودیت‌ها و نقص‌های ذاتی نسل دوم بلاکچین‌ها می‌شود. در حالی که بلاکچین یک فناوری نوظهور برجسته است که کارایی خود را در چندین حوزه ثابت کرده، اما چالش‌های خاص خود را نیز به‌همراه دارد. این محدودیت‌ها و چالش‌ها شامل موارد زیر می‌شوند:

قابلیت مقیاس‌پذیری: هر تراکنش باید توسط یک گره مرکزی مورد اعتماد تأیید شود، که گلوگاه از تراکنش‌های روزافزون ایجاد می‌کند. این به‌ویژه در بلاکچین‌های چندزنجیره‌ای مشهود است. بلاکچین‌های چندزنجیره‌ای بلاکچین‌های خصوصی هستند که برای برنامه‌های مالی استفاده می‌شوند و نیاز به استفاده از هش‌های کامل تراکنش‌ها دارند. طراحی بلاکچین چندزنجیره‌ای برای اطمینان از امنیت کامل و کنترل تراکنش‌هاست، بنابراین نیاز به استفاده از تراکنش‌های کاملاً هش‌شده برای ارتباط دارد. استفاده از این تراکنش‌های کامل هش‌شده منجر به نیاز به ذخیره‌سازی بیشتر برای ارتباط در جریان شبکه می‌شود که گلوگاه‌ها را به‌طور شدید تحت تأثیر قرار می‌دهد.

تمام مشکلات گلوگاه از مسأله مقیاس‌پذیری ناشی می‌شود که اندازه بلوک‌ها به ۷ تراکنش در ثانیه محدود است. با این حال، این مسأله مقیاس‌پذیری می‌تواند با پیاده‌سازی فناوری‌های مرتبط مانند graphchain که استخراج موازی را برای غلبه بر گلوگاه امکان‌پذیر می‌کند و پیاده‌سازی محاسبات لبه و مه (edge و fog computing) برای کاهش بیشتر این مسأله رفع شود. استخراج Chu‑ko‑nu سیستمی است که می‌تواند مسأله مقیاس‌پذیری تراکنش‌های محدود را دور بزند. Chu‑ko‑nu Mining «مناطق اجماع ناهمزمان» را معرفی می‌کند که از چندین گره موازی و زنجیرهٔ تک‌گانه مستقل برای کاهش ارتباطات و تقسیم بار کاری تراکنش‌ها استفاده می‌کند. پیاده‌سازی این سیستم اطمینان می‌دهد که استخراج در گره‌های تک‌زنجیره‌ای یکسان باشد و توان عملیاتی بیش از هزار برابر بیت‌کوین و اتریوم داشته باشد.

عملکرد: عملکرد نسل فعلی بلاکچین‌ها با مشکلات متعددی مواجه است که آن‌ها را برای تراکنش‌های بزرگ کند و غیرقابل مقیاس می‌کند. قراردادهای هوشمند مشکل انتقال ناکارآمد بین گره‌ها را دارند و نمی‌توانند به‌طور کامل از برنامه‌های نرم‌افزاری دلخواه استفاده کنند که توسط عدم تغییرپذیری بلوک‌های خاص محدود می‌شوند. مشکل دوم فورکینگ است که انحرافی به‌نام «فورک» است که از بلاکچینی ناشی می‌شود که بلوک‌های آن به‌صورت همزمان توسط چندین گره استخراج می‌شود. فورکینگ باعث تأخیر شبکه بیش از ۱۰۰۰ ثانیه می‌شود. فورکینگ می‌تواند به‌عنوان حمله‌ای مورد سوءاستفاده قرار گیرد که در آن درهای پشتی برای زنجیرهٔ جدیدی که از انحراف ایجاد شده، وارد می‌شود. با این حال، یک سیستم PvScheme سفارشی برای مقابله با فورکینگ پیشنهاد شده است که می‌تواند فورکینگ را کاهش دهد. این PVScheme نظریهٔ طرح تأیید احتمالی را برای کاهش وقوع فورک‌ها معرفی می‌کند. این نظریه با عدم نیاز به تأیید بلوک‌های جدید از هر گره در بلاکچین به‌دست می‌آید. مشکل سوم مربوط به گلوگاه عملکرد در بلاکچین است. این گلوگاه عملکرد ناشی از زمان تأیید طولانی به‌دلیل محدودیت اندازه بلوک به هفت تراکنش است. برای رفع این مسأله، نیاز به افزایش اندازه بلوک برای جای‌گذاری ذخیره‌سازی بیشتر وجود دارد. این افزایش اندازه بلوک می‌تواند با پروتکل لایهٔ ۲ پیشنهادی و Lightning Network گسترش یابد. راه‌حل جایگزین استفاده از فورکینگ برای اجازه دادن به تراکنش‌های بیشتر است.

حریم خصوصی: اگرچه امنیت ذاتی بلاکچین ناشناس بودن کاربر را از طریق هش‌کردن کلید عمومی و خصوصی فراهم می‌کند، اما مطالعاتی نشان داده‌اند که هر دو کلید می‌توانند به خطر بیفتند. هر دو کلید جاسوسی می‌توانند اطلاعات خصوصی کاربر را نشان دهند. کلیدها می‌توانند به‌سوی حذف داده‌های ذخیره‌شده در گره‌ها مورد سوءاستفاده قرار گیرند. همچنین می‌توان آدرس کاربر را به هویت کاربران که تراکنش‌ها را اجرا می‌کنند، ردیابی کرد. این ردیابی هویت ناشی از استفاده مداوم گره‌ها از همان آدرس جعلی است، زیرا بلاکچین آدرس جعلی جدیدی برای گره تازه‌سازی نمی‌کند.

مسئله استخراج: استخراج خودخواه یک مسألهٔ عمده در بلاکچین است، زیرا استخراج‌کنندگان خودخواه بلوک‌های استخراج‌شده خود را ذخیره می‌کنند. این بلوک‌های استخراج‌شده تنها پس از برآورده شدن نیازهای استخراج‌کننده خودخواه آزاد می‌شوند. استخراج خودخواه باعث هدر رفتن منابع توسط استخراج‌کنندگان عادی برای استخراج بلوک‌ها می‌شود، زیرا استخراج‌کنندگان خودخواه یک شاخهٔ خصوصی دارند که ممکن است زنجیره‌های کوتاه‌تری نسبت به شاخهٔ عمومی داشته باشد. استخراج شخصی‌سازی شده مسأله دیگری در بلاکچین است که ناشی از عدم توانایی در تعیین بلاکچین‌ها برای تعامل با خدمات اینترنتی است. این مسائل استخراج می‌توانند با هوشمندتر کردن بخش‌هایی از بلاکچین با هوش مصنوعی برای کاهش احتمال استخراج شخصی‌سازی شده حل شوند.

4 بررسی الگوریتم اجماع در بلاکچین برای غیرمتمرکزسازی
یک بلاکچین غیرمتمرکز خوب به یک الگوریتم اجماع خوب وابسته است. یک الگوریتم اجماع غیرمتمرکز قابل‌اعتماد نباید به خدمات شخص ثالث مورد اعتماد وابسته باشد، که منجر به رد بلاکچین بدون مجوز به‌عنوان گزینه می‌شود. بلاکچین‌های دارای مجوز انتخابی به‌دلیل توانایی ارائه هر دو قابلیت اطمینان و اعتماد به‌صورت غیرمتمرکز، گزینهٔ ترجیحی هستند. همچنین باید به محاسبات لبه و معماری مه (fog) توجه کرد، زیرا این موارد در ارتباط با IoT و زیرساخت اینترنت برای ارائه عملکرد بدون تأخیر برای گره‌های متصل در «لبه» شبکه بلاکچین مرتبط هستند. تمام این متغیرها دلیل نیاز به بررسی الگوریتم‌های اجماع موجود را توجیه می‌کند.

الگوریتم‌های اجماع متنوعی در بازار فعلی موجود است که با الگوریتم‌های جدیدی که در حال توسعه‌اند، تکمیل می‌شوند. پیشنهادها فقط می‌توانند برای الگوریتم‌های اجماع ارائه شوند به‌دلیل عدم قطعیت این الگوریتم‌ها. زیر بخش‌های زیر الگوریتم اجماع منتخب را پوشش می‌دهند و بررسی می‌کنند که چقدر برای اینترنت سازگار هستند. جدولی شامل الگوریتم‌های اجماع بررسی‌شده در جداول 3 و 4 ارائه می‌شود.

4.1 الگوریتم اجماع مبتنی بر اثبات
الگوریتم اجماع مبتنی بر اثبات حول رقابت گره‌ها برای محاسبه و حل یک مسألهٔ رمزنگاری می‌چرخد. هر کس مسأله را حل کند حق افزودن به بلاکچین را به‌دست می‌آورد. پس از افزودن به بلاکچین، چرخه دوباره شروع می‌شود. این نوع اجماع به‌طور گسترده در بلاکچین‌های بدون مجوز دیده می‌شود.

4.1.1 اثبات کار (PoW)
در بسیاری از بلاکچین‌ها به‌کار رفته است. PoW ریشه در ارزهای دیجیتال مانند بیت‌کوین و اتریوم دارد. PoW از رقابت قدرت محاسباتی بین گره‌ها برای حل یک معمای ریاضی استفاده می‌کند. برای هر دور اجماع، برنده هم پاداش می‌گیرد و هم توانایی ایجاد بلوک بعدی در بلاکچین را دارد. یک دور جدید شروع می‌شود و اندازه بلاکچین به‌صورت نامحدود افزایش می‌یابد. PoW یک نقص عمده دارد که باعث هدر رفتن انرژی زیاد برای محاسبه می‌شود. این هدررفت انرژی به‌ویژه برای دستگاه‌های IoT که نمی‌توانند با قدرت محاسباتی بالا رقابت کنند، مشکل‌ساز است. پیچیدگی محاسبه توسط کل قدرت محاسباتی بلاکچین تعیین می‌شود و طول زنجیره متناسب با حجم کار است. تمام این نقص‌های هدررفت انرژی و نیاز به قدرت محاسباتی بالا، PoW را برای رسیدن به اجماع در یک بلاکچین بهینه نمی‌کند.

4.1.2 اثبات زمان سپری‌شده (PoET)
PoET الگوریتم اجماعی است که مشابه PoW عمل می‌کند، اما برای ایجاد بلوک بعدی نیازی به محاسبهٔ سنگین ندارد. PoET با PoW متفاوت است؛ در اینجا رقابتی بین ذینفعان برای حل محاسبه وجود ندارد. برنده بر اساس کسی که اولین زمان انتظار تصادفی خود را تمام می‌کند، انتخاب می‌شود. PoET همچنین نیاز به مصرف انرژی به‌مراتب کمتر دارد و تأخیر کم و توان پردازش بالا دارد، که آن را به‌عنوان یک پروتکل بالقوه برای اینترنت غیرمتمرکز و به‌ویژه برای دستگاه‌های IoT با منابع محدود می‌سازد. اگرچه یک مسأله پیش می‌آید؛ زیرا فرآیند تأیید PoET به Intel SGX وابسته است، که باعث می‌شود پروتکل اجماع نقطه متمرکز داشته باشد و هدف شبکه غیرمتمرکز را خنثی کند.

4.1.3 اثبات جستجو (PoS)
PoS از انرژی هدررفتهٔ PoW برای محاسبه و ارائه راه‌حل بهینه برای بلاکچین استفاده می‌کند. PoS برای ارائه خدمات محاسباتی در یک زیرساخت محاسبهٔ شبکه‌ای طراحی شده است که برای شبکه‌های بزرگ مانند مراکز داده مناسب است. با این حال، فرآیند PoS نیاز دارد که هر گره مقادیر زیادی از راه‌حل‌های بهینهٔ محتمل را بررسی کند. این مسأله نیاز به محاسبات بزرگ دارد که عملکرد و سازگاری با IoT را تحت‌الشعاع می‌گذارد.

4.1.4 اثبات احراز هویت (PoAh)
PoAh الگوریتم اجماعی است که هدف آن IoT است. PoAh تابع هش معکوس را حذف می‌کند و به‌جای آن از یک روش تأیید بلوک سبک‌وزن و کم‌مصرف انرژی استفاده می‌کند. فرآیند تأیید PoAh بلوک و منبع بلوک را تأیید می‌کند. یک گره پس از تکمیل یک تراکنش تأییدشده، مقدار اعتمادی کسب می‌کند. مقدار اعتماد بخش اصلی پروتکل اجماع PoAh است. PoAh به‌طور کافی مقیاس‌پذیر است تا با محاسبات لبه و مه ترکیب شود، به‌دلیل تأیید کارآمد آن. برای اینکه PoAH بتواند از فناوری‌های آینده بهره‌مند شود در حالی که روش اجماع سبک‌وزن را حفظ می‌کند، PoAh به‌عنوان یک پروتکل اجماع قابل‌اعتماد شناخته می‌شود.

4.1.5 اثبات ویژگی (PoP)
PoP یک پروتکل اجماع سبک‌وزن و مقیاس‌پذیر است که «اثبات» برای ویژگی‌های داخل ساختارهای داده بلاکچین فراهم می‌کند. این «اثبات» به آدرس‌های منحصر به‌فرد گره مرتبط است. «اثبات» وضعیت بلاکچین را در هر بلوک تازه‌ساخته ذخیره می‌کند، که مفهومی از طراحی اتریوم است. PoP به‌دلیل طراحی «اثبات» که به گره‌ها اجازه می‌دهد مقدار اطلاعات مورد نیاز برای هر تراکنش را کاهش دهند، انرژی‑کارآمد است. PoP می‌تواند کاندیدای محتمل برای استفاده در IoT باشد به‌دلیل کاهش ذخیره‌سازی و پردازش مورد نیاز برای پیوستن به بلاکچین. با این حال، PoP هنوز به‌طور موفقیت‌آمیز در صنعت به‌کار گرفته نشده و نیاز به زمان بیشتری برای توسعه دارد. بنابراین، PoP به‌دلیل مرحلهٔ اولیه‌اش گزینهٔ مناسبی نیست.

4.1.6 سایر الگوریتم‌های اجماع مبتنی بر اثبات
علی‌رغم وجود الگوریتم‌های اجماع متعدد برای انتخاب، فهرستی از الگوریتم‌های اجماع که در دسته‌های بعدی غیرقابل‌به‌کارگیری قرار می‌گیرند نیز وجود دارد. این دسته‌ها شامل الگوریتم‌هایی هستند که به‌دلیل وابستگی به داده‌های خاصی مانند ارزهای دیجیتال یا وابستگی به گره‌ای که بیشترین ساعت فعال را در بلاکچین دارد، غیرقابل‌پذیرند. این نیاز به ویژگی‌های خاص در الگوریتم اجماع به‌عنوان نامطلوب در معماری اینترنت دیده می‌شود، زیرا فقط تراکنش‌های پیچیده‌تری را ایجاد می‌کند که هیچ فایده‌ای ندارند. الگوریتم‌های اجماع مانند Proof‑Of‑Stake (PoS) و انواع آن مانند Leased Proof‑Of‑Stake (LPoS) و Delegated Proof‑Of‑Stake (DPoS) به‌کارگیری ارزش‌های مالی مانند ارزهای دیجیتال به‌عنوان سهام وابسته هستند. این سه پروتکل نیاز به توسعه بیشتر دارند تا به‌صورت عملی در بلاکچین به‌کار گرفته شوند. همچنین الگوریتم‌های اجماع دیگری که حول نیاز به استفاده از مفهوم مالی می‌چرخند، مانند Proof‑Of‑Importance (PoI) که گره‌های با فعالیت بیشتر در شبکه را اولویت می‌دهد، می‌توانند سازگار شوند اما به‌تحقیقات بیشتری نیاز دارند؛ Proof‑Of‑Burn (PoB) که از مفهوم سوزاندن ارزش‌های مالی استفاده می‌کند؛ Proof‑Of‑Capacity (PoC) که به حجم بزرگ ذخیره‌سازی نیاز دارد؛ Proof‑Of‑Activity (PoA) که می‌تواند تأخیر بالایی داشته باشد که برای کامپیوترهای حساس به تأخیر مناسب نیست؛ Proof‑Of‑Weight (PoW) که به مقدار سکه‌های رمزنگاری شده‌ای که یک ذینفع دارد وابسته است؛ Casper که یک تطبیق PoS است اما نمی‌تواند چالش‌های موجود در IoT را مدیریت کند؛ و در نهایت Proof‑Of‑Luck که اگرچه سیستم کاملاً تصادفی و انرژی‑کارآمد است، کارایی محاسباتی کافی برای پذیرش در IoT ندارد.

4.2 اجماع مبتنی بر رأی (بیزانسی)
مفهوم اجماع مبتنی بر بیزانسی حول حل مسألهٔ ژنرال بیزانسی می‌چرخد؛ به‌طوری که در سناریوی بلاکچین، یک گره ممکن است خراب شود و پیام‌های نادرست برای سیستم و کاربر بازگرداند. این مفهوم معمولاً به‌عنوان تحمل خطای بیزانسی (BFT) زمانی که به‌عنوان الگوریتم به‌کار رود، شناخته می‌شود. اجماع مبتنی بر بیزانسی به‌دقت به‌سرنخ‌های نادرست یا رأی‌گیری در فرآیند رأی‌گیری هنگام رسیدن به اجماع توجه می‌کند.

4.2.1 تحمل خطای بیزانسی عملی (PBFT)
PBFT اولین سیستمی بود که در سال 1999 برای حل خطای انتقال با الگوریتم کارآمد خود پیشنهاد شد؛ که توان پردازش بالا، تأخیر کم و مصرف انرژی کمتر نسبت به PoW را فراهم می‌کند. این باعث می‌شود PBFT برای شبکه‌های IoT مناسب باشد. PBFT نیاز دارد تمام گره‌ها در فرآیند اجماع شرکت کنند و تنها به دو‑سوم توافق تمام گره‌ها برای رسیدن به اجماع نیاز دارد. با این حال، مقیاس‌پذیری آن برای بلاکچین‌های بدون مجوز به‌دلیل بار شبکه بالا و تحمل پایین برای سوءاستفاده محدود است.

4.2.2 تحمل خطای بیزانسی نماینده (dBFT)
dBFT تکنیک‌های مشابه PBFT را با افزودن عدم نیاز به مشارکت تمام گره‌ها به‌کار می‌گیرد، که آن را مقیاس‌پذیرتر از پیشین می‌کند. یک نکتهٔ خاص در dBFT این است که گره‌های خاصی برای نمایندگی دیگران یا یک گروه گره انتخاب می‌شوند. با وجود بهبود مقیاس‌پذیری، عملکرد شبکه در محدودهٔ قابل‌قبول نیست به‌دلیل تأخیر متوسط 15 ثانیه برای ایجاد بلوک‌های جدید در بلاکچین. بنابراین، dBFT به‌دلیل عملکرد کند، کاندیدای مناسبی برای رسیدن به اجماع در بلاکچین نیست.

4.2.3 پروتکل اجماع ستاره‌ای (SCP)
SCP از یک نوع PBFT به‌نام تحمل خطای بیزانسی فدرال (FBFT) استفاده می‌کند و یک پروتکل باز غیرمتمرکز است. SCP به گره‌ها «آزادی» کامل می‌دهد تا به‌یکدیگر اعتماد کنند. این «آزادی» اعتماد برای کمک به فرآیند رسیدن به اجماع به‌کار می‌رود. SCP یک مجموعه گره را «کواروم» می‌نامد و یک کواروم از چندین برش کواروم تشکیل می‌شود. یک برش کواروم نمایانگر اعتماد بین گره‌هاست. این بستن برش کواروم ساختاری شبیه به وب در یک روش P2P ایجاد می‌کند. SCP می‌تواند هر دو توان پردازش بالا و مصرف انرژی کم را ارائه دهد اما با مشکلات تأخیر ناشی از بار شبکه قابل‌توجه مواجه است. همچنین برای سناریوی خاص انتخاب برش کواروم نادرست برای اتصال، امنیت کافی ندارد. این دو مشکل باعث می‌شود SCP برای رسیدن به اجماع مناسب نباشد.

یک جایگزین برای SCP Ripple است که می‌تواند تأخیر برای بلاکچین را کاهش دهد. Ripple می‌تواند تا 20٪ گره‌های معیوب را تحمل کند. با این حال، Ripple برای مقاصد مالی هدف‌گذاری شده و برای IoT به اندازه کافی سریع نیست.

4.2.4 Hyperledger
Hyperledger مجموعه‌ای از پروژه‌های بلاکچین متن‌باز است که پشتیبانی عظیمی از ارائه‌دهندگان فناوری بزرگ مانند لینوکس و اینتل دارد. برخی پروژه‌های Hyperledger گزینه‌های جالبی برای بررسی دارند. این پروژه‌ها مستقیماً به بلاکچین‌های دارای مجوز هدف‌گذاری می‌شوند. Hyperledger Fabric یک پروتکل دفتر کل توزیع‌شده است که توسط همتاها در بلاکچین اجرا می‌شود. با این حال، طراحی Hyperledger Fabric، حتی در نسخهٔ 2.0، به‌صورت توزیع‌شده عمل می‌کند اما برخی جنبه‌ها به گواهی‌نامه‌های ایجاد شده توسط یک نقطه متمرکز با یک قرارداد هوشمند به‌نام Chaincode نیاز دارند. این باعث می‌شود Hyperledger Fabric برای غیرمتمرکزسازی مناسب نباشد، زیرا به یک سرویس واحد وابسته است. Hyperledger Sawtooth هنوز در مرحلهٔ اولیه است و برای استفاده نیاز به توسعه بیشتر دارد. Hyperledger Indy ویژگی‌های قابل‌توجهی برای استفاده به‌عنوان یک مورد استفاده ندارد. Hyperledger Burrow مشکلی دارد که شبکه‌ها ممکن است به‌دلیل عدم وجود نقش‌های خاص در بلاکچین متوقف شوند، زیرا Hyperledger به «رهبر» در بلاکچین‌های دارای مجوز برای رسیدن به اجماع نیاز دارد، که آن را برای رسیدن به اجماع در بلاکچین با وابستگی به یک رهبر نامناسب می‌کند. Hyperledger Iroha ممکن است با طراحی موبایلی خود وعده‌هایی داشته باشد که آن را با IoT سازگار می‌کند.

4.2.5 اثبات اقتدار (PoA)
اگرچه بخشی از پروتکل‌های اجماع مبتنی بر اثبات است، طراحی آن بر پایه BFT است. PoA راه‌حلی برای حل مشکل PoW در زمینه تأخیر بالا، نرخ تراکنش پایین و هدررفت انرژی است. PoA برای محدود کردن ایجاد بلوک‌های جدید به یک مجموعه ثابت گره‌ها که با روش بیزانسی انتخاب می‌شوند، طراحی شده است. این محدودیت ایجاد بلوک‌های جدید PoA را برای یک سیستم شبکه بسته با مدیر مناسب می‌کند. نیاز به یک شبکه بسته و مدیر در PoA، آن را به‌عنوان گزینه‌ای نامناسب برای رسیدن به اجماع در بلاکچین می‌کند، به‌ویژه وقتی که همه باید به اینترنت دسترسی داشته باشند.

4.3 اجماع مبتنی بر رأی (مبتنی بر سقوط)
الگوریتم اجماع مبتنی بر سقوط یک زیرمجموعه از اجماع بیزانسی است که «سقوط» را هدف می‌گیرد. این «سقوط» به این معنی است که یک گره خراب نمی‌تواند به‌تنهایی بازیابی شود. اما این گره‌های خراب هنگام رسیدن به اجماع در نظر گرفته می‌شوند. بر خلاف بیزانسی، این نوع اجماع قادر به تحمل 100٪ سقوط برای سیستم بلاکچین نیست.

4.3.1 Paxos
Paxos یک الگوریتم اجماع نظری بسیار پیشرفته است که یکی از اولین پروتکل‌های اجماع پیشنهادی بود. به‌دلیل طبیعت نظری آن، Paxos چالش‌برانگیز برای درک و پیاده‌سازی به‌عنوان یک سیستم است. Paxos تحمل سقوط تا 50٪ دارد، به همین دلیل یک الگوریتم اجماع مبتنی بر سقوط است. Paxos برای شبکه‌های بسته کوچکتر طراحی شده است، که آن را برای پیاده‌سازی در اینترنت نامناسب می‌کند. با این حال، ویژگی ایمنی Paxos در سیستم رأی‌گیری و سیستم لنگر آن می‌تواند برای اینترنت و IoT مفید باشد. طراحی Paxos شامل دو نقش اصلی، ره

```


انقلاب بلاک‌چین فرا رسیده است. بیایید فرصت‌ها را برای کسب‌وکار رمزگشایی کنیم.
یادش می‌آید اینترنت دیال‌آپ را؟ اوج صدای آژیر که نشان‌دهنده تمایل شما برای گشت‌وگذار در وب جهانی بود؟
نزدیک به ۳۰ سال بعد، ما راه زیادی از آن تلاش‌های اولیه پیموده‌ایم. امروزه، تقریباً نه نفر از هر ده آمریکایی از اینترنت استفاده می‌کنند و در اقتصاد رو به گسترش ما، ارزهای دیجیتال یک ایده دور از دسترس نیستند - بلکه واقعیت هستند. با این حال، جذاب‌ترین فناوری اخیر، بلاک‌چین است - فناوری زیربنایی ارزهای دیجیتال - که می‌تواند یک نقطه عطف برای اقتصاد جهانی باشد.
هنوز در مراحل اولیه خود قرار دارد، ادغام گسترده بلاک‌چین ممکن است سال‌ها طول بکشد، اما برخی پیش‌بینی می‌کنند که به اندازه پذیرش اینترنت، تحول‌آفرین خواهد بود. درست همانطور که اینترنت نحوه اشتراک‌گذاری اطلاعات را دگرگون کرد، بلاک‌چین پتانسیل این را دارد که نحوه تبادل ارزش، انتقال مالکیت و تأیید تراکنش‌ها را متحول کند.
فناوری بلاک‌چین در حال حاضر در صنایع مختلف، از خدمات مالی گرفته تا تولید، در حال آزمایش است. بخش‌های دیگر، مانند خرده‌فروشی، نیز در حال آزمایش کاربردهای بالقوه هستند. در بلندمدت، بلاک‌چین ممکن است تحولی در مدل‌های عملیاتی در صنایع مختلف ایجاد کند.
درست همانطور که اینترنت نحوه اشتراک‌گذاری اطلاعات را دگرگون کرد، بلاک‌چین پتانسیل این را دارد که نحوه تبادل ارزش، انتقال مالکیت و تأیید تراکنش‌ها را متحول کند.
بلاک‌چین چیست؟
به طور خلاصه، بلاک‌چین یک پایگاه داده دیجیتال رمزگذاری‌شده است که توسط چندین طرف در یک شبکه توزیع‌شده به اشتراک گذاشته می‌شود. هر تراکنش در شبکه ثبت، تأیید و در یک پایگاه داده ذخیره می‌شود. تراکنش‌ها به همه شرکت‌کنندگان در شبکه ارسال می‌شوند - و یک سابقه تراکنش غیرقابل تغییر ایجاد می‌کنند.
بلاک‌چین بر اساس فناوری ساخته شده است که در آن چندین نسخه از داده‌ها در سراسر یک شبکه وجود دارد، نه یک سرور یا پایگاه داده واحد. از آنجایی که هیچ مرجع متمرکزی - یا نهادی - آن را کنترل نمی‌کند، شرکت‌کنندگان می‌توانند به یک نسخه از داده‌ها در تقریباً زمان واقعی دسترسی داشته باشند. مدیریت غیرمتمرکز امکان پردازش سریع‌تر و کم‌هزینه‌تر تراکنش‌ها را فراهم می‌کند و در عین حال به شرکت‌کنندگان غیرقابل اعتماد اجازه می‌دهد تا در مورد وضعیت پایگاه داده به توافق برسند.
انواع بلاک‌چین
علاوه بر فناوری پایه، بلاک‌چین به دو طیف دسته‌بندی می‌شود: بلاک‌چین عمومی و بلاک‌چین مبتنی بر مجوز. یک بلاک‌چین عمومی یک دفتر کل شفاف از فعالیت‌های تراکنشی است که در یک شبکه معین رخ می‌دهد. شبکه باز است و هر کسی می‌تواند نرم‌افزار منبع باز را روی رایانه خود اجرا کند تا به شبکه بپیوندد. به دلیل مقیاس بزرگ شبکه، توافق بر سر وضعیت دفتر کل می‌تواند زمان‌بر و اغلب پرهزینه باشد. ارزهای دیجیتالی مانند بیت‌کوین و اتر از یک بلاک‌چین عمومی برای انتقال ارزش و ثبت مالکیت استفاده می‌کنند.
از طرف دیگر، یک بلاک‌چین مبتنی بر مجوز دارای صاحب، معمولاً یک شرکت، یک شرکت یا کنسرسیومی از شرکت‌ها است. شرکت‌کنندگان منتخب باید برای پیوستن به شبکه مجاز باشند که دارای الگوریتم منحصربه‌فردی برای رسیدن به توافق در مورد وضعیت دفتر کل است. شبکه اغلب سریع‌تر از بلاک‌چین‌های عمومی است. Quorum نمونه‌ای از یک بلاک‌چین مبتنی بر مجوز است. پلتفرم Quorum توسط J.P. Morgan توسعه یافته است و از فناوری بلاک‌چین برای پردازش تراکنش‌های خصوصی استفاده می‌کند.
مزایای بلاک‌چین
بلاک‌چین می‌تواند به طور بالقوه مدل‌های کسب‌وکار سنتی را مختل کند و فرآیندهای خاصی را خودکار کند تا کسب‌وکارها بتوانند منابع را به سمت تلاش‌های مولد ارزش بیشتر بازتخصیص دهند. مزایای بالقوه اضافی برای کسب‌وکارها می‌تواند شامل موارد زیر باشد:
شفافیت بیشتر
به‌طور ذاتی، بلاک‌چین به چندین شرکت‌کننده اجازه می‌دهد تا کل چرخه عمر یک دفتر کل دیجیتال را مشاهده کنند. همچنین یک مسیر قابل حسابرسی از تمام تراکنش‌های موجود در بلاک‌چین ارائه می‌دهد. این اساساً منجر به یک "منبع طلایی" حقیقت می‌شود که همه شرکت‌کنندگان در یک شبکه می‌توانند به آن اعتماد کنند و به آنها امکان می‌دهد ارزش یا اطلاعات را بدون دخالت شخص ثالث با یکدیگر مبادله کنند.
صرفه‌جویی در هزینه
بلاک‌چین امکان ایجاد زیرساخت مشترک بین طرفین را فراهم می‌کند. در کسب‌وکار، برخی از فرآیندها نیاز به تکرار اطلاعات، از جمله چندین دور آشتی دارند. با اشتراک‌گذاری زیرساخت و اعتماد به فناوری، طرفین مربوطه می‌توانند در زمان و هزینه صرفه‌جویی کنند.
بهره‌وری عملیاتی
قراردادهای هوشمند امکان اجرای همزمان یک تراکنش بین شرکت‌کنندگان را فراهم می‌کنند. به عبارت دیگر، بسیاری از فرآیندها را می‌توان خودکار کرد و منابع را برای فرصت‌های دیگر آزاد کرد.
امنیت افزایش یافته
شرکت‌کنندگان در شبکه به سوابق توزیع‌شده اعتماد دارند زیرا بلاک‌چین تراکنش‌ها را در یک پایگاه داده دیجیتال رمزگذاری می‌کند و خود سابقه تراکنش غیرقابل تغییر است. این تکنیک‌های رمزنگاری - فرآیند تبدیل متن ساده به متن نامفهوم برای محافظت از آن در طول انتقال - برای ایجاد اثر انگشت‌های الکترونیکی منحصربه‌فرد استفاده می‌شود که باید قبل از ایجاد هرگونه تغییری تأیید شوند.
عدم وجود شخص ثالث این فناوری را کاملاً غیرمتمرکز - و تحول‌آفرین - می‌کند.
آینده بلاک‌چین چیست؟
اگرچه بلاک‌چین هنوز در حال ظهور است، اما به سرعت در حال پیشرفت است. در حالی که تبلیغات همچنان در حال رشد است، محدودیت‌هایی برای پذیرش گسترده وجود دارد، از جمله موانع فنی مانند مقیاس‌پذیری، حریم خصوصی داده‌ها و استانداردسازی فناوری. علاوه بر این، بلاک‌چین نیازمند درک گسترده بازار از کاربرد فناوری در برابر چارچوب نظارتی فعلی است. همچنین چالش‌های فنی مربوط به امنیت وجود دارد. تا به امروز، نقض‌های امنیتی مربوط به خطای کاربر و انسان بوده است، نه فناوری اصلی، اما این آسیب‌پذیری‌ها باید برطرف شوند.
توسعه ابزارهای مناسب و رفع این محدودیت‌ها زمان می‌برد، اما سرمایه‌گذاری مداوم در فناوری بلاک‌چین احتمالاً بسیاری از این مشکلات و چالش‌ها را برطرف می‌کند، مشابه سایر انقلاب‌های فناوری گذشته. شاید ۳۰ سال از حالا، مانند اینترنت، بلاک‌چین یک فناوری رایج باشد و ما به نوآوری بعدی نگاه خواهیم کرد.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد TechTrends و مشترک شدن در پادکست، با ما همراه باشید.


در دنیای دیجیتال در حال گسترش، فعالیت‌های آنلاین و اطلاعات شخصی افراد در ایجاد داده‌های پنهان نقش دارند و مبنای هویت دیجیتال آن‌ها را تشکیل می‌دهند. این شامل یک پروفایل مستعار مرتبط با آدرس IP دستگاه یا یک شناسه یکتا است که به صورت تصادفی تولید می‌شود. از نام‌های کاربری، رمزهای عبور و شماره گواهینامه‌های رانندگی گرفته تا سابقه خرید آنلاین، تاریخ تولد، جستجوهای آنلاین و سوابق پزشکی، جزئیات متنوعی در کنار هم قرار می‌گیرند تا هویت دیجیتال یک فرد را شکل دهند.

اهمیت مالکیت داده‌های شخصی با هدف توانمندسازی کاربران افزایش یافته است. فناوری بلاک‌چین به عنوان ابزاری انقلابی ظاهر می‌شود که ساختاری غیرمتمرکز و شفاف ارائه می‌دهد. با سه حالت کلیدی - بیومتریک، رفتاری و جمعیتی - که هویت یک فرد را تشکیل می‌دهند، بلاک‌چین امنیت، حریم خصوصی و کنترل کاربر را افزایش می‌دهد.

همانطور که تقاطع آینده بلاک‌چین و مالکیت داده‌های شخصی را بررسی می‌کنیم، کاربران با کنترل بی‌سابقه‌ای بر هویت‌های دیجیتال خود مواجه می‌شوند. این تغییر پارادایم وعده امنیت و حریم خصوصی بیشتر را می‌دهد و تجربه دیجیتالی توانمندتر و خود مختارتر را تقویت می‌کند. با پیشرفت این سفر تحول‌آمیز، در جریان باشید، زیرا CosVM در خط مقدم بازتعریف نحوه درک و محافظت از هویت دیجیتال در بلاک‌چین قابل همکاری و توانمند برای دنیای وب 3 قرار دارد.

مدیریت هویت چیست؟

مدیریت هویت و دسترسی (IAM) که معمولاً به عنوان مدیریت هویت (IdM) شناخته می‌شود، تضمین می‌کند که فقط افراد مجاز به منابع فناوری مورد نیاز برای انجام وظایف خود دسترسی دارند. این شامل سیاست‌ها و فناوری‌هایی است که یک رویه در سراسر سازمان را پوشش می‌دهد تا افراد، گروه‌های افراد یا برنامه‌های نرم‌افزاری را به طور مناسب شناسایی، احراز هویت و مجوز دهد و از ویژگی‌هایی مانند حقوق و محدودیت‌های دسترسی کاربر بر اساس هویت آن‌ها استفاده کند.

چارچوب رویه‌ها، دستورالعمل‌ها و ابزارهای فناوری که به عنوان مدیریت هویت شناخته می‌شود، برای اطمینان از اینکه فقط افراد دارای مجوز مناسب می‌توانند به منابع فناوری، داده‌ها یا خدمات دسترسی داشته باشند، کار می‌کند. سیستم‌های مدیریت هویت و دسترسی دائماً در حال تغییر هستند تا تجربه کاربری و امنیت را بهبود بخشند.

هویت غیرمتمرکز چیست؟

با مدیریت هویت غیرمتمرکز، کاربران می‌توانند کنترل آنلاین شخصی خود را مستقل از یک ارائه‌دهنده خدمات خاص به دست بگیرند.

هویت دیجیتال به مجموعه اطلاعات مربوط به یک فرد، شرکت یا آیتم فناوری گفته می‌شود که به صورت آنلاین در دسترس است.

کاربران به لطف برنامه‌های غیرمتمرکز بلاک‌چین، کنترل کاملی بر داده‌های خود دارند که نیاز به یک مرجع مرکزی را از بین می‌برد. این تغییر آسیب‌پذیری‌های مرتبط با سیستم‌های مدیریت هویت متمرکز را کاهش می‌دهد.

هویت غیرمتمرکز به کاربران اینترنت کنترل بی‌نظیری بر داده‌های خود داده است. بر خلاف سیستم‌های هویتی سنتی که اغلب به مقامات و پایگاه‌های داده متمرکز متکی هستند، هویت غیرمتمرکز از امنیت و شفافیت شبکه‌های بلاک‌چین برای کاربرانی مانند شما استفاده می‌کند. مدیریت هویت بلاک‌چین با ذخیره آن در سوابق توزیع‌شده و غیرقابل دستکاری، کنترل شما را بر داده‌هایتان فراهم می‌کند.

علاوه بر این، به دلیل هویت غیرمتمرکز بلاک‌چین، شما آزادی تصمیم‌گیری در مورد اینکه چه اطلاعاتی را فاش کنید، دارید و فقط اطلاعاتی را که برای یک تراکنش یا مکالمه خاص ضروری است، فاش می‌کنید. این کنترل دقیق، قرار گرفتن در معرض داده‌های حساس را به حداقل می‌رساند و حریم خصوصی را بهبود می‌بخشد.

با اتخاذ ویژگی مدیریت هویت غیرمتمرکز بلاک‌چین، می‌توانید هویت آنلاین خود را محافظت کنید و از محدودیت‌های رقبای سنتی فراتر روید.

هویت‌های دیجیتال

سوابق غیرقابل تغییر: غیرقابل تغییر بودن تراکنش‌های بلاک‌چین تضمین می‌کند که اطلاعات شخصی بدون تغییر باقی می‌ماند و در برابر دستکاری مصون است. هر تعامل با افزودن به یک رکورد غیرقابل برگشت، یکپارچگی هویت‌های دیجیتال را تقویت می‌کند.

امنیت پیشرفته: با استفاده از مفاهیم رمزنگاری، فناوری بلاک‌چین امنیت مدیریت هویت دیجیتال را بهبود می‌بخشد. هش رمزنگاری و مدیریت کلید خصوصی امنیت اطلاعات شخصی را در برابر حملات آنلاین تقویت می‌کنند.

هویت خود حاکم (SSI): افراد می‌توانند هویت خود را به طور مستقل با استفاده از فناوری بلاک‌چین مدیریت کنند. اعتبارنامه‌های دیجیتال ایمن‌شده با بلاک‌چین امکان به اشتراک‌گذاری انتخابی را فراهم می‌کنند و در عین حال فردیت و حریم خصوصی را حفظ می‌کنند.

تغییر پول و کنترل داده‌ها: با استفاده از فناوری بلاک‌چین، کاربران می‌توانند هر طور که صلاح می‌دانند از داده‌های خود کسب درآمد کنند. افراد می‌توانند به طور آزادانه داده‌های خود را از طریق بازارهای غیرمتمرکز بفروشند یا به اشتراک بگذارند که پرداخت و حکمرانی منصفانه را تضمین می‌کند.

مسیرهای داده شفاف: مسیرهای حسابرسی شفاف مبتنی بر بلاک‌چین، یک رکورد جامع از تمام تبادلات داده را ارائه می‌دهند. شفافیت، پاسخگویی و اعتماد را تقویت می‌کند، دو چیزی که در مورد مالکیت داده‌های شخصی بسیار مهم هستند.

توصیه شده توسط LinkedIn

چشم‌اندازهای مدیریت هویت با استفاده از CosVM

CosVM با پیشرو بودن در نوآوری بلاک‌چین، در حال هدایت تغییر در مالکیت داده‌های شخصی است. پلتفرم ما فناوری‌های پیشرفته را با هم ترکیب می‌کند تا هویت‌های دیجیتالی ایمن، قابل همکاری و خود حاکم را تضمین کند و کنترل بی‌نظیری را بر داده‌ها به کاربران ارائه دهد.

تعهد به امنیت، رویکرد متمرکز بر کاربر و غیرمتمرکزسازی، مدیریت هویت را به عنوان یک جنبه ضروری در حال تکامل حفظ می‌کند. CosVM آینده‌ای را پیش‌بینی می‌کند که در آن فعالیت‌های آنلاین افراد امن‌تر، خصوصی‌تر و تحت کنترل آن‌ها باشد.

تعهد به توانمندسازی دیجیتال

هدف اصلی تغییر درک عمومی از مالکیت داده‌های شخصی است. پلتفرمی که ما ارائه می‌دهیم به طور یکپارچه فناوری نوآورانه را ادغام می‌کند تا به کاربران رویکردی جدید و قدرتمند برای مدیریت هویت‌های دیجیتال خود ارائه دهد. با تضمین اینکه این هویت‌ها نه تنها ایمن، بلکه خود حاکم و قابل همکاری هستند، به کاربران استقلال بی‌نظیری می‌بخشند.

یکپارچگی و امنیت هویت‌های دیجیتال توسط این سیستم تضمین می‌شود. از آنجایی که این هویت‌ها خود حاکم هستند، افراد کنترل می‌کنند که چه کسی به داده‌های آن‌ها دسترسی دارد و دورانی از حریم خصوصی و آزادی بی‌سابقه را رقم می‌زنند.

چشم‌اندازهای مدیریت هویت ما با قابلیت همکاری، امنیت و فلسفه متمرکز بر کاربر تعریف می‌شود. ما با ادغام عمیق امنیت در پلتفرم خود، اطمینان می‌دهیم که داده‌های کاربر در برابر حملات ایمن هستند. ویژگی قابلیت همکاری با فعال کردن استفاده یکپارچه از هویت در چندین پلتفرم و برنامه، تجربه کاربری را ساده می‌کند.

نتیجه‌گیری

CosVM به عنوان یک نیروی پیشگام در زمینه شناسایی دیجیتال در حال تکامل، نحوه مالکیت و مدیریت داده‌ها توسط افراد را متحول می‌کند. CosVM با استفاده از ترکیبی مدرن از مفاهیم هویت خود حاکم با فناوری بلاک‌چین، امنیت، حریم خصوصی و استقلال کاربر بی‌نظیری را تضمین می‌کند.

پیش‌بینی‌های آینده به دورانی برجسته اشاره دارد که در آن افراد می‌توانند با اطمینان در زمینه‌های اینترنتی حرکت کنند و سطوح بی‌سابقه‌ای از کنترل را بر هویت‌های دیجیتال خود اعمال کنند. تعهد CosVM به توانمندسازی افراد از طریق ابزارهای دیجیتال، یک معیار جدید را تعیین می‌کند و دورانی از قابلیت همکاری، امنیت و حریم خصوصی را رقم می‌زند.


فناوری بلاک‌چین یک تحول اساسی در دنیای مالی دیجیتال و برنامه‌های غیرمتمرکز بوده است. وعده شفافیت، امنیت و اعتماد، آن را به یک عامل تغییردهنده در صنایع مختلف تبدیل کرده است. این فناوری مزایای متعددی از جمله خودمختاری، حسابرسی داده‌ها، توکنی‌سازی دارایی‌ها، تغییرناپذیری، شفافیت و مهم‌تر از همه، غیرمتمرکزسازی را ارائه می‌دهد. اگرچه بلاک‌چین از نظر فناوری به طرق مختلف از دنیای مدرن پشتیبانی می‌کند، اما فاقد مقیاس‌پذیری است که در صورت بررسی پذیرش فناوری بلاک‌چین توسط یک کسب‌وکار یا استارتاپ، منجر به تأخیر می‌شود.

بلاک‌چین یک دفتر کل توزیع‌شده و غیرمتمرکز است که بر مدیریت تراکنش‌های غیرمتمرکز تمرکز دارد. با مدیریت تراکنش‌های غیرمتمرکز، هر گره می‌تواند به طور مستقل یک تراکنش را مطابق با پارامترهای تعیین‌شده توسط یک قرارداد هوشمند و بدون دخالت شخص ثالث آغاز کند. در نتیجه، با افزایش تعداد کاربرانی که از این فناوری استفاده می‌کنند، مشکلات مقیاس‌پذیری افزایش یافته و منجر به تأخیر در تراکنش‌ها می‌شود. راهکارهای مقیاس‌پذیری مختلفی برای حل این مشکلات وجود دارد.

مقیاس‌پذیری بلاک‌چین چیست؟

مقیاس‌پذیری به ظرفیت یک سیستم کامپیوتری (مانند یک پایگاه داده یا موتور جستجو) برای مدیریت حجم فزاینده‌ای از کار اشاره دارد. یک شبکه بلاک‌چین با حجم زیادی از داده، به طور مؤثر مقیاس نمی‌یابد یا مقیاس‌پذیری ضعیفی دارد. تلاش‌های کافی برای انطباق بلاک‌چین با حجم کاری، داده‌ها و منابع رو به رشد (مانند قدرت محاسباتی، سرورها و پهنای باند) انجام نشده است.

در زمینه فناوری بلاک‌چین، مقیاس‌پذیری ابعاد مختلفی دارد. به عنوان مثال، افزایش مقیاس‌پذیری شبکه بیت‌کوین به معنای بهبود بیت‌کوین از نظر توان عملیاتی، زمان بوت‌سترپ، تأخیر و هزینه تراکنش است.

اگرچه توان عملیاتی شبکه‌های بلاک‌چین مختلف بسیار متفاوت است، اما می‌توان بسیاری از آن‌ها را "مقیاس‌پذیر" توصیف کرد. نکته مهم این است که اصطلاح "مقیاس‌پذیر" در فناوری بلاک‌چین متناقض است. هنگامی که یک پلتفرم بلاک‌چین مقیاس‌پذیر است، با تغییر یا تکامل روش اجماع و اصلاح ویژگی‌های خاص سیستم، به TPS بالاتری نسبت به سیستم‌های موجود دست می‌یابد.

مشکل مقیاس‌پذیری بلاک‌چین چیست؟

ناتوانی بلاک‌چین‌های عمومی در بهره‌گیری از حجم زیادی از داده‌ها، مانع نیاز به راهکارهای مقیاس‌پذیری بهینه در صنایعی می‌شود که از بلاک‌چین استفاده می‌کنند. در یک سیستم متمرکز، یک مداخله‌گر شخص ثالث برای انجام یک تراکنش، هزینه‌های تراکنش گزافی را دریافت می‌کند. این شخص ثالث داده‌های تمام طرف‌های درگیر در تراکنش آنلاین تجمیع‌شده را نظارت و مدیریت می‌کند.

بلاک‌چین یک دفتر کل تغییرناپذیر است که تراکنش‌های دارای امضای رمزنگاری‌شده را در شبکه‌های P2P مدیریت می‌کند، بر خلاف سیستم‌های متمرکز. بلاک‌چین به شخص ثالث اجازه دخالت نمی‌دهد و امنیت تراکنش‌ها را تضمین کرده و هزینه شخص ثالث را از بین می‌برد. بلاک‌چین، یک فناوری غیرمتمرکز با یک دفتر کل تغییرناپذیر، حجم قابل توجهی از تراکنش‌ها را ثبت و پردازش می‌کند. در نتیجه، بلاک‌چین با افزایش تعداد گره‌ها و تراکنش‌ها با مشکلات مقیاس‌پذیری مواجه می‌شود. شبکه‌های بلاک‌چین مانند بیت‌کوین و اتریوم با مشکلات مقیاس‌پذیری قابل توجهی از نظر محاسبات داده مواجه هستند.

برای حل مشکل مقیاس‌پذیری پایین، پلتفرم‌های بلاک‌چین عمومی به ظرفیت پردازشی، اتصال اینترنت سریع و فضای ذخیره‌سازی کافی در زنجیره نیاز دارند. توان عملیاتی تراکنش و تأخیر، دو عامل اساسی هستند که بر بلاک‌چین تأثیر می‌گذارند.

چرا مقیاس‌پذیری بلاک‌چین مهم است؟

مقیاس‌پذیری در بلاک‌چین به توانایی شبکه برای مدیریت حجم بالای تراکنش اشاره دارد و معیار اصلی برای به حداقل رساندن اختلالات شبکه است. افزایش موارد استفاده و پذیرش فناوری بلاک‌چین نمی‌تواند بر کارایی یک پلتفرم بلاک‌چین با مقیاس‌پذیری استثنایی تأثیر بگذارد. پلتفرم‌های بلاک‌چین با کارایی ضعیف و شبکه‌های مسدود شده، مقیاس‌پذیری ضعیفی دارند، زیرا حجم زیادی از داده‌ها در آن‌ها پردازش می‌شود.

بحث مربوط به سه‌گانه مقیاس‌پذیری بلاک‌چین نشان می‌دهد که برای دستیابی به مقیاس‌پذیری بیشتر، باید امنیت و درجه غیرمتمرکزسازی را به خطر انداخت.

راهکارهای مختلف مقیاس‌پذیری بلاک‌چین کدامند؟

با توجه به اینکه مقیاس‌پذیری بزرگترین مانع در برابر پذیرش گسترده بلاک‌چین است، راهکارهای مقیاس‌پذیری مؤثر بلاک‌چین ضروری هستند. در حال حاضر راهکارهای مختلفی در حال توسعه برای حل مشکل مقیاس‌پذیری بلاک‌چین‌ها هستند. به‌طور شگفت‌آوری، چهار روش متمایز برای طبقه‌بندی راهکارهای چالش‌های مقیاس‌پذیری بلاک‌چین وجود دارد. هر دسته از راهکارها، استراتژی‌های متمایزی را برای رسیدگی به مشکلات مقیاس‌پذیری بلاک‌چین ارائه می‌دهد.

راهکارهای مقیاس‌پذیری لایه اول

لایه اول یا راهکارهای لایه 1 نیازمند تغییرات نرم‌افزاری در شبکه اصلی بلاک‌چین هستند. در نتیجه، راهکارهای لایه 1 معمولاً به عنوان راهکارهای مقیاس‌گذاری زنجیره‌ای شناخته می‌شوند. راهکارهای لایه 1 ویژگی‌ها و صفات اساسی شبکه بلاک‌چین را با افزایش محدودیت اندازه بلوک یا کاهش زمان تأیید بلوک، بهبود می‌بخشند. Sharding، Segregated Witness (SEGWIT) و Hard Forking سه گزینه رایج مقیاس‌گذاری بلاک‌چین لایه 1 هستند.

Sharding

Sharding یک روش رایج مقیاس‌پذیری زنجیره‌ای است. این روش بر خرد کردن شبکه بلاک‌چین به قطعات کوچکتر و قابل مدیریت‌تری به نام Shard تمرکز دارد. سپس شبکه Shardها را به صورت موازی انجام می‌دهد. از آنجایی که هر قطعه بخشی از پردازش تراکنش گروه را مدیریت می‌کند، خروجی پردازش شبکه افزایش می‌یابد. اگر شبکه به قطعات کوچکتر تقسیم شود، می‌تواند به عنوان مجموع اجزای خود عمل کند. Sharding دیگر نیازی به تکیه بر عملکرد گره‌های فردی برای دستیابی به توان عملیاتی سریع‌تر و مؤثرتر ندارد.

Segregated Witness

SEGWIT یا Segregated Witness، یکی دیگر از مشارکت‌های مهم در مقیاس‌پذیری بلاک‌چین‌ها در میان گزینه‌های لایه اول است. SEGWIT یک بهبود پروتکل در شبکه بلاک‌چین بیت‌کوین است که بر اصلاح روش و ساختار ذخیره‌سازی داده‌ها تمرکز دارد. این امر امکان حذف داده‌های امضا مرتبط با هر تراکنش را فراهم می‌کند و در نتیجه ظرفیت ذخیره‌سازی و ظرفیت تراکنش‌ها افزایش می‌یابد. نکته مهم این است که امضای دیجیتال برای تأیید مالکیت و در دسترس بودن ارز فرستنده، حدود 70 درصد از فضای یک تراکنش را اشغال می‌کند. حذف امضای دیجیتال می‌تواند فضای بیشتری را برای گنجاندن تراکنش‌های جدید فراهم کند.

Hard Forks

Hard Fork یک رویه است که خواص اساسی یا ساختاری یک شبکه بلاک‌چین را تغییر می‌دهد. Hard Forking، به عنوان مثال، می‌تواند شامل افزایش اندازه بلوک یا کاهش زمان لازم برای تولید یک بلوک باشد. Hard Forking پیش‌شرط راهکارهای مقیاس‌پذیری بلاک‌چین لایه 1 است، اما یک Hard Fork بحث‌برانگیز، سودآورترین گزینه است. Hard Fork مشکل‌ساز اساساً نشان‌دهنده شکافی در شبکه بزرگتر بلاک‌چین است که در آن بخشی از جامعه با جامعه اصلی در مورد مسائل خاص مخالف است. در چنین شرایطی، زیرمجموعه‌ای از جامعه بلاک‌چین ممکن است تصمیم بگیرد تغییرات اساسی در منبع اصلی ایجاد کند.

راهکارهای مقیاس‌پذیری لایه دوم

قابلیت اطمینان روش‌های مقیاس‌گذاری لایه اول یا زنجیره‌ای به شدت به تغییرات در شبکه اصلی بلاک‌چین بستگی دارد. با این حال، تحقیقات در مورد چگونگی رسیدگی به یک چالش مقیاس‌پذیری در یک شبکه بلاک‌چین منجر به ظهور روش‌های مقیاس‌گذاری خارج از زنجیره شده است.

گزینه‌های مقیاس‌پذیری لایه دوم یا لایه 2، گزینه‌های مقیاس‌گذاری خارج از زنجیره هستند. راهکارهای لایه 2 پروتکل‌های کمکی هستند که بر روی بلاک‌چین اصلی ساخته شده‌اند و پروتکل‌های ثانویه برای "تخلیه" تراکنش‌ها از بلاک‌چین اصلی استفاده می‌شوند. بنابراین، راهکارهای لایه 2 می‌توانند نقش مهمی در رسیدگی به مشکلات فضای و ازدحام شبکه ایفا کنند. کانال‌های حالت و زنجیره‌های جانبی نمونه‌هایی از راهکارهای لایه دوم رایج هستند.

State Channels

کانال‌های حالت یک جزء رایج از راهکارهای لایه 2 برای مقیاس‌پذیری در شبکه‌های بلاک‌چین هستند. کانال‌های حالت امکان برقراری ارتباط دوطرفه بین کانال‌های تراکنش خارج از زنجیره و شبکه‌های بلاک‌چین را از طریق رویکردهای متعدد فراهم می‌کنند. در نتیجه، این امر می‌تواند به طور قابل توجهی سرعت و ظرفیت تراکنش را افزایش دهد. نکته مهم این است که کانال‌های حالت برای تأیید تراکنش‌ها نیازی به مشارکت فوری ماینرها ندارند. کانال‌های حالت، از طرف دیگر، به عنوان منابع نزدیک به شبکه عمل می‌کنند که با کمک یک قرارداد هوشمند یا روش چند امضایی ادغام می‌شوند. هنگامی که یک تراکنش یا مجموعه‌ای از تراکنش‌ها در یک کانال حالت تکمیل می‌شود، بلاک‌چین مربوطه حالت نهایی "کانال" و هر تراکنش مرتبط را ثبت می‌کند.

Sidechains

زنجیره‌های جانبی نیز یک انتخاب محبوب در میان راهکارهای لایه 2 برای تعیین نحوه رسیدگی به یک مشکل مقیاس‌پذیری در بلاک‌چین انتخابی شما هستند. زنجیره جانبی به موازات بلاک‌چین به عنوان یک زنجیره تراکنشی برای تراکنش‌های دسته‌ای بزرگ عمل می‌کند. زنجیره‌های جانبی از تکنیک‌های اجماع متمایز نسبت به زنجیره اصلی استفاده می‌کنند.

Plasma

Plasma یک راهکار مقیاس‌پذیری بلاک‌چین قابل توجه در حوزه راهکارهای مقیاس‌گذاری لایه 2 است. این راهکار عمدتاً بر استفاده از زنجیره‌های فرزند تمرکز دارد که با بلاک‌چین اصلی شروع می‌شوند و هر زنجیره فرزند به عنوان بلاک‌چین خود عمل می‌کند. در نتیجه، Plasma می‌تواند برای موارد استفاده‌ای طراحی شود که شامل پردازش نوع خاصی از تراکنش‌ها در عین تضمین اجرای آن در یک محیط معادل با امنیت افزایش‌یافته است.

Lightning Network

شبکه Lightning یک مثال شناخته‌شده از یک روش خارج از زنجیره برای مقیاس‌گذاری بلاک‌چین‌ها است. با استفاده از کانال‌های خصوصی خارج از زنجیره در شبکه اصلی بلاک‌چین، از عملکرد قرارداد هوشمند بهره می‌برد. کانال‌های خارج از زنجیره می‌توانند تراکنش‌های سریع‌تر و کم‌هزینه‌تری را ارائه دهند. به طور خاص، با انتقال تراکنش‌ها از زنجیره اصلی، شبکه Lightning بار را از زنجیره اصلی کاهش می‌دهد. کاربران دیگر نیازی به پرداخت هزینه‌های استخراج یا منتظر ماندن برای دوره‌های طولانی برای تأیید بلوک ندارند.

نتیجه‌گیری

مقیاس‌پذیری بلاک‌چین یک چالش مداوم است که جامعه رمزنگاری به طور فعال در حال تلاش برای رسیدگی به آن است. با ادامه رشد تقاضا برای فناوری بلاک‌چین، نیاز به راهکارهای کارآمد و مقیاس‌پذیر بیشتر می‌شود. رویکردهای نوآورانه و ارتقاءهای بلاک‌چین همگی در حال کمک به آینده روشن‌تر مقیاس‌پذیری بلاک‌چین هستند.

صنعت بلاک‌چین در حالت تکامل مداوم قرار دارد و راهکارهایی که در این وبلاگ مورد بحث قرار گرفتند، تنها نگاهی اجمالی به تحولات هیجان‌انگیزی هستند که در این فضا در حال وقوع هستند. با بالغ شدن و پذیرش گسترده‌تر راهکارهای مقیاس‌پذیری، فناوری بلاک‌چین در دسترس‌تر، کارآمدتر و قادر به پشتیبانی از طیف گسترده‌ای از برنامه‌ها در صنایع مختلف خواهد شد. با تحقیقات و نوآوری‌های مداوم، آینده مقیاس‌پذیری بلاک‌چین امیدوارکننده به نظر می‌رسد و پتانسیل تغییر نحوه تعامل ما با دارایی‌های دیجیتال و برنامه‌های غیرمتمرکز را دارد.


کدهای کیو آر تقریباً ۳۰ سال قدمت دارند، اما اخیراً دوباره در حال احیا هستند. سال‌هاست که استفاده از آن‌ها ناراحت‌کننده و گیج‌کننده بود و به عنوان نوعی کد بار کمتر مفید تلقی می‌شدند. تا همین سال ۲۰۱۵، وب‌سایت TechCrunch به کدهای کیو آر به عنوان یک «مایه خنده» و «نمادی ناامیدکننده از مهندسی بیش از حد» اشاره می‌کرد و از این که خواندن این کدها دشوار است و به طور غیرضروری پیچیده‌تر از تایپ یک آدرس اینترنتی است، شکایت می‌کرد.
بخشی از مشکل، فناوری بود: اگرچه ایجاد یک کد کیو آر آسان است، اما خواندن آن به تلفنی با دوربین مناسب و نرم‌افزاری نیاز دارد که بتواند آن را تشخیص دهد. تا سال ۲۰۱۷، سیستم عامل iOS قابلیت خواندن کد کیو آر را به طور پیش‌فرض به برنامه دوربین خود اضافه نکرد - برنامه‌ای که از سخت‌افزار دوربین پیشرفته‌تری استفاده می‌کند. اکنون، کدهای کیو آر در صنایع مختلف به طور معمول مورد استفاده قرار می‌گیرند. در ادامه توضیح می‌دهیم که این اتفاق چگونه رخ داد و شما چه کاری می‌توانید در این مورد انجام دهید.

نحوه عملکرد کدهای کیو آر
کدهای کیو آر (ارجاع سریع) تقریباً به همان روشی که یک کد بار کار می‌کند، عمل می‌کنند - الگوی مربع‌های روشن و تیره اطلاعات را به خواننده منتقل می‌کند، معمولاً به شکل یک آدرس اینترنتی یا بخشی از کد (در ادامه بیشتر توضیح خواهیم داد). اما در حالی که یک کد بار UPC استاندارد فقط می‌تواند ۳۳ بیت اطلاعات را به صورت یک عدد ذخیره کند، یک کد کیو آر استاندارد می‌تواند بیش از ۲۳۰۰۰ بیت اطلاعات - تقریباً ۳۰۰۰ کاراکتر را رمزگذاری کند.

پیچیدگی یک کد کیو آر همچنین به این معنی است که تعداد بی‌نهایتی از جایگشت‌های ممکن وجود دارد - هر فرد روی زمین می‌تواند یک کد کیو آر منحصر به فرد را به هر عکس، پیوند و محصولی که تا به حال ایجاد شده است اختصاص دهد و ما هرگز تمام نخواهیم شد.

وقتی تلفن خود را به سمت یک کد کیو آر می‌گیرید، سه مربع بزرگ به عنوان لنگر عمل می‌کنند تا به نرم‌افزار بگویند که کد چگونه جهت‌گیری دارد و کدام رنگ‌ها روشن و تیره هستند. بقیه مربع‌های کوچک حاوی اطلاعات مربوطه هستند.

چرا کدهای کیو آر در حال بازگشت هستند
همانطور که قبلاً ذکر شد، استفاده از کدهای کیو آر در گذشته بسیار دشوارتر بود. کاربران به تلفنی با دوربین با وضوح کافی و قدرت پردازشی کافی برای خواندن کد در وهله اول نیاز داشتند. علاوه بر این، مرورگرهای موبایل بسیار کند و محدود بودند و نمی‌توانستند مفید باشند - حتی اگر تلفن شما بتواند یک کد را بخواند، بارگذاری پیوند آنقدر طول می‌کشید که ارزش تلاش را نداشت. اکنون، تلفن‌ها کامپیوترهای جیبی قدرتمندی هستند. یک تلفن هوشمند معمولی می‌تواند برنامه دوربین را باز کند، یک کد کیو آر را ببیند، آن را به طور خودکار اسکن کند و پیوند را باز کند یا کد را در عرض چند ثانیه اجرا کند.

به تازگی، کدهای کیو آر در طول همه‌گیری ویروس کرونا در سال ۲۰۲۰، افزایش قابل توجهی را تجربه کردند. هنگامی که مردم در مورد دست زدن به قطعات کاغذی که دیگران لمس کرده بودند، نگران شدند، می‌توانستند از کدهای کیو آر برای بارگیری اطلاعات در تلفن‌های خود استفاده کنند. از آنجایی که مردم اساساً در تمام اوقات تلفن‌های خود را با خود دارند و به ندرت دست به دست می‌شوند، کدهای کیو آر راهی عالی برای توزیع منوها، بروشورهای اطلاعاتی، برنامه اتوبوس‌ها و هر چیز دیگری بدون تماس نزدیک بودند.

امروزه، ایجاد و توزیع کدهای کیو آر بسیار آسان است. آن‌ها به ابزارهای خاصی نیاز ندارند (کدهای کیو آر رایگان در اینترنت فراوان هستند) و می‌توانند فایل‌های برداری ایجاد کنند که می‌توان آن‌ها را به هر اندازه که بخواهید چاپ کرد. مردم کدهای کیو آر را از تقریباً هر چیزی مانند چوب و بالش‌های گلدوزی شده ساخته‌اند. به عنوان مثال، در یک تبلیغ اخیر Jagermeister، شخصیت اصلی تبلیغ یک کد کیو آر خالکوبی شده روی پشت خود دارد - کدی که در واقع هنگام اشاره تلفن خود به تلویزیون قابل اسکن است. این کدها اساساً راحتی کلیک کردن روی یک پیوند در یک صفحه وب را ارائه می‌دهند، اما می‌توانند در هر جایی در دنیای فیزیکی باشند!

نحوه استفاده از کدهای کیو آر
کدهای کیو آر مزایای قابل توجهی نسبت به پیوندها یا بروشورهای چاپی ارائه می‌دهند. شما خود پیوند را کنترل می‌کنید، به این معنی که می‌توانید آن را هر چند وقت یکبار که بخواهید تغییر دهید. این امر به ویژه برای رستوران‌هایی با منوهایی که اغلب تغییر می‌کنند یا شرکت‌هایی که کدهای کیو آر را در مکان‌های خارج از خانه که جایگزینی آن‌ها دشوار است، نصب می‌کنند، مفید است. اگر می‌خواهید کد کاربران را به مکان جدیدی هدایت کند، می‌توانید به سادگی آن را در بک‌اند تغییر دهید بدون اینکه کاربران تلاشی اضافی کنند.

همچنین می‌توانید ترافیک، مرور و سایر تجزیه و تحلیل‌ها را با دقت بسیار بالایی ردیابی کنید. با هیچ محدودیتی در تعداد کدهایی که می‌توانید ایجاد کنید، می‌توانید پارامترهای UTM را به هر کد اختصاص دهید و استفاده از هر کد را ردیابی کنید. اگر می‌خواهید، می‌توانید یک کد منوی منحصر به فرد را روی هر میز رستوران قرار دهید و ردیابی کنید که کدام میزها بیشتر استفاده می‌شوند. برخی از شرکت‌ها حتی یک کد منحصر به فرد را روی هر محصولی که ارسال می‌کنند قرار می‌دهند تا به کاربران در تنظیم آن‌ها کمک کنند.

چه کاری می‌توانید با کدهای کیو آر انجام دهید
از آنجایی که کدهای کیو آر را می‌توان در هر جایی قرار داد و حاوی مقدار نسبتاً زیادی اطلاعات هستند، عملاً هیچ محدودیتی در تعداد کاربردها وجود ندارد. برخی از کاربردهای رایج عبارتند از:

ارسال مشتریان به وب‌سایت شما: رایج‌ترین کاربرد یک کد کیو آر، هدایت کاربران تلفن همراه به یک پیوند است، معمولاً به یک صفحه فرود یا تبلیغات خاص در وب‌سایت شما.
تماس مستقیم: اگر می‌خواهید راهی یکپارچه برای تماس مشتریان با شما ایجاد کنید، می‌توانید یک کد کیو آر را طوری تنظیم کنید که برنامه تلفن مشتری را با یک شماره پیش‌شماره باز کند. تمام کاری که باید انجام دهند این است که روی تماس کلیک کنند و به بخش خدمات، تیم فروش یا هر جای دیگری که انتخاب می‌کنید، هدایت می‌شوند.
ارسال ایمیل: مشابه پیاده‌سازی تماس تلفنی، می‌توانید کدی ایجاد کنید که برنامه ایمیل پیش‌فرض کاربر را باز کند، یک خط موضوع و آدرس گیرنده را اضافه کند و حتی بدنه ایمیل را نیز پر کند.
دانلود برنامه: به جای پیوند دادن به وب‌سایت خود، مستقیماً به صفحه دانلود برنامه خود پیوند دهید
دریافت مسیر: ممکن است پوستری با یک کد کیو آر را در یک خیابان پر رفت و آمد عابر پیاده تبلیغ فروشگاه یا رستوران خود آویزان کنید. هنگامی که کاربران آن را اسکن می‌کنند، برنامه نقشه‌های آن‌ها با آدرس شما در قسمت مقصد باز می‌شود.
بازخرید کوپن و تخفیف: هنگامی که کاربران کد را اسکن می‌کنند، به نسخه‌ای از فروشگاه شما با یک کد تخفیف اعمال شده هدایت می‌شوند. حتی بهتر از آن، می‌توانید نسخه‌های مختلفی از یک کوپن ایجاد کنید و آن‌ها را در مکان‌های مختلف قرار دهید تا منابع ترافیک را بهتر ردیابی کنید.
دریافت پرداخت: برنامه‌هایی مانند Square، Venmo و Paypal در حال حاضر از کدهای کیو آر به عنوان شناسه‌های کاربری منحصر به فرد استفاده می‌کنند و مشاغل نیز در حال انجام همین کار هستند. ارسال یک کد، اهدای پول یا پرداخت را آسان‌تر از همیشه می‌کند.
اشتراک‌گذاری ورود و وای‌فای: با یک کد کیو آر در لابی، رستوران یا دفتر خود، بازدیدکنندگان می‌توانند به راحتی به شبکه وای‌فای شما بدون نیاز به یادگیری رمزهای عبور خود وارد شوند. می‌توان همین کار را برای اشتراک‌گذاری دسترسی به حساب‌های خاص نیز انجام داد.

آن را احیا ننامید
علیرغم گمنامی نسبی آن‌ها در ایالات متحده، کدهای کیو آر هرگز واقعاً در بازارهای آسیایی محبوبیت خود را از دست ندادند. مشتریان چینی و ژاپنی دهه‌هاست که از آن‌ها استفاده می‌کنند و آمریکایی‌ها در نهایت از آن‌ها پیروی می‌کنند. از خرید گرفته تا تبلیغات، برچسب‌های تغذیه تا آموزش، کدهای کیو آر در نهایت در حال تبدیل شدن به جریان اصلی هستند. فرصت را از دست ندهید.


کد QR که مخفف "کد پاسخ سریع" است، یک کد قابل خواندن توسط ماشین است که از آرایه‌ای از مربع‌های سیاه و سفید تشکیل شده و امروزه جزء لاینفک ارتباطات دیجیتال مدرن است. توانایی آن‌ها در پل زدن بین دنیای فیزیکی و دیجیتال، آن‌ها را در کاربردهای مختلف، از بازاریابی گرفته تا سیستم‌های پرداخت، ضروری کرده است.
با این حال، با رایج‌تر شدن کدهای QR، افزایش قابل توجهی در اشتباهات رایج وجود داشته است که کارایی، امنیت و تجربه کاربری را به خطر می‌اندازد. هدف این مقاله پرداختن به این مسائل، ارائه تجزیه و تحلیل عمیق و راه حل‌هایی برای خطاهای رایجی است که در ایجاد، استقرار و استفاده از کدهای QR با آن‌ها مواجه می‌شوید.
برای درک پایه‌ای از کدهای QR که درک شما از مفاهیم مورد بحث در این مقاله را افزایش می‌دهد، توصیه می‌کنیم مقالات تفصیلی ما را با عنوان "کد QR چیست؟" و "کد QR چگونه کار می‌کند؟" بخوانید. این منابع اطلاعات پس‌زمینه‌ای ضروری را ارائه می‌دهند و زمینه را برای بررسی عمیق‌تر اشتباهات رایج در استفاده از کد QR فراهم می‌کنند.

انتخاب انواع ناسازگار کد QR

درک انواع کدهای QR برای استفاده موثر از آن‌ها بسیار مهم است. در اینجا تفکیکی از انواع مختلف و کاربردهای خاص آن‌ها آورده شده است:

کدهای QR ثابت در مقابل کدهای QR پویا
کدهای QR ثابت: این کدها به محتوای ثابتی پیوند می‌دهند که پس از ایجاد قابل تغییر نیست. آن‌ها برای اطلاعات دائمی مانند جزئیات تماس، URL وب‌سایت یا تبلیغات ثابت ایده‌آل هستند. با این حال، هرگونه به‌روزرسانی در محتوا نیاز به تولید یک کد QR جدید دارد. موارد استفاده شامل کارت‌های ویزیت، تابلوهای دائمی یا برچسب‌های محصول است.
کدهای QR پویا: این کدها به شما امکان می‌دهند محتوای پیوند شده را بدون تغییر تصویر کد QR تغییر دهید. این انعطاف‌پذیری برای محتوایی که نیاز به به‌روزرسانی منظم دارد، مانند منوها، جزئیات رویداد یا کمپین‌های تبلیغاتی، عالی است. آن‌ها برای موقعیت‌هایی ایده‌آل هستند که اطلاعات اغلب تغییر می‌کنند، اما محل قرارگیری کد QR ثابت می‌ماند.
برای درک عمیق‌تر از تفاوت‌ها و کاربردهای کدهای QR ثابت و پویا، توصیه می‌کنیم مقاله جامع ما با عنوان "کد QR پویا در مقابل کد QR ثابت" را بخوانید.

اسکن‌های نامحدود در مقابل کدهای یک‌بار مصرف

کدهای QR با اسکن‌های نامحدود: مناسب برای توزیع گسترده، کاربران مختلف می‌توانند این کدها را چندین بار اسکن کنند. آن‌ها برای اشتراک‌گذاری اطلاعات عمومی مانند اطلاعیه‌های خدمات عمومی، منوهای رستوران یا اطلاعات گردشگری عالی هستند.
کدهای QR یک‌بار مصرف: این کدها برای یک اسکن طراحی شده‌اند و برای پیشنهادات انحصاری، تبلیغات با زمان محدود یا اطلاعات محرمانه مانند سوابق پزشکی یا کدهای دسترسی خصوصی ایده‌آل هستند. پس از اسکن، غیرفعال می‌شوند و استفاده کنترل‌شده و ایمن را تضمین می‌کنند.

کدهای QR تکی در مقابل کدهای QR انبوه

کدهای QR تکی: بهترین گزینه برای اهداف خاص و هدفمند، یک کد QR تکی به یک قطعه محتوای خاص یا یک عمل پیوند می‌خورد. آن‌ها برای کمپین‌های بازاریابی فردی، اطلاعات خاص محصول یا هدایت کاربران به یک منبع آنلاین خاص موثر هستند.
کدهای QR انبوه: در مقادیر زیاد تولید می‌شوند، هر کد می‌تواند به محتوای یا اقدامات مختلفی پیوند دهد. این‌ها برای رویدادهایی که کدهای فردی برای هر شرکت‌کننده مورد نیاز است یا در ردیابی و لجستیک محصول، که هر مورد به یک کد QR منحصربه‌فرد برای شناسایی و ردیابی نیاز دارد، کارآمد هستند.

ایجاد کدهای QR با اندازه نامناسب

اثربخشی یک کد QR به شدت به اندازه آن بستگی دارد. یک کد QR که خیلی کوچک باشد، اسکن آن دشوار می‌شود و آن را غیرموثر می‌کند. ضروری است که بین اندازه فیزیکی کد QR و فاصله اسکن مورد نظر تعادل برقرار کنید تا حداکثر قابلیت استفاده را تضمین کنید.

حداقل اندازه برای یک کد QR، بدون در نظر گرفتن ناحیه ساکت (حاشیه اطراف کد QR)، باید حداقل 2 سانتی‌متر در 2 سانتی‌متر (0.8 اینچ در 0.8 اینچ) باشد. این ابعاد معمولاً برای اسکن در مجاورت نزدیک، مانند آن‌هایی که در بروشورهای دستی یا برچسب‌های محصول یافت می‌شوند، کافی است.

با این حال، اندازه ایده‌آل یک کد QR باید بر اساس فاصله‌ای که از آن اسکن می‌شود تعیین شود. دستورالعمل "نسبت 10:1" یک قانون سرانگشتی مفید در اینجا است. طبق این قانون، اندازه کد QR باید حداقل یک‌دهم فاصله‌ای باشد که انتظار می‌رود از آن اسکن شود.

به عنوان مثال، اگر یک کد QR احتمالاً از فاصله 50 اینچ (127 سانتی‌متر) اسکن شود، باید حداقل 5 اینچ در 5 اینچ (12.7 سانتی‌متر در 12.7 سانتی‌متر) یا 480 پیکسل در اندازه باشد، بدون در نظر گرفتن ناحیه ساکت.

رعایت این دستورالعمل تضمین می‌کند که کد QR به راحتی توسط دوربین تلفن هوشمند استاندارد از فاصله اسکن مورد نظر قابل خواندن است و در نتیجه عملکرد و تجربه کاربری آن را افزایش می‌دهد.
برای درک جامع از اندازه کد QR و تسلط موثر بر اصول اولیه، راهنمای اندازه کد QR ما را بررسی کنید.

نادیده گرفتن تصحیح خطا در طراحی کد QR

جنبه‌ای که اغلب در ایجاد کد QR نادیده گرفته می‌شود، سطح تصحیح خطا است که در طراحی ادغام شده است. تصحیح خطا ویژگی مهمی است که تعیین می‌کند یک کد QR در برابر آسیب یا اعوجاج چقدر مقاوم است.

تصحیح خطا به کد QR اجازه می‌دهد حتی در صورت مبهم یا آسیب دیدن جزئی، قابل اسکن باقی بماند.

کدهای QR با چهار سطح تصحیح خطا ارائه می‌شوند - کم (L) - 7٪، متوسط (M) - 15٪، چارک (Q) - 25٪ و زیاد (H) - 30٪. هر سطح با کاهش ظرفیت ذخیره‌سازی کد QR، درجه بیشتری از انعطاف‌پذیری را فراهم می‌کند.

انتخاب سطح تصحیح خطا باید با استفاده مورد نظر و خطر قرار گرفتن در معرض کد QR مطابقت داشته باشد. کدهای QR در محیط‌های پرکاربرد یا در فضای باز به تصحیح خطای بالاتری نیاز دارند، در حالی که آن‌هایی که در محیط‌های کنترل‌شده قرار دارند ممکن است به تصحیح کمتری نیاز داشته باشند. تصحیح خطای ناکافی می‌تواند منجر به خرابی کد QR در موقعیت‌های مهم شود و انتخاب درست را برای استفاده موثر و قابل اعتماد از کد QR ضروری می‌کند.

استفاده از کنتراست ضعیف و انتخاب رنگ

اثربخشی یک کد QR به طور قابل توجهی تحت تأثیر کنتراست و انتخاب رنگ آن قرار می‌گیرد. انتخاب‌های نادرست می‌تواند یک کد QR را اسکن آن دشوار کند و هدف آن را خنثی کند.

در حالی که کدهای QR رنگارنگ از نظر بصری جذاب هستند، اولویت‌بندی قابلیت اسکن بسیار مهم است. پس‌زمینه سنتی سیاه روی سفید قابل اعتمادترین گزینه برای اطمینان از خوانایی باقی می‌ماند.

اگر رنگ‌ها را انتخاب می‌کنید، حفظ کنتراست بالا بین کد و پس‌زمینه آن ضروری است. از استفاده از پس‌زمینه‌هایی با گرادیان، الگو یا تصاویر خودداری کنید، زیرا می‌توانند فرآیند اسکن را مختل کنند. یک پس‌زمینه ساده، یکنواخت و روشن همیشه بهترین انتخاب است.

در اینجا چند ترکیب رنگ موثر برای کدهای QR آورده شده است:

آبی تیره روی خاکستری روشن
سبز جنگلی روی کرم
قهوه‌ای غنی روی آبی روشن
خاکستری ارده‌ای روی عاج

نادیده گرفتن دسترسی به Wi-Fi

کدهای QR پویا، گاهی اوقات حتی کدهای ثابت، به محتوایی پیوند می‌دهند که برای عملکرد به اتصال اینترنت پایدار نیاز دارد. به عنوان مثال، کدهای QR مورد استفاده برای اهداف پرداخت در خارج از فروشگاه‌ها برای پردازش تراکنش‌ها به اتصال اینترنت فعال متکی هستند. بدون دسترسی به اینترنت، برنامه‌های پرداخت پیوند داده شده به این کدهای QR قادر به عملکرد نخواهند بود.

بنابراین، ضروری است که محیط اتصال جایی که کد QR استفاده می‌شود را در نظر بگیرید و اطمینان حاصل کنید که کاربران دسترسی لازم به اینترنت برای تعامل با محتوا یا خدمات کد QR را دارند. این پیش‌بینی می‌تواند از ایجاد سرخوردگی جلوگیری کند و یک تجربه کاربری یکپارچه را تضمین کند.

پیوند به مقصدهای غیر سازگار با موبایل

پیوند دادن کدهای QR به وب‌سایت‌هایی که برای دستگاه‌های تلفن همراه بهینه نشده‌اند، یک اشتباه بزرگ است.

کدهای QR عمدتاً با تلفن‌های هوشمند اسکن می‌شوند، بنابراین محتوای پیوند شده باید برای موبایل سازگار باشد. وب‌سایت‌های غیربهینه می‌توانند منجر به زمان بارگذاری ضعیف و ناوبری دشوار شوند و کاربران را ناامید کنند.

برای جلوگیری از این امر، اطمینان حاصل کنید که مقصد کد QR پاسخگو است و به سرعت در دستگاه‌های تلفن همراه بارگیری می‌شود. همچنین، صفحه پیوند شده باید دارای ناوبری آسان در یک صفحه نمایش کوچک با عناصر لمسی و متن قابل خواندن باشد.

عدم وجود فراخوان به اقدام یا توضیح واضح

یک اشتباه رایج اما حیاتی در استفاده از کد QR، عدم وجود فراخوان به اقدام (CTA) یا توضیح واضح است. این غفلت می‌تواند منجر به سردرگمی و فرصت‌های از دست رفته شود و اغلب منجر به نرخ تعامل پایین می‌شود، زیرا کاربران در مورد هدف آن حدس می‌زنند.

برای رسیدگی موثر به این موضوع، باید موارد زیر را انجام دهید:

یک CTA مستقیم را بگنجانید
یک دستورالعمل یا دعوت ساده و سرراست در نزدیکی کد QR بگنجانید. این می‌تواند یک اعلان مانند "برای کسب اطلاعات بیشتر اسکن کنید" یا "برای یک پیشنهاد ویژه اسکن کنید" باشد.
مزیت را توضیح دهید
به وضوح بیان کنید که کاربر با اسکن کد QR چه چیزی به دست می‌آورد. این می‌تواند دسترسی به محتوای انحصاری، تخفیف یا یک سرویس راحت باشد.
دستورالعمل اسکن ارائه دهید
برای کاربرانی که با کدهای QR آشنایی کمتری دارند، دستورالعمل‌های مختصری در مورد نحوه اسکن می‌تواند مشارکت را افزایش دهد. این می‌تواند به سادگی "دوربین خود را باز کنید و آن را به اینجا بگیرید" باشد.

انتخاب طراحی و قرارگیری ضعیف

طراحی و قرارگیری کدهای QR عوامل مهمی هستند که به طور قابل توجهی بر قابلیت استفاده و اثربخشی آن‌ها تأثیر می‌گذارند. یک کد QR که هم به خوبی طراحی شده و هم به طور استراتژیک قرار گرفته است، قابلیت اسکن و دید را به حداکثر می‌رساند و یک تجربه کاربری یکپارچه را تضمین می‌کند.

در اینجا یک رویکرد ساده برای تسلط بر این جنبه آورده شده است:

وضوح در طراحی
در حالی که سفارشی‌سازی طراحی یک کد QR فرصتی منحصربه‌فرد برای برندسازی ارائه می‌دهد، اولویت‌بندی وضوح ضروری است. طرح‌های پیچیده یا بیش از حد تزیینی می‌توانند قابلیت اسکن کد را مختل کنند.

موثرترین کدهای QR یک ساختار ساده را حفظ می‌کنند که عملکرد را در دستگاه‌های اسکن مختلف تضمین می‌کند. از الگوهای پیچیده یا تزئینات بیش از حد که می‌تواند منجر به مشکلات اسکن شود و در نتیجه سودمندی کد در انتقال اطلاعات کاهش یابد، خودداری کنید. انتخاب یک طراحی واضح و ساده کلید دستیابی به بهترین نتایج است.

قرارگیری قابل دسترس
محل فیزیکی کدهای QR به اندازه طراحی آن‌ها مهم است. برای اطمینان از دسترسی آسان، کدهای QR را در ارتفاع چشم راحت قرار دهید و در مکان‌هایی بدون مانع قرار دهید.

این رویکرد تضمین می‌کند که کدها قابل مشاهده و به راحتی توسط کاربران قابل اسکن هستند.

قرارگیری آگاهانه از محیط زیست
علاوه بر قرارگیری، عوامل محیطی نقش مهمی در دید کد QR ایفا می‌کنند. این شامل در نظر گرفتن شرایط نوری و محیط اطراف فوری که کد QR در آن نمایش داده می‌شود، می‌شود.

یک کد QR تیره در برابر پس‌زمینه روشن معمولاً در مناطق با نور روشن موثرترین است. برعکس، یک کد QR روشن‌تر روی پس‌زمینه تیره می‌تواند دید را در تنظیمات کم‌نور افزایش دهد. با در نظر گرفتن این عناصر، می‌توانید به طور قابل توجهی عملی بودن و کاربرپسندی کدهای QR خود را بهبود بخشید.

مقاله ما، بهترین شیوه‌های کد QR، هنگام طراحی کدهای QR مفید خواهد بود.

انتخاب مواد چاپ نامناسب

انتخاب مواد نادرست برای چاپ کد QR می‌تواند به طور قابل توجهی بر عملکرد آن تأثیر بگذارد و بر قابلیت اسکن و دوام تأثیر بگذارد. یک رویکرد ساده برای اطمینان از انتخاب‌های بهینه شامل موارد زیر است:

از روکش‌های براق یا فلزی خودداری کنید، زیرا می‌توانند باعث ایجاد خیرگی شوند و اسکن کدهای QR را دشوار کنند. برای جلوگیری از این مشکل، از مواد مات استفاده کنید.
سطوح بافت‌دار مانند پارچه، چوب و فلز کد QR را مخدوش می‌کنند و منجر به خطاهای اسکن می‌شوند. مواد صاف برای اطمینان از وضوح و یکنواختی کد ضروری هستند.
اگر کد QR شما در فضای باز نمایش داده می‌شود، موادی مانند پلاستیک مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش، کاغذ لمینت‌شده مقاوم در برابر آب و هوا یا فلزات بادوام مانند آلومینیوم را انتخاب کنید تا دوام و خوانایی را حتی در شرایط محیطی چالش‌برانگیز تضمین کنید.

چاپ کدهای QR

چاپ حرارتی به عنوان بهینه‌ترین انتخاب برای چاپ کدهای QR برجسته می‌شود، عمدتاً به دلیل دقت و دوام آن. این روش تضمین می‌کند که حتی پیچیده‌ترین جزئیات یک کد QR به وضوح تعریف شده‌اند که برای اسکن دقیق بسیار مهم است. علاوه بر این، چاپ‌های حرارتی کمتر در معرض لکه یا محو شدن در طول زمان هستند و آن‌ها را برای کدهای QR که در برابر شرایط محیطی مختلف مقاومت می‌کنند، ایده‌آل می‌سازد.

در تریتون، ما در ارائه راه حل‌های چاپ حرارتی درجه یک تخصص داریم. انتخاب گسترده ما شامل برندهای پیشرو مانند اپسون، المنت، سنور، هانیول، زبرا، TSC و چاپگرهای برچسب رنگی OKI است که به طیف وسیعی از نیازهای تجاری پاسخ می‌دهد.

پیشنهادات برچسب حرارتی ما متنوع هستند، از چاپگرهای صنعتی مستحکم گرفته تا چاپگرهای رومیزی کم‌جا. ما همچنین چاپگرهای حرارتی مستقیم، چاپگرهای انتقال حرارتی، چاپگرهای برچسب بارکد، چاپگرهای موبایل و چاپگرهای رسید را ارائه می‌دهیم و اطمینان حاصل می‌کنیم که برای هر نیاز تجاری مناسبی وجود دارد.

علاوه بر این، تریتون منبع اصلی شما برای مواد مصرفی چاپگر حرارتی با کیفیت بالا است که برای تولید برچسب‌های کد QR درجه یک ضروری هستند. موجودی ما شامل روبان‌های انتقال حرارتی، برچسب‌های حرارتی، برچسب‌های مقوایی حرارتی، برچسب‌های جعبه حرارتی، درج‌های حرارتی سازگار با مواد غذایی، رول‌های رسید و برچسب‌های حمل و نقل و حمل و نقل است.

چه در حال ارتقاء تنظیمات فعلی خود باشید و چه در حال شروع یک سرمایه‌گذاری جدید، فروشگاه تریتون مقصد جامع شما برای راه حل‌های چاپ حرارتی است. تیم متخصص ما از طریق ویجت چت زنده ما آماده ارائه خدمات شخصی و پشتیبانی است و اطمینان حاصل می‌کند که برای نیازهای خاص خود مناسبی پیدا می‌کنید.

عدم آزمایش کدهای QR قبل از استقرار

یکی از رایج‌ترین غفلت‌ها در استفاده از کدهای QR، عدم انجام آزمایش کافی قبل از استقرار است. این غفلت می‌تواند منجر به مشکلات سازگاری و تجربه کاربری ضعیف شود.

برای جلوگیری از این مشکلات، انجام آزمایش دقیق کدهای QR در طیف وسیعی از دستگاه‌ها و سیستم‌عامل‌ها ضروری است. این تضمین می‌کند که عملکرد و سازگاری جهانی آن‌ها. علاوه بر این، ارزیابی قابلیت اسکن آن‌ها در شرایط نوری مختلف و از زوایای مختلف برای رسیدگی به چالش‌های احتمالی استفاده در دنیای واقعی بسیار مهم است.

همچنین، تأیید اینکه محتوای پیوند شده به کد QR به راحتی قابل دسترسی است، بسیار مهم است. آزمایش مجدد منظم برای کدهای QR که به محتوای پویا پیوند می‌دهند، برای حفظ عملکرد آن‌ها ضروری است. نادیده گرفتن این مراحل آزمایشی می‌تواند منجر به کدهای QR شود که به درستی کار نمی‌کنند و باعث ایجاد ناامیدی کاربر و کاهش اثربخشی کمپین یا ابتکار شما می‌شود.

برای راهنمایی جامع در مورد آزمایش کد QR، مقاله ما، آزمایش کد QR، طیف وسیعی از روش‌ها و یک فرآیند گام به گام دقیق برای آزمایش موثر کد QR را ارائه می‌دهد. این منبع برای کمک به شما در اطمینان از عملکرد بهینه کدهای QR شما در سناریوهای دنیای واقعی طراحی شده است.

نادیده گرفتن اقدامات امنیتی

در حالی که کدهای QR ثابت پس از تولید نسبتاً ایمن هستند، کدهای QR پویا به ملاحظات امنیتی اضافی نیاز دارند.

یکی از اقدامات امنیتی اساسی استفاده از پروتکل‌های HTTPS برای کدهای QR است که به وب‌سایت‌ها یا محتوای آنلاین پیوند می‌دهند. این تضمین می‌کند که هر داده‌ای که از طریق کد QR منتقل می‌شود رمزگذاری شده است و از اطلاعات کاربر در برابر رهگیری یا هک محافظت می‌کند.

اجتناب از جاسازی اطلاعات حساس مستقیماً در کد QR نیز بسیار مهم است. از آنجایی که کدهای QR را می‌توان توسط هر کسی اسکن کرد، جاسازی داده‌های خصوصی می‌تواند منجر به آسیب‌پذیری‌های امنیتی شود.

عدم به‌روزرسانی منظم محتوا

یکی از مزایای کلیدی کدهای QR پویا انعطاف‌پذیری آن‌ها در به‌روزرسانی محتوا است، ویژگی که اغلب دست کم گرفته می‌شود. بر خلاف کدهای QR ثابت که پس از ایجاد ثابت هستند، کدهای QR پویا به شما امکان می‌دهند محتوای پیوند شده را بدون تغییر کد تغییر دهید. با این حال، یک غفلت رایج، عدم به‌روزرسانی این محتوا به طور منظم است.

برای حفظ علاقه و تعامل کاربر، به‌روزرسانی دوره‌ای محتوای پیوند شده به کدهای QR پویا ضروری است. این می‌تواند شامل موارد زیر باشد:

معرفی تبلیغات جدید: تبلیغات یا تخفیف‌های جدید را به طور منظم بگنجانید تا مخاطبان خود را مشتاق و بازگشت نگه دارید.
به اشتراک گذاری آخرین به‌روزرسانی‌ها: از کد QR پویا برای ارائه جدیدترین اطلاعات استفاده کنید، خواه اخبار، به‌روزرسانی‌های محصول یا پیشرفت‌های خدمات باشد.
ارائه دسترسی به منابع جدید: به طور مداوم محتوای پیوند شده را با منابع دیجیتالی تازه مانند راهنماها یا محتوای انحصاری به‌روز کنید.

عدم ردیابی و تجزیه و تحلیل عملکرد

یک غفلت مهم در استفاده از کدهای QR پویا، عدم ردیابی و تجزیه و تحلیل عملکرد آن‌ها است. این ویژگی، که مختص کدهای QR پویا است، برای درک تعامل کاربر و موفقیت کلی کمپین شما بسیار مهم است. بدون تجزیه و تحلیل، بینش‌های ارزشمندی در مورد نحوه تعامل کاربران با کدهای QR خود از دست می‌دهید و فرصت‌های بهینه‌سازی محتوا و تجربه کاربری را از دست می‌دهید.

با اجرای ابزارهای ردیابی مانند Google Analytics، می‌توانید داده‌های ضروری در مورد فرکانس اسکن، جمعیت‌شناسی کاربر و روندهای تعامل جمع‌آوری کنید. این اطلاعات کلیدی برای تصمیم‌گیری آگاهانه، اصلاح استراتژی خود و اطمینان از اینکه کدهای QR شما به طور موثر نیازهای مخاطبان شما را برآورده می‌کنند، است.

سوالات متداول

پیامدهای اندازه نامناسب کدهای QR چیست؟

کدهای QR با اندازه نامناسب می‌توانند منجر به چالش‌های اسکن شوند و آن‌ها را غیرفعال کنند. کاربران در اسکن دقیق آن‌ها با مشکل مواجه می‌شوند و منجر به ناامیدی و کاهش تعامل می‌شود.

چرا کنتراست در طراحی کد QR مهم است؟

کنتراست در طراحی کد QR بسیار مهم است زیرا به اسکنرهای QR اجازه می‌دهد الگوهای کد را به راحتی تشخیص دهند و بخوانند.

چگونه می‌توانم اطمینان حاصل کنم که فراخوان به اقدام کد QR من واضح است و کاربران هدف آن را درک می‌کنند؟

می‌توانید یک CTA مستقیم در نزدیکی کد QR بگنجانید، به وضوح مزیت اسکن را بیان کنید و دستورالعمل‌های اسکن برای کسانی که با کدهای QR آشنایی کمتری دارند ارائه دهید.

آیا لازم است عملکرد کدهای QR را ردیابی و تجزیه و تحلیل کنم و چه بینش‌هایی می‌توان از این داده‌ها به دست آورد؟

ردیابی و تجزیه و تحلیل عملکرد کدهای QR، به ویژه کدهای پویا، برای اندازه‌گیری موفقیت ضروری است. این بینش‌هایی را در مورد رفتار کاربر، جمعیت‌شناسی و الگوهای تعامل ارائه می‌دهد و به شما کمک می‌کند تا استراتژی‌ها را اصلاح کنید و تجربه کاربری را بهبود بخشید.

جمع‌بندی

در نتیجه، کدهای QR پیوند کلیدی بین دنیای واقعی و فضاهای دیجیتال ما هستند. نحوه عملکرد آن‌ها نه تنها به ساختن آن‌ها بلکه به درک و استفاده صحیح از آن‌ها بستگی دارد.

یک کد QR خوب طراحی شده، به درستی قرار گرفته و به طور منظم به‌روزرسانی می‌شود. همچنین مهم است که اطمینان حاصل شود که آن‌ها ایمن هستند و از حریم خصوصی افراد محافظت می‌کنند. با استفاده مداوم از این ابزارهای کوچک اما قدرتمند، مهم است که به یاد داشته باشیم که موفقیت آن‌ها به کیفیت، سازگاری آن‌ها با دستگاه‌های مختلف و در نظر گرفتن افرادی که از آن‌ها استفاده می‌کنند، بستگی دارد.

با اجتناب از اشتباهات رایج و پیروی از این شیوه‌های خوب، کدهای QR می‌توانند چیزی بیش از ابزارهای مفید باشند. آن‌ها می‌توانند راه‌های جدیدی را برای تعامل ما با فناوری باز کنند.

امیدواریم این مقاله برای شما مفید بوده باشد.

با تشکر از خواندن.


تعداد کدهای QR منحصربه‌فردی که می‌توان تولید کرد، بسیار زیاد است. کدهای QR معمولاً یک ماتریس دو بعدی از مربع‌های سیاه و سفید هستند و تعداد تغییرات ممکن به اندازه ماتریس بستگی دارد.

طبق سوالی در Ask MetaFilter، یک کد QR می‌تواند یک ماتریس 32x32 باشد که در نتیجه 1024 مربع [1] ایجاد می‌شود. هر مربع می‌تواند سیاه یا سفید باشد، بنابراین تعداد تغییرات ممکن برابر با 2 به توان 1024 است که یک عدد بسیار بزرگ است.

در واقع، تخمین زده می‌شود که تعداد جایگشت‌های ممکن برای یک کد QR با اندازه 32x32 در حدود 10 به توان 308 [1] باشد. برای درک بهتر این موضوع، دانشمندان تخمین می‌زنند که تقریباً 10 به توان 80 اتم در جهان وجود دارد [3]. بنابراین، تعداد کدهای QR ممکن به طور قابل توجهی بیشتر از تعداد اتم‌های موجود در جهان است.

می‌توان با اطمینان گفت که تعداد کدهای QR منحصربه‌فردی که می‌توان تولید کرد، عملاً نامحدود است. نیازی به بازیافت کدهای QR پس از یک دوره زمانی مشخص نیست، زیرا تعداد تغییرات ممکن بسیار زیاد است.

برای کسب اطلاعات بیشتر:

How many unique QR codes are possible? - QRcode math combinations | Ask MetaFilter
11 Common Myths about QR Codes | Supercode QR Code Generator
Are there limitless permutations of QR codes, or are they recycled? | New Scientist