مقایسه بلاکچین، هشگراف و تنگل: تفاوت‌ها، عملکرد و برتری‌ها

فناوری‌های دفتر کل توزیع‌شده (Distributed Ledger Technology یا DLT) در سال‌های اخیر به یکی از مهم‌ترین نوآوری‌ها در دنیای فناوری تبدیل شده‌اند. بلاکچین، هشگراف و تنگل سه نوع از این فناوری‌ها هستند که هر کدام ساختار، الگوریتم اجماع و کاربردهای خاص خود را دارند. در این مقاله، تفاوت‌های این سه فناوری را بررسی می‌کنیم، نحوه عملکرد آن‌ها را توضیح می‌دهیم و در نهایت به این سوال پاسخ می‌دهیم که کدام یک ممکن است برای نیازهای مختلف مناسب‌تر باشد.

بلاکچین چیست و چگونه کار می‌کند؟

بلاکچین یک دفتر کل توزیع‌شده است که داده‌ها را در قالب بلاک‌هایی ذخیره می‌کند که به‌صورت زنجیره‌ای به هم متصل هستند. هر بلاک شامل مجموعه‌ای از تراکنش‌ها، امضاهای دیجیتال و یک کد منحصربه‌فرد (هش) است که به بلاک قبلی اشاره می‌کند. این ساختار زنجیره‌ای باعث می‌شود که داده‌ها تغییرناپذیر و امن باشند.

نحوه عملکرد بلاکچین:

– تراکنش‌ها: کاربران تراکنش‌هایی (مانند انتقال ارز دیجیتال) ایجاد می‌کنند که در شبکه پخش می‌شوند.
– تأیید تراکنش‌ها: گره‌های شبکه (نودها) با استفاده از الگوریتم‌های اجماع مانند اثبات کار (PoW) یا اثبات سهام (PoS) تراکنش‌ها را تأیید می‌کنند.
– ذخیره‌سازی: تراکنش‌های تأییدشده در بلاک‌ها ذخیره و به زنجیره اضافه می‌شوند.
– توزیع: هر نود در شبکه نسخه‌ای از دفتر کل را نگه می‌دارد تا شفافیت و امنیت حفظ شود.

مزایا:
– غیرمتمرکز بودن و حذف واسطه‌ها
– امنیت بالا به دلیل تغییرناپذیری داده‌ها
– شفافیت و قابلیت ردیابی تراکنش‌ها

معایب:
– مقیاس‌پذیری محدود (مثلاً بیت‌کوین 5-7 تراکنش در ثانیه پردازش می‌کند)
– مصرف انرژی بالا در الگوریتم‌هایی مثل PoW
– هزینه‌های بالای تراکنش در برخی شبکه‌ها

کاربردها: ارزهای دیجیتال (بیت‌کوین، اتریوم)، مدیریت زنجیره تأمین، قراردادهای هوشمند.

هشگراف چیست و چگونه کار می‌کند؟

هشگراف یک فناوری دفتر کل توزیع‌شده است که توسط لیمون برد (Le vantage Baird) توسعه یافته و تحت مالکیت شرکت Swirlds ارائه شده است. برخلاف بلاکچین که از ساختار زنجیره‌ای استفاده می‌کند، هشگراف از یک گراف جهت‌دار غیرمدور (DAG) بهره می‌برد و از پروتکل اجماع “شایعه‌پراکنی” (Gossip Protocol) و رأی‌گیری مجازی استفاده می‌کند.

نحوه عملکرد هشگراف:

– شایعه‌پراکنی: هر گره اطلاعات تراکنش‌ها (رویدادها) را به‌صورت تصادفی با گره‌های دیگر به اشتراک می‌گذارد.
– رأی‌گیری مجازی: گره‌ها با استفاده از اطلاعات دریافتی، به‌صورت خودکار در مورد ترتیب و اعتبار تراکنش‌ها به توافق می‌رسند.
– تحمل خطای بیزانسی ناهمزمان (aBFT): این مکانیزم امنیتی تضمین می‌کند که حتی در حضور گره‌های مخرب، شبکه به درستی کار کند.
– ذخیره‌سازی: داده‌ها در یک ساختار گرافی ذخیره می‌شوند که امکان پردازش سریع‌تر را فراهم می‌کند.

مزایا:
– سرعت بالا (هدرا هشگراف ادعا می‌کند تا 10,000 تراکنش در ثانیه را پشتیبانی می‌کند)
– مصرف انرژی کمتر نسبت به PoW
– منصفانه بودن ترتیب تراکنش‌ها
– امنیت بالا با استفاده از aBFT

معایب:
– در حال حاضر نیمه‌متمرکز است (مثلاً شبکه هدرا توسط شورایی از شرکت‌های بزرگ اداره می‌شود)
– منبع‌باز نبودن کامل، که اعتماد برخی توسعه‌دهندگان را کاهش می‌دهد
– پیچیدگی بیشتر نسبت به بلاکچین

کاربردها: مدیریت هویت غیرمتمرکز (مانند EarthId)، پرداخت‌های خرد، قراردادهای هوشمند.

تنگل چیست و چگونه کار می‌کند؟

تنگل فناوری دفتر کل توزیع‌شده‌ای است که توسط پروژه IOTA برای اینترنت اشیا (IoT) طراحی شده است. این فناوری نیز از ساختار DAG استفاده می‌کند، اما برخلاف بلاکچین، هیچ بلاکی ندارد و تراکنش‌ها مستقیماً توسط کاربران تأیید می‌شوند.

نحوه عملکرد تنگل:

– تأیید تراکنش‌ها: هر کاربر برای انجام یک تراکنش جدید باید دو تراکنش قبلی را تأیید کند. این کار با محاسبات کوچک اثبات کار (PoW) انجام می‌شود.
– ساختار DAG: تراکنش‌ها به‌صورت گره‌هایی در یک گراف جهت‌دار غیرمدور ذخیره می‌شوند، که باعث افزایش مقیاس‌پذیری می‌شود.
– عدم وجود ماینر: به دلیل نبود ماینرها، هزینه تراکنش‌ها صفر یا بسیار پایین است.
– مقیاس‌پذیری: با افزایش تعداد کاربران و تراکنش‌ها، سرعت شبکه افزایش می‌یابد.

مزایا:
– مقیاس‌پذیری بالا، مناسب برای ریزتراکنش‌های IoT
– بدون کارمزد تراکنش
– سرعت بالا (تا 800 تراکنش در ثانیه در شبکه IOTA)
– مصرف انرژی پایین‌تر نسبت به بلاکچین‌های سنتی

معایب:
– در گذشته به هماهنگ‌کننده مرکزی نیاز داشت که کمی با فلسفه غیرمتمرکز بودن مغایرت داشت (گرچه IOTA در حال حذف این وابستگی است)
– امنیت کمتر در برابر حملات در مقایسه با بلاکچین‌های بالغ
– پیچیدگی در پیاده‌سازی برای کاربردهای گسترده

کاربردها: اینترنت اشیا، ریزپرداخت‌های ماشین به ماشین، مدیریت داده‌های IoT.

مقایسه بلاکچین، هشگراف و تنگل

کدام فناوری بهتر است؟

انتخاب بین بلاکچین، هشگراف و تنگل به نیازها و کاربردهای خاص بستگی دارد:
– بلاکچین: برای کاربردهایی که نیاز به غیرمتمرکز بودن کامل، شفافیت و تغییرناپذیری دارند (مانند بیت‌کوین یا اتریوم) بهترین انتخاب است. اما برای ریزتراکنش‌ها یا کاربردهایی با حجم بالا مناسب نیست.
– هشگراف: اگر سرعت بالا، امنیت قوی و کارمزد پایین مدنظر باشد، هشگراف (مانند هدرا) گزینه‌ای عالی است، اما نیمه‌متمرکز بودن آن ممکن است برای برخی پروژه‌ها محدودیت ایجاد کند.
– تنگل: برای اینترنت اشیا و ریزپرداخت‌های بدون کارمزد، تنگل بسیار مناسب است، اما هنوز در حال توسعه است و ممکن است در برابر حملات امنیتی آسیب‌پذیرتر باشد.

نتیجه‌گیری

هر سه فناوری بلاکچین، هشگراف و تنگل نقاط قوت و ضعف خاص خود را دارند. بلاکچین به دلیل قدمت و پذیرش گسترده، همچنان پرکاربردترین فناوری است. هشگراف با سرعت و امنیت بالا برای کاربردهای تجاری مناسب است، اما وابستگی به شرکت‌های خاص ممکن است اعتماد برخی کاربران را کاهش دهد. تنگل با مقیاس‌پذیری بالا و حذف کارمزد، آینده‌ای درخشان در اینترنت اشیا دارد، اما هنوز نیاز به بلوغ بیشتری دارد. انتخاب بهترین فناوری به نیازهای پروژه شما بستگی دارد: آیا امنیت و غیرمتمرکز بودن اولویت دارد یا سرعت و هزینه پایین؟ با توجه به این معیارها می‌توانید فناوری مناسب را انتخاب کنید.