معرفی زاکورا (Zakura)؛ فورکی برای مقیاس‌پذیری شبکه زی‌کش

نرم‌افزار زاکورا (Zakura) به عنوان یک پیاده‌سازی کاملاً جدید از فول نود برای شبکه حریم‌محور زی‌کش (Zcash) معرفی شد. این نرم‌افزار که با تمرکز ویژه بر مقیاس‌پذیری شبکه‌های بلاک‌چینی ساخته شده، به‌صورت کاملاً رایگان و متن‌باز (Open-source) در اختیار جامعه کاربری قرار گرفته است. در این مقاله از ، به معرفی کامل زاکورا (Zakura) و جایگاه آن در شبکه می‌پردازیم. آنچه در این مطلب می‌خوانید Toggle زاکورا دقیقاً چیست و چه جایگاهی در شبکه دارد؟ دستاوردها و پیشرفت‌های نسخه اول نسبت به نرم‌افزارهای موجود تیم توسعه‌دهنده و نگهدارنده‌ها (Maintainers) زاکورا دقیقاً چیست و چه جایگاهی در شبکه دارد؟ زاکورا در واقع فورکی (انشعاب یافته) از پروژه نرم‌افزاری زبرا (Zebra) است و به عنوان یک فول نود زی‌کش، کاملاً با قوانین اجماع شبکه (Consensus-compatible) سازگاری دارد. یکی از نقاط قوت این نسخه اولیه، پشتیبانی زودهنگام و کامل آن از ارتقای شبکه آیرون‌وود (Ironwood) یا همان NU6.3 است که به زودی فعال خواهد شد. جالب است بدانید که تیم‌های توسعه‌دهنده آنها، بخش عمده‌ای از مسئولیت پیاده‌سازی و هماهنگی ارتقای آیرون‌وود را نیز بر عهده داشته‌اند. پروژه زاکورا ثمره یک همکاری استراتژیک و نزدیک بین دو تیم برجسته گروه والار (Valar Group) و پروژه تاکیون (Project Tachyon) است. تیم‌های آنها در حال پی‌ریزی و ساخت نسل بعدی پروتکل زی‌کش هستند و زاکورا به عنوان «نقطه صفر» و هسته مرکزی، وظیفه ادغام این پروتکل‌های نوین را با شبکه واقعی زی‌کش بر عهده خواهد داشت. دستاوردها و پیشرفت‌های نسخه اول نسبت به نرم‌افزارهای موجود نسخه ۱.۰.۰ زاکورا، بهبودهای بنیادین و چشمگیری را نسبت به کلاینت‌های فعلی شبکه زی‌کش ارائه می‌دهد که شامل موارد زیر است: عملکرد و سرعت بی‌نظیر (Performance): زمان مورد نیاز برای همگام‌سازی (Sync) کامل بلاک‌چین، در زاکورا تقریباً ۵ برابر سریع‌تر از نرم‌افزار زبرا است. سیستم هرس کردن و اسنپ‌شات‌های بومی (Pruning and Snapshots): زاکورا به قابلیت هرس کردن (حذف داده‌های قدیمی و غیرضروری بلاک‌چین) مجهز است و به کاربران اجازه می‌دهد میزان نگهداری داده‌ها را تنظیم کنند؛ این ویژگی استفاده از فضای هارد دیسک را به شدت کاهش می‌دهد. علاوه بر این، آنها فایل‌های اسنپ‌شات (حدود ۱۱ گیگابایت داده هرس‌شده) را منتشر می‌کنند. با استفاده از این فایل‌ها، فرآیند راه‌اندازی اولیه نود (Bootstrap) ۶۸۰ برابر سریع‌تر از زمانی است که بخواهید کل داده‌ها را از طریق شبکه استاندارد همتا به همتا (P2P) دانلود کنید. سازگاری کامل با کلاینت قدیمی zcashd: برای جلوگیری از ایجاد اختلال در سیستم‌های فعلی، یک حالت سازگاری (Compatibility Mode) در زاکورا تعبیه شده است که رابط کاربری قدیمی zcashd RPC را دقیقاً شبیه‌سازی می‌کند. بدین ترتیب، کیف پول‌ها، صرافی‌ها و سرویس‌های فعلی بدون نیاز به تغییر کد، می‌توانند به کار خود ادامه دهند. لایه آزمایشی و پیشرفته P2P: زاکورا در حال توسعه یک لایه انتقال کاملاً جدید برای ارتباطات همتا به همتا (P2P) در نودهای زاکورا است (این قابلیت در حال حاضر به‌طور پیش‌فرض غیرفعال است). اهداف این لایه بلندپروازانه عبارتند از: انتشار بلاک‌ها در شبکه در بدترین شرایط زمانی در کمتر از ۵۰۰ میلی‌ثانیه . تجمیع ممپول (Mempool Aggregation)، فناوری‌ای که هم‌اکنون در پروژه تاکیون استفاده می‌شود. یک پروتکل شایعه‌پراکنی (Gossip Protocol) مقاوم در برابر آینده که با مکانیزم‌های سخت‌گیرانه برای دفع حملات محروم‌سازی از سرویس (DoS) طراحی شده است. یک مقایسه عملی: در آزمایش‌های انجام شده، همگام‌سازی کامل بلاک در زاکورا تنها در ۴ ساعت و ۲۰ دقیقه به پایان رسید، در حالی که این زمان برای زبرا ۲۰ ساعت و ۴۶ دقیقه بود. استفاده از اسنپ‌شات‌ها این زمان را به شکل شگفت‌انگیزی کاهش می‌دهد: تنها ۳۷ دقیقه و ۹ ثانیه برای راه‌اندازی نود آرشیو (کامل) و تنها ۱ دقیقه و ۵۰ ثانیه برای نود هرس‌شده (Pruned). در ردیابی‌های شبکه اصلی (Mainnet)، زاکورا بسیار سریع‌تر از زبرا داده‌ها را دریافت کرده و به نوک زنجیره (Chain tip) می‌رسد، آن هم در حالی که نود زبرا هنوز در حال دست‌وپنجه نرم کردن با داده‌های سنگین مربوط به دوره حملات اسپم موسوم به سندبلاستینگ (Sandblasting) است. چرا تصمیم به فورک گرفته شد؟ رویای نهایی زاکورا این است که زی‌کش به بستر اصلی پرداخت‌های جهان تبدیل شود. شبکه‌های سنتی مانند مسترکارت و ویزا، روزانه بیش از ۵۰ هزار تراکنش در ثانیه (TPS) را پردازش می‌کنند؛ این عدد برای زاکورا نه یک سقف، بلکه حداقلِ انتظار و نقطه شروع است. با استفاده از تکنولوژی‌های رمزنگاری فعلی زی‌کش، پردازش چنین حجمی از تراکنش‌ها، نیازمند توان عملیاتی بیش از ۵۰۰ مگابایت بر ثانیه از سوی هر نود است. واقعیت این است که زیرساخت و استک (Stack) نرم‌افزاری فعلی، هرگز ما را به این هدف نخواهد رساند. در اینجا است که راهکارهای رمزنگاری نوینِ تیم‌های زاکورا وارد عمل می‌شوند تا این شکاف را پر کنند: اثبات‌های بازگشتی تاکیون (Recursive Proofs): این تکنولوژی نیاز به توان عملیاتی را از ۵۰۰ مگابایت بر ثانیه، به ۱۰۰ مگابایت بر ثانیه کاهش می‌دهد. فناوری بازیابی اطلاعات خصوصی (PIR): گروه والار در حال توسعه راه‌حل‌های پیشرفته مبتنی بر PIR است. این فناوری به نرم‌افزارهای کیف پول اجازه می‌دهد بدون نیاز به دانلود کل بلاک‌چین، به‌صورت کاملاً خصوصی از قابلیت TPS نامحدود پشتیبانی کنند؛ جهشی عظیم نسبت به سقف محدود ۱ تراکنش در ثانیه در سیستم‌های فعلی. با این حال، پیشرفت در رمزنگاری تنها نیمی از مسیر است. نیمه دیگر، نیازمند نرم‌افزار نودی است که بتواند با این حجم از سرعت و مقیاس‌پذیری در شبکه ارتباط برقرار کند. دلیل اصلی خلق زاکورا همین است. تیم توسعه‌دهنده و نگهدارنده‌ها (Maintainers) توسعه و نگهداری زاکورا توسط دو تن از مهندسان کهنه‌کار و سرشناس پروتکل‌های بلاک‌چینی رهبری می‌شود: شان بو (Sean Bowe): او یکی از هم‌بنیان‌گذاران اولیه زی‌کش و مهندس ارشد رمزنگاری است که در حال حاضر رهبری «پروژه تاکیون» را بر عهده دارد. شان در سال ۲۰۱۵ به شرکت Electric Coin Co (شرکتی که یک سال بعد زی‌کش را به دنیا معرفی کرد) پیوست. در طول یک دهه گذشته، او مسئول اصلی پیاده‌سازی تکنولوژی‌های پیچیده رمزنگاری zk-SNARK در زمان راه‌اندازی شبکه و تمامی ارتقاهای پس از آن بوده است و مقالات آکادمیک متعددی را در تأیید و اثبات این دستاوردها تألیف کرده است. دو اوجها (Dev Ojha): یک مهندس رمزنگاری افسانه‌ای و نام‌آشنا که پیش‌تر صرافی غیرمتمرکز شبکه‌های کازموس یعنی Osmosis را هم‌بنیان‌گذاری کرده بود. او اکنون رهبری «گروه والار» را بر عهده دارد و در حال آوردن فناوری‌های پیشگامانه رمزنگاری مبتنی بر PIR به شبکه زی‌کش است. تیم تحت هدایت او، مسئولیت اصلی کارهای پیچیده مهندسی و ارتقای عملکرد در نسخه اولیه زاکورا را بر دوش داشته است. در نهایت، شایان ذکر است که پروژه تاکیون و گروه والار ، هر دو به صورت کاملاً مستقل و از طریق کمک‌های مالی خصوصی به شکل توکن ZEC تأمین مالی می‌شوند تا تضمینی بر حفظ استقلال و توسعه غیرمتمرکز این شبکه باشند. سوالات متداول (FAQ) زاکورا (Zakura) چیست و چه مزیتی نسبت به نودهای قبلی زی‌کش دارد؟ زاکورا یک پیاده‌سازی جدید و کاملاً بهینه‌شده از فول نود (گره کامل) شبکه زی‌کش است که با هدف مقیاس‌پذیری بالا توسعه یافته است. بزرگ‌ترین مزیت آن سرعت بسیار بالا (۵ برابر سریع‌تر از نود زبرا در همگام‌سازی)، کاهش چشمگیر حجم فضای ذخیره‌سازی مورد نیاز (به کمک سیستم Pruning و اسنپ‌شات‌ها) و بهینه‌سازی شبکه برای پردازش تراکنش‌های انبوه است. آیا با روی کار آمدن زاکورا، صرافی‌ها و کیف پول‌های زی‌کش باید کدهای خود را تغییر دهند؟ خیر. یکی از ویژگی‌های مهم زاکورا داشتن «حالت سازگاری» (Compatibility Mode) است. این حالت رابط کاربری قدیمی zcashd RPC را دقیقاً شبیه‌سازی می‌کند؛ بنابراین تمام صرافی‌ها، کیف پول‌ها و پلتفرم‌های فعلی می‌توانند بدون نیاز به هیچ‌گونه تغییری در زیرساخت نرم‌افزاری خود، به استفاده از شبکه ادامه دهند. زاکورا چگونه می‌خواهد امکان پردازش تراکنش‌های نامحدود (TPS نامحدود) را فراهم کند؟ رسیدن به ظرفیت شبکه‌های پرداخت جهانی مانند ویزا (بیش از ۵۰ هزار تراکنش در ثانیه)، در زیرساخت فعلی غیرممکن است. زاکورا با ادغام فناوری‌های نوین رمزنگاری شامل «اثبات‌های بازگشتی» (که نیاز به پهنای باند را به شدت کاهش می‌دهد) و فناوری بازیابی اطلاعات خصوصی (PIR)، این محدودیت را دور می‌زند و به کیف پول‌ها اجازه می‌دهد بدون نیاز به دانلود کل شبکه، حجم نامحدودی از تراکنش‌ها را به‌صورت خصوصی پردازش کنند