بلاک چین‌ها از زمان راه‌اندازی خود دستخوش تغییرات متعددی شده‌اند. این یعنی اغلب بلاک چین‌های امروزی کاملاً با نسخه‌های اولیه خود تفاوت دارند. این تغییرات معمولاً از طریق دو نوع به‌روزرسانی، یعنی سافت فورک (Soft Fork) و هارد فورک (Hard Fork) انجام می‌شوند. در این مقاله، قصد داریم به این سوال پاسخ دهیم که سافت فورک چیست؟ و چگونه می‌تواند یک شبکه را بدون ایجاد شکاف در بلاک چین تغییر دهد؟
ابتدا توضیح خواهیم داد که سافت فورک چیست و چگونه اجرا می‌شود. سپس، به بررسی مزایا و معایب این نوع به‌روزرسانی خواهیم پرداخت و در نهایت، چند نمونه از سافت فورک‌های مهم در بلاک چین بیت کوین و اتریوم را معرفی خواهیم کرد.
سافت فورک (Soft Fork) در بلاک چین، به تغییر یا به‌روزرسانی پروتکل گفته می‌شود به طوری که با نسخه‌های قبلی سازگار است و منجر به انشعاب دائمی در بلاک چین نمی‌شود. معمولاً سافت فورک‌ها برای افزودن قابلیت‌های جدید، بهبود عملکرد یا رفع اشکالات نرم‌افزاری موجود اجرا می‌شوند. در یک سافت فورک، ماینرهای شبکه قوانین جدید را اجرا می کنند و از نسخه به روز شده بلاک چین پیروی می‌کنند.
در طی یک سافت فورک، قوانین یا پروتکل‌های جدید به‌گونه‌ای طراحی می‌شوند که با نسخه‌های قبلی سازگار باشند. به این معنا که نودها یا مشارکت‌کنندگانی که نرم‌افزار خود را به‌روزرسانی نکرده‌اند، همچنان می‌توانند تراکنش‌ها را مطابق با قوانین جدید پردازش و اعتبارسنجی کنند. به عبارت دیگر، نودهایی که نسخه قدیمی‌تر نرم‌افزار را اجرا می‌کنند، همچنان بلاک‌های جدید را معتبر می‌دانند، هرچند ممکن است از تمامی ویژگی‌ها یا تغییرات جدید پشتیبانی نکنند.
بیشتر بخوانید: فورک چیست
اجرای موفقیت‌آمیز یک سافت فورک معمولاً مستلزم جلب نظر اکثریت مشارکت‌کنندگان شبکه است. اگر درصد قابل‌توجهی از ماینرها، اعتبارسنج‌ها یا نودها نرم‌افزار به‌روزشده را بپذیرند، سافت فورک فعال شده و قوانین جدید به استاندارد جدید شبکه تبدیل می‌شود.
نکته مهم این است که در طول یک سافت فورک، نودها و مشارکت‌کنندگانی که نرم‌افزار خود را به‌روزرسانی نکرده‌اند، ممکن است قادر به استفاده کامل از ویژگی‌ها یا قابلیت‌های جدید نباشند. بااین‌حال، تراکنش‌های آن‌ها همچنان در بلاک چین به‌روزرسانی‌شده معتبر شناخته می‌شود که این امر باعث حفظ سازگاری با نسخه‌های پیشین و یکپارچگی شبکه می‌شود.
سافت فورک یک روش برای ارتقای بلاک چین است که تغییرات جدید را بدون ایجاد مشکل در نسخه‌های قبلی اعمال می‌کند. این یعنی کاربران و ماینرها می‌توانند به تدریج به نسخه جدید منتقل شوند، بدون اینکه شبکه دچار اختلال شود. در این روش، اگر اکثریت ماینرها از قوانین جدید پیروی کنند، بلاک‌های ساخته‌شده توسط ماینرهای قدیمی که هنوز قوانین جدید را اجرا نکرده‌اند، به‌مرور کنار گذاشته می‌شوند.
یکی از مهم‌ترین مزیت‌های سافت فورک این است که برای حفظ امنیت و سازگاری شبکه نیازی به به‌روزرسانی همه نودها نیست. همین ویژگی باعث شده که بسیاری از تغییرات مهم در بلاک چین‌های بزرگی مثل بیت کوین و اتریوم از طریق سافت فورک انجام شوند. در ادامه، چند مورد از کاربردهای اصلی این روش را بررسی می‌کنیم.
یکی از مهم‌ترین کاربردهای سافت فورک، اضافه کردن قابلیت‌های جدید به تراکنش‌ها بدون نیاز به تغییر اساسی در ساختار بلاک چین است. برای مثال، قابلیت Pay-to-Script-Hash یا P2SH از طریق یک سافت فورک به بیت کوین اضافه شد.
این قابلیت امکان انجام تراکنش‌های پیچیده‌تر، مثل تراکنش‌های چندامضایی را فراهم کرد. در این روش، تراکنش‌های جدید همچنان برای نودهای قدیمی معتبر به نظر می‌رسند، اما ماینرها فقط در صورتی آن‌ها را تأیید می‌کنند که با قوانین جدید مطابقت داشته باشند.
گاهی اوقات، سافت فورک ممکن است باعث ایجاد یک انشعاب موقتی در شبکه شود. این اتفاق وقتی رخ می‌دهد که برخی از ماینرهای قدیمی که هنوز به‌روزرسانی نشده‌اند، بلاک‌هایی تولید کنند که از نظر قوانین جدید معتبر نیستند. اما چون اکثریت ماینرها از قوانین جدید پیروی می‌کنند، این بلاک‌های ناسازگار به‌تدریج کنار گذاشته شده و شبکه به مسیر درست خود برمی‌گردد.
سافت فورک‌ها می‌توانند امنیت شبکه را افزایش دهند، زیرا معمولاً قوانین سخت‌گیرانه‌تری را برای تأیید تراکنش‌ها اعمال می‌کنند. از آنجایی که تمام بلاک‌های جدید هم با قوانین قدیمی و هم با قوانین جدید سازگار هستند، کاربران نیازی به نگرانی درباره تغییرات مداوم ندارند.
البته برای موفقیت یک سافت فورک، اکثریت ماینرها باید از آن پیروی کنند، در غیر این صورت، شبکه ممکن است دچار ناهماهنگی شده و برای اصلاح آن نیاز به هارد فورک باشد.
سافت فورک معمولا شامل چهار مرحله است که در ادامه هر کدام را بررسی می‌کنیم.
توسعه‌دهندگان قوانین جدیدی را برای بهبود بلاک چین پیشنهاد می‌کنند. این تغییرات معمولاً با هدف افزایش امنیت، کاهش حجم تراکنش‌ها یا اضافه کردن قابلیت‌های جدید انجام می‌شود. این مرحله آغاز فرآیند سافت فورک است.
برای اجرای سافت فورک، مشارکت‌کنندگان شبکه مانند ماینرها، نودها و توسعه‌دهندگان باید به توافق برسند. ازآنجاکه تغییرات با نسخه‌های قبلی سازگارند، معمولاً مخالفت کمتری وجود دارد. این ویژگی باعث می‌شود فرآیند اجرای سافت فورک سریع‌تر انجام شود.
یک ارتفاع بلاک مشخص یا یک زمان معین برای اجرای قوانین جدید تعیین می‌شود. پس از فعالسازی، ماینرها و نودهای به‌روزرسانی‌شده، تراکنش‌ها را مطابق قوانین جدید اعتبارسنجی می‌کنند. در این مرحله، نودهای قدیمی همچنان می‌توانند بلاک‌های جدید را بپذیرند.
ماینرهایی که از پروتکل جدید پیروی می‌کنند، بلاک‌های ناسازگار را رد می‌کنند. این کار باعث می‌شود که تنها تراکنش‌های معتبر در بلاک چین ثبت شوند. در نتیجه، شبکه بدون نیاز به ایجاد یک زنجیره جدید، به‌روزرسانی می‌شود.
سافت فورک‌ها امکان ارتقای شبکه را بدون نیاز به ارتقای همه نودها فراهم می‌کنند و در نتیجه از ایجاد زنجیره‌های جداگانه جلوگیری می‌شود. این ویژگی باعث حفظ یکپارچگی شبکه و کاهش نیاز به منابع اضافی می‌شود. در ادامه، مزایای اصلی سافت فورک را بررسی خواهیم کرد.
سافت فورک به نودهای قدیمی اجازه می‌دهد بدون نیاز به ارتقا، همچنان در شبکه فعال بمانند. این ویژگی موجب حفظ عملکرد کلی شبکه می‌شود. همچنین، کاربران بدون نگرانی از ناسازگاری می‌توانند به فعالیت خود ادامه دهند.
با اجرای سافت فورک، بلاک چین دچار انشعاب دائمی نمی‌شود و شبکه یکپارچه باقی می‌ماند. این امر از ایجاد بلاک چین‌های رقیب جلوگیری می‌کند. در نتیجه، جامعه کاربران و ماینرها دچار دودستگی نمی‌شوند.
پیاده‌سازی سافت فورک نیاز به هماهنگی گسترده ندارد و روند ارتقا را ساده‌تر می‌کند. کاربران و ماینرها بدون نیاز به تغییرات عمده می‌توانند از به‌روزرسانی‌های جدید بهره‌مند شوند. این امر مانع از ایجاد اختلال در عملکرد شبکه می‌شود.
سافت فورک می‌تواند با اعمال قوانین محدودکننده، امنیت شبکه را افزایش دهد. این محدودیت‌ها می‌توانند شامل تغییر در فرمت تراکنش‌ها یا کاهش اندازه بلاک باشند. در عین حال، عملکرد کلی شبکه حفظ می‌شود.
برخلاف هارد فورک، سافت فورک نیاز به اجرای هم‌زمان دو زنجیره را از بین می‌برد. این ویژگی باعث کاهش مصرف منابع پردازشی و زیرساختی می‌شود. همچنین، شبکه می‌تواند با کارایی بیشتری به فعالیت خود ادامه دهد.
با وجود مزایای سافت فورک، این روش محدودیت‌هایی نیز دارد که می‌تواند چالش‌هایی را برای شبکه ایجاد کند. محدودیت در مقیاس تغییرات، مشکلات احتمالی در اجرای قوانین جدید و کند شدن روند نوآوری از جمله این معایب هستند. در ادامه، به بررسی مهم‌ترین معایب سافت فورک می‌پردازیم.
سافت فورک برای حفظ سازگاری با نسخه‌های قدیمی، تغییرات محدودی را امکان‌پذیر می‌کند. این موضوع مانع از اعمال اصلاحات اساسی در بلاک چین می‌شود. در نتیجه، برخی ارتقاهای مهم نیاز به هارد فورک خواهند داشت.
اگر بخش بزرگی از شبکه به‌روزرسانی نکند، قوانین جدید ممکن است به‌درستی اجرا نشوند. این امر می‌تواند باعث ایجاد ناهماهنگی بین نودهای جدید و قدیمی شود. در نتیجه، عملکرد شبکه با چالش‌هایی روبه‌رو خواهد شد.
فرآیند ارتقای تدریجی نودها می‌تواند به تفاوت‌های موقتی در تأیید تراکنش‌ها منجر شود. این مسئله ممکن است کاربران و ماینرها را دچار سردرگمی کند. تا زمانی که همه نودها به‌روزرسانی شوند، این وضعیت ادامه خواهد داشت.
سافت فورک برای اجرای موفق قوانین جدید وابسته به پذیرش اکثریت ماینرها است. اگر این حمایت کافی نباشد، ممکن است قوانین جدید به‌درستی اجرا نشوند. این موضوع می‌تواند امنیت و یکپارچگی شبکه را تحت تأثیر قرار دهد.
از آنجا که سافت فورک باید با نسخه‌های قبلی سازگار باشد، تغییرات ریشه‌ای را محدود می‌کند. این موضوع مانع از اجرای برخی ایده‌های نوآورانه در بلاک چین می‌شود. در نتیجه، برخی به‌روزرسانی‌های اساسی تنها از طریق هارد فورک ممکن خواهند بود.
در طول تاریخ شبکه بیت کوین، چندین سافت فورک مهم رخ داده است. در ادامه به برخی از برجسته‌ترین آن‌ها پرداخته می‌شود:
این ارتقا که در سال ۲۰۱۲ اجرا شد، مفهوم «اسکریپت هش» (Script Hash) را معرفی کرد تا انواع پیچیده‌تری از تراکنش‌ها، مانند تراکنش‌های چندامضایی، امکان‌پذیر شوند. این سافت فورک با حفظ اعتبار تراکنش‌های قبلی، انعطاف‌پذیری بیت کوین را افزایش داد.
این به‌روزرسانی که در سال ۲۰۱۲ فعال شد، یک سیستم جدید برای نسخه‌بندی بلاک‌ها معرفی کرد. طبق این تغییر، بلاک‌ها ملزم شدند که ارتفاع بلاک را در تراکنش درج کنند. این قابلیت امکان ارتقاهای آینده پروتکل را بر اساس ارتفاع بلاک فراهم کرد.
بیشتر بخوانید: ارتفاع بلاک چیست
در سال ۲۰۱۵، این سافت فورک قوانین سخت‌گیرانه‌تری را برای امضاهای دیجیتال اعمال کرد. طبق این تغییر، امضاها باید از قالب DER یا Distinguished Encoding Rules پیروی کنند. این ارتقا امنیت را افزایش داده و از برخی مشکلات مربوط به تغییرپذیری تراکنش‌ها جلوگیری کرد.
یکی از مهم‌ترین سافت فورک‌های بیت کوین یعنی سگویت (SegWit مخفف عبارت Segregated Witness) در سال ۲۰۱۷ فعال شد. هدف آن حل مشکلاتی مانند تغییرپذیری تراکنش‌ها و چالش‌های مقیاس‌پذیری بود. این سافت فورک داده‌های مربوط به امضا (Witness data) را از داده‌های تراکنش جدا کرد و درنتیجه ظرفیت بلاک را افزایش داده و کارایی پردازش تراکنش‌ها را بهبود بخشید.
بیشتر بخوانید: سگویت چیست
این سافت فورک در سال ۲۰۱۵، یک دستور جدید به نام OP_CHECKLOCKTIMEVERIFY را معرفی کرد. این قابلیت امکان تعیین شرایط زمانی در قراردادهای هوشمند را فراهم کرد و کاربردهایی مانند تراکنش‌های با تأخیر زمانی یا خرج کردن مشروط را ممکن ساخت.
این پیشنهاد بخشی از سافت فورک سگویت بود و قوانین و فرآیند فعالسازی آن را مشخص می‌کرد. سافت فورک BIP ۱۴۱ یک فرمت جدید برای تراکنش‌ها معرفی کرد و با انتقال داده‌های امضا به خارج از ساختار پایه بلاک، اندازه بلاک را از ۱ مگابایت به ۴ مگابایت افزایش داد.
این سه به‌روزرسانی در مجموع ارتقای تپ‌روت (Taproot) را تشکیل می‌دهند. این اولین ارتقای بزرگ بیت کوین از زمان سگویت در سال ۲۰۱۷ بود و پس از معرفی لایه دوم لایتنینگ (Lightning) انجام شد. این تغییرات با هدف بهبود کارایی و حریم خصوصی شبکه بیت کوین طراحی شدند.
بیشتر بخوانید: تپ‌روت چیست
از جمله مهم‌ترین مواردی که در این سافت فورک معرفی شد امضای اشنور (Schnorr Signatures) بود. امضای اشنور یک طرح رمزنگاری است که امکان ترکیب چندین امضا را در یک امضای واحد فراهم می‌کنند. این ویژگی باعث افزایش کارایی، کاهش هزینه‌های تراکنش و بهبود حریم خصوصی در بلاک چین بیت کوین می‌شود.
بیشتر بخوانید: امضای اشنور چیست
سازگاری این سافت فورک‌ها با نسخه‌های قبلی، آن‌ها را از رویدادهایی مانند ایجاد بیت کوین کش (BCH)، بیت کوین اس‌وی (BSV) و بیت کوین گلد (BTG) متمایز می‌کند، چرا که این موارد به‌عنوان هارد فورک‌های بیت کوین در نظر گرفته می‌شوند.
مانند بیت کوین، اتریوم نیز پس از انتشار، به‌روزرسانی‌های متعددی را تجربه کرده است. بسیاری از این تغییرات از نوع هارد فورک بوده‌اند. بااین‌حال، ارتقای اتریوم ۲.۰ را می‌توان یکی از مهم‌ترین سافت فورک‌های تاریخ ارز دیجیتال و بلاک چین دانست.
لازم به ذکر است که عبارت اتریوم ۲.۰ یک نام نادرست است، زیرا شامل کاربرانی می‌شود که از نسخه قدیمی استفاده می‌کنند. در این به‌روزرسانی، تمام حساب‌ها با اضافه شدن به لایه‌های جدید، به نسخه جدید منتقل خواهند شد.
بیشتر بخوانید: مرج اتریوم چیست
این اولین مرحله از مجموعه ارتقاهایی بود که هدف آن تغییر مکانیسم اجماع در اتریوم بود که در سال ۲۰۲۱ انجام شد. قبل از این تغییر، اتریوم از الگوریتم اجماع اثبات کار (Proof-of-Work) استفاده می‌کرد و ماینرها با استخراج پاداش دریافت می‌کردند. اما با معرفی این به‌روزرسانی، الگوریتم اجماع به اثبات سهام (Proof-of-Stake) تغییر یافت.
بیشتر بخوانید: تفاوت اجماع اثبات سهام و اثبات کار
با این تغییر، زنجیره بیکن معرفی شد که به کاربران اجازه می‌داد بر اساس میزان اتریومی که استیک کرده‌اند، در تأیید تراکنش‌ها رأی دهند. این تغییر همچنین بهینه‌سازی هزینه تراکنش‌ها و سازمان‌دهی مجدد کاربران بلاک چین اتریوم را به همراه داشت.
این به‌روزرسانی در سال ۲۰۲۲ ادغام نهایی بلاک چین‌های اتریوم را تکمیل و آن را به یک مکانیسم اجماع کاملاً مبتنی بر اثبات سهام تبدیل کرد. پس از این ارتقا، کاربران شبکه اجماع قادر بودند تراکنش‌ها را مستقیماً بر روی زنجیره بیکن اجرا کنند. این تغییر، گام نهایی در فرآیند انتقال کامل اتریوم به اثبات سهام محسوب می‌شود.
در فناوری بلاک چین، فورک‌ها به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند: هارد فورک (Hard Fork) و سافت فورک (Soft Fork). این دو نوع فورک بر اساس میزان تغییراتی که در پروتکل ایجاد می‌کنند و نحوه تأثیرگذاری آن‌ها بر شبکه متفاوت هستند. در جدول زیر، این دو نوع فورک از جنبه‌های مختلف مانند سازگاری، نیاز به اجماع، تأثیر بر نودها و ریسک تقسیم شبکه مقایسه شده‌اند:
| جنبه مقایسه | هارد فورک (Hard Fork) | سافت فورک (Soft Fork) |
|---|---|---|
| تعریف | تغییر دائمی در پروتکل بلاک چین | به‌روزرسانی پروتکل موجود |
| سازگاری با نسخه‌های قبلی | ناسازگار با نسخه‌های قبلی | سازگار با نسخه‌های قبلی |
| تقسیم زنجیره | یک بلاک چین جدید ایجاد می‌شود | بلاک چین قدیمی اصلاح می شود |
| تأثیر بر نودها | نودهای قدیمی قادر به تأیید تراکنش‌های جدید نیستند | نودهای قدیمی همچنان می‌توانند تراکنش‌ها را تأیید کنند |
| نیاز به اجماع | نیاز به اجماع اکثریت دارد | نیاز به اجماع کمتری دارد |
| انعطاف‌پذیری | امکان تغییرات اساسی را فراهم می‌کند | محدود به تغییرات جزئی است |
| ریسک تقسیم شبکه | بالا، ممکن است منجر به دودستگی در جامعه شود | پایین، معمولاً تقسیم شبکه رخ نمی‌دهد |
| فرآیند ارتقا | نودها باید برای باقی ماندن در شبکه، به‌روزرسانی شوند | نودها حتی بدون به‌روزرسانی نیز می‌توانند فعالیت کنند |
| پیچیدگی | مدیریت دشوارتر به دلیل تقسیم زنجیره | پیاده‌سازی و انتقال آسان‌تر |
| مقیاس‌پذیری | می‌تواند بهبود چشمگیری در مقیاس‌پذیری ایجاد کند (مثلاً با افزایش اندازه بلاک) | تغییرات کوچک‌تر برای بهبود عملکرد یا امنیت |
| میزان اختلال | ممکن است موجب اختلال در شبکه و اقتصاد شود | اختلال حداقلی در شبکه |
این جدول نشان می‌دهد که هارد فورک برای ایجاد تغییرات بنیادین در بلاک چین مناسب است، اما ممکن است باعث انشعاب شبکه شود، در حالی که سافت فورک یک راه کم‌ریسک‌تر برای اعمال تغییرات جزئی بدون نیاز به تقسیم زنجیره محسوب می‌شود.
سافت فورک (Soft Fork) نوعی به‌روزرسانی در بلاک چین است که با نسخه‌های قدیمی سازگار بوده و باعث ایجاد زنجیره جدید نمی‌شود.
سافت فورک معمولاً ایمن‌تر است زیرا باعث تقسیم بلاک چین نمی‌شود و امنیت شبکه و اجماع را حفظ می‌کند.
اگر یک سافت فورک نتواند به اجماع کافی برسد، ممکن است در نهایت به یک هارد فورک تبدیل شود.
سافت فورک روشی برای ارتقای بلاک چین است که به‌روزرسانی‌ها را بدون ایجاد زنجیره جدید ممکن می‌سازد. این ویژگی شبکه را سازگار نگه می‌دارد و کاربران بدون تغییرات اساسی از بهبودهای جدید بهره‌مند می‌شوند. سافت فورک‌ها معمولاً برای افزایش امنیت، کاهش کارمزدها و افزودن قابلیت‌های جدید استفاده می‌شوند، بدون اینکه بلاک چین به دو بخش تقسیم شود. این روش کم‌ریسک‌تر از هارد فورک است و کمتر موجب اختلاف کاربران می‌شود.
بیت کوین و اتریوم برای به‌روزرسانی شبکه و بهبود عملکرد از سافت فورک‌ها استفاده کرده‌اند. این تغییرات آن‌ها را با پیشرفت‌های فناوری سازگار کرده و مشکلاتی مثل مقیاس‌پذیری را کاهش داده است. البته، سافت فورک‌ها برای تغییرات اساسی مناسب نیستند. بااین‌حال، این روش نشان‌دهنده اهمیت ارتقا در بلاک چین است و به توسعه پایدار ارزهای دیجیتال کمک می‌کند.
