وارونگی زیرساخت: آیوتا و اینترنت اشیا

وارونگی زیرساخت (Infrastructure Inversion) چیست؟

هنگامی که زیرساخت در حال کار، به حداکثر پتانسیل خود برسد و تمام توانایی‌‌هایش مورد بهره‌‌برداری قرار گیرند، همیشه یک فناوری تازه پیدا می‌‌شود که راه را برای زیرساختی جدید هموار می‌‌کند و با فراهم کردن زمینه‌‌های نوآوری و اختراع، دوران تازه‌‌ای از شکوفایی را رقم می‌‌زند. برای روشن‌‌تر شدن این مفهوم نگاهی می‌‌اندازیم به موارد «وارونگی زیرساخت»^[1] که کمی پیش‌‌تر رخ داده است.

خودروها و جاده‌‌ها یک نمونه‌‌ی بسیار جالب در این زمینه هستند. در آغاز هنگامی که اتومبیل اختراع شد اصلا نمی‌‌شد از آن استفاده کرد زیرا جاده‌‌هایی که امروزه به آسانی در آن‌‌ها رفت و آمد می‌‌کنیم در آن زمان چیزی جز سنگ و خاک نبودند. راه‌‌هایی که بشر تا آن زمان ساخته بود تنها برای چهارپایان و درشکه‌‌ها مناسب بودند و خودرو به سختی می‌‌‌‌توانست در آن‌‌ها حرکت کند. ایده‌‌ی به کارگیری اتومبیل ابتدا از دید مردم مسخره و خنده‌‌دار بود. اتومبیل در آن زمان وسیله‌‌ی آهنی بزرگ و پرسروصدایی بود که خوب کار نمی‌‌کرد و تازه اگر به راه می‌‌افتاد هم در جاده‌‌های گلی و خاکی گیر می‌‌کرد. در چنین شرایطی، چاره‌‌ی کار این نبود که خودرو را با جاده‌‌های خاکی سازگار کنند بلکه می‌‌بایست زیرساخت کاملا تازه‌‌ای می‌‌ساختند که از کارکرد اتومبیل پشتیبانی کند. به این ترتیب راه‌‌هایی که امروز شاهد آن هستیم ساخته شد. راه‌‌های آسفالت نه تنها باعث گسترش کلان اتومبیل شد بلکه زمینه‌‌ را برای به وجود آمدن دامنه‌‌ی گسترد‌‌ه‌‌ای از فناوری‌‌های نوآورانه فراهم نمود. خیلی زود اشکال مختلف اتومبیل در اندازه‌‌های کوچک و بزرگ، موتورسیکلت، دوچرخه، اسکیت و غیره پدید آمد. به این ترتیب فناوری «قدیمی» نو شد و این کار یک بار دیگر فرصت نوآوری ایجاد کرد.

سال‌‌ها پیش با پیدایش اینترنت شاهد رخ دادن همین پدیده بودیم. اگر در دهه‌‌های سوم و چهارم زندگی خود باشید شاید یادتان باشد اینترنت چه فناوری سنگین و کندی بود و کار کردن با آن چگونه اعصاب فرد را خرد می‌‌کرد. دلیلش این بود که نسخه‌‌های نخستین اینترنت با خط‌‌های تلفن کار می‌‌کردند و هرکس با استفاده از سیم تلفن خانه‌‌ی خود به اینترنت وصل می‌‌شد. برای استفاده از اینترنت لازم بود حجم زیادی از داده به وسیله‌‌ی این سیم‌‌ها جابه‌‌جا شود ولی توان جابه‌‌جایی آن‌‌ها کافی نبود و همین امر برای مردم مشکل‌‌ساز شده بود. در آن دوران گاه می‌‌شنیدیم که مردم می‌‌گفتند: «خیلی کند است» ، «گوگل چی هست؟» یا «من شنیده‌‌ام اینترنت جای آدم‌‌های عجیب غریب است». این‌‌ها مشکلات و ابهامات طلوع عصر اینترنت بودند. ولی رفته‌‌رفته اینترنت رشد کرد و بهتر شد. البته نیاز به استفاده از آن‌‌هم با سرعت سرسام‌‌آوری رشد پیدا کرد. به وجود آمدن زیرساخت تازه برای اینترنت به انفجار عظیمی از فناوری و نوآوری‌‌های اجتماعی انجامید. مردم شروع به برقرار ارتباط با اینترنت کردند؛ آن‌‌ها در اینترنت خرید می‌‌کردند، کتاب می‌‌خواندند، کار انجام می‌‌دادند و زمانی رسید که می‌‌شد تقریبا هرکاری را به صورت آنلاین انجام داد. اینترنت برای مردم ابزاری به ارمغان آورد که با آن می‌‌توانند بدون هیچ کمکی طراحی و نوآوری کنند. مردم همانند کودکی که به یک جعبه مدادرنگی و چند برگ کاغذ دست پیدا می‌‌کند، خلاقیت خود را به کار گرفتند.

شاید بپرسید: «خب اینترنت که آمده و جا افتاده، حالا قرار است چه پیش بیاید؟». به باور من پاسخ این پرسش انقلاب بلاکچین‌‌ و پیدایش فناوری‌‌های دفتر ثبت توزیع شده (DLT) است. به نظر می‌‌رسد ما به کمک قابلیت‌‌های اینترنت در حال رسیدن به چشم‌‌انداز تازه‌‌ای هستیم ولی برای رسیدن به آن نیازمند شیوه‌‌های پیشرفته‌‌ هستیم تا بتوانیم نوآوری و رشد کنیم. این روزها بعید نیست کسی «فناوری بلاکچین‌‌» به گوشش خورده باشد. رمز ارزهای پیشرفته همچون اتریوم و بیت کوین با بکارگیری این فناوری، راه‌‌های تازه‌‌ای برای تبادل دیتا در اختیار ما گذاشته‌‌اند. با این وجود بر کسی پوشیده نیست که این فناوری‌‌ها هنوز با محدودیت‌‌های جدی همراه‌‌اند و اگر می‌‌خواهیم به سرمنزل برسیم باید این موانع را از پیش رو برداریم. در حال حاضر همانند آغاز به کار اتومبیل یا نسخه‌‌های اولیه‌‌ی اینترنت، کارکرد بیشتر DLTها متکی به اینترنت است. همچون دوران آغاز به کار اینترنت (که افزایش تقاضا آن را کند کرد) نمونه‌‌های موجود از پروژه‌‌های بلاکچین‌‌ و DLT توانایی کافی را ندارند و در آینده مشکلاتی جدی را رقم خواهند زد. هر کدام از این پروژه‌‌ها روی تصویری که خود از آینده دارد تمرکز کرده است ولی در این میان یک پروژه‌‌ی برجسته به نام آیوتا (IOTA) به دنبال خلق زیرساخت کلانی است که بتواند نیاز فردای مردم را پاسخ دهد.

چه باعث شده آیوتا برجسته شود؟

آیوتا یک «ارز رمز ‌‌/ DLT» است که می‌‌کوشد کاستی‌‌های موجود در بلاکچین‌‌ را برطرف سازد. بلاکچین‌‌ نام نوعی فناوری است که در سال 2008 به دست ساتوشی ناکاموتو طراحی شد و اندکی بعد با ارز رمز بیت کوین رواج پیدا کرد. در چند سال گذشته روشن شده که فراگیر نشدن فناوری ارز رمز و DLT به خاطر وجود چندین مشکل در آن است. مشکلاتی از جمله: محدودیت‌‌های مقیاس پذیری، کندی تراکنش، کارمزد تراکنش بالا، اجماع و امنیت که کریپتوگراف‌‌ها در سراسر جهان به دنبال رفع آن‌‌ها هستند. DLT تازه‌‌ آیوتا با نام تنگل (Tangle) شناخته می‌‌شود و سازندگانش ادعا می‌‌کنند که می‌‌تواند مشکلات موجود را برطرف سازد. این مساله باعث شده فناوری آیوتا سودمندترین گزینه برای «اینترنت اشیا» (IoT) باشد که به زودی از راه می‌‌رسد. طرز کار تنگل اندکی با فناوری بلاکچین‌‌ تفاوت دارد. در این شبکه نه بلوک هست نه کارمزد تراکنش. ساختار دیتای آن هم کمی با ساختار DAG (گراف جهت‌‌دار نامدور) متفاوت است. به همین خاطر کل شبکه امکان مقیاس‌‌ دهی بی‌‌نهایت دارد و انجام تراکنش در آن هرگز برای کاربران هزینه‌‌ای نخواهد داشت.

مقیاس‌‌پذیری یکی از نگرانی‌‌های اصلی در پروژه‌‌هایی همچون بیت کوین و اتریوم است. هرچه این شبکه‌‌ها گسترده‌‌تر می‌‌شوند تجهیزات کامپیوتری آن‌‌ها هم بیشتر می‌‌شود. بیشتر فناوری‌‌های بلاکچین‌‌ به ماینرها یا استخراج‌‌کننده‌‌ها وابسته هستند. ماینرها کامپیوترهایی هستند که کابرانشان آن‌‌ها را در خدمت پردازش تراکنش‌‌های شبکه و پشتیبانی از آن قرار می‌‌دهند و در ازای آن با ارز رمز شبکه پاداش می‌‌گیرند. این فرآیند را اثبات کار یا PoW می‌‌نامند. مشکل اینجاست که کامپیوترهای ماینر انرژی زیادی مصرف می‌‌کنند و اگر شبکه بخواهد بزرگ‌‌تر شود باید کامپیوترهای تازه‌‌ای به عنوان ماینر به آن افزوده شوند. گاهی حجم بالای تراکنش و وجود پدیده‌‌ای به نام کریپتوکیتیز (Crypto-Kitties) یا پیشی‌‌های کریپتو شبکه را بسیار کند می‌‌کند و پدیده‌‌ای به نام «تنگنای بلاکچین‌‌» (blockchain bottleneck) به وجود می‌‌آورد.

در شبکه‌‌هایی مانند بیت کوین و اتریوم، همه‌‌چیز باید از کانال بلاکچین‌‌ شبکه بگذرد؛ به همین خاطر سرعت انجام تراکنش‌‌ها محدود است. بنابراین هنگام که ترافیک شبکه بالاست، زمان انجام تراکنش‌‌ها زیاد می‌‌شود که نتیجه‌‌ی آن کارمزدهای بالای تراکنش و کند شدن فرآیند تایید تراکنش‌‌ها است. در این میان آیوتا به شیوه‌‌ی متفاوتی کار می‌‌کند. تراکنش‌‌های آیوتا کارمزد ندارد ولی این بدان معنا نیست که انجام تراکنش در آیوتا هزینه‌‌ای ندارد. هنگامی که کاربر یک تراکنش آیوتا ایجاد می‌‌کند، دستگاه او باید مقدار بسیار کوچکی گواه کار انجام دهد که طی آن دستگاه دو تراکنش دیگر را اعتبارسنجی و تایید می‌‌کند. به این ترتیب کاربر دو تراکنش دیگر را تایید می‌‌کند و سپس تراکنش خود او تایید می‌‌شود. در نتیجه هرچه شمار کاربران زیادتر شود شبکه سریع‌‌تر کار می‌‌کند. به همین خاطر است که آیوتا امکان مقیاس پذیری بی‌‌نهایت دارد و نیازمند به کارگیری ماینر نیست. همین ویژگی حجم تجهیزات مورد نیاز برای گسترش شبکه را بسیار کاهش می‌‌دهد.

هر چه شبکه‌‌ی آیوتا بزرگ‌‌تر شود، سرعت تراکنش‌‌های آن بیشتر و بیشتر می‌‌شود تا جایی که ثابت می‌‌شود و می‌‌ماند. به این ترتیب اگر بخواهید با آیوتا یک میلیون دلار ($1,000,000) یا یک سنت ($.001) به هر جایی از دنیا بفرستید می‌‌توانید آن را در یک آن بدون هیچ کارمزد و هزینه‌‌ای انجام دهید و تنها هزینه‌‌‌‌ی شما همان کار اندکی است که دستگاهتان برای شبکه انجام می‌‌دهد. این یک شیوه‌‌‌‌ نوین برای مبادله‌‌ی ارزش و دیتا است. افزون بر این، گواه کاری که از هر تراکنش در شبکه انباشته شده، امنیت آن‌‌ را به طور چشمگیری افزایش می‌‌دهد. بلاکچین‌‌‌‌های سنتی امنیت خوبی دارند ولی در برابر حمله‌‌ی 51% آسیب‌‌پذیر هستند. حمله‌‌ای که در آن یک نفر حجم زیادی از توان هشینگ شبکه را در اختیار می‌‌گیرد و پس از آن می‌‌تواند کارهایی مانند «پرداخت دوبل» (دو بار خرج کردن یک پول) انجام دهد. آیوتا به لطف وجود یک «هماهنگ کننده» (coordinator) مرکزی در برابر حمله 51% مقاوم است. وجود هماهنگ کننده‌‌ی مرکزی بی‌‌درنگ بحث تمرکز زدایی را به میان می‌‌آورد. بنیاد آیوتا (IOTA Foundation) بارها اعلام کرده وقتی شبکه‌‌ آنقدر بزرگ شد که توانایی پیشگیری از حملات 51% را داشته باشد، هماهنگ‌‌ کننده حذف خواهد شد. زیان ناشی از حمله‌‌ی 51% به بلاکچین‌‌‌‌های عادی هنگفت است ولی اگر شبکه‌‌ی آیوتا مورد این حمله قرار گیرد زیان آن بسیار گزاف‌‌تر خواهد بود، چرا که دستگاه‌‌های متصل به شبکه‌‌ی آیوتا به مراتب بیشتر از بلاکچین‌‌‌‌های عادی هستند. گویا آیوتا توانسته بسیاری از معضلات گریبان‌‌گیر DLTهای امروز را از بین ببرد و می‌‌رود تا با پیدایش اقتصاد مبتنی بر «اینترنت اشیا» توانمندی خود را نشان دهد.

توجه: یکی دیگر از نگرانی‌‌های بزرگ در زمینه‌‌ی بلاکچین‌‌ و DLT مساله‌‌ی «اجماع» است. مفهوم اجماع کمی پیشرفته‌‌تر است و نیاز به توضیحات فراوانی دارد به همین خاطر در این نوشته به آن نمی‌‌پردازیم. اگر مایلید با آن آشنایی پیدا کنید سری به بخش «اجماع» بزنید.

اینترنت اشیا

اینترنت اشیا یا IoT یعنی همه‌‌ی دستگاه‌‌هایی که تراشه دارند و دیجیتالی هستند به نحوی به هم متصل شوند. این اتصال می‌‌توان با بلوتوث، وای‌‌فای، رادیویی یا به هر روش دیگر باشد. متصل شدن دستگاه‌‌ها باعث می‌‌شود آن‌‌ها بتوانند به صورت آنی میان یکدیگر دیتا رد و بدل کنند. حاصل این پدیده، فراهم شدن زمینه‌‌ی ایجاد یک اقتصاد – ماشین کاملا جدید است. در آینده بیشتر محصولات با در نظر گرفتن «اینترنت اشیا» ساخته می‌‌شوند.

به زودی زمانی فرامی‌‌رسد که تقریبا در همه‌‌ی وسایل شما یک تراشه خواهد بود. بررسی‌‌ها نشان داده که تا سال 2025 شمار دستگاه‌‌های IoT از 75 میلیارد فراتر خواهد رفت. یعنی به طور میانگین هر انسانی که روی کره‌‌ی زمین زندگی می‌‌کند دارای 10 دستگاه IoT خواهد بود.

اگر قرار باشد دستگاه‌‌ها با هم ارتباط داشته باشند باید یک کانال کارآمد وجود داشته باشد. کانالی که بتواند حجم بالایی از تراکنش‌‌ها را انجام داده و جا‌‌به‌‌جا کند، به ویژه اینکه از پس شمار بسیار زیادی ریزتراکنش با کارمزد ناچیز برآید. در اینترنت اشیا، میلیون‌‌ها تراکنش در هر ثانیه انجام می‌‌شود؛ دستگاه‌‌ شما داده‌‌هایی همچون دمای هوا، غلظت CO2، کیفیت هوا و سرعت باد را می‌‌فروشد. به این ترتیب در اینترنت اشیا شمار بسیار عظیمی تراکنش کوچک و پیش‌‌پا افتاده خواهیم داشت؛ هزینه‌‌ی این تراکنش‌‌ها باید بسیار اندک باشد و کف آن از چند تومان (مثلا 1 تومان) بالاتر نرود. بلاکچین‌‌‌‌های رایج همچون اتریوم و بیت کوین نمی‌‌توانند از پس این حجم کلان تراکنش برآیند (به دلیل پدیده‌‌ی تنگنای بلاکچین‌‌) و پیاده‌‌ کردن مدل ماشین – اقتصاد با این شبکه‌‌ها آنقدر هزینه دارد که نمی‌‌تواند سودآور باشد. اگر هزینه‌‌ی یک تراکنش $1 یا حتی $.50 (نیم دلار) باشد، تنها می‌‌توان برسر ارقام بالاتر از این دو عدد تراکنش انجام داد. به همین خاطر است که من باور دارم آیوتا بالاترین پتانسیل را برای اینترنت اشیا و کریپتوی آینده داراست. اشاره کردیم که تنگل آیوتا مقیاس پذیری نامتناهی دارد. به همین خاطر افزوده شدن هر دستگاه تازه به شبکه، به جای سنگین‌‌تر کردن شبکه آن را تندتر و چابک‌‌تر می‌‌کند. از سوی دیگر، در آینده برای کارهای پیش‌‌پا افتاده نیاز به تراکنش‌‌هایی داریم که هزینه‌‌‌‌ی آن‌‌ها ناچیز باشد؛ در نتیجه آن‌‌ها باید بدون کارمزد باشند و این ویژگی در آیوتا وجود دارد. هزینه‌‌ی انجام این تراکنش‌‌ها عملا صفر است و بنیاد آیوتا تصمیم گرفته این شرایط (کارمزد صفر) همیشه همین گونه بماند.

آیوتا با همکاری و شراکت با شرکت‌‌هایی همچون بوش (Bosch)، ولکس‌‌واگن (Volkswagen) و فوجیتسو (Fujistu) نشان داده داشته‌‌های خود را روی چه بنیان نیرومندی بنا کرده و آینده‌‌‌‌ این مسیر چقدر روشن است. به ویژه با بیانیه‌‌ای که کیوبیک (Qubic) به تازگی منتشر کرده و نشان می‌‌دهد افزون بر ورود قراردادهای هوشمند به آیوتا، این اکوسیستم به زودی از توان محاسباتی منابع بیرونی و مکانیزم‌‌های اوراکل بهره‌‌مند خواهد شد.

در دنیای IoT همه‌‌چیز رنگ و بوی متفاوتی به خود می‌‌گیرد. دستگاه‌‌های شما برخی از کارهایتان را انجام می‌‌دهند، بدون اینکه کاری انجام دهید درآمد بدست می‌‌آورید و به سادگی در گسترش شبکه سهیم می‌‌شوید. خودروهای خودران که چند سالی بیشتر تا رایج شدنشان نمانده جابه‌‌جایی انسان و کالا را به کلی دگرگون می‌‌سازند. هنگامی که سر کار هستید ماشینتان می‌‌تواند برود و درآمد کسب کند (با جابجایی مسافر و کالا و …)، سوخت‌‌گیری کند، در کارواش تمیز شود و اگر اشکالی دارد سرویس گردد. همه‌‌ این‌‌ها به خاطر آن است که ستون فقرات زیرساخت تازه‌‌ی ما یعنی اینترنت اشیا، آسان کردن ارتباط بین سرویس‌‌های مختلف است. این ویژگی سبب می‌‌شود بدون اینکه ما کاری انجام دهیم دستگاهایمان با دنیا تعامل داشته باشند. اکنون به نظر می‌‌رسد در فراهم آوردن این اقتصاد کاملا نوین، آیوتا شبکه‌‌ی پیشتاز است. من مشتاقم ببینم آیوتا می‌‌توانند همچنان به برآورده کردن اهداف کلان ادامه دهد و نشان دهد که تنگل سودمندترین گزینه برای درآوردن به خدمت اینترنت اشیا است؟ آیا آیوتا می‌‌تواند ما را به زیررساخت لازم برای رقم زدن یک رنسانس فناوری برساند؟

1. infrastructure inversion ↑