حلول التوسع للطبقة 1 والطبقة 2 في سلسلة الكتل

انتشار العملات المشفرة وتقنية البلوكشين في تزايد أسي، وعدد المستخدمين والمعاملات يتسارع أيضًا. إن الابتكار في البلوكشين واضح، لكن قابلية التوسع (القدرة على النمو المستمر مع تلبية الطلب المتزايد) تظل تحديًا دائمًا. غالبًا ما يكون من الصعب تحقيق شبكة بلوكشين عامة لامركزية وآمنة وعالية الأداء في آنٍ واحد.

وصف هذا غالبًا بأنه معضلة ثلاثية للبلوكشين، حيث يكاد يكون من المستحيل لنظام لامركزي أن يحقق مستويات عالية من اللامركزية والأمان وقابلية التوسع في نفس الوقت. في الواقع، فإن شبكة البلوكشين تعتمد على اثنين فقط من هذه العوامل الثلاثة.

لكن، لحسن الحظ، هناك الآلاف من الهواة والخبراء الذين يسعون لإيجاد حلول للتوسع. بعض هذه الحلول تهدف إلى تعديل بنية البلوكشين الأساسية(Layer 1)، بينما تتجه حلول أخرى نحو بروتوكولات الطبقة الثانية التي تعمل فوق الشبكة الأساسية.

مقدمة

توجد العديد من شبكات البلوكشين والعملات المشفرة، لدرجة قد لا تعرف إذا كنت تستخدم شبكة من الطبقة الأولى أو الثانية. تجنب تعقيدات البلوكشين له فوائده، لكن من المفيد أن تفهم النظام الذي تستثمر فيه أو تستخدمه. من خلال هذا المقال، ستتعرف على الفرق بين شبكات الطبقة الأولى والثانية، بالإضافة إلى حلول التوسع المختلفة.

ما هو بلوكشين الطبقة الأولى والثانية؟

الطبقة الأولى تشير إلى الطبقة الأساسية لبنية البلوكشين. وهي الهيكل الرئيسي لشبكة البلوكشين. بيتكوين، إيثيريوم، وBNB Chain كلها من شبكات الطبقة الأولى. أما الطبقة الثانية فهي الشبكات التي تُبنى فوق شبكات البلوكشين الأخرى. على سبيل المثال، إذا كانت بيتكوين من شبكات الطبقة الأولى، فإن شبكة Lightning التي تعمل فوقها تعتبر من شبكات الطبقة الثانية.

يمكن تصنيف تحسينات قابلية التوسع لشبكات البلوكشين إلى حلول من الطبقة الأولى والثانية. الحلول من الطبقة الأولى تغير مباشرة قواعد وآليات الشبكة الأصلية. أما الحلول من الطبقة الثانية فتستخدم شبكة موازية خارجية لتعزيز المعاملات خارج السلسلة.

لماذا تعتبر قابلية التوسع في البلوكشين مهمة جدًا؟

تخيل مدينة كبيرة وطريق سريع يتصل بأحيائها السكنية المتطورة بسرعة. مع زيادة حركة المرور على الطريق السريع، تصبح الازدحامات شائعة جدًا، خاصة خلال ساعات الذروة، حيث تزداد مدة الرحلة من A إلى B بشكل ملحوظ. مع محدودية قدرة البنية التحتية للطرق، وازدياد الطلب، ليس من المستغرب أن يحدث ذلك.

ماذا يمكن أن تفعل السلطات لمساعدة المزيد من الموظفين على التنقل بسرعة عبر هذا الطريق؟ أحد الحلول هو تحسين الطريق نفسه، عبر إضافة مسارات إضافية على الجانبين. لكن هذا ليس دائمًا ممكنًا، لأنه مكلف جدًا، ويشكل إزعاجًا كبيرًا للمستخدمين. خيار آخر هو الابتكار، عبر التفكير في طرق غير مرتبطة بتغيير البنية التحتية الأساسية، مثل بناء طرق خدمة إضافية، أو حتى إنشاء خط قطار خفيف على طول الطريق.

في عالم تقنية البلوكشين، الطريق السريع الرئيسي هو شبكة الطبقة الأولى (الشبكة الأساسية)، بينما الطرق الإضافية تمثل حلول الطبقة الثانية التي تزيد من السعة الكلية.

يُعتبر بيتكوين، إيثيريوم، وPolkadot من شبكات الطبقة الأولى. فهي البنية الأساسية التي تتعامل مع وتسجيل المعاملات في أنظمتها، وتملك عملاتها المشفرة الأصلية — والتي غالبًا ما تُستخدم لدفع الرسوم وتوفير وظائف أوسع. Polygon هو مثال على حل توسعة من الطبقة الثانية لإيثيريوم. حيث يرسل شبكة Polygon بشكل دوري نقاط تفتيش إلى شبكة إيثيريوم الرئيسية لتحديث حالتها.

سعة المعالجة هي عنصر مهم في البلوكشين. فهي معيار لقياس السرعة والكفاءة، وتُظهر عدد المعاملات التي يمكن معالجتها وتسجيلها خلال فترة زمنية معينة. مع زيادة عدد المستخدمين والمعاملات المتزامنة، قد تصبح شبكة الطبقة الأولى بطيئة وتكلفتها مرتفعة. وهذا الأمر أكثر وضوحًا في شبكات تعتمد على إثبات العمل بدلاً من إثبات الحصة.

مشاكل شبكة الطبقة الأولى الحالية

شبكتي بيتكوين وإيثيريوم من شبكات الطبقة الأولى التي تواجه مشكلات في قابلية التوسع. كلاهما يضمن أمان الشبكة عبر نموذج إجماع موزع. هذا يعني أن جميع المعاملات يجب أن تمر عبر عدة عقد للتحقق قبل أن تُعتمد. تُعرف هذه العقد باسم عقد التعدين، التي تتنافس على حل مسألة حسابية معقدة، ويحصل المعدن الناجح على العملة المشفرة الأصلية للشبكة كمكافأة.

بعبارة أخرى، قبل تأكيد المعاملات، يجب أن يتم التحقق منها بشكل مستقل من قبل عدة عقد. هذه الطريقة فعالة في تسجيل البيانات الصحيحة والمحققة على البلوكشين، وتقليل خطر هجمات المهاجمين السيئين. لكن، مع انتشار الشبكة مثل إيثيريوم أو بيتكوين، يصبح الطلب على السعة مشكلة متزايدة. خلال فترات الازدحام، يواجه المستخدمون تأخيرات أكبر في التأكيد، ورسوم معاملات أعلى.

كيف تعمل حلول التوسع من الطبقة الأولى؟

بالنسبة لشبكات البلوكشين من الطبقة الأولى، هناك عدة خيارات لزيادة السعة والقدرة الكلية للشبكة. إذا كانت الشبكة تعتمد على إثبات العمل، فإن التحول إلى إثبات الحصة قد يكون خيارًا، لزيادة عدد المعاملات في الثانية(TPS)، وتقليل رسوم المعاملات. ومع ذلك، فإن المجتمع المشفر يختلف حول فوائد وتأثيرات إثبات الحصة على المدى الطويل.

عادةً، تُقدم فرق التطوير في الشبكة حلول التوسع من الطبقة الأولى. بناءً على نوع الحل، قد يتطلب الأمر من المجتمع إجراء هارد فورك أو سوفت فورك. بعض التغييرات الصغيرة تكون متوافقة مع الإصدارات السابقة، مثل تحديث SegWit في بيتكوين.

أما التغييرات الأكبر، مثل زيادة حجم الكتلة في بيتكوين إلى 8 ميجابايت، فتستلزم هارد فورك. هذا يؤدي إلى إنشاء نسختين من البلوكشين، واحدة محدثة والأخرى غير محدثة. خيار آخر لزيادة السعة هو التقسيم (Sharding)، حيث يتم تقسيم عمليات البلوكشين إلى أجزاء أصغر يمكن معالجتها بشكل متزامن بدلاً من التسلسل.

كيف تعمل حلول الطبقة الثانية؟

كما ناقشنا سابقًا، تعتمد حلول الطبقة الثانية على شبكة موازية أو مستقلة عن الشبكة الأساسية.

ملخص

الملخصات المعرفية (الأكثر شيوعًا منها) تجمع معاملات الطبقة الثانية خارج السلسلة وتقدمها كمعاملة واحدة إلى الشبكة الرئيسية. تستخدم هذه الأنظمة إثباتات الصحة للتحقق من سلامة المعاملات. تُخزن الأصول عبر عقود ذكية على الشبكة الأصلية، التي تؤكد أن وظيفة التجميع تعمل كما هو متوقع. هذا يضمن أمان الشبكة الأصلية ويقلل من استهلاك الموارد عند التجميع.

السلاسل الجانبية

السلاسل الجانبية هي شبكات بلوكشين مستقلة لها مجموعة خاصة من المدققين. هذا يعني أن العقود الذكية على الشبكة الرئيسية لا تتحقق من صحة الشبكة الجانبية. لذلك، يجب أن تثق في أن عمليات الشبكة الجانبية صحيحة، لأنها تملك القدرة على التحكم في الأصول على الشبكة الأصلية.

قنوات الحالة

قنوات الحالة هي بيئة تواصل ثنائية الاتجاه بين أطراف المعاملة. يقوم الأطراف بتجميد جزء من البلوكشين الأساسي وربطه بقناة معاملات خارج السلسلة. عادةً، يتم ذلك عبر عقود ذكية متفق عليها مسبقًا أو توقيعات متعددة. بعد ذلك، ينفذ الأطراف معاملات أو دفعات متعددة خارج السلسلة، دون الحاجة إلى إرسال البيانات إلى السلسلة الموزعة الأساسية (أي الشبكة الرئيسية). عند اكتمال جميع المعاملات، يتم بث الحالة النهائية إلى الشبكة للتحقق. تعزز هذه الآلية سرعة المعالجة وزيادة السعة الكلية للشبكة. أمثلة على ذلك تشمل شبكة Lightning لبيتكوين وRaiden لإيثيريوم.

السلاسل المتداخلة (Nested Blockchains)

هذا الحل يعتمد على مجموعة من السلاسل الثانوية التي تعمل فوق السلسلة الرئيسية “الأب”. تعمل السلاسل المتداخلة وفقًا للقواعد والمعايير التي يحددها السلسلة الأم. لا تتدخل السلسلة الرئيسية في تنفيذ المعاملات، وتقتصر وظيفتها على حل النزاعات عند الضرورة. يُعهد إلى السلاسل الفرعية، التي تعمل تحت السلسلة الرئيسية، بمعالجة العمليات، وتعيد المعاملات المعالجة إلى السلسلة الأم. مشروع Plasma من OmiseGO هو مثال على حلول الطبقة الثانية للسلاسل المتداخلة.

قيود حلول الطبقة الأولى والثانية

لكل من حلول الطبقة الأولى والثانية مزايا وعيوب فريدة. يمكن أن توفر حلول الطبقة الأولى أفضل الطرق لتحسين البروتوكولات على نطاق واسع، لكنها تتطلب إقناع المدققين بقبول التغييرات عبر هارد فورك.

قد لا يرغب المدققون في ذلك، خاصة عند الانتقال من إثبات العمل إلى إثبات الحصة. التحول إلى أنظمة أكثر كفاءة قد يؤدي إلى فقدان المعدنين لدخولهم، مما يقلل من حافزهم لتحسين قابلية التوسع.

أما حلول الطبقة الثانية، فهي توفر طريقة أسرع لزيادة السعة. لكن، اعتمادًا على الطريقة المستخدمة، قد يتعرض أمان الشبكة الأصلية للخطر. يثق المستخدمون في شبكات مثل إيثيريوم وبيتكوين بسبب مرونتها وسجلها الأمني. إذا تم التخلي عن بعض جوانب الطبقة الأولى، غالبًا ما يتعين الاعتماد على فرق وشبكات الطبقة الثانية لتعزيز الكفاءة والأمان.

ماذا بعد الطبقة الأولى والثانية؟

سؤال رئيسي هو: مع تحسين قابلية التوسع في الطبقة الأولى، هل لا نحتاج بعد ذلك إلى حلول من الطبقة الثانية؟ لقد تم تحسين الشبكات الحالية، وُجدت شبكات جديدة ذات قابلية توسع جيدة. لكن، تحسين قابلية التوسع للنظام الأساسي الرئيسي قد يستغرق وقتًا طويلاً، ولا يمكن ضمانه. الخيار الأكثر احتمالًا هو أن تركز الطبقة الأولى على الأمان، وتسمح لشبكات الطبقة الثانية بتخصيص خدماتها وفقًا لحالات الاستخدام.

في المستقبل القريب، من المحتمل أن تظل شبكات مثل إيثيريوم في الصدارة، لأنها تملك عددًا كبيرًا من المستخدمين والمطورين. لكن، مع وجود مجموعة مدققين كبيرة وموثوقة، فإنها توفر أساسًا قويًا لحلول الطبقة الثانية.

ملخص

منذ بداية التداولات المشفرة، أدى السعي لتحسين قابلية التوسع إلى نهجين متكاملين: تحسينات على الطبقة الأولى وحلول من الطبقة الثانية. إذا كنت تمتلك مجموعة متنوعة من المنتجات المشفرة، فمن المحتمل أنك تتفاعل مع شبكات من الطبقتين. الآن، أصبحت تعرف الفرق بينهما والأساليب المختلفة التي تقدمها كل منهما للتوسع. **$BLAST **$LA **$LAYER **