تبسيط طبقة توفر البيانات: لماذا تعتبر حاسمة لتوسيع نطاق البلوكشين من خلال اللفافات

لقد استحوذت تقنية البلوكشين على اهتمام عالمي، ومع ذلك لا تزال هناك تحديات أساسية تعيق الاعتماد السائد لها: وهي قابلية التوسع. مع ارتفاع حجم المعاملات وتكدس الشبكات، واجهت سلاسل الطبقة الأولى مثل بيتكوين وإيثريوم رسوم غاز مرتفعة جدًا وأوقات معالجة أبطأ. هنا تأتي حلول الطبقة الثانية، خاصةً الرول أبس، التي تجمع عدة معاملات في حزم واحدة لتخفيف ضغط الشبكة. لكن وراء هذا الابتكار يكمن مكون حاسم وغالبًا ما يُغفل عنه: طبقة توفر البيانات. هذا الجزء المعماري ليس مجرد تفصيل تقني؛ إنه الأساس الذي يمكّن الرول أبس من تحقيق وعودها في التوسع مع الحفاظ على الأمان واللامركزية.

ما الذي يجعل طبقة توفر البيانات العمود الفقري لبنية البلوكشين التحتية؟

فكر في البلوكشين كمدينة ضخمة تتدفق فيها المعلومات باستمرار. تعمل طبقة توفر البيانات كالبنية التحتية الأساسية للمدينة — طرقها، جسورها، وشبكات الاتصال — لضمان أن البيانات ليست مخزنة فحسب، بل تظل متاحة وقابلة للتحقق من قبل جميع المشاركين في الشبكة بشكل مستمر.

تؤدي هذه الطبقة وظيفتين أساسيتين ضروريتين لعمل البلوكشين. أولاً، تضمن أن بيانات المعاملات متاحة عند الحاجة، مما يخلق ظروفًا لتمكين المشاركين في الشبكة من التحقق من المعاملات بشكل مستقل دون الاعتماد على سلطة مركزية. ثانيًا، تعمل كحماية ضد الرقابة والتلاعب، مما يمكّن من نموذج التحقق بدون ثقة الذي يميز تقنية البلوكشين. بدون طبقة توفر بيانات قوية، حتى أكثر حلول التوسع ابتكارًا ستنهار تحت وطأة البيانات غير القابلة للتحقق.

تتمثل روعة هذا التصميم في بساطته: من خلال فصل مسألة توفر البيانات عن الوظائف الأخرى للبلوكشين، يصبح النظام أكثر مرونة وكفاءة. لا يحتاج عقد الشبكة إلى تحميل والتحقق من كل معاملة — بل يمكنه التحقق رياضيًا من وجود البيانات واسترجاعها دون عبء حسابي كامل.

كيف تدعم طبقة توفر البيانات حلول الرول أب

ظهرت الرول أبس كأكثر حلول التوسع وعدًا، لأنها تعمل بتناغم مع بنية توفر البيانات. العلاقة تكافلية: الرول أبس تضغط بيانات المعاملات، بينما تضمن طبقة توفر البيانات بقاء هذه البيانات المضغوطة متاحة للتحقق.

هناك نوعان رئيسيان من بنية الرول أب، كل منهما يستفيد بشكل مختلف من توفر البيانات. تستخدم الرول أبس بصيغة المعرفة الصفرية (ZK) أدلة رياضية لإثبات صحة المعاملات خارج السلسلة قبل تقديمها إلى السلسلة الرئيسية. أما الرول أبس المتفائلة، فتفترض أن المعاملات صحيحة بشكل افتراضي، مع وجود آليات للتحقق من المعاملات المثيرة للجدل. في كلا النموذجين، توفر طبقة توفر البيانات طبقة التحقق الحاسمة — فهي تضمن أن بيانات المعاملات يمكن استرجاعها وتدقيقها من قبل أي مشارك أو مدقق يحتاج للتحقق من صحتها.

وهذا يخلق تأثيرًا قويًا: بينما تتولى طبقة توفر البيانات مسؤولية تخزين البيانات وإثبات إمكانية استرجاعها، تركز الرول أبس على ترتيب وتنفيذ المعاملات. فصل الاهتمامات هذا يزيد من الإنتاجية الكلية مع الحفاظ على الأمان. تُمكّن بنية توفر البيانات القوية الرول أبس من تحقيق نتائج تحويلية، منها:

• تعزيز أمان البنية التحتية: من خلال ضمان أن بيانات المعاملات قابلة للتحقق بسهولة، تحسن طبقة توفر البيانات بشكل كبير من خصائص الأمان لحلول الرول أب، مما يجعلها خيارات موثوقة لتوسيع شبكات البلوكشين مع الحفاظ على ضمانات النزاهة التي يتوقعها المستخدمون.

• تحسينات جذرية في قابلية التوسع: مع بنية توفر البيانات المخصصة، يمكن للرول أبس معالجة حجم معاملات أعلى بشكل أسي، مما يعالج عنق الزجاجة في التوسع الذي يحد من اعتماد البلوكشين.

• تقليل تكاليف المعاملات بشكل كبير: التعاون بين الرول أبس وطبقات توفر البيانات يتيح انخفاض رسوم المعاملات بمقادير كبيرة، مما يجعل تقنية البلوكشين أكثر اقتصادية للمستخدمين والمطورين العاديين.

• تحسين تجربة المستخدم: التحسينات المجمعة في الإنتاجية، وضمانات الأمان، والكفاءة في التكاليف تخلق تجربة مستخدم جذابة تشجع على اعتماد أوسع ودمج عبر التطبيقات.

نظام مشاريع توفر البيانات يعيد تشكيل البلوكشين

شهد سوق طبقات توفر البيانات ابتكارًا مكثفًا. إليك تحليلًا لأبرز المشاريع التي تدفع هذا البنية التحتية الحيوية قدمًا:

Celestia: رائد الهندسة المعمارية المعيارية

تتميز Celestia بنهجها المعياري في تصميم البلوكشين. بدلاً من محاولة تحسين التنفيذ، والتوافق، وتوفر البيانات ضمن بنية موحدة ضخمة، تفصل Celestia هذه الوظائف إلى طبقات مستقلة ومتخصصة. يتيح هذا الفصل للمطورين إطلاق سلاسل مخصصة مع أمان وقابلية توسع مصممة خصيصًا لاحتياجاتهم.

تستخدم Celestia أدلة توفر البيانات مبنية على ترميز الإزالة — تقنية تقسم البيانات إلى أجزاء زائدة بحيث يمكن إعادة بناء مجموعة البيانات كاملة من جزء منها. هذا يعني أن المدققين يمكنهم إثبات وجود البيانات دون تحميل الكتل كاملة، مما يقلل بشكل كبير من متطلبات الأجهزة للمشاركة. يعمل رمز TIA على تأمين الشبكة من خلال الرهان (staking) ويخدم أيضًا وظائف الحوكمة ويدفع رسوم المعاملات ضمن نظام Celestia.

EigenDA: توفر البيانات الأصلية لإيثريوم

يستهدف EigenDA حلول الرول أب على إيثريوم بأسلوب جديد: يستفيد من نظام EigenLayer لتمكين أمان مشترك لخدمات توفر البيانات. من خلال السماح للمراهنين على إيثريوم بـ “إعادة الرهان” على ETH الخاص بهم نحو التحقق من توفر البيانات، يخلق EigenDA بنية تحتية آمنة اقتصاديًا مصممة خصيصًا لاحتياجات بيانات الرول أب.

يستخدم النظام ترميز الإزالة وKZG (نوع من الالتزامات التشفيرية) لتمكين عمليات البيانات بكفاءة. ما يجعل EigenDA مثيرًا بشكل خاص هو قدرته على المعالجة — أظهرت اختبارات خاصة سرعة 10 ميجابايت في الثانية مع خطط للتوسع إلى 1 جيجابايت في الثانية. يركز على تقليل التكاليف الرأسمالية من خلال الأمان المشترك وتقليل متطلبات التخزين للمشغلين، مما يجعله خيارًا جذابًا اقتصاديًا لمشغلي الرول أب.

Avail: بنية تحتية للبيانات تركز على السيادة

أطلقتها Polygon، تركز Avail على التوسع والتشغيل البيني لتطبيقات Web3. تعمل كطبقة أساسية لتوفر البيانات، تدعم بشكل صريح الرول أبس السيادية — التطبيقات التي ترغب في استخدام Avail لتوفر البيانات مع تشغيل بيئات تنفيذ خاصة بها.

يجمع تصميم Avail بين تكرار البيانات، وترميز الإزالة، والتزامات المتجهات لإنشاء عملية تحقق من البيانات فعالة وآمنة. جانب أنيق جدًا في تصميمها هو أن العملاء الخفيفين يمكنهم عينة أجزاء صغيرة من البيانات بشكل عشوائي، ومن خلال تجميع العينات من العديد من العملاء عبر الشبكة، يمكن لـ Avail التحقق من وجود بيانات الكتلة كاملة دون أن يحتاج كل عميل إلى تحميل الكتلة كاملة. يضمن هذا النهج التحقق الإحصائي الأمان مع تقليل الموارد بشكل كبير. أظهرت شراكات Avail مع StarkWare أهميتها في تمكين حلول قابلة للتوسع لمختلف تطبيقات البلوكشين.

KYVE: بنية التحقق من البيانات اللامركزية

يقدم KYVE نهجًا مختلفًا لمشكلة البيانات: فهو يعمل كبروتوكول تحقق ونقل بيانات لامركزي. بدلاً من مجرد تخزين بيانات التوفر، يضمن KYVE عدم قابلية التغيير للبيانات، ويحقق من سلامتها، ويمكّن استرجاعها بسلاسة عبر طبقات التخزين المختلفة.

يقوم البروتوكول بشكل أساسي بربط طبقات التخزين وتوفر البيانات المختلفة، ويخلق واجهة موحدة لتجارب البيانات عبر النظام البيئي. يدعم KYVE من قبل مؤسسات بارزة مثل NEAR وSolana وشركات استثمار مثل Coinbase Ventures، مما يؤكد أهميته. يهدف المشروع إلى تقديم خدمات Data Rollups كخدمة (DRaaS)، مما يمكّن المطورين ومشغلي الرول أب من الوصول إلى بنية تحتية للبيانات بمستوى احترافي. يدعم رمز KYVE أمن الشبكة عبر إثبات الحصة (Proof of Stake) ويعزز الحوكمة اللامركزية.

NEAR DA: توفر البيانات منخفضة التكلفة لإيثريوم

أطلقتها مؤسسة NEAR في أواخر 2023، تستهدف NEAR DA تقليل التكاليف الخاصة بتوفر البيانات لإيثريوم الرول أب. من خلال تقديم تخزين بيانات استدعاء أقل بكثير مقارنة بـ Ethereum Layer 1 — حيث كانت تكلفتها سابقًا حوالي 8000 مرة أكثر — تجعل NEAR DA الحلول المتقدمة للرول أب أكثر جدوى اقتصاديًا لمجموعة أوسع من المشاريع.

تتكامل NEAR DA مع نظام NEAR Open Web، وتوفر أدوات إضافية لمطوري الرول أب، بما في ذلك FastAuth لتسهيل عملية تسجيل المستخدمين، ومكتبة شاملة لتطوير الواجهات اللامركزية. تضع NEAR نفسها ليس فقط كمزود لتوفر البيانات، بل كمنصة كاملة لتطوير البلوكشين المعياري على إيثريوم.

Storj: التخزين السحابي اللامركزي بحوافز اقتصادية

تتعامل Storj مع توفر البيانات من خلال مفهوم التخزين السحابي اللامركزي. توزع أجزاء الملفات المشفرة عبر شبكة عالمية من العقد المستقلة، مما يلغي نقاط الفشل المفردة ويعزز الخصوصية والأمان. يتم تشفير كل ملف باستخدام AES-256-GCM قبل تقسيمه إلى أجزاء وتوزيعها عبر الشبكة.

تتكون الشبكة من ثلاثة مكونات: عقد التخزين التي تحتفظ بالبيانات وتكسب رموز STORJ مقابل خدماتها، عملاء Uplink (أدوات المطورين لعمليات الملفات)، والأقمار الصناعية (التي تدير التحكم في الوصول، والبيانات الوصفية، والمحاسبة). تقدم Storj نموذج تسعير حسب الاستخدام، وتوافق مع Amazon S3، مما يجعله جذابًا للمطورين. من خلال تحفيز مشغلي العقد عبر مدفوعات صغيرة، تخلق Storj شبكة مستدامة لمقدمي خدمات التخزين.

Filecoin: التخزين اللامركزي المستدام على نطاق واسع

يعمل Filecoin كسوق تخزين من نظير إلى نظير حيث يشتري المستخدمون مساحة تخزين من مزودين موزعين. من خلال الجمع بين التحقق التشفيري والحوافز الاقتصادية، يضمن Filecoin أن البيانات ليست مخزنة فحسب، بل يتم صيانتها واسترجاعها بنشاط على مر الزمن.

يستخدم البروتوكول آليات إثبات متخصصة: إثبات النسخ (PoRep) للتحقق من أن المزودين يخزنون البيانات فعلاً، وإثبات الزمن (PoSt) لإثبات التخزين المستمر على مدى فترات طويلة. يدمج Filecoin مع IPFS لإنشاء مزيج قوي — حيث يتولى IPFS توزيع البيانات المعتمدة على المحتوى، بينما يضيف Filecoin طبقة الحوافز الاقتصادية لضمان الاستمرارية. يجذب المطورون إمكانات Filecoin الواسعة، وتوافقه مع IPFS، وتكاليفه المنخفضة مقارنةً بالخيارات المركزية.

التحديات الكبيرة التي تواجه بنية توفر البيانات

على الرغم من التقدم الملحوظ، تواجه طبقات توفر البيانات عقبات كبيرة:

قابلية التوسع في التخزين والقيود الاقتصادية: مع ازدياد حجم المعاملات، تتزايد متطلبات التخزين بشكل أسي. المشكلة تتضاعف لأن البيانات يجب أن تظل متاحة وقابلة للتحقق رياضيًا، مما يخلق عنق زجاجة حسابي وتخزيني يهدد الفوائد التكاليفية التي تهدف إليها طبقات توفر البيانات.

قيود بنية الشبكة التحتية: تعتمد طبقات توفر البيانات على بنية تحتية قوية للشبكة قادرة على توزيع البيانات بسرعة. قيود النطاق الترددي والتأخير عبر الشبكات العالمية تخلق نقاط احتكاك قد تؤدي إلى تأخير تأكيد المعاملات وتقلل من فوائد الأداء التي تبرر حلول الرول أب.

عبء التحقق الحسابي: يتطلب التحقق من سلامة وأصالة كميات هائلة من البيانات موارد حسابية كبيرة. مع تزايد حجم البيانات، قد تظهر عنق زجاجة في التحقق، خاصة للعملاء الخفيفين الذين يحاولون المشاركة في أمان الشبكة بموارد محدودة.

تعقيد التوافق بين سلاسل الكتل: يتطلب انتشار شبكات البلوكشين أن تعمل طبقات توفر البيانات بسلاسة عبر سلاسل مختلفة. تواجه الرول أبس التي تربط بين عدة سلاسل تعقيدات خاصة في الحفاظ على توفر البيانات ونزاهتها عبر آليات توافق مختلفة.

موازنة اللامركزية مع التوسع: الصراع الأساسي لا يزال قائمًا: زيادة اللامركزية عادةً تقلل من التوسع، في حين أن الحلول المركزية تضر بخصائص الثقة بدون الحاجة. إيجاد توازن بين هذين القطبين لا يزال تحديًا مفتوحًا.

الطريق إلى الأمام: توفر البيانات كأساس للتوسع

التكامل بين بنية توفر البيانات وحلول الرول أب يمثل لحظة حاسمة في تطوير البلوكشين. مع تراكم الابتكارات — تحسين ضغط البيانات، وتعزيز بروتوكولات التوافق بين السلاسل، وتقنيات التحقق التشفيري المتقدمة — يكتسب نظام البلوكشين أدوات أكثر قوة لاعتماده في العالم الحقيقي.

لقد تطورت طبقة توفر البيانات من تفصيل تقني غامض إلى ركيزة مركزية في هندسة البلوكشين. ستؤثر تحسيناتها المستمرة بشكل مباشر على مدى سرعة تحقيق تقنية البلوكشين لمعايير التوسع والكفاءة وتجربة المستخدم اللازمة لاعتمادها السائد. للمطورين، والمدققين، والمستخدمين على حد سواء، فإن فهم طبقة توفر البيانات يوفر رؤى مهمة حول سبب تمثيل حلول الرول أب الحديثة تقدمًا حقيقيًا نحو وعد منظومة البلوكشين.