فهم أساس شبكات العملات الرقمية: شرح سلاسل الكتل من الطبقة 1

العملات الرقمية مثل البيتكوين تتحدى بشكل أساسي النظام المالي التقليدي من خلال اللامركزية، ومع ذلك فإن غياب السيطرة المركزية لا يترجم إلى فوضى. بل على العكس، يتضح عند فحص البنية التقنية التي تحت أنظمة العملات الرقمية، الهندسة المتطورة والتصميم الدقيق. لكي تعمل أي عملة رقمية بشكل موثوق، فهي تتطلب بروتوكولات موثوقة ومستقلة قادرة على إدارة المعاملات الآمنة من نظير إلى نظير. بالنسبة لمعظم مبادرات العملات الرقمية، تعتبر سلسلة الكتل من الطبقة 1 (L1) البنية التحتية الأساسية لهندسة النظام بأكمله. يستعرض هذا التحليل ما هي سلاسل الكتل من الطبقة 1، وأهميتها الحاسمة في نظام العملات الرقمية، والآليات التي تدفعها، ولماذا تمثل مكونًا لا غنى عنه في تطوير العملات الرقمية.

لماذا تعتبر سلاسل الكتل من الطبقة 1 ضرورية لهندسة العملات الرقمية

تعمل سلاسل الكتل من الطبقة 1 (L1) كبروتوكولات أساسية تُمكن شبكات العملات الرقمية من العمل بشكل مستقل وآمن. فكر فيها كهيئات تشريعية وتنفيذية للمشاريع الرقمية—تضع وتُحافظ على القواعد التي تحكم النظام بأكمله. يحدد الكود الأساسي لبروتوكول L1 معايير التشغيل التي يجب أن يلتزم بها جميع مشاركي الشبكة (المعروفين بالعُقد) من أجل بث والتحقق وتسجيل المعاملات الجديدة عبر دفتر الأستاذ الموزع. تحتوي مواصفات كود L1 على تعليمات شاملة تحدد كيف تتكشف عمليات العملة الرقمية من البداية إلى النهاية.

نظرًا لأن سلاسل الكتل من الطبقة 1 تقع في أدنى مستوى من تصميم الهيكل الخاص بالعملة الرقمية، فهي تعمل إما كقاعدة أو كطبقة أساسية رئيسية. غالبًا ما يستخدم المحترفون في الصناعة مصطلحات مثل “الشبكة الرئيسية” وL1 بشكل متبادل، حيث يشمل بروتوكول L1 جميع المتطلبات التشغيلية الحيوية لشبكة عملة رقمية وظيفية. بدون بنية تحتية قوية من سلسلة الكتل من الطبقة 1، ستفتقر العملات الرقمية إلى الهيكل التنظيمي اللازم لمعالجة المعاملات بشكل موثوق على نطاق واسع.

دور آليات الإجماع في أمان بروتوكول الطبقة 1

كل عملة رقمية تنفذ معايير ترميز وبروتوكولات تشغيلية مميزة، لكن سلاسل الكتل من الطبقة 1 تتطلب آلية إجماع—مكونًا تكنولوجيًا حاسمًا—لإرساء الثقة المتبادلة بين مشغلي الشبكة اللامركزية. تستخدم هذه الآليات عمليات خوارزمية لوضع وتنفيذ إرشادات تحكم كيفية معالجة والتحقق من صحة معاملات العملة الرقمية بشكل صحيح.

مثال على ذلك، بيتكوين يُظهر ذلك من خلال نموذج إجماع إثبات العمل (PoW)، حيث يشارك أعضاء الشبكة في منافسة حسابية كل 10 دقائق، لحل ألغاز رياضية معقدة لإضافة كتل معاملات جديدة إلى السجل. تعتمد أنظمة الطبقة 1 الأخرى على طرق بديلة: على سبيل المثال، نفذت إيثريوم وسولانا آليات إثبات الحصة (PoS)، حيث يقوم المدققون بقفل مقتنيات عملاتهم الرقمية لتأمين امتياز التحقق من معاملات جديدة.

لتشجيع مشغلي الشبكة على المشاركة في أنظمة الطبقة 1 هذه، توزع شبكات PoW وPoS العملات الرقمية الجديدة على العقد التي تنشر كتلًا صالحة بنجاح—يحصل مدققو بيتكوين على BTC، بينما يحصل مدققو إيثريوم على مكافآت ETH. يضمن هيكل الحوافز هذا استمرار مشاركة الشبكة وأمانها.

إضافة إلى خوارزميات الإجماع، تدمج سلاسل الكتل من الطبقة 1 بروتوكولات أمان إضافية في كودها الأساسي لحماية سلامة المعاملات ومنع السلوك الخبيث. تنفذ العديد من أنظمة PoS آليات “الخصم” التي تعاقب المدققين الذين يتصرفون بشكل غير صحيح أو يفشلون في أداء مسؤولياتهم عن طريق إزالة جزء من مقتنياتهم المرهونة. يستخدم بيتكوين نهجًا أمنيًا مختلفًا، حيث يتطلب ست تأكيدات مستقلة قبل أن تُسجل المعاملات بشكل دائم على السلسلة، مما يضيف طبقة تحقق إضافية ضد الأنشطة الاحتيالية.

كما تدير سلاسل الكتل من الطبقة 1 هياكل الرسوم (المعروفة باسم رسوم الغاز) وتحدد كمية العملة الجديدة التي تدخل التداول. على سبيل المثال، يقوم L1 الخاص ببيتكوين تلقائيًا بتقليل معدل إصدار BTC كل أربع سنوات في حدث يُعرف بـ"الانقسام"، مما يقلل بشكل منهجي من المعروض الجديد. أما L1 الخاص بإيثريوم، فيعمل بشكل مختلف، حيث يتضمن آليات إصدار وتدمير ETH ديناميكية تعدل تلقائيًا إجمالي العرض استنادًا إلى مستويات نشاط الشبكة. بعد ترقية EIP-1559 في 2021، أزال إيثريوم بشكل دائم أجزاء من رسوم المعاملات من التداول، مما يسيطر على معدل التضخم الخاص بـ ETH.

سلاسل الكتل من الطبقة 1 الرئيسية: الميزات، والمقايضات، والأداء

قدم البيتكوين نموذج سلسلة الكتل من الطبقة 1 الناجح في عام 2009، ملهمًا مئات المشاريع الرقمية اللاحقة لإنشاء بنيتها التحتية الخاصة من الطبقة 1. تعتمد أكثر العملات الرقمية بروزًا اليوم على سلاسل الكتل من الطبقة 1 لتأمين شبكاتها ومعالجة معاملاتها.

بيتكوين: أنشأها المطور المجهول ساتوشي ناكاموتو في 2009، وتعد أقدم وأعلى قيمة من حيث القيمة السوقية للعملات الرقمية. تستخدم بنيتها الأساسية إطار عمل إثبات العمل (PoW) الذي يتطلب استهلاك طاقة عالية، حيث يتنافس المشاركون كل 10 دقائق لحل مسائل رياضية وتسجيل معاملات جديدة. يركز هذا التصميم على الأمان واللامركزية أكثر من سرعة المعاملات.

إيثريوم: ثاني أكبر عملة من حيث القيمة السوقية، أحدثت ثورة في سلاسل الكتل من الطبقة 1 من خلال تمكين المطورين الخارجيين من بناء تطبيقات لامركزية (dApps) فوق بروتوكولها من الطبقة 1. أُطلقت في 2015 كنظام PoW مستوحى من نهج إجماع بيتكوين، وتحولت بشكل جذري عبر ترقية “الدمج” في 2022 إلى نظام إثبات الحصة (PoS) الذي قلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة مع الحفاظ على أمان الشبكة.

لايتكوين: تم تطويره بعد إطلاق بيتكوين بقليل، وصُمم خصيصًا ليكون نظام دفع نظير إلى نظير أسرع وأكثر اقتصادية. على الرغم من أن بنيته الأساسية تستخدم خوارزمية مختلفة عن بيتكوين، إلا أن لايتكوين يحتفظ بنظام إثبات العمل، ويقدم توليد كتل أسرع بحوالي أربع مرات من شبكة بيتكوين.

سولانا: من بين “منافسين إيثريوم”، تميزت من خلال اختيارات معمارية فريدة تركز على قدرة المعاملات وتكلفة التشغيل. يحقق نظامها من الطبقة 1 القائم على إثبات الحصة قدرة معالجة استثنائية، تصل نظريًا إلى 50,000 معاملة في الثانية، مما يجعله جذابًا للتطبيقات عالية التردد والمستخدمين الباحثين عن رسوم منخفضة.

كاردانو: مثل سولانا، تعمل كطبقة 1 من نوع إثبات الحصة ضمن فئة منافسي إيثريوم، على الرغم من تأسيسها بشكل منفصل في 2015 على يد تشارلز هوسكينسون، مطور سابق في إيثريوم. تركز كاردانو على البحث الأكاديمي المراجَع من قبل الأقران كأساس لتطوير البروتوكول، وترحب بنشاط بمطورين من جهات خارجية لبناء تطبيقات لامركزية على بنيتها التحتية من الطبقة 1.

التحديات الرئيسية للطبقات 1: التوسع والتشغيل البيني

على الرغم من دورها الأساسي في معالجة المعاملات بشكل آمن وفعال، غالبًا ما تواجه سلاسل الكتل من الطبقة 1 قيودًا على المرونة. تم تصميم خوارزميات أنظمة L1 بشكل حتمي للحفاظ على التناسق عبر الشبكة اللامركزية—يجب على كل مشارك اتباع نفس القواعد. بينما يضمن هذا التصميم الصارم التوقعية وضمانات الأمان القوية، فإنه يتعارض غالبًا مع رغبات المطورين في الابتكار وزيادة قدرة المعالجة.

عبّر مؤسس إيثريوم المشارك، فيتالك بوتيرين، عن هذا التوتر من خلال مفهوم “مُعضلة السلسلة الكتلية”، التي تقترح أن مصممي بروتوكولات العملات الرقمية لا بد أن يضحوا بأحد ثلاثة عناصر حاسمة—اللامركزية، والأمان، أو التوسع—عند بناء أنظمتهم. يواصل المطورون استكشاف حلول محتملة، مثل “التقسيم” (sharding)، الذي يقسم السلسلة الأساسية إلى أجزاء بيانات مستقلة. من خلال توزيع متطلبات البيانات عبر مشاركي الشبكة، يهدف التقسيم إلى تسريع سرعة الشبكة وفعاليتها التشغيلية.

قيود أخرى تؤثر على كيفية تواصل سلاسل الكتل من الطبقة 1 مع بعضها البعض. نظرًا لأن كل L1 يحافظ على نظامه البيئي المستقل بمعاييره البرمجية الخاصة، فإن عملية نقل الأصول الرقمية بين L1s المختلفة أو الوصول إلى التطبيقات عبر شبكات متعددة غالبًا ما تصبح تقنيةً إشكالية أو مستحيلة. يُطلق على هذا القيد المعماري اسم “مشكلة التشغيل البيني”، مما دفع مشاريع مثل كوزموس وبولكادوت إلى تركيز جهودها على إنشاء بنية تحتية موثوقة للتواصل بين سلاسل الكتل (IBC).

الطبقة 1 مقابل الطبقة 2: فهم الهيكلية الهرمية

في السنوات الأولى للعملات الرقمية، لم يكن مصطلح “الطبقة 1” موجودًا، حيث كانت معظم سلاسل الكتل تتبع أنماط تشغيلية مماثلة وتؤدي وظائف متطابقة—تنفيذ المعاملات والحفاظ على سلامة الشبكة. مع بدء بناء عملات رقمية أحدث لبروتوكولات فوق هذه السلاسل الأساسية، احتاج المطورون إلى مصطلحات لتمييز الأنظمة الأساسية عن هذه البروتوكولات الإضافية، مما أدى إلى ظهور مصطلح الطبقة 2 (L2).

تشير الطبقة 2 إلى أي نظام عملة رقمية يستفيد من بنية أمان سلسلة الكتل من الطبقة 1 القائمة. عادةً، تستفيد حلول الطبقة 2 من خصائص اللامركزية للأنظمة الأساسية من الطبقة 1—لا سيما إيثريوم—لإضافة وظائف جديدة أو تحسين قدرة المعاملات الأساسية للبروتوكول. تشمل الأمثلة على ذلك أربيتروم، أوبتيميزم، وPolygon، التي تبني شبكاتها فوق إيثريوم لتوفير تأكيدات معاملات أسرع وتقليل كبير في تكاليف المعاملات. عند تفاعل المستخدمين مع حلول الطبقة 2 المبنية على إيثريوم، ينقلون أصولهم الرقمية إلى الطبقة الثانوية، ويستخدمون ميزاتها، ثم يعيدون تسوية معاملاتهم على الشبكة الرئيسية لإيثريوم.

قد تصدر حلول الطبقة 2 أصولًا رقمية خاصة بها، لكنها تختلف جوهريًا عن العملات من الطبقة 1—حيث يُطلق عليها “رموز” بدلاً من “عملات”. الفرق الأساسي هو في وجودها: فالرموز تعمل فقط كإضافات لنظام بيئي من الطبقة 1، بينما تمثل العملات مكونات أساسية لبروتوكول النظام من الطبقة 1. تعمل العملات كآلية الدفع الرئيسية للشبكة، بينما تُستخدم الرموز كميزات إضافية داخل ذلك النظام. من الرموز الشهيرة في الطبقة 2: MATIC من Polygon، وARB من أربيتروم، وOP من أوبتيميزم، وكلها تمثل قيمة داخل بيئاتها من الطبقة 2، مع ارتباطها النهائي بسلسلة الكتل من الطبقة 1 الأم.

فهم سلاسل الكتل من الطبقة 1 هو الأساس لفهم كيفية تنظيم وتأمين وتوسيع شبكات العملات الرقمية الحديثة. مع استمرار تطور الاقتصاد الرقمي، تظل سلاسل الكتل من الطبقة 1 البنية التحتية الأساسية التي تعتمد عليها جميع ابتكارات العملات الرقمية.