راه‌کار مقیاس بندی لایه 2 در ارزهای دیجیتال چیست؟

فناوری بلاک‌چین مزیت‌های بسیار جذابی ارائه می‌دهد که از جمله می‌توان به تمرکززدایی، تعاملات بدون نیاز به اعتماد، سطح امنیت بالا و ثبت تغییرناپذیر سوابق اشاره کرد. این ویژگی‌ها، امکان توسعه‌ی اکوسیستم ارزهای دیجیتال پررونق را فراهم کرده است و از نوآوری‌های تکنولوژیک پایدار حمایت می‌کند. بااین‌حال، یکی از مشکلات اصلی بسیاری از شبکه‌های بلاک‌چین، مسئله‌ی مقیاس‌پذیری آن‌ها است. مشکلات مقیاس‌پذیری، زمانی به‌وجود می‌آیند که میزان داده‌هایی که از طریق بلاک‌چین عبور می‌کنند، به دلیل ظرفیت ناکافی آن بلاک‌چین با محدودیت مواجه شوند.

به گزارش کوین مارکت‌کپ، یک بلاک‌چین در حالت ایده‌آل، می‌تواند تعداد نامحدودی از تراکنش‌ها را در هرثانیه پردازش کند که به آن توان عملیاتی یا به‌طور خلاصه TPS نیز گفته می‌شود. بااین‌حال، بلاک‌چین اصلی بیت کوین فقط توان پردازش سه تا هفت TPS را دارد. در مقایسه باید اشاره کنیم شبکه‌ی پرداخت ویزاکارت می‌تواند حدود ۲۰ هزار TPS را با بهره گرفتن از سیستم‌های متمرکز «ویزا نِت»، پردازش کند. تفاوت در این زمینه‌ به سطح تمرکززدایی و حفظ حریم خصوصی‌ مرتبط می‌شود؛ قابلیت‌هایی که بیت کوین و سایر بلاک‌چین‌هایی که قصد ارائه‌ی آن را دارند. برای جایگزینی یک سیستم متمرکز ساده، زمان و قدرت پردازشی زیادی نیاز است. هر تراکنش باید توسط یک شبکه‌ی جهانی از گره‌ها پذیرفته، استخراج، توزیع و تأیید شود.

توسعه‌دهندگان بلاک‌چین برای حل این مشکلات، سعی دارند تا توان بلاک‌چین برای پردازش تعداد بیشتر تراکنش‌ها را بهبود دهند. این یعنی تعداد تراکنش‌های بیشتری در هر ثانیه پردازش خواهد شد و مدت زمان مورد نیاز برای پردازش تراکنش‌ها نیز کاهش خواهد یافت. یکی از روش‌های حل این مشکل، استفاده از راه‌کارهای لایه‌ی ۲ است. این روش، هدف مشترک جامعه‌ی بلاک‌چین را به واقعیت تبدیل خواهد کرد؛ هدفی که به‌دنبال فراهم کردن امکان دسترسی آسان، ایمن و کارآمد به ارزهای دیجیتال و سیستم‌های مبتنی بر بلاک‌چین برای همه‌ی افراد است.

چرا راه‌کارهای مقیاس‌بندی ضروری‌اند؟

راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری می‌توانند با ایجاد مهلت برای بلاک‌چین، بدون نیاز به افزایش اندازه بلوک یا ارائه اقدامات دیگری که ظرفیت فناوری را برای تمرکززدایی و سطوح بالای امنیت مختل می‌کند، با مشکلات مطرح شده مقابله کند.

راه‌کارهای مقیاس‌بندی لایه ۱

راه‌کارهای بلاک‌چین لایه ۱ با تغییر نحوه‌ی عملکرد پروتکل‌های پایه (به‌عنوان مثال گواه بر کار یا PoW) به بهبود عملکرد آن‌ها در پردازش داده‌ها کمک می‌کنند. به‌عنوان مثال، شبکه‌ی اتریوم اکنون به سمت الگوریتم گواه اثبات سهام (PoS) حرکت می‌کند. سرعت تراکنش‌های این روش جدید استخراج، سریع‌تر بوده و در مصرف انرژی نیز بهینه‌تر عمل می‌کنند.

شاردینگ (Sharding) یکی دیگر از راه‌کارهای مقیاس‌بندی لایه ۱ است که فرایند احراز هویت و اعتبارسنجی تراکنش‌ها را به قطعات کوچک‌تر تقسیم می‌کند. این فناوری، حجم کار را در سراسر شبکه‌ی همتا‌به‌همتا (P2P)، بهتر پخش می‌کند تا از گره‌های بیشتر، قدرت محاسباتی بیشتری به ارمغان بیاورد. همه‌ی این مراحل، باعث می‌شود بلوک‌ها سریع‌تر تکمیل شوند.

بااین‌حال، راه‌کارهای لایه ۱ تنها روش موجود برای مقیاس‌بندی بلاک‌چین نیستند. راه‌کارهای لایه ۲ برای مقیاس‌بندی، یک پروتکل اضافی ایجاد می‌کنند که روی بلاک‌چین‌هایی مانند اتریوم و بیت‌ کوین ساخته شده است.

راه‌کارهای مقیاس‌پذیری لایه ۲، توان عملیاتی را بدون دستکاری در هیچ‌یک از ویژگی‌های غیرمتمرکز یا امنیتی اصلی که در بلاک‌چین اصلی وجود دارند، افزایش می‌دهند.

زنجیره‌ی جانبی (Sidechain) چیست؟

زنجیره‌های جانبی را می‌توان ترکیبی بین راه‌کارهای لایه ۱ و لایه ۲ برای مقیاس‌بندی در نظر گرفت. سایدچین، بلاک‌چین دیگری است که به یک زنجیره‌ی اصلی مانند بیت کوین مرتبط است. سایدچین با یک میخ دو طرفه (2WP) ارتباط دارد که پروتکلی است که امکان انتقال باز ارز دیجیتال از زنجیره‌ی اصلی به زنجیره لایه ۲ را فراهم می‌کند. این فرایند به درجه‌ای از اعتماد شخص ثالث نیاز دارد.

یکی از نمونه‌های زنجیره‌ی جانبی، شبکه‌ی لیکوئید (Liquid) است که به زنجیره‌ی اصلی بیت کوین متصل است. هدف مقیاس‌بندی لایه ۲ مثل سایر راه‌کارها، رفع مشکلات مقیاس‌پذیری با بارگذاری برخی از فرآیندهای اعتبارسنجی و پردازش تراکنش در بلاک‌چین دیگر است. این امر امکان پردازش تعداد بیشتری از تراکنش‌ها را در زنجیره‌ی اصلی فراهم می‌کند.

پاراچین چیست؟

پاراچین مخفف «زنجیره‌ی موازی» است. همان‌طور که می‌توانید تصور کنید، این زنجیره‌ها به موازات یکدیگر در سیستمی از بلاک‌چین‌های به‌هم پیوسته اجرا می‌شوند. همه‌ی پاراچین‌ها در یک چهارچوب ایجاد می‌شوند که به آن‌ها امکان می‌دهد ویژگی‌های امنیتی یکسانی داشته باشند و همه آن‌ها به زنجیره‌ی رله‌ی مرکزی متصل هستند. بااین‌حال، همه‌ی پاراچین‌ها همچنین می‌توانند به‌طور مستقل، به برنامه‌های خاص خود عمل کنند. این ویژگی، ایده‌ی اصلی طراحی پلتفرم پولکادات است. پاراچین‌ امکان تراکنش‌های بسیار سریع را فراهم می‌کند؛ زیرا بار کاری به‌طور موثری در شبکه پخش می‌شود.

اتریوم ۲/۰ چیست؟

اتریوم ۲/۰ به تغییر شبکه‌ی اتریوم به یک سیستم گواه بر سهام (PoS) پایدارتر اشاره دارد که از اشتراک‌گذاری و سایر ویژگی‌های مقیاس‌پذیری پشتیبانی می‌کند. این مجموعه از پیشرفت‌ها، مقیاس‌پذیری اتریوم را افزایش می‌دهد و آن را با سایر بلاک‌چین‌های پیشرو در زمینه‌ی توان عملیاتی، برابر می‌کند. سرمایه‌گذاران اتریوم می‌توانند در ازای مشارکت خود در تلاش‌های شبکه برای اعتبارسنجی، سکه‌های خود را برای کسب جوایز به اشتراک بگذارند.

هش‌گراف چیست؟

هش‌گراف‌ها قلمرو بلاک‌چین را ترک می‌کنند و به‌کلی یک فناوری متفاوت در نظر گرفته می‌شوند. بااین‌حال، از آنجایی که آن‌ها همچنین یک فناوری دفتر کل توزیع شده (DLT) محسوب می‌شوند، شباهت زیادی با بلاک‌چین‌ها دارند. علاوه‌براین، بر خلاف بلاک‌چین، هش‌گراف به ثبت رسیده است و تنها دفتر کل موجود که از آن استفاده می‌کند، هدرا هش‌گراف است. هدرا پس از بیت کوین و اتریوم، خود را به‌عنوان نسل سوم فناوری دفتر کل عمومی معرفی می‌کند. مقیاس‌پذیری این فناوری خارق‌العاده، و قادر به پردازش ۱۰ هزار تراکنش در هر ثانیه است. از دیگر ویژگی‌های این فناوری می‌توان به هزینه‌های کم‌تر، مصرف انرژی بهینه‌تر و سرعت بالای پردازش تراکنش‌ها اشاره کرد.

انواع راه‌کارهای لایه ۲

راه‌کارهای مقیاس‌بندی لایه ۲ باید امنیت زیربنایی زنجیره‌ی اصلی را به ارث ببرند. در حالی‌که ممکن است زنجیره‌های جانبی از شبکه‌ها یا اعتبارسنجی‌های دیگری برای ایمن کردن بلاک‌چین استفاده کنند، لایه ۲ خود را با به ارث بردن مستقیم امنیت از زنجیره اصلی، متمایز می‌کند. راه‌کارهای اصلی لایه ۲ عبارت‌اند از مجموعه‌ای با دانش صفر (zero-knowledge rollups) و مجموعه‌های خوش‌بینانه (optimistic rollups).

موتورهای مقیاس‌پذیری لایه ۲ و راه‌کارهایی مانند استارک‌ور، خوش‌بینی و آربیتروم، مقیاس‌پذیری را برای بلاک‌چین‌ها فراهم می‌کنند تا تعداد فزاینده‌ای از صرافی‌ها و پلتفرم‌ها بتوانند از شبکه‌هایی مانند اتریوم استفاده کنند.

مجموعه‌های دانش صفر

مجموعه‌های دانش صفر، با نام ZK-Rollups مجموعه‌ای از داده‌ها است که توسط یک قرارداد هوشمند در زنجیره اصلی وثیقه می‌شوند، در حالی‌که برای پردازش و محاسبات به خارج از زنجیره منتقل می‌شوند. ایجاد هر بلوک جدید در این مجموعه‌ها حدود یک دقیقه زمان می‌برد و علاوه‌بر این امکان پردازش ۲۰۰۰ تراکنش در هر ثانیه را ارائه می‌دهند. دانش صفر، به این معنی است که همه‌ی تأییدکنندگان می‌توانند بدانند که اطلاعات یکسانی در اختیار دارند، بدون اینکه این داده‌ها، واقعاً افشا شود.

عملکرد راهکار مقیاس‌بندی لایه ۲ ZK-rollups، به‌دلیل ذخیره‌سازی خارج از زنجیره‌ی داده‌ها بهتر از لایه ۱ است. داده‌های مهم مربوط به قراردادهای هوشمند از بلاک‌چین‌های لایه ۱ کم‌تر درخواست می‌شوند. این مورد باعث صرفه‌جویی درخورتوجه در قدرت پردازش خواهد شد و برای اعتبارسنجی تراکنش‌ها، ظرفیت کم‌تری از بلاک‌چین مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ در نتیجه هزینه‌های گس (Gas Fee) کاهش خواهد یافت و معاملات سریع‌تر و ارزان‌تر انجام می‌شود.

مجموعه‌های خوش‌بینانه

مجموعه‌های خوش‌بینانه روی لایه‌ی پایه‌ی اتریوم اجرا می‌شوند تا امکان اجرای تعداد زیادی از قراردادهای هوشمند بدون نیاز به بارگذاری، فراهم شود. این مجموعه‌ها همچنان از همان سطوح امنیتی زنجیره‌ی اصلی اتریوم بهره می‌برند. جمع‌آورنده‌های داده، برای دستیابی به افزایش سرعت تراکنش، ریشه‌های مرکل را محاسبه می‌کنند. بااین‌حال، توان عملیاتی این روش، نسبت به پلاسما و ZK Rollups کم‌تر است.

تفاوت اصلی مجموعه‌ی خوش‌بینانه، در مقایسه با ZK-rollup این است که پردازش تراکنش‌های لایه ۲، زمان بیشتری می‌برد. مجموعه‌های خوش‌بینانه باید برای بررسی ریشه‌های مرکل قبل از به‌روزرسانی وضعیت به اعتبارسنجی‌های خارجی تکیه کنند. بااین‌حال، مزیت این است که مجموعه‌های خوش‌بینانه می‌توانند قراردادهای هوشمند را به روشی مشابه با بلاک‌چین قراردادهای هوشمند زیربنایی، پشتیبانی کنند.

پلاسما

راه‌کارهای لایه ۲ پلاسما اتریوم، از بلاک‌چین‌های فرزند یا ثانویه‌ای استفاده می‌کند که به زنجیره‌ی اصلی در تأیید تراکنش‌ها کمک می‌کند. زنجیره‌ی پلاسما مشابه قراردادهای هوشمند یا پاراچین‌های پولکادوت است. بااین‌حال، آن‌ها در یک سلسله مراتب، ساختار متفاوتی دارند تا تراکنش‌ها را برای آزاد کردن کار و بهبود قابلیت فروش از زنجیره‌ی اصلی دریافت کنند.

راه‌کارهای مقیاس‌بندی لایه ۲ بیت کوین

شبکه‌ی لایتنینگ بیت کوین

شبکه‌ی لایتنینگ بیت کوین یکی از شناخته شده‌ترین راه‌کارهای لایه ۲ برای بیت کوین است. مانند سایر راه‌کارهای لایه ۲، بسته‌های تراکنش قبل از انتقال آن اطلاعات از زنجیره‌ی اصلی به خارج از زنجیره، بررسی می‌شود. شبکه‌ی لایتنینگ همچنین قراردادهای هوشمندی را برای بیت کوین به ارمغان می‌آورد که به‌طور کلی پیشرفت بزرگی برای این شبکه محسوب می‌شود.

شبکه‌ی لایتنینگ بیت کوین مزایای زیر را نوید می‌دهد: پرداخت فوری، مقیاس‌پذیری، هزینه‌ی کم و مبادله زنجیره‌های بلوکی متقابل.

همان‌طور که از نام آن پیدا است، این راه حل لایه ۲ پرداخت‌های برق‌آسا را ​​در بلاک چین بیت کوین، با سرعت میلی‌ثانیه‌ای معرفی می‌کند. میانگین زمان تراکنش فعلی بیت کوین حدود ۱۰ دقیقه است. بااین‌حال، اگر شبکه شلوغ باشد، احتمال افزایش زمان مورد نیاز برای تأیید تراکنش‌ها وجود دارد.

شبکه‌ی لایتنینگ بیت کوین همچنین ادعا می‌کند که می‌تواند میلیون‌ها تا میلیاردها تراکنش‌ را در هر ثانیه پردازش کند؛ این آمار، چندین برابر بیشتر از ارائه‌دهندگان خدمات پرداخت قدیمی مثل ویزا است.

با تسویه‌ی تراکنش‌های خارج از زنجیره به‌عنوان راهکار لایه ۲، کارمزدها تا حد زیادی کاهش می‌یابد و امکان پرداخت‌های خرد فوری نیز در دسترس قرار خواهد گرفت.

در نهایت، تا زمانی که زنجیره‌ها از همان تابع هش رمزنگاری پشتیبانی می‌کنند، امکان اجرای سوآپ‌های اتمی زنجیره‌ای متقابل در خارج از زنجیره فراهم خواهد شد. بیت کوین در الگوریتم خود از عملکرد رمزنگاری SHA-256 استفاده می‌کند.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد شبکه‌ی لایتنینگ بیت کوین می‌توانید به این لینک مراجعه کنید.

راه‌کارهای مقیاس‌پذیری لایه ۲ اتریوم

استارک‌وِر (Starkware)

استارک‌ور یک ارائه دهنده‌ی راهکار مقیاس‌پذیری لایه ۲ اتریوم است که شامل سه محصول StarkNet، StarkEx و Cairo است.

StarkNet یک راهکار غیرمتمرکز لایه ۲ ZK-rollup بدون مجوز برای بلاک‌چین اتریوم است. توسعه‌دهندگان اکنون می‌توانند قراردادهای هوشمند خود را بدون مجوز در شبکه‌ی آزمایشی StarkNet مستقر کنند. مزیت اصلی توانایی اپلیکیشن‌های غیرمتمرکز (DApps) برای دستیابی به مقیاس نامحدود است، در حالی‌که همچنان از قابلیت ترکیب‌بندی و امنیت اتریوم بهره می‌برد. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد StarkNet را می‌توانید به این‌ لینک مراجعه کنید.

StarkEx یک موتور مقیاس‌پذیری لایه ۲ است که از ژوئن ۲۰۲۰ در شبکه‌ی اصلی ثبت و به‌کار گرفته شده است. این موتور در موارد مختلفی مورد استفاده قرار گرفته است و از جمله مشتریان مهم آن می‌توان به DeversiFi، Immutable و dYdX اشاره کرد. مزایای اصلی StarkEx مقیاس‌پذیری بدون اعتماد با استفاده از فناوری ZK-STARK، توانایی طراحی اپلیکیشن غیرمتمرکز مجزا، و راهکار مقیاس‌پذیری قوی و ایمن برای طیف گسترده‌ای از کاربردها است. اطلاعات بیشتر در مورد StarkEx را می‌توانید در اینجا بیابید.

Cairo زبان کامل تورینگ استارک‌ور است که StarkNet و StarkEx نیز از آن بهره می‌برد. این زبان، امکان مقیاس‌بندی اپلیکیشن‌های غیرمتمرکز را با استفاده از STARK فراهم می‌کند. جزئیات بیشتر در مورد Cairo را می‌توانید در اینجا بیابید.

خوش‌بینی

Optimistic Ethereum یک زنجیره‌ی جمع‌آوری خوش‌بینانه‌ی سازگار با ماشین مجازی اتریوم (EVM) است. مزایای اصلی این روش، این است که سریع، ساده و امن است. کاربران می‌توانند دارایی‌ها را با استفاده از درگاه اتریوم، به داخل و خارج از شبکه منتقل کننند. همچنین پروژه‌هایی که به‌دنبال استقرار هستند می‌توانند فرمی را برای قرار گرفتن در لیست سفید Optimism ارسال کنند. پروژه‌هایی که معیارهای راه اندازی خود را برآورده می‌کنند در دو هفته تأیید خواهند شد. نسخه‌ی آلفا یونی‌سواپ ۳ در جولای ۲۰۲۱ روی شبکه‌ی اصلی Optimistic Ethereum اجرا شد.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد Optimism می‌توانید به وب‌سایت رسمی این پروژه مراجعه کنید.

آربیتروم

آربیتروم (Arbitrum) یک راهکار لایه ۲ است که برای افزایش سرعت و مقیاس‌پذیری در قراردادهای هوشمند اتریوم طراحی شده است، در حالی‌که ویژگی‌های جدیدی برای حریم خصوصی ارائه می‌دهد. پلتفرم لایه ۲ به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا بدون به‌ خطر انداختن امنیت لایه ۱، تراکنش‌های اصلاح نشده‌ی EVM را روی لایه ۲ اجرا کنند.

آربیتروم، خود را به‌عنوان راهکار مقیاس‌پذیری ایده‌آل برای برنامه‌های امور مالی غیرمتمرکز (DeFi) معرفی کرده است. این راهکار، امکان استفاده از Arbitrum rollup را برای مقیاس‌بندی هر قرارداد اتریوم فراهم کرده است.

آف‌چین لبز (Offchain Labs)، شرکت سازنده‌ی Arbitrum، از Arbitrum One رونمایی کرده است. Arbitrum One در واقع نسخه‌ی بتای شبکه‌ی اصلی اتریوم این شرکت محسوب می‌شود که در ۳۱ اوت ۲۰۲۱ در دسترس کاربران قرار گرفته است. ارزش این شرکت ۱/۲ میلیارد دلار اعلام شده است.

نظر شما در مورد راه‌کارهای مقیاس‌بندی لایه ۲ چیست؟