فهم حلول توسيع الطبقة الثانية

تواجه تكنولوجيا البلوك تشين، على الرغم من كونها ثورية، عقبة كبيرة: قابلية التوسع. تعاني بيتكوين وإيثريوم، وهما أكبر عملتين مشفرتين، من معالجة حجم كبير من المعاملات بسرعة وبتكلفة معقولة. هذا القيد يعيق اعتمادهما على نطاق واسع ويحد من أنواع التطبيقات التي يمكن بناؤها عليهما. ظهرت حلول توسيع الطبقة الثانية كنهج واعد لمعالجة هذا التحدي. يقدم هذا الدليل نظرة عامة شاملة لحلول الطبقة الثانية وأنواعها المختلفة وفوائدها وتحدياتها وتأثيرها على نظام البلوك تشين، من منظور عالمي.

ما هي قابلية توسع البلوك تشين؟

تشير قابلية توسع البلوك تشين إلى قدرة شبكة البلوك تشين على التعامل مع عدد كبير من المعاملات في الثانية (TPS) دون المساس بالأمان أو اللامركزية أو الأداء. غالبًا ما يشار إلى التحديات الأساسية لقابلية التوسع باسم "معضلة البلوك تشين الثلاثية"، والتي تفترض أنه من الصعب تحسين الجوانب الثلاثة (قابلية التوسع والأمان واللامركزية) في وقت واحد. غالبًا ما تأتي زيادة إنتاجية المعاملات على حساب الأمان أو اللامركزية.

تتمتع سلاسل البلوك تشين التقليدية مثل بيتكوين بمعدل معاملات محدود في الثانية، مما يؤدي غالبًا إلى بطء أوقات المعاملات وارتفاع رسوم المعاملات، خاصة خلال فترات ارتفاع نشاط الشبكة. على سبيل المثال، خلال فترات الذروة، يمكن أن تصبح رسوم غاز إيثريوم (تكاليف المعاملات) باهظة التكلفة، مما يجعل المعاملات البسيطة غير اقتصادية. وهذا يحد من إمكانية الوصول للمستخدمين في جميع أنحاء العالم، وخاصة في المناطق ذات متوسط ​​دخل أقل.

الحاجة إلى حلول الطبقة الثانية

تهدف حلول الطبقة الثانية إلى تحسين قابلية توسع البلوك تشين من خلال معالجة المعاملات خارج سلسلة البلوك تشين الرئيسية (الطبقة الأولى) مع الاستمرار في الاستفادة من أمانها ولامركزيتها. تخلق هذه الحلول بشكل فعال "طرقًا سريعة" بجانب "طريق" البلوك تشين الرئيسي، مما يسمح بمعاملات أسرع وأرخص.

الأهداف الأساسية لحلول توسيع الطبقة الثانية هي:

• زيادة إنتاجية المعاملات: معالجة المزيد من المعاملات في الثانية، وتحسين سعة الشبكة.
• تقليل رسوم المعاملات: خفض تكلفة المعاملات، مما يجعل تطبيقات البلوك تشين أكثر سهولة.
• تحسين تجربة المستخدم: تقديم أوقات تأكيد أسرع للمعاملات، وتحسين تجربة المستخدم بشكل عام.

أنواع حلول توسيع الطبقة الثانية

يمكن تصنيف حلول الطبقة الثانية على نطاق واسع إلى عدة أنواع، لكل منها نقاط قوتها وضعفها:

1. قنوات الحالة

التعريف: تمكن قنوات الحالة اثنين أو أكثر من المشاركين من إجراء معاملات متعددة خارج السلسلة مع تقديم معاملتين فقط إلى سلسلة البلوك تشين الرئيسية: واحدة لفتح القناة والأخرى لإغلاقها. تتم معالجة جميع المعاملات الوسيطة خارج السلسلة، مما يقلل بشكل كبير من الحمل على سلسلة البلوك تشين الرئيسية.

كيف تعمل: تقوم الأطراف بتأمين مبلغ معين من الأموال في عقد ذكي على السلسلة الرئيسية لفتح القناة. يمكنهم بعد ذلك تبادل المعاملات فيما بينهم خارج السلسلة، وتحديث حالة القناة. بمجرد الانتهاء، يقومون بإغلاق القناة، ويتم تسجيل الحالة النهائية على السلسلة الرئيسية.

أمثلة:

• شبكة Lightning (بيتكوين): مثال بارز على قناة حالة مصممة لمعاملات بيتكوين سريعة ورخيصة، وخاصة المدفوعات الصغيرة. يسمح للمستخدمين بإجراء العديد من المدفوعات الصغيرة دون تكبد رسوم عالية على السلسلة.
• شبكة Raiden (إيثريوم): على غرار شبكة Lightning، تسهل Raiden معاملات إيثريوم السريعة والرخيصة.

المميزات:

• سرعة عالية: تتم معالجة المعاملات على الفور تقريبًا خارج السلسلة.
• رسوم منخفضة: يلغي الحاجة إلى دفع رسوم معاملات على السلسلة لكل معاملة داخل القناة.
• الخصوصية: المعاملات داخل القناة غير مرئية للجمهور على البلوك تشين.

القيود:

• يتطلب تفاعلًا على السلسلة: يتطلب فتح وإغلاق القنوات معاملات على السلسلة، والتي قد تكون مكلفة خلال فترات الازدحام الشديد للشبكة.
• يقتصر على المشاركين في القناة: لا يمكن إجراء المعاملات إلا بين المشاركين في القناة.
• كفاءة رأس المال: يجب تأمين الأموال في القناة، مما يقلل من كفاءة رأس المال.

2. السلاسل الجانبية

التعريف: السلاسل الجانبية هي سلاسل بلوك تشين مستقلة تعمل بالتوازي مع السلسلة الرئيسية وترتبط بها عبر ربط ثنائي الاتجاه. لديهم آليات إجماع خاصة بهم ومعلمات حظر ويمكن تحسينها لحالات استخدام محددة.

كيف تعمل: يمكن للمستخدمين نقل الأصول من السلسلة الرئيسية إلى السلسلة الجانبية والعودة باستخدام جسر. تتم بعد ذلك معالجة المعاملات على السلسلة الجانبية، والاستفادة من إنتاجيتها العالية المحتملة ورسومها المنخفضة. عند الانتهاء، يمكن نقل الأصول مرة أخرى إلى السلسلة الرئيسية.

أمثلة:

• شبكة Liquid (بيتكوين): سلسلة جانبية مصممة لمعاملات بيتكوين السريعة والسرية، وتستخدمها بشكل أساسي البورصات والمتداولون.
• Polygon (المعروفة سابقًا باسم Matic Network): سلسلة جانبية لإيثريوم تقدم معاملات أسرع وأرخص للتمويل اللامركزي والتطبيقات الأخرى.
• شبكة SKALE (إيثريوم): شبكة سلسلة جانبية معيارية توفر قابلية توسع مرنة لتطبيقات إيثريوم.

المميزات:

• زيادة الإنتاجية: يمكن تحسين السلاسل الجانبية لتحقيق إنتاجية معاملات أعلى.
• قابلة للتخصيص: يمكن تصميم السلاسل الجانبية لحالات استخدام محددة، مثل التمويل اللامركزي أو الألعاب.
• رسوم أقل: تكون رسوم المعاملات على السلاسل الجانبية عادةً أقل من تلك الموجودة على السلسلة الرئيسية.

القيود:

• افتراضات الأمان: السلاسل الجانبية لديها آليات إجماع خاصة بها، والتي قد تكون أقل أمانًا من السلسلة الرئيسية. يجب على المستخدمين الوثوق بأمان السلسلة الجانبية.
• مخاطر المركزية: قد تكون بعض السلاسل الجانبية أكثر مركزية من السلسلة الرئيسية.
• نقاط الضعف في الجسر: يمكن أن يكون الجسر الذي يربط السلسلة الرئيسية بالسلسلة الجانبية عرضة للهجمات.

3. التجميعات

التعريف: التجميعات هي حلول توسيع من الطبقة الثانية تقوم بتنفيذ المعاملات خارج السلسلة ولكنها تنشر بيانات المعاملات على السلسلة الرئيسية. وهذا يسمح لهم بوراثة أمان السلسلة الرئيسية مع تحقيق إنتاجية أعلى ورسوم أقل.

كيف تعمل: يتم تجميع المعاملات (تجميعها) في معاملة واحدة وإرسالها إلى السلسلة الرئيسية، مما يقلل من كمية البيانات التي يجب معالجتها على السلسلة. تأتي التجميعات بنوعين رئيسيين: التجميعات التفاؤلية والتجميعات ذات المعرفة الصفرية (ZK-Rollups).

أنواع التجميعات:

أ) التجميعات التفاؤلية

الآلية: تفترض التجميعات التفاؤلية أن المعاملات صالحة ما لم يثبت خلاف ذلك. يقومون بنشر بيانات المعاملات على السلسلة الرئيسية ولكنهم لا ينفذون المعاملات على السلسلة. بدلاً من ذلك، فإنها تسمح بفترة طعن يمكن لأي شخص خلالها الاعتراض على صلاحية المعاملة. إذا ثبت أن المعاملة غير صالحة، فسيتم التراجع عن التجميع ومعاقبة المعاملة الاحتيالية.

أمثلة:

• Arbitrum (إيثريوم): تجميع تفاؤلي يهدف إلى توفير بيئة تنفيذ للأغراض العامة للعقود الذكية لإيثريوم.
• Optimism (إيثريوم): تجميع تفاؤلي آخر يركز على توفير تجربة قابلة للتطوير وسهلة الاستخدام لمستخدمي إيثريوم.

المميزات:

• قابلية التوسع: يزيد بشكل كبير من إنتاجية المعاملات.
• الأمان: يرث أمان السلسلة الرئيسية.
• توافق EVM: يمكنه دعم العقود الذكية المتوافقة مع جهاز إيثريوم الافتراضي (EVM).

القيود:

• فترة الطعن: يمكن أن تستغرق عمليات السحب وقتًا طويلاً نسبيًا (على سبيل المثال، 7 أيام) بسبب فترة الطعن.
• إثباتات الاحتيال: يتطلب إثباتات الاحتيال لاكتشاف وتصحيح المعاملات غير الصالحة.

ب) التجميعات ذات المعرفة الصفرية (ZK-Rollups)

الآلية: تستخدم ZK-Rollups إثباتات المعرفة الصفرية لإثبات صحة المعاملات خارج السلسلة قبل إرسالها إلى السلسلة الرئيسية. يقومون بإنشاء دليل تشفير (SNARK أو STARK) يتحقق من صحة المعاملات دون الكشف عن أي معلومات حول المعاملات نفسها. يتم بعد ذلك نشر هذا الدليل على السلسلة الرئيسية، مما يسمح بالتحقق من المعاملات بشكل أسرع وأكثر أمانًا.

أمثلة:

• zkSync (إيثريوم): ZK-Rollup يوفر معاملات سريعة ورخيصة لمستخدمي إيثريوم.
• StarkWare (إيثريوم): ZK-Rollup يقدم حلولاً قابلة للتطوير لمختلف التطبيقات، بما في ذلك DeFi والألعاب.
• Loopring (إيثريوم): ZK-Rollup مصمم للبورصات اللامركزية (DEXs).

المميزات:

• قابلية التوسع: يوفر إنتاجية معاملات عالية.
• الأمان: يرث أمان السلسلة الرئيسية.
• الانتهاء السريع: يتم الانتهاء من المعاملات بسرعة بسبب استخدام إثباتات المعرفة الصفرية.
• الخصوصية: يمكن أن توفر إثباتات المعرفة الصفرية خصوصية محسنة للمعاملات.

القيود:

• التعقيد: تعتبر ZK-Rollups أكثر تعقيدًا في التنفيذ من التجميعات التفاؤلية.
• تكاليف الحوسبة: يمكن أن يكون إنشاء إثباتات المعرفة الصفرية مكلفًا من الناحية الحسابية.
• توافق EVM: لا يزال التوافق الكامل مع EVM قيد التطوير لبعض ZK-Rollups.

4. فاليديوم

التعريف: يشبه Validium ZK-Rollups في أنه يستخدم إثباتات المعرفة الصفرية للتحقق من صحة المعاملات خارج السلسلة. ومع ذلك، على عكس ZK-Rollups، يقوم Validium بتخزين بيانات المعاملات خارج السلسلة، عادةً مع طرف ثالث موثوق به أو لجنة توفر بيانات لامركزية.

كيف تعمل: تتم معالجة المعاملات خارج السلسلة، ويتم إنشاء دليل معرفة صفرية لإثبات صحتها. يتم بعد ذلك إرسال الدليل إلى السلسلة الرئيسية، بينما يتم تخزين بيانات المعاملة خارج السلسلة. يمكن للمستخدمين استرداد بيانات المعاملة من مزود التخزين خارج السلسلة.

أمثلة:

• StarkEx (إيثريوم): حل Validium تم تطويره بواسطة StarkWare وقد تم استخدامه من قبل العديد من المشاريع، بما في ذلك dYdX لتداول المشتقات اللامركزية.

المميزات:

• قابلية التوسع: يوفر إنتاجية معاملات عالية جدًا.
• الأمان: يعتمد على إثباتات المعرفة الصفرية للتحقق من صحة المعاملات.
• تكاليف أقل على السلسلة: يقلل من التكاليف على السلسلة عن طريق تخزين بيانات المعاملة خارج السلسلة.

القيود:

• توفر البيانات: يعتمد على توفر تخزين البيانات خارج السلسلة. إذا كانت البيانات غير متوفرة، فقد لا يتمكن المستخدمون من الوصول إلى أموالهم.
• افتراضات الثقة: يقدم افتراضات ثقة متعلقة بموفر تخزين البيانات خارج السلسلة.

اختيار حل الطبقة الثانية المناسب

يعتمد اختيار أفضل حل لتوسيع الطبقة الثانية على عدة عوامل، بما في ذلك حالة الاستخدام المحددة، والمستوى المطلوب من الأمان، وإنتاجية المعاملات المطلوبة، والمستوى المقبول من التعقيد. ضع في اعتبارك الأسئلة التالية:

• ما هي حالة الاستخدام الأساسية؟ (مثل DeFi أو الألعاب أو المدفوعات)
• ما هو المستوى المطلوب من الأمان؟
• ما هي إنتاجية المعاملات المطلوبة؟
• ما هي ميزانية التنفيذ والصيانة؟
• هل توافق EVM مطلوب؟

بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب أمانًا عاليًا وإنجازًا سريعًا، قد يكون ZK-Rollups أو Validium هو الخيار الأفضل. بالنسبة للتطبيقات التي تعطي الأولوية لتوافق EVM ومستعدة لقبول وقت سحب أطول، قد تكون التجميعات التفاؤلية أكثر ملاءمة. بالنسبة لتطبيقات الدفع البسيطة، قد تكون قنوات الحالة كافية. توفر السلاسل الجانبية المرونة ولكنها تتطلب دراسة متأنية لأمنها ومخاطر مركزيتها.

النظام البيئي للطبقة الثانية وقابلية التشغيل البيني

مع استمرار نمو النظام البيئي للطبقة الثانية، أصبحت قابلية التشغيل البيني بين حلول الطبقة الثانية المختلفة ذات أهمية متزايدة. يجب أن يكون المستخدمون قادرين على نقل الأصول والتفاعل مع التطبيقات بسلاسة عبر شبكات الطبقة الثانية المختلفة دون مواجهة احتكاك كبير. هناك العديد من المبادرات الجارية لتحسين قابلية التشغيل البيني للطبقة الثانية، بما في ذلك:

• جسور عبر السلاسل: تمكين نقل الأصول بين شبكات الطبقة الثانية المختلفة.
• المقايضات الذرية: السماح بتبادل الأصول بين شبكات الطبقة الثانية المختلفة دون الحاجة إلى وسيط موثوق به.
• بروتوكولات المراسلة الموحدة: تسهيل الاتصال ومشاركة البيانات بين شبكات الطبقة الثانية المختلفة.

مستقبل حلول توسيع الطبقة الثانية

من المقرر أن تلعب حلول توسيع الطبقة الثانية دورًا حاسمًا في مستقبل تكنولوجيا البلوك تشين. مع استمرار نمو اعتماد البلوك تشين، ستصبح الحاجة إلى حلول قابلة للتطوير وفعالة أكثر إلحاحًا. تقدم حلول الطبقة الثانية مسارًا واعدًا نحو تحقيق قابلية التوسع اللازمة لدعم مجموعة واسعة من التطبيقات، من DeFi والألعاب إلى المدفوعات وإدارة سلسلة التوريد. مع نضوج تكنولوجيا الطبقة الثانية وتحسين قابلية التشغيل البيني، يمكننا أن نتوقع زيادة كبيرة في اعتماد حلول الطبقة الثانية ودمجها في النظام البيئي الأوسع للبلوك تشين.

يعد تطوير واعتماد حلول توسيع الطبقة الثانية أمرًا ضروريًا لتحقيق الإمكانات الكاملة لتكنولوجيا البلوك تشين وتقديم فوائدها لجمهور عالمي. من أوقات المعاملات الأسرع إلى الرسوم الأقل، تقدم حلول الطبقة الثانية تجربة أكثر سهولة في الوصول إليها وسهولة في الاستخدام للمستخدمين في جميع أنحاء العالم. مع تطور التكنولوجيا، سيكون من الضروري البقاء على اطلاع بأحدث التطورات وأفضل الممارسات لضمان تنفيذ حلول الطبقة الثانية بفعالية وأمان.

التأثير العالمي والاعتماد

يمتد تأثير حلول الطبقة الثانية إلى أبعد من مجرد التحسينات التقنية. إنها مفتاح لجعل تكنولوجيا البلوك تشين في متناول جمهور عالمي أوسع. فيما يلي بعض الأمثلة على كيفية تشكيلها للمشهد العالمي:

• الشمول المالي: تجعل رسوم المعاملات المنخفضة المعاملات الصغيرة والمدفوعات عبر الحدود أكثر جدوى، خاصة للأفراد في البلدان النامية الذين قد لا يتمكنون من الوصول إلى الخدمات المصرفية التقليدية. تخيل مزارعًا في جنوب شرق آسيا قادرًا على تلقي المدفوعات مباشرة من المشترين في أوروبا دون تكبد رسوم باهظة.
• الوصول إلى التمويل اللامركزي (DeFi): تجعل حلول قابلية التوسع DeFi أكثر سهولة للمستخدم العادي. أدت رسوم الغاز المرتفعة على الطبقة الأولى من Ethereum إلى استبعاد العديد من المستخدمين المحتملين. تسمح حلول الطبقة الثانية لمزيد من الأشخاص على مستوى العالم بالمشاركة في الإقراض والاقتراض والتداول.
• الألعاب و NFTs: تعتبر الطبقة الثانية أمرًا بالغ الأهمية لتمكين الألعاب القائمة على البلوك تشين والرموز غير القابلة للاستبدال (NFTs). تعمل القدرة على إجراء المعاملات داخل اللعبة بسرعة ورخيصة على تحسين تجربة المستخدم وتفتح إمكانيات جديدة للملكية الرقمية. فكر في اللاعبين في أمريكا الجنوبية الذين يتبادلون الأصول داخل اللعبة بسلاسة مع اللاعبين في أمريكا الشمالية.
• اعتماد المؤسسات: تستكشف الشركات بشكل متزايد البلوك تشين لإدارة سلسلة التوريد وإدارة البيانات والتطبيقات الأخرى. تجعل حلول الطبقة الثانية هذه التطبيقات أكثر عملية وفعالية من حيث التكلفة، مما يشجع على اعتماد المؤسسات على نطاق أوسع في مناطق مختلفة.

التحديات والاعتبارات

في حين أن حلول الطبقة الثانية تقدم العديد من الفوائد، فمن الضروري أن تكون على دراية بالتحديات المحتملة:

• المخاطر الأمنية: في حين أن معظم حلول الطبقة الثانية تستفيد من أمان الطبقة الأولى، إلا أن هناك دائمًا مخاطر محتملة مرتبطة ببروتوكولات الجسر والمكونات خارج السلسلة.
• التعقيد: يمكن أن يكون تنفيذ الطبقة الثانية وفهمها أمرًا معقدًا، مما يتطلب من المطورين والمستخدمين تعلم تقنيات ومفاهيم جديدة.
• السيولة المجزأة: يمكن تجزئة السيولة عبر شبكات الطبقة الثانية المختلفة، مما يجعل تداول الأصول أكثر صعوبة.
• مخاوف المركزية: قد تكون بعض حلول الطبقة الثانية أكثر مركزية من غيرها، مما يثير مخاوف بشأن مقاومة الرقابة.

الخلاصة

تعتبر حلول توسيع الطبقة الثانية حيوية لمستقبل تكنولوجيا البلوك تشين. من خلال معالجة تحديات قابلية التوسع في سلاسل البلوك تشين من الطبقة الأولى، فإنها تجعل البلوك تشين أكثر سهولة وبأسعار معقولة وسهولة في الاستخدام لجمهور عالمي. في حين أن التحديات لا تزال قائمة، فإن التطوير والبحث المستمر يعملان باستمرار على تحسين الأداء والأمان وقابلية التشغيل البيني لهذه الحلول. مع استمرار تطور تكنولوجيا البلوك تشين، ستلعب حلول توسيع الطبقة الثانية بلا شك دورًا رئيسيًا في تحقيق إمكاناتها التحويلية.

سواء كنت مطورًا أو مستثمرًا أو مجرد متحمس للبلوك تشين، فإن فهم حلول توسيع الطبقة الثانية أمر بالغ الأهمية للتنقل في عالم تكنولوجيا البلوك تشين المتطور باستمرار. من خلال البقاء على اطلاع بأحدث التطورات وأفضل الممارسات، يمكنك المساهمة في نمو واعتماد البلوك تشين على نطاق عالمي.