تحليل البلوكشين: ما هو الطبقة الثانية؟

مقدمة

تزداد العملات المشفرة يوماً بعد يوم. اعتباراً من يونيو 2024، كان هناك 617 مليون مالك للعملات المشفرة وكانت القيمة السوقية الإجمالية 2.24 تريليون دولار. ولكن حتى مع هذا النمو الهائل، لا تزال تقنية البلوكشين تواجه مشكلة كبيرة: القابلية للتوسع. تبلغ قدرة شبكة إيثيريوم الرئيسية حوالي 15-30 معاملة في الثانية (TPS)، وهي ليست ثابتة. يمكن أن تتغير قليلاً بناءً على حجم الكتلة ونشاط الشبكة. أيضاً، ستعمل انتقال إيثيريوم إلى إثبات الحصة (PoS) مع إيثيريوم 2.0 على تحسين القابلية للتوسع، خاصة عند دمجه مع التقسيم.

فكر في حلول الطبقة الثانية (L2) كتعزيز توربو للبلوكشين. إنها تقنيات خارج السلسلة مبنية فوق البلوكشين الرئيسي، الطبقة الأولى (L1) لجعل المعاملات أسرع وأرخص وأكثر كفاءة. بعض حلول L2 مثل Arbitrum, Polygon, Optimism وغيرها يمكنها معالجة 4,000 معاملة في الثانية. ليس لأنها تفعل ذلك يومياً، ولكن يمكنها القيام بذلك عند الحاجة، وهو ترقية كبيرة من السرعة المعتادة. تعني هذه القدرة أننا يمكن أن نمتلك تطبيقات أكثر تعقيداً مثل التمويل اللامركزي، والألعاب، وأمور سلسلة التوريد تعمل بسلاسة على البلوكشين.

باختصار، بينما تكون الطبقة الأولى مشغولة بتغييرات كبيرة مثل زيادة أحجام الكتل، تستخدم الطبقة الثانية حيل ذكية مثل التجميعات والسلاسل الجانبية لتسريع الأمور دون التضحية بالأمان. في هذه المقالة، سنتعمق في الطبقة الثانية ونرى كيف ستغير عالم البلوكشين.

ما هو حل الطبقة الثانية؟

تعتبر حلول الطبقة الثانية مثل الصلصة السرية التي تأخذ تقنية البلوكشين إلى المستوى التالي، حيث تتعامل مع المشاكل الرئيسية التي لا تستطيع بلوكشينات الطبقة الأولى التقليدية مثل بيتكوين وإيثيريوم التعامل معها دائمًا. بالتأكيد، تقوم بلوكشينات الطبقة الأولى بالعمل الشاق - فهي تعالج المعاملات وتحافظ على الأمان باستخدام طرق التوافق مثل إثبات العمل (PoW) أو إثبات الحصة (PoS). لكنها غالبًا ما تواجه مشاكل عندما يتعلق الأمر بالتوسع. هذه المشكلة هي جزء من "ثلاثية البلوكشين"، التي تقول إنه من الصعب تحقيق القابلية للتوسع و الأمان و اللامركزية في نفس الوقت. بسبب ذلك، يمكن أن تتباطأ شبكات الطبقة الأولى، مما يؤدي إلى أوقات انتظار أطول ورسوم أعلى، خاصة عندما تزدحم الأمور. تدخل حلول الطبقة الثانية للحفاظ على سير كل شيء بسلاسة، حتى عندما تكون الشبكة تحت الضغط.

على سبيل المثال، تعتبر شبكة لايتنينغ واحدة من عدة حلول للطبقة الثانية لبيتكوين، وليست الوحيدة، حيث تجعل المعاملات أسرع وأرخص من خلال أخذها بعيدًا عن البلوكشين الرئيسي لفترة. تخيل أنك وصديقك تفتحان قناة دفع خاصة، وهي مثل دفتر أستاذ رقمي بينكما فقط. ومع ذلك، بينما تحدث المعاملات خارج السلسلة في شبكة لايتنينغ، لا تزال مدعومة بنموذج أمان الطبقة الأولى لبيتكوين من خلال عقود قفل الوقت الهاش (HTLCs)، التي تضمن تسوية الأموال بأمان على السلسلة الرئيسية في حالة حدوث نزاع. الجزء الرائع هو أنك تحتاج فقط إلى تحديث البلوكشين مرتين: مرة عند فتح القناة ومرة عند إغلاقها. بهذه الطريقة، لا يتعطل البلوكشين مع كل معاملة فردية، مما يجعل العملية بأكملها أسرع وأرخص. تعمل تجميعات إيثيريوم - تجميعات متفائلة وتجميعات المعرفة الصفرية (ZK) - بشكل مختلف قليلاً ولكن بنفس الهدف المتمثل في تقليل الحمل على البلوكشين الرئيسي. إذن، ما هي حلول التوسع الموجودة هناك؟

توسيع الطبقة الثانية لإيثيريوم

التجميعات

التجميعات هي بروتوكولات برمجية تعمل فوق السلسلة الرئيسية، مما يسهل المعاملات ويقلل من الازدحام. تجميعات متفائلة، مثل Base، Arbitrum، Optimism، Boba Network، تجمع عدة معاملات في دفعة واحدة وتقدم هذه الدفعة المضغوطة كبيانات استدعاء إلى السلسلة الرئيسية لإيثيريوم. هنا تصبح الأمور مثيرة: تفترض هذه التجميعات أن المعاملات صالحة وتقدم بيانات المعاملات إلى السلسلة الرئيسية دون إجراء الحساب على السلسلة. إذا نشأ نزاع، يمكن التحقق من المعاملات من خلال آلية تحدي تضمن صلاحيتها. ومع ذلك، إذا اشتبه شخص ما في وجود خطأ أو معاملة احتيالية، يمكنه بدء إثبات الاحتيال خلال نافذة التحدي. إذا كان الإثبات ناجحًا، يتم التراجع عن الدفعة، وقد يخسر المقدم وديعة. تعمل إثباتات الاحتيال في التجميعات المتفائلة من خلال الطعن في التحولات غير الصالحة المحتملة، مما يؤدي إلى تفعيل التحقق على السلسلة. يقلل هذا النظام من كمية الحسابات التي يتعين على السلسلة الرئيسية القيام بها، مما يجعل الأمور أسرع وأرخص، ولكنه لا يزال آمنًا بفضل هذه الآلية التحدي.

تأخذ ZK Rollups، من ناحية أخرى، نهجًا مختلفًا. بدلاً من افتراض أن كل شيء على ما يرام حتى يثبت العكس، تستخدم ZK Rollups إثباتات تشفيرية، وتحديدًا حجج المعرفة غير التفاعلية الموجزة من عدم المعرفة (zk-SNARKs) أو zk-STARKs للتحقق من مجموعة من المعاملات خارج السلسلة. إنها تولد ما يسمى بـ "إثبات موجز" (غالبًا ما يكون SNARK أو STARK) لكل مجموعة من المعاملات." هذا الإثبات هو وسيلة فعالة للغاية لإثبات أن جميع المعاملات في المجموعة صالحة دون الحاجة إلى المرور بكل واحدة على حدة على سلسلة الإيثيريوم الرئيسية. تتحقق السلسلة الرئيسية فقط من هذا الإثبات، وهو سريع جدًا، ثم يمكنها قبول المجموعة الكاملة من المعاملات بثقة. هذه الطريقة آمنة للغاية وفعالة، على الرغم من أنها أكثر تعقيدًا قليلاً من الناحية التقنية.

سلاسل جانبية

نوع آخر من حلول التوسع. السلاسل الجانبية تشبه تقريبًا عوالم موازية، تعمل كبلوكشين منفصل بجانب السلسلة الرئيسية. سلسلة بينانس الذكية (المعروفة الآن باسم سلسلة BNB الذكية) وأفالانش هما بلوكشين من الطبقة الأولى بنماذج توافق خاصة بهما، وليست سلاسل جانبية من الطبقة الثانية للإيثيريوم. تعمل بوليغون ككل من سلسلة جانبية تعتمد على إثبات الحصة ومجمع لحلول الطبقة الثانية ولديها مجموعة خاصة بها من المدققين وآليات التوافق، مما يعني أنها يمكن أن تتعامل مع المعاملات بمفردها، دون الاعتماد على السلسلة الرئيسية في كل شيء. الجزء الرائع هو أن السلاسل الجانبية تعتمد عادةً على الجسور (مثل، جسور بلازما أو عقود ذكية) لتسهيل نقل الأصول، والتي قد لا تعمل دائمًا كربط حقيقي ثنائي الاتجاه كما في شبكة بيتكوين السائلة. هذا يسمح لك بنقل الأصول بين السلسلة الرئيسية والسلسلة الجانبية، وهو شائع بشكل خاص للمستخدمين الذين يتطلعون للاستفادة من ميزات الشبكات المختلفة أو رسوم المعاملات المنخفضة. غالبًا ما تستخدم السلاسل الجانبية الجسور لتحقيق ذلك، مما يسمح بالتواصل السلس ونقل الأصول بين السلسلتين، على الرغم من أن آليات التوافق الخاصة بها قد تكون مختلفة تمامًا.

قنوات الحالة

منتج آخر للتوسع هو قنوات الحالة. قنوات الحالة هي آليات خارج السلسلة تسمح للمستخدمين بإجراء معاملات متعددة بشكل خاص دون بث كل معاملة إلى سلسلة الكتل. يتم تسجيل المعاملات الافتتاحية والإغلاق فقط على السلسلة، مما يقلل من الازدحام ويسرع التفاعلات. قنوات الحالة هي آليات خارج السلسلة تسمح للمشاركين بالتعامل مباشرة مع بعضهم البعض دون الحاجة إلى تسجيل كل تفاعل على السلسلة الرئيسية. يتم تسوية الحالة النهائية فقط على السلسلة.

تخيل كيف يمكنك أنت وأصدقاؤك التحدث بشكل خاص. بدلاً من الصراخ بكل رسالة إلى العالم بأسره، يمكنك فقط تتبع محادثتك وإخبار الجميع بالنتيجة النهائية. هذه هي طريقة عمل قنوات الدولة. تتطلب قنوات الدولة إعداد القناة الأولية والتسوية النهائية أن تحدث على السلسلة، باستخدام محفظة متعددة التوقيعات لضمان أن المعاملات خارج السلسلة متفق عليها بشكل متبادل من قبل المشاركين. أيضًا، لاحظ أن قنوات الدولة مفيدة بشكل أساسي للمعاملات المتكررة ذات القيمة الصغيرة (المدفوعات الصغيرة) وليست للتفاعلات المعقدة لعقود الذكاء. هذا فعال للغاية لأشياء مثل الألعاب أو المدفوعات الصغيرة

بلازما

بلازما مختلفة تمامًا من حيث أنها إطار يستضيف عائلة من سلاسل الكتل الأصغر المتصلة بالسلسلة الرئيسية. تعمل هذه السلاسل الأصغر، التي تُعرف غالبًا بسلاسل الأطفال، وفقًا لقواعدها الخاصة والمصادقين ولكنها تعتمد على الالتزامات الدورية للسلسلة الرئيسية من أجل الأمان. بينما توفر بلازما فوائد التوسع، تواجه تحديات مثل البطء في النهائية ومشكلات محتملة في توفر البيانات. شهدت بلازما انخفاضًا في التبني بسبب قيودها في الأمان والنهائية، حيث يجب على المستخدمين الانتظار خلال فترات خروج طويلة (غالبًا 7-14 يومًا) لسحب الأموال مرة أخرى إلى إيثريوم. من الضروري الإشارة إلى أن بلازما قد تم تجاوزها إلى حد ما بواسطة التجميعات، التي هي أكثر كفاءة وأمانًا، وأحد أقدم وأشهر تطبيقات بلازما هو شبكة OMG.

تقديم حالات المعاملات النهائية بشكل دوري مرة أخرى إلى إيثريوم للتحقق، مما يضمن الأمان والنهائية، تتعامل سلاسل بلازما مع حجم كبير من المعاملات خارج السلسلة، لكنها محدودة في دعم العقود الذكية المعقدة وقد شهدت انخفاضًا في التبني بسبب أوقات السحب البطيئة. كانت حالات الاستخدام الرئيسية لها موجهة في البداية نحو التطبيقات التي تتطلب تحويلات بسيطة، على الرغم من أن الحلول الأحدث قد تجاوزت بلازما.

من خلال تقليل الحمل على الشبكة الرئيسية لإيثريوم، تقلل بلازما الرسوم وتسرع المعاملات. ومع ذلك، يمكن أن يستغرق سحب الأموال من سلاسل بلازما إلى إيثريوم ما يصل إلى 7 أيام، حيث أن هذه الفترة ضرورية للسماح بأي نزاعات محتملة أو اكتشاف الاحتيال قبل أن تكون الأموال متاحة بالكامل على السلسلة الرئيسية.

أمثلة على حلول الطبقة الثانية

تم تنفيذ العديد من حلول الطبقة الثانية بنجاح عبر شبكات البلوكشين المختلفة. إليك بعض الأمثلة البارزة:

1. التفاؤل

• النوع: تجميع تفاؤلي
• الوصف: التفاؤل هو حل للطبقة الثانية لإيثريوم يستخدم تجميعات تفاؤلية لزيادة قدرة المعاملات. يفترض أن المعاملات صالحة ويقوم فقط بإجراء فحص حسابي إذا تم رفع تحدٍ. يقلل التفاؤل من الحساب المطلوب على السلسلة من خلال استخدام أدلة الاحتيال، بينما لا يزال يقدم الحد الأدنى من بيانات المعاملات (مضغوطة) إلى الطبقة 1، مما يقلل بشكل كبير من رسوم الغاز ويزيد من سرعة المعاملات.
• حالات الاستخدام: التطبيقات اللامركزية، بروتوكولات التمويل اللامركزي، وأي مشاريع قائمة على إيثريوم تحتاج إلى قابلية التوسع.

2. أربيتروم

• النوع: تجميع تفاؤلي
• الوصف: أربيتروم هو حل آخر للطبقة الثانية يعتمد على تقنية التجميع التفاؤلي. يعزز قابلية التوسع لإيثريوم من خلال نقل معظم معالجة المعاملات خارج السلسلة مع الحفاظ على أمان الشبكة الرئيسية لإيثريوم. يُعرف أربيتروم بتوافقه مع العقود الذكية الحالية لإيثريوم، مما يسهل على المطورين نقل تطبيقاتهم.
• حالات الاستخدام: التمويل اللامركزي، الألعاب، وغيرها من التطبيقات ذات المعاملات العالية.

3. بوليغون (سابقًا ماتيك)

• الوصف: بوليغون هو حل متعدد السلاسل للطبقة الثانية يوفر إطارًا لبناء شبكات بلوكشين مترابطة. يجمع بين سلاسل الجوانب القائمة على إثبات الحصة (PoS) وتقنية بلازما لتقديم حل قابل للتوسع مع معالجة سريعة للمعاملات ورسوم منخفضة. تعمل سلسلة PoS الخاصة ببوليغون بالتوازي مع إيثريوم وتدعم مجموعة واسعة من التطبيقات اللامركزية.
• حالات الاستخدام: NFTs، التمويل اللامركزي، الألعاب، ومختلف التطبيقات اللامركزية.

4. zkSync

• النوع: تجميع المعرفة الصفرية (zk-Rollup)
• الوصف: zkSync هو حل للطبقة الثانية يستخدم تجميعات المعرفة الصفرية، التي تستخدم أدلة تشفيرية للتحقق من المعاملات. يسمح ذلك بمعالجة المعاملات بكفاءة وأمان عاليين خارج السلسلة، مع إثبات صلاحية هذه المعاملات على السلسلة من خلال أدلة تشفيرية مختصرة. ترث zk-Rollups الأمان الكامل للطبقة 1، على عكس التجميعات التفاؤلية التي تعتمد على آلية التحدي للأمان.
• حالات الاستخدام: أنظمة الدفع، تطبيقات التمويل اللامركزي، وتحويلات الرموز.

5. Loopring

• النوع: تجميع المعرفة الصفرية (zk-Rollup)
• الوصف: Loopring هو بروتوكول تبادل لامركزي (DEX) يستفيد من تجميعات المعرفة الصفرية لتسهيل التداول عالي الإنتاجية ومنخفض التكلفة على إيثريوم. من خلال تجميع المعاملات خارج السلسلة والتحقق منها باستخدام أدلة zk، يسمح Loopring للمستخدمين بتداول الأصول مع رسوم منخفضة وتنفيذ سريع.
• حالات الاستخدام: التبادلات اللامركزية، حلول الدفع، والتمويل اللامركزي.

6. Immutable X

• النوع: تجميع المعرفة الصفرية (zk-Rollup)
• الوصف: Immutable X هو حل للطبقة الثانية مصمم خصيصًا لـ NFTs على إيثريوم. يستخدم zk-Rollups لتمكين سك وشراء وبيع NFTs بسرعة ودون رسوم غاز. تسعى Immutable X لتحقيق الحياد الكربوني من خلال توسيع الطبقة الثانية، مما يقلل من استهلاك الطاقة مقارنة بمعاملات الطبقة 1 لإيثريوم، مما يجعلها خيارًا صديقًا للبيئة لمنصات NFTs.
• حالات الاستخدام: أسواق NFTs، منصات الألعاب، والفن الرقمي.

7. StarkNet

• النوع: تجميع المعرفة الصفرية (zk-Rollup)
• الوصف: StarkNet هو zk-Rollup لامركزي يسمح لأي تطبيق لامركزي (DApp) بتحقيق قابلية توسيع غير محدودة دون المساس بتوافق وأمان إيثريوم. يستخدم STARKs (حجج المعرفة الشفافة القابلة للتوسع) لضمان صلاحية المعاملات خارج السلسلة، مما يجعله آمنًا وقابلًا للتوسع للغاية.
• حالات الاستخدام: التطبيقات اللامركزية المعقدة، التمويل اللامركزي، الألعاب، وأكثر.

فوائد الطبقة الثانية

تساعد منتجات الطبقة الثانية البلوكشين في حل بعض من أكبر مشاكلها، خاصة قابلية التوسع، التكلفة، السرعة والخصوصية. من خلال التعامل مع المعاملات خارج السلسلة الرئيسية، تجعل الطبقة 1 الشبكات البلوكشين أكثر قدرة، بحيث يمكنها خدمة المزيد من المستخدمين ومعالجة المزيد من المعاملات دون المساس بالأمان أو اللامركزية. وهذا يعني تكاليف معاملات أقل، مما يجعل البلوكشين أكثر وصولاً للجميع، وأسرع، وهو أمر حاسم للتطبيقات في الوقت الحقيقي مثل الألعاب والتمويل. وبعض L2s تقدم حتى خصوصية أفضل من خلال الاحتفاظ بمزيد من تفاصيل المعاملات خارج السلسلة العامة.

قابلية التوسع

مثل شرطي المرور، تقوم L2s بتخفيف الازدحام وتسمح لشبكات مثل إيثريوم وبيتكوين بالتعامل مع المزيد من المعاملات. بدونها، يكون الأمر مثل محاولة القيادة على طريق سريع خلال ساعة الذروة - بطيء ومحبط! توسع حلول الطبقة الثانية سعة البلوكشين، مما يمكّن من إنتاجية أعلى وزمن استجابة أقل، وهو أمر حاسم للتطبيقات ذات حجم المعاملات العالي.

تكاليف أقل

تجعل بروتوكولات الطبقة الثانية المعاملات أرخص بكثير من خلال تخفيف بعض الحمل عن الشبكة الرئيسية. هذا مهم للمناطق المزدحمة مثل التمويل اللامركزي والألعاب حيث تكون الرسوم العالية مصدر إزعاج كبير.

معاملات أسرع

السرعة هي المفتاح في البلوكشين و L2s تقدم تأكيدات معاملات شبه فورية. من خلال التعامل مع المعاملات خارج السلسلة وتسجيل الحالة النهائية فقط على السلسلة الرئيسية، تتجنب شبكات الطبقة الثانية التأخيرات التي تأتي مع تأكيدات الكتل في الطبقة 1.

خصوصية أكبر

تزداد أهمية الخصوصية كل يوم وبعض L2s مثل تجميعات المعرفة الصفرية (ZK) تقدم ميزات خصوصية أكبر. من خلال معالجة المعاملات خارج السلسلة، تحتفظ هذه الحلول بمعظم تفاصيل المعاملات خارج البلوكشين العامة، مما يخفي هويات المستخدمين والمعلومات الحساسة.

الطبقة الثانية في المستقبل

مع نمو البلوكشين، ستزداد الحاجة إلى منتجات قابلة للتوسع، فعالة وسهلة الاستخدام. ستركز التطورات المستقبلية على التكامل السلس مع سلاسل الكتل من الطبقة 1، وتوسيع حالات الاستخدام عبر الصناعات والتشغيل البيني بين شبكات L2 المختلفة. ستساعد هذه في توسيع نطاق البلوكشين عالميًا دون التضحية بالأمان أو اللامركزية، مما يجعل الطبقة الثانية لاعبًا رئيسيًا في مستقبل البلوكشين. تحقق من ذلك.

تكامل الطبقة 1

هدف كبير لـ L2s هو جعلها تعمل مع سلاسل الكتل من الطبقة 1. مع تطور هذه التقنيات، ستحتاج العلاقة بين السلسلة الرئيسية وامتداداتها من الطبقة 2 إلى أن تصبح أكثر سلاسة وسهولة في الاستخدام. تخيل التبديل بين طبقات مختلفة دون أي متاعب - هذا يعني أن تجربتك ستكون أكثر سلاسة ولن تضطر إلى التعامل مع عمليات معقدة. قد نرى أدوات وميزات جديدة تقوم تلقائيًا بنقل المعاملات إلى L2 عندما تكتظ L1 أو تجعل من الأسهل استخدام هذه التقنيات دون الحاجة إلى فهم جميع التفاصيل. سيجعل هذا شبكات البلوكشين أكثر استقرارًا وأمانًا وقادرة على التعامل مع المزيد من الحركة دون تباطؤ.

توسيع حالات الاستخدام

تعتبر L2s متعددة الاستخدامات وتجاوز استخدامها مجرد قابلية التوسع وتوفير التكاليف في التمويل اللامركزي والألعاب. في المستقبل، قد نراها تُستخدم في العديد من الصناعات المختلفة. على سبيل المثال، في إدارة سلسلة التوريد، يمكن أن تساعد في تتبع السلع عبر الحدود بكفاءة، مع التعامل مع الكثير من البيانات بسهولة. حتى الصناعات غير البلوكشين مثل الرعاية الصحية والاتصالات قد تبدأ في استخدام حلول L2 لإدارة المعلومات الحساسة. تجعل السرعة وتوفير التكاليف وقابلية التوسع في L2 خيارًا رائعًا لأي صناعة تحتاج إلى إدارة بيانات لامركزية عالية الأداء. مع تقدم التكنولوجيا، سنرى استخدام L2 بطرق جديدة ومبتكرة لحل مشاكل الصناعة.

الخاتمة

ستكون L2s هي المفتاح لعالم البلوكشين في حل المشاكل الكبيرة المتعلقة بقابلية التوسع، التكلفة وسهولة الاستخدام التي أعاقت التبني الجماعي للشبكات اللامركزية. مع تقدم هذه التقنيات، ستجعل منصات البلوكشين تعمل بشكل أفضل، وتتعامل مع المزيد من المستخدمين والمعاملات على مستوى العالم، ولا تزال آمنة ولامركزية. يبدو المستقبل جيدًا لـ L2، هناك الكثير مما نتطلع إليه. سنرى تكاملًا أفضل مع سلاسل الكتل من الطبقة 1، وحالات استخدام جديدة عبر الصناعات، والتشغيل البيني بين الشبكات. لن يجعل هذا الأنظمة الحالية للبلوكشين أكثر كفاءة فحسب، بل سيفتح أيضًا فرصًا جديدة للتطبيقات اللامركزية في صناعات مختلفة، مما يشكل مستقبل البلوكشين.