بلاک‌چین‌های لایه 1 و لایه 2: کاوش راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری

فناوری بلاک‌چین رشد تصاعدی در محبوبیت داشته است، به‌طوری که اکنون میلیون‌ها نفر در سراسر جهان دارای ارز دیجیتال هستند. با این حال، همان‌طور که پایگاه کاربری به گسترش خود ادامه می‌دهد، مقیاس‌پذیری شبکه‌های بلاک‌چین به چالش حیاتی تبدیل می‌شود. این چالش اغلب به‌عنوان مثلث بلاک‌چین شناخته می‌شود، جایی که شبکه‌های بلاک‌چین باید بین غیرمتمرکزسازی، امنیت و مقیاس‌پذیری انتخاب کنند. در این مقاله، مفهوم لایه 1 در بلاک‌چین را بررسی می‌کنیم و به راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری مختلف لایه 2 می‌پردازیم که هدفشان رسیدگی به مسئله مقیاس‌پذیری است.

مثلث بلاک‌چین و نیاز به مقیاس‌پذیری

مثلث بلاک‌چین بیان می‌کند که دستیابی به سطوح بالای غیرمتمرکزسازی، امنیت و مقیاس‌پذیری به‌طور همزمان در یک سیستم غیرمتمرکز عملاً غیرممکن است. شبکه‌های بلاک‌چین معمولاً فقط می‌توانند دو مورد از این سه عامل را اولویت‌بندی کنند. در حالی که غیرمتمرکزسازی و امنیت برای قابلیت اعتماد شبکه‌های بلاک‌چین حیاتی هستند، مقیاس‌پذیری برای پذیرش عمومی ضروری است.

مقیاس‌پذیری به توانایی یک بلاک‌چین برای مدیریت حجم فزاینده تراکنش‌ها بدون کند شدن یا شلوغ شدن اشاره دارد. همان‌طور که کاربران بیشتری به شبکه بلاک‌چین می‌پیوندند و تعداد تراکنش‌ها افزایش می‌یابد، یک بلاک‌چین مقیاس‌پذیر برای اطمینان از عملیات روان و کارآمد ضروری است. بدون مقیاس‌پذیری، فناوری بلاک‌چین نمی‌تواند به پتانسیل کامل خود برسد.

درک لایه 1 در بلاک‌چین

لایه 1 به سطح پایه معماری بلاک‌چین اشاره دارد که ساختار اصلی یک شبکه بلاک‌چین است. بلاک‌چین‌های محبوب لایه 1 شامل Bitcoin، Ethereum و BNB Smart Chain هستند. این بلاک‌چین‌ها به‌عنوان پایه برای کل شبکه عمل می‌کنند و تراکنش‌ها را برای اکوسیستم‌های مربوطه پردازش و ثبت می‌کنند. آن‌ها دارای ارزهای دیجیتال بومی هستند که معمولاً برای کارمزد تراکنش و کاربرد گسترده‌تر در شبکه استفاده می‌شوند.

بلاک‌چین‌های لایه 1 اغلب با مشکلات مقیاس‌پذیری مواجه هستند، همان‌طور که تعداد کاربران و تراکنش‌ها افزایش می‌یابد. به‌عنوان مثال، Bitcoin و Ethereum، هر دو شبکه لایه 1، با مقیاس‌پذیری به دلیل مکانیسم‌های اجماعی که به کار می‌گیرند دست‌وپنجه نرم کرده‌اند. مکانیسم proof-of-work Bitcoin و تعداد زیاد اعتبارسنجان Ethereum توانایی‌های پردازش تراکنش آن‌ها را محدود کرده است و در نتیجه زمان‌های تأیید کندتر و کارمزدهای بالاتر در هنگام ازدحام شبکه شده است.

چالش‌های لایه 1 و راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری

بلاک‌چین‌های لایه 1 در مورد مقیاس‌پذیری با چالش‌های متعددی مواجه هستند. مکانیسم‌های اجماعی که به کار می‌گیرند، مانند proof-of-work، می‌توانند توان عملیاتی تراکنش را محدود کرده و هزینه‌های پردازش را افزایش دهند. برای رسیدگی به این چالش‌ها، راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری مختلفی روی بلاک‌چین‌های لایه 1 پیشنهاد و پیاده‌سازی شده‌اند.

تغییر مکانیسم اجماع

یکی از رویکردهای بهبود مقیاس‌پذیری در بلاک‌چین‌های لایه 1، تغییر مکانیسم اجماع است. برای مثال، Ethereum در حال گذار از proof-of-work به proof-of-stake است که انتظار می‌رود ظرفیت پردازش تراکنش آن را به‌طور چشمگیری افزایش دهد. Proof-of-stake از اعتبارسنجان می‌خواهد مقدار مشخصی ارز دیجیتال را به‌عنوان وثیقه نگه دارند و قفل کنند، که نیاز به استخراج انرژی‌بر را کاهش می‌دهد.

Fork زنجیره

روش دیگر برای افزایش مقیاس‌پذیری در بلاک‌چین‌های لایه 1، fork کردن زنجیره است. Fork کردن یک بلاک‌چین یعنی اعمال ارتقاء یا تغییراتی در زنجیره موجود. این کار می‌تواند به شکل soft fork انجام شود که تغییرات آن با نسخه قبلی سازگار است، یا به شکل hard fork که تغییرات قابل توجهی ایجاد می‌کند که با نسخه‌های قبلی سازگار نیست.

Bitcoin، به‌عنوان مثال، یک soft fork به نام Segregated Witness (SegWit) را برای بهبود مقیاس‌پذیری پیاده‌سازی کرد. SegWit امضاهای تراکنش را از داده‌های تراکنش جدا می‌کند و اجازه می‌دهد تراکنش‌های بیشتری در هر بلوک جای بگیرند و ظرفیت کلی تراکنش شبکه Bitcoin را افزایش می‌دهد.

Sharding

Sharding یک تکنیک مقیاس‌پذیری است که در آن عملیات بلاک‌چین به بخش‌های کوچک‌تری به نام shard تقسیم می‌شود. هر shard می‌تواند داده‌ها را هم‌زمان پردازش کند و توان عملیاتی کلی شبکه را بهبود بخشد. اگرچه sharding هنوز مفهومی است که بلاک‌چین‌های بزرگ لایه 1 مانند Ethereum در حال بررسی آن هستند، وعده افزایش چشمگیر ظرفیت تراکنش را می‌دهد.

راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری لایه 2: افزایش مقیاس‌پذیری در بالای لایه 1

راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری لایه 2 در بالای بلاک‌چین‌های لایه 1 ساخته شده‌اند و هدفشان بهبود مقیاس‌پذیری با برون‌سپاری برخی از پردازش تراکنش از زنجیره اصلی است. این راه‌حل‌ها به‌صورت موازی یا مستقل از شبکه لایه 1 کار می‌کنند و ازدحام را کاهش داده و توان عملیاتی را افزایش می‌دهند.

State Channel

State channel یکی از راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری لایه 2 است که تراکنش‌های خارج از زنجیره را بین طرف‌های شرکت‌کننده امکان‌پذیر می‌کند. این کانال‌ها به کاربران اجازه می‌دهند تراکنش‌های متعدد را بدون ثبت فوری آن‌ها روی بلاک‌چین زیرین انجام دهند. هنگامی که همه تراکنش‌ها کامل شد، وضعیت نهایی کانال برای اعتبارسنجی به بلاک‌چین پخش می‌شود. State channel تراکنش‌های سریع و مقرون‌به‌صرفه ارائه می‌دهند، زیرا نیاز به پردازش روی زنجیره را به حداقل می‌رسانند.

Lightning Network نمونه‌ای از راه‌حل state channel است که در بالای شبکه Bitcoin ساخته شده است. تراکنش‌های تقریباً آنی و کم‌هزینه را با ایجاد کانال‌های پرداخت بین شرکت‌کنندگان امکان‌پذیر می‌کند و بار روی بلاک‌چین Bitcoin را کاهش می‌دهد.

Rollup

Rollup یکی دیگر از راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری لایه 2 است که تراکنش‌های خارج از زنجیره را دسته‌بندی کرده و آن‌ها را به‌عنوان یک تراکنش واحد روی بلاک‌چین لایه 1 ارسال می‌کند. این rollup ها از اثبات‌های اعتبار برای اطمینان از یکپارچگی تراکنش‌های خارج از زنجیره استفاده می‌کنند. با جمع‌آوری تراکنش‌های متعدد در یک تراکنش واحد، rollup ها بار روی شبکه لایه 1 را به‌طور قابل توجهی کاهش می‌دهند در حالی که امنیت آن را حفظ می‌کنند.

انواع مختلفی از rollup وجود دارد، از جمله zero-knowledge rollup (ZK rollup) و optimistic rollup. ZK rollupها از اثبات‌های zero-knowledge برای اعتبارسنجی تراکنش‌ها استفاده می‌کنند، در حالی که optimistic rollupها فرض می‌کنند تراکنش‌ها معتبرند مگر خلاف آن ثابت شود. هر دو نوع rollup پتانسیل افزایش چشمگیر مقیاس‌پذیری و کاهش هزینه‌های تراکنش را دارند.

راه‌حل‌های محبوب Rollup شامل Optimism، Matter Labs، Arbitrum و Loopring هستند.

بلاک‌چین‌های تو در تو و Sidechain

بلاک‌چین‌های تو در تو و sidechain راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری لایه 2 هستند که در کنار بلاک‌چین اصلی لایه 1 عمل می‌کنند. بلاک‌چین‌های تو در تو زنجیره‌های ثانویه هستند که در بالای بلاک‌چین اصلی قرار دارند و تراکنش‌ها را طبق قوانین تعیین‌شده توسط زنجیره اصلی اجرا می‌کنند. نقش زنجیره اصلی محدود به حل اختلاف است، در حالی که پردازش روزمره به زنجیره‌های تو در تو واگذار می‌شود.

Sidechain ها، از طرف دیگر، شبکه‌های بلاک‌چین مستقلی هستند که به‌صورت موازی با زنجیره اصلی اجرا می‌شوند. آن‌ها مجموعه اعتبارسنجان خاص خود را دارند و می‌توانند تراکنش‌ها را به‌طور مستقل پردازش کنند. Sidechain ها به امنیت زنجیره اصلی تکیه می‌کنند اما مقیاس‌پذیری و انعطاف‌پذیری بیشتری ارائه می‌دهند.

لایه 1 بلاک‌چین در مقابل لایه 2

هر دو راه‌حل مقیاس‌پذیری لایه 1 و لایه 2 مزایا و معاوضه‌های خاص خود را دارند. راه‌حل‌های لایه 1 بر بهبود خود بلاک‌چین لایه پایه تمرکز دارند، اغلب از طریق تغییرات در مکانیسم‌های اجماع یا fork کردن زنجیره. این راه‌حل‌ها می‌توانند بهبودهای قابل توجهی در مقیاس‌پذیری ارائه دهند اما ممکن است به اجماع از شرکت‌کنندگان شبکه نیاز داشته باشند و به‌طور بالقوه اکوسیستم موجود را مختل کنند.

راه‌حل‌های لایه 2، از طرف دیگر، روشی سریع‌تر و فوری‌تر برای افزایش مقیاس‌پذیری با برون‌سپاری تراکنش‌ها از زنجیره اصلی فراهم می‌کنند. با این حال، آن‌ها به امنیت و در دسترس بودن بلاک‌چین لایه 1 زیرین تکیه دارند و کاربران باید برای کارایی و امنیت به شبکه لایه 2 اعتماد کنند.

آینده مقیاس‌پذیری بلاک‌چین در ترکیبی از راه‌حل‌های لایه 1 و لایه 2 است. بلاک‌چین‌های لایه 1 مانند Ethereum، با جوامع بزرگ کاربران و توسعه‌دهندگان خود، به تسلط خود بر فضا ادامه خواهند داد. با این حال، شبکه‌های لایه 2 نقش حیاتی در تنظیم موارد استفاده خاص و ارائه راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری هدفمند ایفا خواهند کرد.

همان‌طور که اکوسیستم بلاک‌چین تکامل می‌یابد، ضروری است که تعادل بین مقیاس‌پذیری، امنیت و غیرمتمرکزسازی ایجاد شود. راه‌حل‌های لایه 1 و لایه 2 به تکامل و نوآوری خود ادامه خواهند داد و راه‌های جدیدی برای مقیاس‌پذیری شبکه‌های بلاک‌چین و امکان پذیرش گسترده ارائه خواهند داد.

نتیجه‌گیری: باز کردن پتانسیل کامل فناوری بلاک‌چین

لایه 1 بلاک‌چین پایه شبکه‌های بلاک‌چین را تشکیل می‌دهد و تراکنش‌ها را برای اکوسیستم‌های مربوطه پردازش و ثبت می‌کند. با این حال، مقیاس‌پذیری همیشه یک چالش برای بلاک‌چین‌های لایه 1 بوده است به دلیل معاوضه بین غیرمتمرکزسازی، امنیت و مقیاس‌پذیری. برای رسیدگی به این چالش، راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری لایه 2 ظهور کرده‌اند و رویکردهای مختلفی برای برون‌سپاری پردازش تراکنش از زنجیره اصلی ارائه می‌دهند.

State channel، rollup، بلاک‌چین‌های تو در تو و sidechain از جمله راه‌حل‌های لایه 2 هستند که مقیاس‌پذیری را افزایش و ازدحام در بلاک‌چین‌های لایه 1 را کاهش می‌دهند. این راه‌حل‌ها پردازش سریع‌تر تراکنش، کارمزد کمتر و توان عملیاتی بیشتری ارائه می‌دهند و به شبکه‌های بلاک‌چین امکان می‌دهند تقاضای پایگاه کاربری روبه‌رشد را پاسخ دهند.

آینده مقیاس‌پذیری بلاک‌چین در ترکیبی از راه‌حل‌های لایه 1 و لایه 2 است، با بلاک‌چین‌های لایه 1 که بر امنیت و غیرمتمرکزسازی تمرکز دارند در حالی که شبکه‌های لایه 2 راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری هدفمند برای موارد استفاده خاص ارائه می‌دهند. همان‌طور که اکوسیستم بلاک‌چین به تکامل خود ادامه می‌دهد، ضروری است که مقیاس‌پذیری را اولویت قرار دهیم بدون اینکه اصول اصلی غیرمتمرکزسازی و امنیت را به خطر بیندازیم.

با باز کردن پتانسیل کامل فناوری بلاک‌چین از طریق شبکه‌های مقیاس‌پذیر و کارآمد، می‌توانیم راه را برای پذیرش گسترده و متحول کردن صنایع مختلف در سراسر جهان هموار کنیم. سفر به سوی شبکه‌های بلاک‌چین مقیاس‌پذیر ادامه دارد و با تحقیقات و نوآوری مداوم، به غلبه بر چالش‌ها و شکل دادن به آینده امور مالی غیرمتمرکز ادامه خواهیم داد.

بلاک‌چین‌های لایه 1 و لایه 2 را با Gem Wallet کاوش کنید

Gem Wallet به کاربران امکان می‌دهد دنیای شبکه‌های بلاک‌چین لایه 1 و لایه 2 را از راحتی دستگاه موبایل خود کاوش کنند. با رابط شهودی خود، کاربران می‌توانند به‌راحتی توکن‌ها ارسال و دریافت کنند، تاریخچه تراکنش‌های خود را مشاهده کنند و دارایی‌های ارز دیجیتال خود را به‌طور امن در کیف پول ذخیره کنند.

این کیف پول از راه‌حل‌های محبوب لایه 2 مانند Arbitrum، Optimism، Polygon، zkSync و موارد دیگر پشتیبانی می‌کند - که به کاربران امکان می‌دهد هنگام تراکنش روی بلاک‌چین از این راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری استفاده کنند.

Gem Wallet در App Store یا Google Play Store موجود است، یا می‌توانید آن را به‌عنوان APK از وب‌سایت ما دانلود کنید. Gem Wallet را دانلود کنید امروز و سفر ارز دیجیتال خود را با اعتماد شروع کنید.