ما هي طبقة التشفير الثانية وكيف تعمل؟

في فهم تقنية blockchain، من المهم أن نبدأ من الأساس، المعروف باسم " الطبقة 1 " (L1). تمثل هذه الطبقة الأساس المتين للشبكات اللامركزية مثل البيتكوين (BTC) والإيثريوم (ETH). تعمل هذه المنصات على أنظمة دفتر الأستاذ الموزعة التي تسهل ملكية الأصول الرقمية وتبادلها دون الحاجة إلى وسطاء. إن غياب الاعتماد على طرف ثالث يعني أنه يمكن لأي شخص تشغيل بروتوكول L1 باستخدام جهاز حوسبة شخصي، مثل الكمبيوتر المحمول أو حتى Raspberry Pi.

في قلب الطبقة الأولى توجد آلية الإجماع ، والتي تضمن لجميع المشاركين أو العقد في الشبكة التوصل في النهاية إلى اتفاق بشأن حالة النظام - على سبيل المثال، تأكيد مبلغ ETH الذي يملكه المستخدم في أي وقت محدد. حاليًا، يمكن للطبقة الأولى لشبكة Bitcoin معالجة ما يقرب من سبع معاملات في الثانية، في حين أن سعة Ethereum أعلى قليلاً، ولكنها لا تزال تقتصر على عشرات المعاملات في الثانية. تؤدي هذه القيود إلى تدافع تنافسي على مساحة الكتلة.

تتجلى هذه المنافسة في شكل رسوم المعاملات، حيث يقوم المستخدمون بالمزايدة على بعضهم البعض لتحديد أولويات معاملاتهم وتأكيدها بسرعة أكبر على blockchain. كلما ارتفعت الرسوم التي يقدمها المستخدم، كلما زادت احتمالية معالجة معاملته بشكل أسرع. غالبًا ما أدى هذا الاختناق في الإنتاجية إلى الازدحام وارتفاع التكاليف، مما يمثل تحديًا كبيرًا من حيث قابلية التوسع.

في حين أن التوازن الجوهري بين اللامركزية والأمن وقابلية التوسع - والذي يشار إليه غالبًا باسم Blockchain Trilemma - يبدو أنه يشكل عائقًا أساسيًا، فقد تم تطوير حلول الطبقة الثانية لمعالجة هذه القيود. تم تصميم تقنيات مثل التجميعات الخاصة بـ Ethereum و Lightning Network for Bitcoin لتعزيز قدرة المعاملات وكفاءة هذه الشبكات، مما يوفر وسيلة واعدة للتغلب على العقبات الكامنة في نظيراتها من الطبقة الأولى.

سجلات الطبقة الثانية: خطوات نحو قابلية التوسع في سلسلة الكتل

كثيرًا ما يواجه مستخدمو العملات المشفرة رسومًا باهظة ومعاملات متأخرة بسبب وصول الشبكة إلى حد المعالجة الخاص بها، والذي يبلغ حاليًا حوالي 1.5 مليون معاملة يوميًا وحوالي 15 معاملة فقط في الثانية. تمثل الأحداث ذات حركة المرور العالية، مثل بيع الأراضي الافتراضية في Otherside من Yuga Labs أو السوق الصاعدة لعام 2021، مثالاً على ازدحام الشبكة وما يترتب على ذلك من ارتفاع في الرسوم وبطء أداء التطبيقات.

حلول الطبقة الثانية، أو "L2s"، هي الابتكارات التكنولوجية المصممة لتخفيف هذا الاختناق. تعمل هذه الطرق السريعة التكميلية لشبكة Ethereum الرئيسية المزدحمة، وتوفر معاملات سريعة وفعالة من حيث التكلفة بينما لا تزال تستفيد من أمان الشبكة الأساسية والطبيعة اللامركزية. فكر في L2s باعتبارها طرقًا شريانية تمتد على طول طريق blockchain الرئيسي، مع استكمال منحدرات التشغيل/الإيقاف لسهولة الوصول إليها، مما يوفر بديلاً سريعًا للطرق الرئيسية المزدحمة.

تتصدر كل من Arbitrum و Optimism وzk-Sync باعتبارها شبكات L2 الشهيرة على Ethereum، بينما تؤدي شبكة Lightning Network وظيفة مماثلة لمستخدمي Bitcoin. وتمتلك هذه الشبكات مجتمعة قيمة سوقية تقترب من 2 مليار دولار، مما يعكس دورها الحاسم في قابلية التوسع في تقنية blockchain.

تميز الطبقة الثانية نفسها ليس فقط عن طريق خفض الرسوم من خلال تجميع المعاملات خارج السلسلة ولكن أيضًا عن طريق توسيع المنفعة نظرًا لقدرتها على معالجة المزيد من المعاملات في الثانية بتكلفة أقل. وهذا يسمح بتجارب مستخدم محسنة ومجموعة واسعة من التطبيقات، ويهدف في النهاية إلى منافسة كفاءة معالجات الدفع المركزية مثل Visa وMastercard.

يعد تكامل L2s ضروريًا لمعالجة مشكلات قابلية التوسع المتعلقة باللامركزية والمتأصلة في أنظمة blockchain. حيث تستفيد الأنظمة المصرفية التقليدية من التحكم المركزي لتنظيم الدفع بشكل أكثر كفاءة، يجب أن تحافظ تقنية blockchain على الأمن والشفافية عبر الآلاف من المشاركين في الشبكة. في هذا السياق، تتولى الطبقة الأولى دور ضمان الأمن واللامركزية، بينما تركز الطبقة الثانية على توسيع نطاق قدرات المعاملات، والعمل معًا نحو شبكة ليست أسرع فحسب، بل أيضًا أكثر سهولة في الاستخدام، مما يضمن قدرة تقنية blockchain على تلبية المتطلبات. من الأسواق العالمية، وربما تصبح في يوم من الأيام متفوقة على القنوات المالية التقليدية.

كيف تعمل الطبقة الثانية؟

تعمل بروتوكولات الطبقة الثانية (L2) كإطار عمل متقدم للإيثريوم، وهو مصمم للتعامل مع المعاملات خارج شبكة الإيثريوم الرئيسية (الطبقة الأولى)، مع الاستفادة من الأمان القوي الذي توفره تقنية blockchain الرئيسية. حلول الطبقة الثانية هذه عبارة عن سلاسل كتل منفصلة تكمل وتوسع وظائف Ethereum، مما يوفر بيئة قابلة للتطوير حيث يمكن للشبكة أن تعمل بكفاءة أكبر.

تكمن براعة حلول اللغة الثانية في قدرتها على إزالة حمل كبير من الطبقة الأولى. وهذا لا يقلل من الازدحام فحسب، بل يعمل أيضًا على تحسين قابلية التوسع الشاملة للنظام. أحد التقنيات الرئيسية ضمن الطبقة الثانية هو مفهوم القوائم المجمعة. تعمل المجموعات المجمعة من خلال تجميع مئات المعاملات في معاملة واحدة من الطبقة الأولى، مما يؤدي إلى مشاركة رسوم المعاملات وتقليلها بشكل فعال بين جميع المستخدمين المدرجين في المجموعة. على الرغم من أن هذه المعاملات يتم تنفيذها خارج الطبقة الأولى، إلا أنه لا يزال يتم نشر بياناتها إلى الطبقة الأولى، مما يضمن الحفاظ على أمان إيثريوم - إن التراجع عن المعاملة ضمن مجموعة البيانات المجمعة قد يستلزم التراجع عن المعاملة على الإيثريوم نفسها.

هناك شكلان أساسيان من عمليات التجميع: التفاؤل والمعرفة الصفرية . يختلف كلا النوعين في الطريقة التي يستخدمانها لإرسال بيانات المعاملة إلى الطبقة الأولى، لكن الهدف يظل كما هو — وهو ضمان دقة وأمان بيانات المعاملة أثناء تفريغ الجزء الأكبر من العمل الحسابي.

بالإضافة إلى المجموعات المجمعة، تشتمل الطبقة الثانية أيضًا على سلاسل جانبية وأطر عمل أخرى تدعم عددًا كبيرًا من التطبيقات. تم تصميم بعض لغات L2 لتكون مفتوحة ويمكن الوصول إليها، وتدعم مجموعة واسعة من التطبيقات، في حين أن البعض الآخر أكثر تخصصًا، ويلبي احتياجات المشروع المحددة. بغض النظر عن هيكلها، فإن الميزة الأساسية لجميع حلول الطبقة الثانية هي قدرتها على نشر بيانات المعاملات مرة أخرى إلى الطبقة الأولى، حيث يتم تثبيتها بشكل آمن في دفتر الأستاذ والسجل التاريخي الخاص بـ blockchain.

تعد مساحة الطبقة الثانية مجالًا ديناميكيًا بمستويات مختلفة من إمكانية الوصول والتطبيق. من خلال تفريغ عبء العمل من الطبقة الأولى وإعادة نشر بيانات المعاملات إليها، تعمل بروتوكولات الطبقة الثانية على تحسين وظائف شبكة إيثريوم وسرعتها وكفاءتها، مع الحفاظ على التكامل والأمان اللذين يأتيان مع تقنية بلوكتشين. تضمن هذه البنية ثنائية الطبقة أنه مع استمرار Ethereum في النمو والتطور، يمكنها تلبية متطلبات مستخدميها وتطبيقاتها دون التضحية بمبادئها الأساسية.

هناك أنواع قليلة من المجموعات، ولكل منها فروق دقيقة خاصة به. على سبيل المثال، تختلف مجموعات Optimistic وZK (Zero-Knowledge) في كيفية تواصلهما مع السلسلة الرئيسية.

تراكمات متفائلة

تعمل المجموعات المتفائلة جنبًا إلى جنب مع blockchain Ethereum الأساسي. يقومون بمعالجة المعاملات على مسار مواز قبل الإبلاغ عن النتائج إلى السلسلة الرئيسية. يفضل المستخدمون هذه المجموعات بسبب رسومها المنخفضة. إذا كان هناك أي شك في وجود معاملة احتيالية، فيمكن الطعن فيها والتحقق منها من خلال أدلة الاحتيال، والتي تعيد بناء المعاملة باستخدام بيانات الحالة الحالية. على الرغم من أن عملية الحل قد تستغرق وقتًا أطول مقارنةً بمجموعات ZK، إلا أنه يتم تأكيد المعاملات ضمن مجموعة Optimistic نفسها بسرعة.

تتوافق المجموعات المتفائلة أيضًا تمامًا مع جهاز Ethereum الظاهري (EVM)، مما يعني أنها يمكن أن تعكس أي وظيفة من شبكة Ethereum الرئيسية على طبقتها. تتضمن بعض الأمثلة البارزة للمجموعات المتفائلة حلولاً مثل Arbitrum وOptimism وBoba.

مجموعات ZK

في المقابل، تستخدم مجموعات ZK أدلة تشفير للتأكد من سلامة المعاملة. يتم تقديم هذه البراهين، المعروفة ببراهين الصلاحية - بما في ذلك SNARKs وSTARKs - إلى السلسلة الرئيسية. تعمل مجموعات ZK على تحديث حالة عمليات النقل على طبقتها باستخدام هذه الأدلة دون الحاجة إلى بيانات المعاملة الكاملة، مما يؤدي إلى تبسيط عملية التحقق من الصحة. عند قبول إثبات الصلاحية من خلال عقد التجميع، يتم ضمان دقة المعاملات بالفعل، مما يبسط حركة الأموال مرة أخرى إلى السلسلة الرئيسية. ومع ذلك، فإن مجموعات ZK لها قيود، مثل الدعم الجزئي لـ EVM والمتطلبات الحسابية الأكبر لعمليات معينة. تتضمن أمثلة مجموعات ZK الأنظمة الأساسية مثل dYdX وLoopring وzkSync.

سلاسل جانبية

في حين أن السلاسل الجانبية مثل XDai و Polygon PoS تعمل جنبًا إلى جنب مع شبكة إيثريوم وتوفر توافقًا مع EVM، فإنها تعتمد على آليات الإجماع الخاصة بها ولا يتم تأمينها بواسطة شبكة إيثريوم الرئيسية، مما يصنفها خارج التعريف الصارم للطبقة الثانية. تحاكي هذه السلاسل إيثريوم ولكن مع نموذج أمني متميز ينطوي على مخاطر مختلفة، خاصة فيما يتعلق بالثقة في مشغلي السلسلة الجانبية.

فاليديوم

تستخدم Validiums إثباتات الصلاحية المشابهة لتلك الموجودة في مجموعات ZK ولكنها تختلف في عدم تخزين بيانات المعاملات على السلسلة الرئيسية. يمكنهم تشغيل عدة سلاسل بالتوازي، كل منها قادر على معالجة آلاف المعاملات في الثانية. ومع ذلك، نظرًا لحاجتها إلى لغات برمجة أكثر تخصصًا، فإن دعم العقود الذكية محدود أكثر.

تقدم كل من السلاسل الجانبية والفاليديوم، على الرغم من أنها ليست حلول الطبقة الثانية الحقيقية مثل المجموعات، فوائد مماثلة مثل رسوم المعاملات المخفضة وقدرة المعالجة العالية. إنها توفر طرقًا بديلة للتوسع ولكنها تأتي مع اعتبارات أمنية مميزة نظرًا لأطرها التشغيلية المنفصلة.

مستقبل blockchain L2

مع تطور النظام البيئي لتقنية blockchain مع التركيز المتزايد على التبني السائد، أصبحت حلول قابلية التوسع أكثر أهمية. من المتوقع أن تؤدي تطورات الطبقة الأولى (L1) في إيثريوم، مثل التحول إلى آلية إجماع إثبات الحصة وإدخال التجزئة، إلى تحسين أداء شبكات الطبقة الثانية (L2) المتصلة بشكل كبير. تستعد حلول L2 هذه لتقديم سرعات غير مسبوقة للمعاملات وتخفيضات في التكاليف، مما يزيد من تمكين نمو التطبيقات اللامركزية، لا سيما في قطاع التمويل اللامركزي .

سيكون تطوير حلول L2 مفيدًا في تعزيز بيئة متعددة السلاسل، وتعزيز قابلية التشغيل البيني لـ blockchain وتسهيل الإمكانيات الجديدة في تداول الأصول الرقمية. مع تزايد عدد الجسور بين منصات اللغة الثانية، يمكن للمستخدمين الاستفادة من تجربة سلسة وفتح مسارات جديدة في تفاعلات blockchain.

ومع ذلك، فإن الطريق نحو المشهد اللامركزي لا يخلو من التعقيدات. في حين أن بروتوكولات اللغة الثانية ملتزمة أيديولوجيًا باللامركزية، فإن النشر العملي غالبًا ما يتضمن عناصر مركزية. ويتجلى هذا في سيناريوهات مثل شبكة Lightning Network for Bitcoin، حيث يميل المستخدمون، على الرغم من بروتوكولها اللامركزي، إلى تفضيل محافظ وخدمات الحراسة من أجل الراحة. وبالمثل، تبدأ العديد من حلول Ethereum L2 بميزات مركزية، تهدف إلى أن تكون لا مركزية تدريجيًا بمرور الوقت، مما يتيح تحديثًا وتطويرًا أسرع في المراحل المبكرة.

بالنسبة لمستخدمي blockchain، يعد تحديد المدى الحقيقي للامركزية ضمن هذه البروتوكولات أمرًا صعبًا. توفر مشاريع مثل L2Beat رؤى مهمة حول حالة اللامركزية لشبكات L2 الخاصة بـ Ethereum، مما يؤكد أهمية البحث الدؤوب والنهج الحذر عند التنقل في مساحة العملات المشفرة.

مع تقدم الصناعة، سيكون التعاون والابتكار عنصرًا أساسيًا في تقديم حلول اللغة الثانية والتطبيقات اللامركزية ( DApps ) التي تدفع العالم نحو اقتصاد لامركزي، مع الحفاظ على المبادئ الأساسية للأمن واللامركزية وقابلية التوسع.

يرجى ملاحظة أن Plisio يقدم لك أيضًا:

قم بإنشاء فواتير تشفير بنقرتين and قبول التبرعات المشفرة

12 تكاملات

6 مكتبات لغات البرمجة الأكثر شيوعًا

19 عملات مشفرة و 12 بلوكشين