فهم مشاريع الطبقة 2: التعريف والتاريخ والتحديات
الدور والصعود للطبقة 2
ما هي طبقة 2؟
الطبقة 2 (L2) هي طبقة توسعية أساسية لتكنولوجيا البلوكشين، تم بناؤها فوق السلسلة الرئيسية (الطبقة 1). يقلل التعامل مع معظم المعاملات خارج السلسلة من الضغط على السلسلة الرئيسية. الهدف الرئيسي هو تعزيز قابلية توسع البلوكشين وكفاءتها مع الحفاظ على أمان ولامركزية السلسلة الرئيسية. مع حلول الطبقة 2، يمكن للمستخدمين الاستفادة من تكاليف تحويل أقل وسرعات معالجة أسرع، مما يجعل التكنولوجيا البلوكشين أكثر جاذبية للاستخدام اليومي.
هناك العديد من تقنيات L2 ، كل منها مناسب لسيناريوهات مختلفة. على سبيل المثال ، تتيح قنوات الحالة تفاعلات متكررة خارج السلسلة ، وتستقر فقط على السلسلة الرئيسية في النهاية ، وبالتالي تخفيف الحمل على السلسلة. تعمل السلاسل الجانبية بشكل مستقل ولكنها تتصل بالسلسلة الرئيسية من خلال طريقة التثبيت المزدوج. تنشئ تقنية البلازما سلاسل فرعية لإدارة كميات كبيرة من المعاملات مع الاعتماد على السلسلة الرئيسية للأمن. تقوم تقنية Rollup (بما في ذلك Optimistic Rollup و ZK-Rollup) بتجميع العديد من المعاملات قبل إرسالها إلى السلسلة الرئيسية ، باستخدام أدلة الاحتيال أو المعرفة الصفرية لضمان أمان المعاملات وصلاحيتها. تشكل هذه التقنيات معا العمود الفقري للنظام البيئي L2 ، حيث تلبي احتياجات قابلية التوسع المختلفة.
على الرغم من أن تكنولوجيا الطبقة 2 تعالج مشكلات القابلية للتوسع ، إلا أنها تواجه تحديات كبيرة. تتطلب قنوات الحالة من المشاركين أن يكونوا متصلين على الإنترنت بشكل مستمر ، مما يعقد تجربة المستخدم ؛ تتطلب الجانبية مقاييس أمان خاصة بها ، مما يمكن أن يزيد من مخاطر الأصول ؛ تعقد سلاسل Plasma الفرعية في التصميم ، مما يحد من مرونة المطورين ؛ وعلى الرغم من أن حلول Rollup تعزز كفاءة المعاملات ، إلا أنها تحتاج لتحسينات في توافر البيانات والاعتماد على أمان السلسلة الرئيسية. علاوة على ذلك ، يمكن أن يؤدي عدم وجود توحيد بين حلول الطبقة 2 المختلفة إلى التجزؤ ، مما يعقد التكامل والتوافق. تعيق هذه المشكلات القدرة الشاملة على تطبيق الطبقة 2.
يعد تطور الطبقة 2 أمرا بالغ الأهمية لاعتماد blockchain على نطاق واسع ، خاصة في قطاعات مثل التمويل والألعاب والشبكات الاجتماعية حيث تكون التفاعلات المتكررة ضرورية. من المتوقع أن تؤدي التطورات في تقنيات توافر البيانات (مثل إثباتات الصلاحية) وقابلية التشغيل البيني عبر السلسلة إلى تقليل حواجز دخول المستخدم وزيادة إمكانية الوصول إلى blockchain. بالإضافة إلى ذلك ، ستفتح التحسينات في الطبقة 2 إمكانيات جديدة لتطبيقات Web3 ، مما يتيح حالات استخدام أكثر تعقيدا. في النهاية ، تعد الطبقة 2 محركا رئيسيا لنقل تقنية blockchain من المراحل التجريبية إلى التطبيقات واسعة النطاق.
صعود الطبقة 2
ظهرت تقنية الطبقة 2 (L2) ردًا على قيود الأداء في تكنولوجيا سلسلة الكتل، وبخاصة Ethereum mainnet (الطبقة 1)، التي واجهت صعوبات في معالجة حجم المعاملات الكبير. مع شهرة التمويل اللامركزي (DeFi) والعملات غير القابلة للتداول (NFTs)، ارتفعت رسوم المعاملات وأوقات التأكيد على الشبكة الرئيسية بشكل كبير، مما أثر سلبًا على تجربة المستخدم وقابلية التوسع. تم تطوير حلول L2 لتخفيف الأحمال عن السلسلة الرئيسية من خلال معالجة بعض المعاملات خارج السلسلة، وبالتالي تحسين السرعة وتقليل التكاليف.
في السنوات الأخيرة ، تطورت تقنية L2 بشكل كبير ، مع حلول مثل State Channels و sidechains و Plasma و Optimistic Rollup و ZK-Rollup التي أصبحت بارزة. تلقت تقنية Rollup ، على وجه الخصوص ، اهتمامًا لقدرتها على تعبئة العديد من المعاملات وإرسالها إلى الشبكة الرئيسية ، مع ضمان صحتها وأمانها من خلال إثباتات الاحتيال أو صفر المعرفة. تعزز هذه الحلول إنتاجية المعاملات مع الحفاظ على أمان الشبكة الرئيسية واللامركزية.
خلال السوق الثوري الأخير، اكتسبت الطبقة 2 بسرعة وأصبحت لاعباً رئيسياً في مجال سلسلة الكتل العامة. إليك بعض الأمثلة الملحوظة:
أربيتروم
يهدف أربيترم، الذي طورته Offchain Labs، إلى تسريع المعاملات وتخفيض التكاليف على شبكة إيثريوم، وهو حل الطبقة 2 الذي يعتمد على أوبتيميستيك رولاب. يتميز بمعالجة معظم بيانات المعاملات دون سلسلة على الشبكة، مما يعزز بشكل كبير الإنتاجية ويقلل الرسوم.
اعتبارا من عام 2024 ، تظهر بيانات من DeFiLlama أن Arbitrum لديها ما يقرب من 2 مليار دولار من إجمالي القيمة المقفلة (TVL) ، والتي تشكل 60.62٪ من سوق الطبقة 2 ، متجاوزة منافسيها بكثير. خلال الإنزال الجوي في مارس 2024 ، سجلت 3 ملايين معاملة يومية ، مما يدل على تفاعل قوي للمستخدمين. أطلقت Arbitrum أيضا مشروع Arbitrum Orbit ، مما يسمح للمطورين بإنشاء حلول Layer 3 مخصصة ، مما يزيد من إثراء نظامها البيئي.Optimism
التفاؤل هو حل طبقة 2 مهم آخر يعتمد على تحسين الدمج التفاؤلي ، حيث يركز على تقليل رسوم المعاملات وزيادة الإنتاجية على إيثيريوم. يجمع بين بيانات المعاملات للتقديم إلى السلسلة الرئيسية ، باستخدام آلية دليل الاحتيال المؤجل لضمان صحة البيانات.
تشير التقارير إلى أن إيرادات تحالف التفاؤل وصلت إلى 15،700 إيثريوم (حوالي 40.82 مليون دولار) في أكتوبر 2024، مع مساهمة OP Mainnet بنسبة حوالي 81.5٪. تعتبر نظام السوبرشين لها حوالي 37٪ من حجم المعاملات في سوق الطبقة 2، مما يسلط الضوء على تفوقها التنافسي. يشجع التفاؤل المطورين والمشاركة المجتمعية من خلال تعزيز الحكم اللامركزي، مما يدفع بنمو سوقها بشكل أكبر.zkSync
zkSync، الذي طوّرته شركة Matter Labs، هو حلاً من الطبقة 2 يعتمد على تقنية ZK-Rollup التي تستخدم تقنية البرهان بدون معرفة لمعالجة المعاملات بكفاءة وأمان. على عكس Optimistic Rollup، يتحقق zkSync من صحة المعاملة مباشرة من خلال براهين بدون معرفة، مما يقضي على التأخير المرتبط ببراهين الاحتيال ويسمح بالتأكيدات الأسرع.
تشير التقارير إلى أن شبكة zkSync Era الأساسية تم فتحها أمام الجمهور في مارس 2024، ووصلت القيمة الإجمالية المقفلة إلى 480 مليون دولار في غضون شهرين، مع معدل نمو أسبوعي يقارب 20٪. كما ارتفع عدد العناوين الفريدة في zkSync، وتجاوزت 920،000 بحلول مايو من نفس العام، متجاوزة Arbitrum و Optimism، مما يشير إلى زخم قوي لنمو المستخدم. تعمل الهندسة المعمارية الفعالة والرسوم المنخفضة في zkSync على جعلها منصة مفضلة لمطوري DeFi والمستخدمين.
مقارنة حلول الطبقة 2 الحالية
مقارنة حلول الطبقة 2 (المصدر: مجتمع ديتشين)
حاليًا، هناك أربعة أنواع رئيسية من حلول الطبقة 2: Optimistic Rollups، ZK-Rollups، State Channels، والسلاسل الجانبية. لكل حل ميزاته الفريدة، وفوائده، وعيوبه، وحالات استخدامه. فيما يلي مقارنة مفصلة لهذه الأربع تقنيات الرئيسية.
لفائف التفاؤلية
حلول تقنية للتحسين التكميلي (المصدر: Chainlink)
طبقة 2 هي حل للتوسعة بناءً على إيثريوم يهدف إلى تعزيز إنتاجية المعاملات وتقليل التكاليف. يتضمن الآلية الأساسية دمج العديد من المعاملات وإرسال النتائج إلى السلسلة الرئيسية بدلاً من التحقق من كل واحدة على حدة. هذا يقلل بشكل كبير من الضغط على السلسلة الرئيسية، مما يؤدي إلى زيادة الكفاءة والإنتاجية. نظرًا لنهجها المتفائل، يفترض النظام أن جميع المعاملات المرسلة صالحة ما لم يتم تحديها. هذا يقلل بشكل كبير من التكاليف الحسابية والتخزين، مما يجعل طبقة 2 خيارًا فعالًا للتوسعة.
في هذا النموذج، يتم معالجة بيانات المعاملات وتحديثات الحالة خارج السلسلة، مع تقديم النتائج النهائية إلى سلسلة إثريوم الرئيسية باستخدام "إثباتات الاحتيال". يمكن للمشاركين تحدي المعاملات المشبوهة في إطار زمني محدد. في حال النجاح، يتم إلغاء المعاملة وفرض عقوبات على المستخدمين الخبيثين. على الرغم من أن هذا يتسبب في بعض التأخيرات، إلا أنه يضمن الأمان واللامركزية ويقلل من الاعتماد على السلسلة الرئيسية. كما تكون تكاليف المعاملات أقل بكثير حيث لا يتعين تقديم جميع البيانات بالكامل إلى السلسلة الرئيسية.
إحدى المزايا الرئيسية للتراكم التفاؤلي هي التوافق مع عقود الذكاء الاصطناعي الحالية على الإيثيريوم. نظرًا لأنها تغير فقط كيفية التحقق من المعاملات وليس كيفية تنفيذها، يمكن للمطورين ترحيل كود عقودهم الذكية الحالي إلى التراكم التفاؤلي دون أي تعديلات. يسمح سهولة الانتقال هذه للمطورين بالتكيف بسرعة والاستفادة من كفاءة الطبقة 2 لتقديم خدمات أكثر تنافسية.
ومع ذلك، هناك تحديات. أكبر عيب هو زمن تأكيد أطول، حيث يجب أن تنتظر المعاملات التحقق خلال فترة "دليل الاحتيال"، والتي يمكن أن تستغرق عدة أيام. وهذا يجعل تقنية Optimistic Rollups غير مناسبة لتطبيقات تتطلب تأكيدات معاملات سريعة. بالإضافة إلى ذلك، يعتمد آلية دليل الاحتيال على مشاركي الشبكة لتحديد وتحدي المعاملات غير الصالحة بنشاط، مما قد يؤدي إلى عدم الكفاءة.
تشمل السلاسل العامة الملحوظة التي تستخدم التفتيشات المتفائلة Optimism و Arbitrum ، وكلاهما زعيم في حلول الطبقة 2. يحسن Optimism معالجة المعاملات في Ethereum عن طريق دمج الإرسالات واستخدام إثباتات الاحتيال لضمان الدقة. هدفه هو دعم تطبيقات الويب اللامركزية (dApps) الأكثر كفاءة من خلال خفض التكاليف وزيادة الأداء. تعمل عدة مشاريع DeFi ، مثل Uniswap و Synthetix ، على Optimism ، مستفيدة من تخفيض الرسوم وزيادة سرعة المعالجة.
أربيتروم، الذي يعتمد أيضًا على التكديس التفاؤلي، يعتمد تصميمًا مماثلاً ولكن مع تحسينات في الأداء والتحسين، مما يسمح بمعالجة المعاملات بكفاءة أكبر مع الحفاظ على التوافق العالي مع عقود الذكاء الاصطناعي الخاصة بإثريوم. إنه مستخدم على نطاق واسع في مجال الديفي وهو المنصة المفضلة للعديد من بروتوكولات التمويل اللامركزي، مع نظام بيئي متنامٍ بسرعة. كلا المنصات تسهم في نمو بيئة إثريوم من خلال تقديم رسوم أقل وسرعات أعلى.
هذه سلاسل Optimistic Rollups لا تدعم فقط حجم عمليات كبيرة ولكنها أيضًا تحافظ على التوافق العالي مع تطبيقات السلسلة الرئيسية، مما يتيح لمشاريع Ethereum الموجودة الترحيل بسهولة والاستمتاع بفوائد الطبقة 2.
ZK-Rollups
حلول تقنية ZK-Rollups (المصدر: وثائق التعليم Chainlink)
ZK-Rollups هو حلاً آخر مبني على Ethereum في الطبقة 2 يهدف إلى تحسين الأداء وتقليل التكاليف باستخدام تقنية الدليل الرياضي للصفر (ZKP). على عكس Optimistic Rollups ، تقوم ZK-Rollups بإنشاء دلائل رياضية أثناء معالجة المعاملات لضمان صحة البيانات. يقومون بحزم المعاملات المتعددة في دفعة واحدة وإرسال النتائج إلى السلسلة الرئيسية باستخدام الدلائل الرياضية للصفر ، مما يقضي على الحاجة إلى التحقق الفردي. يتيح ذلك لـ ZK-Rollups زيادة كبيرة في أداء المعاملات مع توفير أمان محسّن وأوقات تأكيد أقل.
في طبقة 2 ، يتم معالجة بيانات المعاملات وتحديثات الحالة خارج السلسلة ، ولكن يتم تأكيد صحة المعاملات في السلسلة من خلال الأدلة المعرفية الصفرية. على الرغم من أن هذه الأدلة تتطلب حسابات مكثفة ، إلا أنها تمكن السلسلة الرئيسية لإيثريوم من التحقق بسرعة من صحة المعاملة دون الانتظار الطويل لأدلة الاحتيال. بفضل كفاءة الأدلة المعرفية الصفرية ، يمكن لطبقة 2 معالجة حجم كبير من المعاملات تقريبًا في الوقت الفعلي ، مما يقلل بشكل كبير من تأخيرات التأكيد. هذا يجعلها مناسبة بشكل خاص للتطبيقات التي تحتاج إلى وقت استجابة منخفض ، مثل المدفوعات في الوقت الحقيقي ، والألعاب ، والتداول بتردد عالي.
أحد مزايا ZK-Rollups الرئيسية هو أمانهم القوي وقابليتهم للتوسع. على عكس Optimistic Rollups، لا تعتمد ZK-Rollups على دلائل الاحتيال؛ بل تحقق صحة المعاملة مباشرة باستخدام البراهين الصفرية المعرفة. وهذا ليس فقط يجعل عملية التحقق أكثر كفاءة ولكنه أيضًا يعزز أمان النظام بشكل عام. علاوة على ذلك، من خلال معالجة كميات كبيرة من البيانات خارج سلسلة الكتل الفرعية، تقلل ZK-Rollups بشكل فعال من العبء على سلسلة الكتل الرئيسية للإثريوم مع تخفيض تكاليف المعاملات بشكل كبير، متفوقة في سيناريوهات التداول عالية التدفق والتداول عالي التردد.
ومع ذلك، تواجه ZK-Rollups بعض التحديات. أولاً، تكنولوجيا البرهان بدون معرفة معقدة، مما يتطلب من المطورين أن يكونوا لديهم مهارات تقنية أعلى لبناء ونشر التطبيقات القائمة على ZK-Rollups. ثانيًا، على الرغم من أن ZK-Rollups يوفرون أمانًا وقابلية توسعة أكبر، إلا أنها لا تزال تعاني من قيود فيما يتعلق بالتوافق مع العقود الذكية الحالية. قد يتطلب تكييف العقود الذكية الحالية لـ Ethereum لـ ZK-Rollups تعديلات إضافية، مما يعقد عملية التطوير والهجرة.
تتضمن السلاسل العامة البارزة التي تستخدم ZK-Rollups zkSync و StarkWare ، وهما منصتان رائدتان حاليًا في السوق. يقوم zkSync بتحسين عملية الحساب للأدلة ذات المعرفة الصفرية ، ويوفر تأكيدات سريعة وبتكلفة منخفضة للمعاملات ويتم اعتماده من قبل بروتوكولات DeFi مختلفة مثل Curve و Aave. يعزز StarkWare التحقق الفعال من البيانات على السلسلة من خلال منصة ZK-Rollups الخاصة بها التي تعتمد على تقنية STARK ، والتي تستخدم على نطاق واسع في التبادلات اللامركزية (DEXs) وتطبيقات DeFi الأخرى. تسرع كلا المنصتين نمو بيئة Ethereum من خلال توفير بيئات معاملات ذات انخفاض التأخير وأمان عالي ، وتعزيز اعتماد حلول الطبقة 2.
تعزز هذه السلاسل للتسوية الفورية بدون طبقة 2 من خلال زيادة قدرة المعاملة وتوفير أمان أعلى وتكاليف أقل، مما يجعلها مبتكرين مهمين في قابلية التوسع للبلوكشين. مع تطور تكنولوجيا السلاسل للتسوية الفورية بدون طبقة 2، من المتوقع أن تتبنى المزيد من تطبيقات الديفاي والمنصات اللامركزية هذه التقنية لتحسين قابلية التوسع والأداء.
قنوات الحالة
الحل الفني لـ Celer: تنفيذ عملي لقنوات الحالة (المصدر: tokeninsight)
قنوات الحالة هي حلاً آخر لتوسيع الطبقة 2 المصممة لتعزيز إنتاج سلسلة الكتلة وتقليل تكاليف المعاملات من خلال معالجة المعاملات خارج السلسلة. يكمن المفهوم الأساسي في نقل التفاعلات بين المشاركين خارج السلسلة الرئيسية وتقديم الحالة النهائية فقط إلى سلسلة الكتلة بعد الانتهاء من المعاملات. يتيح هذا للمشاركين الاشتراك في التفاعلات الفورية المتعددة خارج السلسلة الرئيسية، مما يتجنب الحاجة إلى تقديم كل معاملة إلى السلسلة الرئيسية، وبالتالي يقلل من التأخيرات والتكاليف.
في قنوات الدولة ، يقوم المشاركون أولا بقفل مبلغ معين من الأموال على السلسلة الرئيسية لإنشاء قناة. بعد ذلك ، يمكن أن تحدث المعاملات بشكل متكرر خارج السلسلة ، مع حدوث جميع تحديثات الحالة وتبادل البيانات خارج السلسلة. يتم تقديم الحالة النهائية فقط إلى السلسلة الرئيسية للتسوية بمجرد اكتمال المعاملات. نظرا لأن المعاملات تحدث خارج السلسلة ، يمكن لقنوات الحالة زيادة سرعة المعاملات بشكل كبير وتقليل التكاليف ، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب معاملات متكررة وزمن انتقال منخفض ، مثل المدفوعات عبر الإنترنت والألعاب والمدفوعات البرقية.
تتمثل إحدى المزايا الرئيسية لقنوات الدولة في كفاءتها العالية وانخفاض تكاليف المعاملات. نظرا لأن المعاملات بين المشاركين لا تحتاج إلى تقديمها إلى السلسلة الرئيسية في كل مرة ، يتم تقليل حمل الشبكة بشكل كبير ، مما يقلل من تكلفة كل معاملة ويزيد الإنتاجية. بالإضافة إلى ذلك ، توفر قنوات الحالة مستوى عال من ضمان الأمان مع السلسلة الرئيسية ، حيث يتم تقديم تحديثات الحالة النهائية للتحقق من خلال توقيعات التشفير. إنها توفر للمستخدمين طريقة منخفضة التكلفة وفعالة للتفاعل مع ضمان اللامركزية والأمن.
ومع ذلك ، فإن قنوات الدولة لديها أيضا تحديات. أولا ، تتطلب من المشاركين أن يكونوا متصلين بالإنترنت في الوقت الفعلي نظرا لأن المعاملات تحدث خارج السلسلة ويجب أن تحدث عندما يكون كلا الطرفين متاحين. ثانيا ، تعمل قنوات الدولة بشكل أفضل في السيناريوهات ذات التفاعلات المتكررة وعدد أقل من المشاركين ؛ قد لا تكون التطبيقات الأكبر مناسبة. التحدي الآخر هو أن قنوات الدولة تتطلب من المشاركين قفل الأموال ، مما قد يزعج بعض المستخدمين ، وخاصة أولئك الذين لديهم احتياجات سيولة عالية.
تشمل التطبيقات النموذجية لقنوات الدولة شبكة Raiden و Connext. شبكة Raiden هي شبكة دفع تعتمد على قنوات الدولة على Ethereum ، وهي مصممة لتوفير معالجة دفع عالية الإنتاجية. يسمح للمستخدمين بإجراء معاملات دفع فورية خارج السلسلة ، فقط تقديم الحالة النهائية إلى سلسلة Ethereum الرئيسية عند التسوية ، وبالتالي تمكين المدفوعات الصغيرة منخفضة التكلفة. تعمل Connext على توسيع تطبيقات DeFi والدفع من خلال قنوات الدولة ، مما يوفر حل دفع فعال ومنخفض التكلفة. وقد قدم كلاهما مساهمات كبيرة في خفض تكاليف المعاملات وزيادة سرعات المعاملات ، وتعزيز تطبيق حلول الطبقة 2.
تعمل حلول القناة الحالية هذه على تعزيز الإنتاجية بشكل كبير من خلال إجراء المعاملات خارج السلسلة الرئيسية وتقليل العبء على السلسلة الرئيسية، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص لتطبيقات الدفع السريعة ومنخفضة التكلفة. مع نضج التكنولوجيا، ستوفر قنوات الحالة حلاً للمزيد من التطبيقات التي تحتاج إلى معاملات سريعة ومتكررة، وتصبح جزءًا هامًا من قابلية التوسع في الطبقة 2.
السلاسل الفرعية
مخطط المبدأ الفني المضلع (المصدر: CSDN)
الجانبية هي نوع من حلول توسيع الطبقة 2 التي تعزز وظيفة السلسلة الرئيسية من خلال إنشاء سلاسل كتل مستقلة. وهذا يسمح بزيادة قدرة المعالجة التي تصل إلى أعلى حدودها ومرونة أكبر. على عكس حلول الطبقة 2 الأخرى، تعمل الجانبية بآليات الاتفاق الخاصة بها والهياكل البلوكشين الخاصة بها، مما يتيح للمستخدمين نقل الأصول من السلسلة الرئيسية إلى الجانبية للمعاملات والمعالجة. وعادة ما تسهل الجسور بين السلاسل العابرة هذا النقل، مما يتيح للمستخدمين نقل أصولهم إلى السلسلة الرئيسية في أي وقت يختارونه.
إحدى المزايا الرئيسية للجانب السلسلة هي مرونتها. نظرًا لأن لديهم آليات موافقة مستقلة ، يمكن للمطورين تخصيص معلمات الجانب السلسلة ، مثل وقت الكتلة ورسوم المعاملات ، استنادًا إلى الاحتياجات المحددة. تجعل هذه القدرة على التكيف الجانب السلسلة مناسبة بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب إنتاجية عالية وتأخير منخفض أو ميزات متخصصة. على سبيل المثال ، قد يتم تحسين بعض الجانب السلسلة خصيصًا لألعاب الفيديو أو NFTs أو صناعات أخرى لتلبية متطلبات متنوعة.
فائدة رئيسية أخرى هي قابلية التوسع في السلاسل الجانبية. نظرا لأنها تعمل بشكل مستقل عن السلسلة الرئيسية ، فإنها لا تستهلك موارد السلسلة الرئيسية مباشرة ، مما يسمح لها بالتعامل مع حجم كبير من المعاملات أو المهام الحسابية. وهذا يجعل السلاسل الجانبية مثالية للتطبيقات اللامركزية الكبيرة (dApps) ومنصات التداول عالية التردد ، حيث يمكنها تقديم أداء محسن دون التأثير على السلسلة الرئيسية. بالمقارنة مع حلول الطبقة 2 الأخرى ، توفر السلاسل الجانبية عموما مزيدا من المرونة وقابلية التوسع نظرا لعدم تقييد تصميمها بواسطة السلسلة الرئيسية.
ومع ذلك ، تواجه السلاسل الجانبية أيضا بعض التحديات. أولا ، يختلف أمنهم عن أمن السلسلة الرئيسية ؛ تعتمد السلاسل الجانبية على آليات الإجماع الخاصة بها والمشاركين في الشبكة من أجل الأمان ، مما قد يجعلها أكثر عرضة للهجمات أو المشكلات من السلسلة الرئيسية. لحماية أمن الأصول ، تحتاج السلاسل الجانبية إلى جسور قوية عبر السلاسل وآليات تحقق. ثانيا ، في حين أن السلاسل الجانبية يمكن أن توفر إنتاجية ومرونة محسنة ، فإن العمليات عبر السلسلة قد تؤدي أحيانا إلى تأخيرات وتعقيدات ، خاصة عند نقل الأصول بين سلاسل جانبية متعددة.
تتضمن أمثلة السلاسل الجانبية النموذجية Polygon (شبكة Matic سابقا) و Liquid Network. Polygon هي شبكة سلسلة جانبية متوافقة مع Ethereum تعزز تطوير DeFi و NFTs والتطبيقات اللامركزية الأخرى من خلال توفير إنتاجية معاملات أعلى ورسوم أقل ل Ethereum. وهي تحقق ذلك من خلال آلية إجماع PoS (إثبات الحصة) وإطار عمل البلازما ، والتي تدعم حجما كبيرا من المعاملات ومعالجة البيانات. Liquid Network ، التي طورتها Blockstream ، هي سلسلة جانبية مصممة لتقديم تأكيدات أسرع للمعاملات وخصوصية محسنة ل Bitcoin. يسمح بتأكيد فوري لمعاملات Bitcoin من خلال شبكته الجانبية المستقلة وآلية الإجماع ، مما يوفر حماية أفضل للخصوصية للمستخدمين ويجعلها مناسبة للتطبيقات على مستوى المؤسسات والتداول عالي التردد.
تعمل حلول السلسلة الجانبية هذه على تحسين الأداء وقابلية التوسع من خلال تفريغ المعاملات ومعالجة البيانات من السلسلة الرئيسية ، مع توفير مرونة أكبر للمطورين والمستخدمين. مع استمرار تقدم تقنية sidechain ، ستلعب دورا حيويا متزايدا في النظام البيئي blockchain ، لا سيما في التطبيقات التي تتطلب إنتاجية عالية ومرونة.
القيود الأساسية للطبقة 2
على الرغم من أن تقنية الطبقة 2 تعزز بشكل كبير أداء التقنية الأساسية للبلوكشين وتقلل من تكاليف المعاملات، إلا أن لديها بعض القيود الأساسية. هنا عدة قيود رئيسية مرتبطة بمشاريع الطبقة 2:
قضايا الأمان
تعتمد حلول الطبقة 2 عادة على السلسلة الرئيسية للأمان الأساسي ، ولكن يمكن أن تكون هناك اختلافات في تصميمات الأمان الخاصة بها. على سبيل المثال ، تعتمد Optimistic Rollups وقنوات الدولة على المشاركين في الشبكة لتحدي المعاملات المشبوهة عبر آلية مقاومة للاحتيال بعد تقديم المعاملات إلى السلسلة الرئيسية. ومع ذلك ، فإن هذه الآلية لا تمنع دائما الهجمات الضارة بشكل فعال. قد يستغل المهاجمون نقاط ضعف النظام لتنفيذ "معاملات ضارة" والانسحاب بسرعة ، في حين أن عملية تقديم أدلة الاحتيال قد تستغرق وقتا ، مما يؤدي إلى تأخير في معالجة الهجمات في الوقت الفعلي. بالإضافة إلى ذلك ، غالبا ما يعتمد أمان حلول Layer 2 على شبكة أصغر من عقد التحقق من الصحة ، مما يعني أنه إذا تم اختراق هذه العقد ، فقد يعرض أمان الشبكة بالكامل للخطر. وبالتالي ، بينما توفر تقنية Layer 2 حلول تحجيم فعالة ، فقد يكون أمانها في بعض الأحيان أقل قوة من السلسلة الرئيسية.
قضايا التوافق والتشغيل المتقاطع للشبكة
يتم بناء حلول الطبقة 2 الحالية بشكل عام حول سلسلة رئيسية واحدة ، ولا سيما حلول الطبقة 2 من Ethereum مثل Optimism و Arbitrum ، والتي تركز بشكل أساسي على تحسين أداء Ethereum. ومع ذلك ، فإن العمليات عبر السلسلة تشكل تحديات خطيرة للتشغيل البيني. تستخدم سلاسل الكتل المختلفة آليات وبروتوكولات إجماع مختلفة ، مما يعقد عمليات نقل الأصول وتبادل المعلومات. لا تزال تكنولوجيا الجسور عبر السلاسل تتطور. بينما تحاول مشاريع مثل Cosmos و Polkadot توفير دعم عبر السلسلة ، فإنها لا تعمل بشكل مباشر مع معظم تقنيات Layer 2. يجبر هذا الموقف المستخدمين على الاعتماد على بروتوكولات التجسير التابعة لجهات خارجية للعمليات عبر السلسلة ، والتي قد تنطوي على مخاطر أمنية محتملة. علاوة على ذلك ، يمكن أن تؤدي اختلافات التوافق بين حلول الطبقة 2 المختلفة إلى تأخيرات وتعقيدات في حركة الأصول والمعلومات عبر سلاسل مختلفة ، مما يجعل العمليات أكثر صعوبة للمستخدمين.
تجربة المستخدم والحواجز التقنية
يشكل تعقيد تقنية الطبقة 2 عائقا كبيرا أمام اعتمادها على نطاق واسع. في حين أن هذه الحلول يمكن أن توفر إنتاجية معاملات أعلى ورسوما أقل ، فإن نقل الأصول من السلسلة الرئيسية إلى الطبقة 2 يمكن أن يتضمن خطوات متعددة للمستخدمين. على سبيل المثال ، يجب على المستخدمين أولا ربط الأصول من السلسلة الرئيسية إلى الطبقة 2 قبل التداول أو التشغيل داخل شبكة الطبقة 2. بالإضافة إلى ذلك ، غالبا ما تختلف واجهات وطرق استخدام شبكات Layer 2 عن تلك الخاصة بالسلسلة الرئيسية ، مما يتطلب من المستخدمين العمل من خلال محافظ أو منصات محددة ، مما قد يمثل تحديا للمستخدمين غير التقنيين. بالنسبة للمطورين، يتطلب ترحيل التطبيقات الحالية إلى الطبقة 2 أيضا إجراء تعديلات على التعليمات البرمجية لضمان التوافق والتشغيل الفعال في البيئة الجديدة. للاستفادة من فوائد الطبقة 2 ، يحتاج المطورون إلى فهم البنية الأساسية لكل تقنية من تقنيات الطبقة 2 ، مما يزيد من الحواجز التقنية أمام التطوير.
مشاكل قفل الأموال والموارد
بعض الحلول من الطبقة 2، مثل القنوات الحالية، تتطلب من المستخدمين قفل مبلغ معين من الأموال كضمان. بينما يساعد هذا الآلية في ضمان سلامة الطرفين خلال عمليات التحويل، إلا أنها تواجه تحديات أيضاً. أولاً، لا يستطيع المستخدمون الوصول بحرية إلى هذه الأموال المقفلة، مما يقيد سيولتهم. يمكن أن تكون تكلفة الفرصة للأموال المقفلة مهمة بالنسبة لبعض المستخدمين، خاصة عندما يرغبون في استخدام هذه الأصول للاستثمارات أو التحويلات الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يكون عدد المشاركين محدوداً بسبب عملية القنوات الحالية؛ حيث يمكن أن يؤدي وجود عدد كبير من المشاركين إلى بطء في حركة الأموال وتعقيد الإدارة. على الرغم من أن العقود الذكية وأدوات الأتمتة يمكن أن تعزز كفاءة إدارة الأموال، إلا أن قفل الأموال لا يزال عبءاً لا يمكن تجاهله في بعض حلول الطبقة 2.
تنازلات بين اللامركزية والتوسع الأفقي
عند تصميم حلول الطبقة 2 ، تعد الموازنة بين اللامركزية وقابلية التوسع قضية حاسمة. لتحسين قابلية التوسع ، تتبنى بعض الحلول (مثل Optimistic Rollups) تصميما أكثر مركزية ، لا سيما في تنفيذ عمليات إثبات الاحتيال وآليات التحدي ، وغالبا ما تعتمد على مجموعة فرعية من العقد الأساسية للتحقق من فعالية المعاملات ، مما قد يؤثر على اللامركزية. تحافظ الحلول الأخرى (مثل ZK-Rollups) على مستوى أعلى من اللامركزية من خلال استخدام تقنية إثبات المعرفة الصفرية ، لكن تعقيدها الحسابي أعلى ويتطلب المزيد من الموارد الحسابية. هذا يعني أنه في حين أن ZK-Rollups توفر نظريا أمانا أفضل ولامركزية ، فإن قابليتها للتوسع مقيدة بالاختناقات الحسابية لبراهين المعرفة الصفرية. لذلك ، لا يزال إيجاد توازن بين اللامركزية والأمن وقابلية التوسع يمثل تحديا حاسما لتقنية الطبقة 2 ، مما يستلزم المزيد من الابتكار والتحسين لتحقيق قابلية أعلى للتوسع مع ضمان أمان الشبكة واللامركزية.
استنتاج
على الرغم من أن تقنية الطبقة 2 تقدم حلول فعالة لتعزيز قدرة توسعة التكنولوجيا القابلة للتعدين، إلا أنها تواجه لا يزال العديد من القيود. على الرغم من أنها يمكن أن تحسن قدرة معالجة المعاملات وتقليل التكاليف، إلا أن تعقيد وتبعيات شبكات الطبقة 2 لا تزال مشكلات هامة، خاصة فيما يتعلق بالتوافق بين سلاسل الكتل المتعددة وأمان البيانات.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تقيد أوقات تأكيد المعاملات وآليات التحقق متطلبات الوقت الحقيقي لبعض التطبيقات. على الرغم من التقدمات مثل Optimistic Rollups و ZK-Rollups التي تهدف إلى تحسين الكفاءة، إلا أن التأخيرات وآليات الحماية من الاحتيال تؤثر لا تزال على أداء النظام، مما يجعل من الصعب على حلول الطبقة 2 أن تحل محل الطبقة 1 بالكامل في تداول التردد العالي أو السيناريوهات التي تتطلب تأكيدات فورية.
في المستقبل، مع استمرار تطور التكنولوجيا وتحسينها، من المتوقع أن يتم تخفيف قيود حلول الطبقة 2. ستدفع بروتوكولات التبادل بين الشبكات المحسنة وتصميمات تجربة المستخدم المحسنة وتدابير الأمان المحسنة اعتمادًا أكبر لتكنولوجيا الطبقة 2. قد تلعب دورًا أكثر أهمية في النظام البيئي للبلوكشين.
Статті на тему
ما هو Tronscan وكيف يمكنك استخدامه؟
كل ما تريد معرفته عن Blockchain
ما هي كوساما؟ كل ما تريد معرفته عن KSM
فهم مشاريع الطبقة 2: التعريف والتاريخ والتحديات
الدور والصعود للطبقة 2
ما هي طبقة 2؟
الطبقة 2 (L2) هي طبقة توسعية أساسية لتكنولوجيا البلوكشين، تم بناؤها فوق السلسلة الرئيسية (الطبقة 1). يقلل التعامل مع معظم المعاملات خارج السلسلة من الضغط على السلسلة الرئيسية. الهدف الرئيسي هو تعزيز قابلية توسع البلوكشين وكفاءتها مع الحفاظ على أمان ولامركزية السلسلة الرئيسية. مع حلول الطبقة 2، يمكن للمستخدمين الاستفادة من تكاليف تحويل أقل وسرعات معالجة أسرع، مما يجعل التكنولوجيا البلوكشين أكثر جاذبية للاستخدام اليومي.
هناك العديد من تقنيات L2 ، كل منها مناسب لسيناريوهات مختلفة. على سبيل المثال ، تتيح قنوات الحالة تفاعلات متكررة خارج السلسلة ، وتستقر فقط على السلسلة الرئيسية في النهاية ، وبالتالي تخفيف الحمل على السلسلة. تعمل السلاسل الجانبية بشكل مستقل ولكنها تتصل بالسلسلة الرئيسية من خلال طريقة التثبيت المزدوج. تنشئ تقنية البلازما سلاسل فرعية لإدارة كميات كبيرة من المعاملات مع الاعتماد على السلسلة الرئيسية للأمن. تقوم تقنية Rollup (بما في ذلك Optimistic Rollup و ZK-Rollup) بتجميع العديد من المعاملات قبل إرسالها إلى السلسلة الرئيسية ، باستخدام أدلة الاحتيال أو المعرفة الصفرية لضمان أمان المعاملات وصلاحيتها. تشكل هذه التقنيات معا العمود الفقري للنظام البيئي L2 ، حيث تلبي احتياجات قابلية التوسع المختلفة.
على الرغم من أن تكنولوجيا الطبقة 2 تعالج مشكلات القابلية للتوسع ، إلا أنها تواجه تحديات كبيرة. تتطلب قنوات الحالة من المشاركين أن يكونوا متصلين على الإنترنت بشكل مستمر ، مما يعقد تجربة المستخدم ؛ تتطلب الجانبية مقاييس أمان خاصة بها ، مما يمكن أن يزيد من مخاطر الأصول ؛ تعقد سلاسل Plasma الفرعية في التصميم ، مما يحد من مرونة المطورين ؛ وعلى الرغم من أن حلول Rollup تعزز كفاءة المعاملات ، إلا أنها تحتاج لتحسينات في توافر البيانات والاعتماد على أمان السلسلة الرئيسية. علاوة على ذلك ، يمكن أن يؤدي عدم وجود توحيد بين حلول الطبقة 2 المختلفة إلى التجزؤ ، مما يعقد التكامل والتوافق. تعيق هذه المشكلات القدرة الشاملة على تطبيق الطبقة 2.
يعد تطور الطبقة 2 أمرا بالغ الأهمية لاعتماد blockchain على نطاق واسع ، خاصة في قطاعات مثل التمويل والألعاب والشبكات الاجتماعية حيث تكون التفاعلات المتكررة ضرورية. من المتوقع أن تؤدي التطورات في تقنيات توافر البيانات (مثل إثباتات الصلاحية) وقابلية التشغيل البيني عبر السلسلة إلى تقليل حواجز دخول المستخدم وزيادة إمكانية الوصول إلى blockchain. بالإضافة إلى ذلك ، ستفتح التحسينات في الطبقة 2 إمكانيات جديدة لتطبيقات Web3 ، مما يتيح حالات استخدام أكثر تعقيدا. في النهاية ، تعد الطبقة 2 محركا رئيسيا لنقل تقنية blockchain من المراحل التجريبية إلى التطبيقات واسعة النطاق.
صعود الطبقة 2
ظهرت تقنية الطبقة 2 (L2) ردًا على قيود الأداء في تكنولوجيا سلسلة الكتل، وبخاصة Ethereum mainnet (الطبقة 1)، التي واجهت صعوبات في معالجة حجم المعاملات الكبير. مع شهرة التمويل اللامركزي (DeFi) والعملات غير القابلة للتداول (NFTs)، ارتفعت رسوم المعاملات وأوقات التأكيد على الشبكة الرئيسية بشكل كبير، مما أثر سلبًا على تجربة المستخدم وقابلية التوسع. تم تطوير حلول L2 لتخفيف الأحمال عن السلسلة الرئيسية من خلال معالجة بعض المعاملات خارج السلسلة، وبالتالي تحسين السرعة وتقليل التكاليف.
في السنوات الأخيرة ، تطورت تقنية L2 بشكل كبير ، مع حلول مثل State Channels و sidechains و Plasma و Optimistic Rollup و ZK-Rollup التي أصبحت بارزة. تلقت تقنية Rollup ، على وجه الخصوص ، اهتمامًا لقدرتها على تعبئة العديد من المعاملات وإرسالها إلى الشبكة الرئيسية ، مع ضمان صحتها وأمانها من خلال إثباتات الاحتيال أو صفر المعرفة. تعزز هذه الحلول إنتاجية المعاملات مع الحفاظ على أمان الشبكة الرئيسية واللامركزية.
خلال السوق الثوري الأخير، اكتسبت الطبقة 2 بسرعة وأصبحت لاعباً رئيسياً في مجال سلسلة الكتل العامة. إليك بعض الأمثلة الملحوظة:
أربيتروم
يهدف أربيترم، الذي طورته Offchain Labs، إلى تسريع المعاملات وتخفيض التكاليف على شبكة إيثريوم، وهو حل الطبقة 2 الذي يعتمد على أوبتيميستيك رولاب. يتميز بمعالجة معظم بيانات المعاملات دون سلسلة على الشبكة، مما يعزز بشكل كبير الإنتاجية ويقلل الرسوم.
اعتبارا من عام 2024 ، تظهر بيانات من DeFiLlama أن Arbitrum لديها ما يقرب من 2 مليار دولار من إجمالي القيمة المقفلة (TVL) ، والتي تشكل 60.62٪ من سوق الطبقة 2 ، متجاوزة منافسيها بكثير. خلال الإنزال الجوي في مارس 2024 ، سجلت 3 ملايين معاملة يومية ، مما يدل على تفاعل قوي للمستخدمين. أطلقت Arbitrum أيضا مشروع Arbitrum Orbit ، مما يسمح للمطورين بإنشاء حلول Layer 3 مخصصة ، مما يزيد من إثراء نظامها البيئي.Optimism
التفاؤل هو حل طبقة 2 مهم آخر يعتمد على تحسين الدمج التفاؤلي ، حيث يركز على تقليل رسوم المعاملات وزيادة الإنتاجية على إيثيريوم. يجمع بين بيانات المعاملات للتقديم إلى السلسلة الرئيسية ، باستخدام آلية دليل الاحتيال المؤجل لضمان صحة البيانات.
تشير التقارير إلى أن إيرادات تحالف التفاؤل وصلت إلى 15،700 إيثريوم (حوالي 40.82 مليون دولار) في أكتوبر 2024، مع مساهمة OP Mainnet بنسبة حوالي 81.5٪. تعتبر نظام السوبرشين لها حوالي 37٪ من حجم المعاملات في سوق الطبقة 2، مما يسلط الضوء على تفوقها التنافسي. يشجع التفاؤل المطورين والمشاركة المجتمعية من خلال تعزيز الحكم اللامركزي، مما يدفع بنمو سوقها بشكل أكبر.zkSync
zkSync، الذي طوّرته شركة Matter Labs، هو حلاً من الطبقة 2 يعتمد على تقنية ZK-Rollup التي تستخدم تقنية البرهان بدون معرفة لمعالجة المعاملات بكفاءة وأمان. على عكس Optimistic Rollup، يتحقق zkSync من صحة المعاملة مباشرة من خلال براهين بدون معرفة، مما يقضي على التأخير المرتبط ببراهين الاحتيال ويسمح بالتأكيدات الأسرع.
تشير التقارير إلى أن شبكة zkSync Era الأساسية تم فتحها أمام الجمهور في مارس 2024، ووصلت القيمة الإجمالية المقفلة إلى 480 مليون دولار في غضون شهرين، مع معدل نمو أسبوعي يقارب 20٪. كما ارتفع عدد العناوين الفريدة في zkSync، وتجاوزت 920،000 بحلول مايو من نفس العام، متجاوزة Arbitrum و Optimism، مما يشير إلى زخم قوي لنمو المستخدم. تعمل الهندسة المعمارية الفعالة والرسوم المنخفضة في zkSync على جعلها منصة مفضلة لمطوري DeFi والمستخدمين.
مقارنة حلول الطبقة 2 الحالية
مقارنة حلول الطبقة 2 (المصدر: مجتمع ديتشين)
حاليًا، هناك أربعة أنواع رئيسية من حلول الطبقة 2: Optimistic Rollups، ZK-Rollups، State Channels، والسلاسل الجانبية. لكل حل ميزاته الفريدة، وفوائده، وعيوبه، وحالات استخدامه. فيما يلي مقارنة مفصلة لهذه الأربع تقنيات الرئيسية.
لفائف التفاؤلية
حلول تقنية للتحسين التكميلي (المصدر: Chainlink)
طبقة 2 هي حل للتوسعة بناءً على إيثريوم يهدف إلى تعزيز إنتاجية المعاملات وتقليل التكاليف. يتضمن الآلية الأساسية دمج العديد من المعاملات وإرسال النتائج إلى السلسلة الرئيسية بدلاً من التحقق من كل واحدة على حدة. هذا يقلل بشكل كبير من الضغط على السلسلة الرئيسية، مما يؤدي إلى زيادة الكفاءة والإنتاجية. نظرًا لنهجها المتفائل، يفترض النظام أن جميع المعاملات المرسلة صالحة ما لم يتم تحديها. هذا يقلل بشكل كبير من التكاليف الحسابية والتخزين، مما يجعل طبقة 2 خيارًا فعالًا للتوسعة.
في هذا النموذج، يتم معالجة بيانات المعاملات وتحديثات الحالة خارج السلسلة، مع تقديم النتائج النهائية إلى سلسلة إثريوم الرئيسية باستخدام "إثباتات الاحتيال". يمكن للمشاركين تحدي المعاملات المشبوهة في إطار زمني محدد. في حال النجاح، يتم إلغاء المعاملة وفرض عقوبات على المستخدمين الخبيثين. على الرغم من أن هذا يتسبب في بعض التأخيرات، إلا أنه يضمن الأمان واللامركزية ويقلل من الاعتماد على السلسلة الرئيسية. كما تكون تكاليف المعاملات أقل بكثير حيث لا يتعين تقديم جميع البيانات بالكامل إلى السلسلة الرئيسية.
إحدى المزايا الرئيسية للتراكم التفاؤلي هي التوافق مع عقود الذكاء الاصطناعي الحالية على الإيثيريوم. نظرًا لأنها تغير فقط كيفية التحقق من المعاملات وليس كيفية تنفيذها، يمكن للمطورين ترحيل كود عقودهم الذكية الحالي إلى التراكم التفاؤلي دون أي تعديلات. يسمح سهولة الانتقال هذه للمطورين بالتكيف بسرعة والاستفادة من كفاءة الطبقة 2 لتقديم خدمات أكثر تنافسية.
ومع ذلك، هناك تحديات. أكبر عيب هو زمن تأكيد أطول، حيث يجب أن تنتظر المعاملات التحقق خلال فترة "دليل الاحتيال"، والتي يمكن أن تستغرق عدة أيام. وهذا يجعل تقنية Optimistic Rollups غير مناسبة لتطبيقات تتطلب تأكيدات معاملات سريعة. بالإضافة إلى ذلك، يعتمد آلية دليل الاحتيال على مشاركي الشبكة لتحديد وتحدي المعاملات غير الصالحة بنشاط، مما قد يؤدي إلى عدم الكفاءة.
تشمل السلاسل العامة الملحوظة التي تستخدم التفتيشات المتفائلة Optimism و Arbitrum ، وكلاهما زعيم في حلول الطبقة 2. يحسن Optimism معالجة المعاملات في Ethereum عن طريق دمج الإرسالات واستخدام إثباتات الاحتيال لضمان الدقة. هدفه هو دعم تطبيقات الويب اللامركزية (dApps) الأكثر كفاءة من خلال خفض التكاليف وزيادة الأداء. تعمل عدة مشاريع DeFi ، مثل Uniswap و Synthetix ، على Optimism ، مستفيدة من تخفيض الرسوم وزيادة سرعة المعالجة.
أربيتروم، الذي يعتمد أيضًا على التكديس التفاؤلي، يعتمد تصميمًا مماثلاً ولكن مع تحسينات في الأداء والتحسين، مما يسمح بمعالجة المعاملات بكفاءة أكبر مع الحفاظ على التوافق العالي مع عقود الذكاء الاصطناعي الخاصة بإثريوم. إنه مستخدم على نطاق واسع في مجال الديفي وهو المنصة المفضلة للعديد من بروتوكولات التمويل اللامركزي، مع نظام بيئي متنامٍ بسرعة. كلا المنصات تسهم في نمو بيئة إثريوم من خلال تقديم رسوم أقل وسرعات أعلى.
هذه سلاسل Optimistic Rollups لا تدعم فقط حجم عمليات كبيرة ولكنها أيضًا تحافظ على التوافق العالي مع تطبيقات السلسلة الرئيسية، مما يتيح لمشاريع Ethereum الموجودة الترحيل بسهولة والاستمتاع بفوائد الطبقة 2.
ZK-Rollups
حلول تقنية ZK-Rollups (المصدر: وثائق التعليم Chainlink)
ZK-Rollups هو حلاً آخر مبني على Ethereum في الطبقة 2 يهدف إلى تحسين الأداء وتقليل التكاليف باستخدام تقنية الدليل الرياضي للصفر (ZKP). على عكس Optimistic Rollups ، تقوم ZK-Rollups بإنشاء دلائل رياضية أثناء معالجة المعاملات لضمان صحة البيانات. يقومون بحزم المعاملات المتعددة في دفعة واحدة وإرسال النتائج إلى السلسلة الرئيسية باستخدام الدلائل الرياضية للصفر ، مما يقضي على الحاجة إلى التحقق الفردي. يتيح ذلك لـ ZK-Rollups زيادة كبيرة في أداء المعاملات مع توفير أمان محسّن وأوقات تأكيد أقل.
في طبقة 2 ، يتم معالجة بيانات المعاملات وتحديثات الحالة خارج السلسلة ، ولكن يتم تأكيد صحة المعاملات في السلسلة من خلال الأدلة المعرفية الصفرية. على الرغم من أن هذه الأدلة تتطلب حسابات مكثفة ، إلا أنها تمكن السلسلة الرئيسية لإيثريوم من التحقق بسرعة من صحة المعاملة دون الانتظار الطويل لأدلة الاحتيال. بفضل كفاءة الأدلة المعرفية الصفرية ، يمكن لطبقة 2 معالجة حجم كبير من المعاملات تقريبًا في الوقت الفعلي ، مما يقلل بشكل كبير من تأخيرات التأكيد. هذا يجعلها مناسبة بشكل خاص للتطبيقات التي تحتاج إلى وقت استجابة منخفض ، مثل المدفوعات في الوقت الحقيقي ، والألعاب ، والتداول بتردد عالي.
أحد مزايا ZK-Rollups الرئيسية هو أمانهم القوي وقابليتهم للتوسع. على عكس Optimistic Rollups، لا تعتمد ZK-Rollups على دلائل الاحتيال؛ بل تحقق صحة المعاملة مباشرة باستخدام البراهين الصفرية المعرفة. وهذا ليس فقط يجعل عملية التحقق أكثر كفاءة ولكنه أيضًا يعزز أمان النظام بشكل عام. علاوة على ذلك، من خلال معالجة كميات كبيرة من البيانات خارج سلسلة الكتل الفرعية، تقلل ZK-Rollups بشكل فعال من العبء على سلسلة الكتل الرئيسية للإثريوم مع تخفيض تكاليف المعاملات بشكل كبير، متفوقة في سيناريوهات التداول عالية التدفق والتداول عالي التردد.
ومع ذلك، تواجه ZK-Rollups بعض التحديات. أولاً، تكنولوجيا البرهان بدون معرفة معقدة، مما يتطلب من المطورين أن يكونوا لديهم مهارات تقنية أعلى لبناء ونشر التطبيقات القائمة على ZK-Rollups. ثانيًا، على الرغم من أن ZK-Rollups يوفرون أمانًا وقابلية توسعة أكبر، إلا أنها لا تزال تعاني من قيود فيما يتعلق بالتوافق مع العقود الذكية الحالية. قد يتطلب تكييف العقود الذكية الحالية لـ Ethereum لـ ZK-Rollups تعديلات إضافية، مما يعقد عملية التطوير والهجرة.
تتضمن السلاسل العامة البارزة التي تستخدم ZK-Rollups zkSync و StarkWare ، وهما منصتان رائدتان حاليًا في السوق. يقوم zkSync بتحسين عملية الحساب للأدلة ذات المعرفة الصفرية ، ويوفر تأكيدات سريعة وبتكلفة منخفضة للمعاملات ويتم اعتماده من قبل بروتوكولات DeFi مختلفة مثل Curve و Aave. يعزز StarkWare التحقق الفعال من البيانات على السلسلة من خلال منصة ZK-Rollups الخاصة بها التي تعتمد على تقنية STARK ، والتي تستخدم على نطاق واسع في التبادلات اللامركزية (DEXs) وتطبيقات DeFi الأخرى. تسرع كلا المنصتين نمو بيئة Ethereum من خلال توفير بيئات معاملات ذات انخفاض التأخير وأمان عالي ، وتعزيز اعتماد حلول الطبقة 2.
تعزز هذه السلاسل للتسوية الفورية بدون طبقة 2 من خلال زيادة قدرة المعاملة وتوفير أمان أعلى وتكاليف أقل، مما يجعلها مبتكرين مهمين في قابلية التوسع للبلوكشين. مع تطور تكنولوجيا السلاسل للتسوية الفورية بدون طبقة 2، من المتوقع أن تتبنى المزيد من تطبيقات الديفاي والمنصات اللامركزية هذه التقنية لتحسين قابلية التوسع والأداء.
قنوات الحالة
الحل الفني لـ Celer: تنفيذ عملي لقنوات الحالة (المصدر: tokeninsight)
قنوات الحالة هي حلاً آخر لتوسيع الطبقة 2 المصممة لتعزيز إنتاج سلسلة الكتلة وتقليل تكاليف المعاملات من خلال معالجة المعاملات خارج السلسلة. يكمن المفهوم الأساسي في نقل التفاعلات بين المشاركين خارج السلسلة الرئيسية وتقديم الحالة النهائية فقط إلى سلسلة الكتلة بعد الانتهاء من المعاملات. يتيح هذا للمشاركين الاشتراك في التفاعلات الفورية المتعددة خارج السلسلة الرئيسية، مما يتجنب الحاجة إلى تقديم كل معاملة إلى السلسلة الرئيسية، وبالتالي يقلل من التأخيرات والتكاليف.
في قنوات الدولة ، يقوم المشاركون أولا بقفل مبلغ معين من الأموال على السلسلة الرئيسية لإنشاء قناة. بعد ذلك ، يمكن أن تحدث المعاملات بشكل متكرر خارج السلسلة ، مع حدوث جميع تحديثات الحالة وتبادل البيانات خارج السلسلة. يتم تقديم الحالة النهائية فقط إلى السلسلة الرئيسية للتسوية بمجرد اكتمال المعاملات. نظرا لأن المعاملات تحدث خارج السلسلة ، يمكن لقنوات الحالة زيادة سرعة المعاملات بشكل كبير وتقليل التكاليف ، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب معاملات متكررة وزمن انتقال منخفض ، مثل المدفوعات عبر الإنترنت والألعاب والمدفوعات البرقية.
تتمثل إحدى المزايا الرئيسية لقنوات الدولة في كفاءتها العالية وانخفاض تكاليف المعاملات. نظرا لأن المعاملات بين المشاركين لا تحتاج إلى تقديمها إلى السلسلة الرئيسية في كل مرة ، يتم تقليل حمل الشبكة بشكل كبير ، مما يقلل من تكلفة كل معاملة ويزيد الإنتاجية. بالإضافة إلى ذلك ، توفر قنوات الحالة مستوى عال من ضمان الأمان مع السلسلة الرئيسية ، حيث يتم تقديم تحديثات الحالة النهائية للتحقق من خلال توقيعات التشفير. إنها توفر للمستخدمين طريقة منخفضة التكلفة وفعالة للتفاعل مع ضمان اللامركزية والأمن.
ومع ذلك ، فإن قنوات الدولة لديها أيضا تحديات. أولا ، تتطلب من المشاركين أن يكونوا متصلين بالإنترنت في الوقت الفعلي نظرا لأن المعاملات تحدث خارج السلسلة ويجب أن تحدث عندما يكون كلا الطرفين متاحين. ثانيا ، تعمل قنوات الدولة بشكل أفضل في السيناريوهات ذات التفاعلات المتكررة وعدد أقل من المشاركين ؛ قد لا تكون التطبيقات الأكبر مناسبة. التحدي الآخر هو أن قنوات الدولة تتطلب من المشاركين قفل الأموال ، مما قد يزعج بعض المستخدمين ، وخاصة أولئك الذين لديهم احتياجات سيولة عالية.
تشمل التطبيقات النموذجية لقنوات الدولة شبكة Raiden و Connext. شبكة Raiden هي شبكة دفع تعتمد على قنوات الدولة على Ethereum ، وهي مصممة لتوفير معالجة دفع عالية الإنتاجية. يسمح للمستخدمين بإجراء معاملات دفع فورية خارج السلسلة ، فقط تقديم الحالة النهائية إلى سلسلة Ethereum الرئيسية عند التسوية ، وبالتالي تمكين المدفوعات الصغيرة منخفضة التكلفة. تعمل Connext على توسيع تطبيقات DeFi والدفع من خلال قنوات الدولة ، مما يوفر حل دفع فعال ومنخفض التكلفة. وقد قدم كلاهما مساهمات كبيرة في خفض تكاليف المعاملات وزيادة سرعات المعاملات ، وتعزيز تطبيق حلول الطبقة 2.
تعمل حلول القناة الحالية هذه على تعزيز الإنتاجية بشكل كبير من خلال إجراء المعاملات خارج السلسلة الرئيسية وتقليل العبء على السلسلة الرئيسية، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص لتطبيقات الدفع السريعة ومنخفضة التكلفة. مع نضج التكنولوجيا، ستوفر قنوات الحالة حلاً للمزيد من التطبيقات التي تحتاج إلى معاملات سريعة ومتكررة، وتصبح جزءًا هامًا من قابلية التوسع في الطبقة 2.
السلاسل الفرعية
مخطط المبدأ الفني المضلع (المصدر: CSDN)
الجانبية هي نوع من حلول توسيع الطبقة 2 التي تعزز وظيفة السلسلة الرئيسية من خلال إنشاء سلاسل كتل مستقلة. وهذا يسمح بزيادة قدرة المعالجة التي تصل إلى أعلى حدودها ومرونة أكبر. على عكس حلول الطبقة 2 الأخرى، تعمل الجانبية بآليات الاتفاق الخاصة بها والهياكل البلوكشين الخاصة بها، مما يتيح للمستخدمين نقل الأصول من السلسلة الرئيسية إلى الجانبية للمعاملات والمعالجة. وعادة ما تسهل الجسور بين السلاسل العابرة هذا النقل، مما يتيح للمستخدمين نقل أصولهم إلى السلسلة الرئيسية في أي وقت يختارونه.
إحدى المزايا الرئيسية للجانب السلسلة هي مرونتها. نظرًا لأن لديهم آليات موافقة مستقلة ، يمكن للمطورين تخصيص معلمات الجانب السلسلة ، مثل وقت الكتلة ورسوم المعاملات ، استنادًا إلى الاحتياجات المحددة. تجعل هذه القدرة على التكيف الجانب السلسلة مناسبة بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب إنتاجية عالية وتأخير منخفض أو ميزات متخصصة. على سبيل المثال ، قد يتم تحسين بعض الجانب السلسلة خصيصًا لألعاب الفيديو أو NFTs أو صناعات أخرى لتلبية متطلبات متنوعة.
فائدة رئيسية أخرى هي قابلية التوسع في السلاسل الجانبية. نظرا لأنها تعمل بشكل مستقل عن السلسلة الرئيسية ، فإنها لا تستهلك موارد السلسلة الرئيسية مباشرة ، مما يسمح لها بالتعامل مع حجم كبير من المعاملات أو المهام الحسابية. وهذا يجعل السلاسل الجانبية مثالية للتطبيقات اللامركزية الكبيرة (dApps) ومنصات التداول عالية التردد ، حيث يمكنها تقديم أداء محسن دون التأثير على السلسلة الرئيسية. بالمقارنة مع حلول الطبقة 2 الأخرى ، توفر السلاسل الجانبية عموما مزيدا من المرونة وقابلية التوسع نظرا لعدم تقييد تصميمها بواسطة السلسلة الرئيسية.
ومع ذلك ، تواجه السلاسل الجانبية أيضا بعض التحديات. أولا ، يختلف أمنهم عن أمن السلسلة الرئيسية ؛ تعتمد السلاسل الجانبية على آليات الإجماع الخاصة بها والمشاركين في الشبكة من أجل الأمان ، مما قد يجعلها أكثر عرضة للهجمات أو المشكلات من السلسلة الرئيسية. لحماية أمن الأصول ، تحتاج السلاسل الجانبية إلى جسور قوية عبر السلاسل وآليات تحقق. ثانيا ، في حين أن السلاسل الجانبية يمكن أن توفر إنتاجية ومرونة محسنة ، فإن العمليات عبر السلسلة قد تؤدي أحيانا إلى تأخيرات وتعقيدات ، خاصة عند نقل الأصول بين سلاسل جانبية متعددة.
تتضمن أمثلة السلاسل الجانبية النموذجية Polygon (شبكة Matic سابقا) و Liquid Network. Polygon هي شبكة سلسلة جانبية متوافقة مع Ethereum تعزز تطوير DeFi و NFTs والتطبيقات اللامركزية الأخرى من خلال توفير إنتاجية معاملات أعلى ورسوم أقل ل Ethereum. وهي تحقق ذلك من خلال آلية إجماع PoS (إثبات الحصة) وإطار عمل البلازما ، والتي تدعم حجما كبيرا من المعاملات ومعالجة البيانات. Liquid Network ، التي طورتها Blockstream ، هي سلسلة جانبية مصممة لتقديم تأكيدات أسرع للمعاملات وخصوصية محسنة ل Bitcoin. يسمح بتأكيد فوري لمعاملات Bitcoin من خلال شبكته الجانبية المستقلة وآلية الإجماع ، مما يوفر حماية أفضل للخصوصية للمستخدمين ويجعلها مناسبة للتطبيقات على مستوى المؤسسات والتداول عالي التردد.
تعمل حلول السلسلة الجانبية هذه على تحسين الأداء وقابلية التوسع من خلال تفريغ المعاملات ومعالجة البيانات من السلسلة الرئيسية ، مع توفير مرونة أكبر للمطورين والمستخدمين. مع استمرار تقدم تقنية sidechain ، ستلعب دورا حيويا متزايدا في النظام البيئي blockchain ، لا سيما في التطبيقات التي تتطلب إنتاجية عالية ومرونة.
القيود الأساسية للطبقة 2
على الرغم من أن تقنية الطبقة 2 تعزز بشكل كبير أداء التقنية الأساسية للبلوكشين وتقلل من تكاليف المعاملات، إلا أن لديها بعض القيود الأساسية. هنا عدة قيود رئيسية مرتبطة بمشاريع الطبقة 2:
قضايا الأمان
تعتمد حلول الطبقة 2 عادة على السلسلة الرئيسية للأمان الأساسي ، ولكن يمكن أن تكون هناك اختلافات في تصميمات الأمان الخاصة بها. على سبيل المثال ، تعتمد Optimistic Rollups وقنوات الدولة على المشاركين في الشبكة لتحدي المعاملات المشبوهة عبر آلية مقاومة للاحتيال بعد تقديم المعاملات إلى السلسلة الرئيسية. ومع ذلك ، فإن هذه الآلية لا تمنع دائما الهجمات الضارة بشكل فعال. قد يستغل المهاجمون نقاط ضعف النظام لتنفيذ "معاملات ضارة" والانسحاب بسرعة ، في حين أن عملية تقديم أدلة الاحتيال قد تستغرق وقتا ، مما يؤدي إلى تأخير في معالجة الهجمات في الوقت الفعلي. بالإضافة إلى ذلك ، غالبا ما يعتمد أمان حلول Layer 2 على شبكة أصغر من عقد التحقق من الصحة ، مما يعني أنه إذا تم اختراق هذه العقد ، فقد يعرض أمان الشبكة بالكامل للخطر. وبالتالي ، بينما توفر تقنية Layer 2 حلول تحجيم فعالة ، فقد يكون أمانها في بعض الأحيان أقل قوة من السلسلة الرئيسية.
قضايا التوافق والتشغيل المتقاطع للشبكة
يتم بناء حلول الطبقة 2 الحالية بشكل عام حول سلسلة رئيسية واحدة ، ولا سيما حلول الطبقة 2 من Ethereum مثل Optimism و Arbitrum ، والتي تركز بشكل أساسي على تحسين أداء Ethereum. ومع ذلك ، فإن العمليات عبر السلسلة تشكل تحديات خطيرة للتشغيل البيني. تستخدم سلاسل الكتل المختلفة آليات وبروتوكولات إجماع مختلفة ، مما يعقد عمليات نقل الأصول وتبادل المعلومات. لا تزال تكنولوجيا الجسور عبر السلاسل تتطور. بينما تحاول مشاريع مثل Cosmos و Polkadot توفير دعم عبر السلسلة ، فإنها لا تعمل بشكل مباشر مع معظم تقنيات Layer 2. يجبر هذا الموقف المستخدمين على الاعتماد على بروتوكولات التجسير التابعة لجهات خارجية للعمليات عبر السلسلة ، والتي قد تنطوي على مخاطر أمنية محتملة. علاوة على ذلك ، يمكن أن تؤدي اختلافات التوافق بين حلول الطبقة 2 المختلفة إلى تأخيرات وتعقيدات في حركة الأصول والمعلومات عبر سلاسل مختلفة ، مما يجعل العمليات أكثر صعوبة للمستخدمين.
تجربة المستخدم والحواجز التقنية
يشكل تعقيد تقنية الطبقة 2 عائقا كبيرا أمام اعتمادها على نطاق واسع. في حين أن هذه الحلول يمكن أن توفر إنتاجية معاملات أعلى ورسوما أقل ، فإن نقل الأصول من السلسلة الرئيسية إلى الطبقة 2 يمكن أن يتضمن خطوات متعددة للمستخدمين. على سبيل المثال ، يجب على المستخدمين أولا ربط الأصول من السلسلة الرئيسية إلى الطبقة 2 قبل التداول أو التشغيل داخل شبكة الطبقة 2. بالإضافة إلى ذلك ، غالبا ما تختلف واجهات وطرق استخدام شبكات Layer 2 عن تلك الخاصة بالسلسلة الرئيسية ، مما يتطلب من المستخدمين العمل من خلال محافظ أو منصات محددة ، مما قد يمثل تحديا للمستخدمين غير التقنيين. بالنسبة للمطورين، يتطلب ترحيل التطبيقات الحالية إلى الطبقة 2 أيضا إجراء تعديلات على التعليمات البرمجية لضمان التوافق والتشغيل الفعال في البيئة الجديدة. للاستفادة من فوائد الطبقة 2 ، يحتاج المطورون إلى فهم البنية الأساسية لكل تقنية من تقنيات الطبقة 2 ، مما يزيد من الحواجز التقنية أمام التطوير.
مشاكل قفل الأموال والموارد
بعض الحلول من الطبقة 2، مثل القنوات الحالية، تتطلب من المستخدمين قفل مبلغ معين من الأموال كضمان. بينما يساعد هذا الآلية في ضمان سلامة الطرفين خلال عمليات التحويل، إلا أنها تواجه تحديات أيضاً. أولاً، لا يستطيع المستخدمون الوصول بحرية إلى هذه الأموال المقفلة، مما يقيد سيولتهم. يمكن أن تكون تكلفة الفرصة للأموال المقفلة مهمة بالنسبة لبعض المستخدمين، خاصة عندما يرغبون في استخدام هذه الأصول للاستثمارات أو التحويلات الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يكون عدد المشاركين محدوداً بسبب عملية القنوات الحالية؛ حيث يمكن أن يؤدي وجود عدد كبير من المشاركين إلى بطء في حركة الأموال وتعقيد الإدارة. على الرغم من أن العقود الذكية وأدوات الأتمتة يمكن أن تعزز كفاءة إدارة الأموال، إلا أن قفل الأموال لا يزال عبءاً لا يمكن تجاهله في بعض حلول الطبقة 2.
تنازلات بين اللامركزية والتوسع الأفقي
عند تصميم حلول الطبقة 2 ، تعد الموازنة بين اللامركزية وقابلية التوسع قضية حاسمة. لتحسين قابلية التوسع ، تتبنى بعض الحلول (مثل Optimistic Rollups) تصميما أكثر مركزية ، لا سيما في تنفيذ عمليات إثبات الاحتيال وآليات التحدي ، وغالبا ما تعتمد على مجموعة فرعية من العقد الأساسية للتحقق من فعالية المعاملات ، مما قد يؤثر على اللامركزية. تحافظ الحلول الأخرى (مثل ZK-Rollups) على مستوى أعلى من اللامركزية من خلال استخدام تقنية إثبات المعرفة الصفرية ، لكن تعقيدها الحسابي أعلى ويتطلب المزيد من الموارد الحسابية. هذا يعني أنه في حين أن ZK-Rollups توفر نظريا أمانا أفضل ولامركزية ، فإن قابليتها للتوسع مقيدة بالاختناقات الحسابية لبراهين المعرفة الصفرية. لذلك ، لا يزال إيجاد توازن بين اللامركزية والأمن وقابلية التوسع يمثل تحديا حاسما لتقنية الطبقة 2 ، مما يستلزم المزيد من الابتكار والتحسين لتحقيق قابلية أعلى للتوسع مع ضمان أمان الشبكة واللامركزية.
استنتاج
على الرغم من أن تقنية الطبقة 2 تقدم حلول فعالة لتعزيز قدرة توسعة التكنولوجيا القابلة للتعدين، إلا أنها تواجه لا يزال العديد من القيود. على الرغم من أنها يمكن أن تحسن قدرة معالجة المعاملات وتقليل التكاليف، إلا أن تعقيد وتبعيات شبكات الطبقة 2 لا تزال مشكلات هامة، خاصة فيما يتعلق بالتوافق بين سلاسل الكتل المتعددة وأمان البيانات.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تقيد أوقات تأكيد المعاملات وآليات التحقق متطلبات الوقت الحقيقي لبعض التطبيقات. على الرغم من التقدمات مثل Optimistic Rollups و ZK-Rollups التي تهدف إلى تحسين الكفاءة، إلا أن التأخيرات وآليات الحماية من الاحتيال تؤثر لا تزال على أداء النظام، مما يجعل من الصعب على حلول الطبقة 2 أن تحل محل الطبقة 1 بالكامل في تداول التردد العالي أو السيناريوهات التي تتطلب تأكيدات فورية.
في المستقبل، مع استمرار تطور التكنولوجيا وتحسينها، من المتوقع أن يتم تخفيف قيود حلول الطبقة 2. ستدفع بروتوكولات التبادل بين الشبكات المحسنة وتصميمات تجربة المستخدم المحسنة وتدابير الأمان المحسنة اعتمادًا أكبر لتكنولوجيا الطبقة 2. قد تلعب دورًا أكثر أهمية في النظام البيئي للبلوكشين.
Статті на тему
ما هو Tronscan وكيف يمكنك استخدامه؟
كل ما تريد معرفته عن Blockchain