ما المقصود بـ Layer 1 في البلوكتشين؟

نظرة عامة

تشير Layer 1 إلى شبكة بلوكشين أساسية مثل Bitcoin وEthereum وSolana وبنيتها التحتية الجوهرية. تملك شبكات Layer 1 القدرة على التحقق من صحة المعاملات وإنهائها بشكل مستقل دون الاعتماد على شبكات خارجية. ومع ذلك، فإن تحسين قابلية التوسع لشبكات Layer 1 يمثل تحديًا كبيرًا كما يتضح من القيود المستمرة لشبكة Bitcoin. لمعالجة هذه التحديات، قام المطورون بتطوير بروتوكولات Layer 2 التي تعتمد على شبكة Layer 1 من أجل الأمان والإجماع. ويعد Lightning Network الخاص بـ Bitcoin مثالاً رئيسيًا على بروتوكول Layer 2، حيث يمكّن المستخدمين من إجراء معاملات خارج السلسلة قبل تسوية السجلات النهائية على البلوكشين الرئيسي.

مقدمة

تعد Layer 1 وLayer 2 من المفاهيم الأساسية التي تشرح بنية البلوكشين المختلفة والمشاريع وأدوات التطوير. إذا سبق وتساءلت عن العلاقة بين حلول التوسع المختلفة أو تفاعل منظومات البلوكشين، فإن فهم هذه البنى الطبقية يمنحك منظورًا تقنيًا مهمًا.

ما هي Layer 1؟

شبكة Layer 1 هي ببساطة المصطلح الذي يشير إلى البلوكشين الأساسي. بروتوكولات مثل Bitcoin وEthereum وSolana، إلى جانب أبرز الشبكات العامة الأخرى، تُعتبر جميعها Layer 1. وسميت Layer 1 لأنها الشبكة الرئيسية داخل النظام البيئي الخاص بها. بالمقابل، يتم بناء الحلول خارج السلسلة وLayer 2 فوق هذه السلاسل الرئيسية.

يُعد البروتوكول Layer 1 عندما يعالج ويُنهي المعاملات مباشرة على بلوكشينه الخاص. كما تصدر شبكات Layer 1 رموزها الأصلية، التي يستخدمها المستخدمون لدفع رسوم المعاملات والمشاركة في التحقق من الشبكة. وتعمل هذه الشبكات بشكل مستقل ولا تعتمد على شبكات أخرى في العمليات الأساسية.

توسعة Layer 1

تعد قابلية التوسع من التحديات المستمرة لشبكات Layer 1. فقد واجهت شبكات رئيسية مثل Bitcoin صعوبة في معالجة المعاملات بسرعة خلال فترات الطلب المرتفع. بروتوكول إثبات العمل (PoW) الخاص بـ Bitcoin يتطلب قوة حوسبة ضخمة للحفاظ على الأمان واللامركزية.

رغم أن PoW يوفر لامركزية وأمانًا قويين، إلا أن هذه الشبكات تتباطأ بشكل ملحوظ عند ارتفاع حجم المعاملات. وكنتيجة لذلك، تزداد أوقات التأكيد وترتفع رسوم المعاملات. وتبقى معضلة البلوكشين — الموازنة بين الأمان واللامركزية وقابلية التوسع — مسألة محورية في الصناعة.

لا يزال مطورو البلوكشين يبحثون ويناقشون استراتيجيات مختلفة للتوسع. بالنسبة لتوسعة Layer 1، تشمل الطرق الرئيسية:

1. زيادة حجم البلوك: معالجة عدد أكبر من المعاملات في كل بلوك، مع احتمال التأثير على لامركزية الشبكة.

2. تغيير آلية الإجماع: التحول من إثبات العمل إلى إثبات الحصة كما في ترقية Ethereum لتعزيز كفاءة الطاقة وسرعة المعالجة.

3. تطبيق التجزئة: تقسيم قاعدة البيانات بحيث تنقسم الشبكة إلى أجزاء أصغر تعالج المعاملات بشكل متوازٍ.

ترقيات Layer 1 معقدة وغالبًا ما تتطلب جهودًا كبيرة، كما أنها تنطوي عادة على مقايضات بين خصائص الشبكة الأساسية. لا يتفق جميع المستخدمين على التغييرات المقترحة، ما قد يؤدي إلى انقسامات المجتمع أو حدوث "هارد فورك" كما هو الحال في تاريخ البلوكشين.

SegWit

يعد SegWit (الشاهد المنفصل) الخاص بـ Bitcoin ترقية شهيرة لتوسعة Layer 1. رفع هذا الابتكار سعة معالجة Bitcoin عبر إعادة هيكلة تخزين بيانات البلوك، بإزالة التواقيع الرقمية من مدخلات المعاملات. وفر هذا التعديل مساحة لمزيد من المعاملات في كل بلوك دون التأثير على الأمان. تم تقديم SegWit كتحديث متوافق (Soft Fork)، بحيث يمكن للعُقد التي لم تُحدث بعد معالجة المعاملات، ما يحافظ على توافق الشبكة خلال الانتقال.

ما هو تجزئة Layer 1؟

التجزئة حل رئيسي لتوسعة Layer 1 لزيادة سعة معالجة المعاملات. يقسم هذا النهج السجل الموزع للبلوكشين إلى عدة أجزاء (Shards)، لتوزيع عبء العمل وتسريع معالجة المعاملات. كل جزء يعالج جزءًا من نشاط الشبكة، مع الاحتفاظ بمعاملات وعُقد وبلوكات منفصلة.

لم يعد من الضروري لكل عقدة تخزين نسخة كاملة من البلوكشين مع التجزئة. كل عقدة ترفع نتائج عملها إلى السلسلة الرئيسية، وتقدم تقريرًا عن حالة بياناتها المحلية، مثل أرصدة الحسابات والمؤشرات الرئيسة. يقلل هذا النموذج بشكل كبير من متطلبات الحوسبة على العُقد، بينما تضمن الاتصالات بين الأجزاء الحفاظ على أمان الشبكة.

Layer 1 مقابل Layer 2

لا يمكن تحقيق جميع تحسينات الشبكة بكفاءة على Layer 1. بسبب القيود التقنية والحاجة للحفاظ على اللامركزية والأمان، يصعب تطبيق بعض التغييرات مباشرة على السلسلة الرئيسية — أو حتى يستحيل ذلك. على سبيل المثال، يتطلب التحول إلى إثبات الحصة جهود تطوير واختبارات مكثفة للحفاظ على استقرار الشبكة.

بعض التطبيقات تعجز عن العمل بفعالية على Layer 1 بسبب معوقات التوسع. على سبيل المثال، قد يكون تشغيل لعبة قائمة على البلوكشين مستحيلاً على بعض شبكات Layer 1 بسبب بطء المعاملات وارتفاع الرسوم. رغم ذلك، قد ترغب تلك المشاريع في الاستفادة من أمان Layer 1 ولامركزيته. والحل الأمثل هو البناء فوق Layer 1 باستخدام بروتوكول Layer 2.

Lightning Network

تُبنى حلول Layer 2 فوق شبكات Layer 1 وتعتمد عليها في تسوية المعاملات. ويعد Lightning Network المبني على Bitcoin مثالاً رئيسيًا. حينما تكون شبكة Bitcoin مزدحمة، قد يستغرق إتمام المعاملات وقتًا طويلًا. يتيح Lightning Network للمستخدمين إجراء مدفوعات Bitcoin سريعة خارج السلسلة، مع الإبلاغ عن الأرصدة النهائية لاحقًا إلى السلسلة الرئيسية. تجمع هذه العملية عدة مدفوعات في معاملة واحدة على السلسلة، ما يوفر الوقت والموارد مع الحفاظ على الأمان عبر براهين التشفير.

أمثلة شبكات بلوكشين Layer 1

مع فهم Layer 1، نستعرض بعض الأمثلة البارزة. هناك العديد من شبكات Layer 1، كل منها مصمم لحالات استخدام متنوعة ويعالج معضلة البلوكشين — اللامركزية، الأمان، وقابلية التوسع — بطرق مختلفة.

Elrond

أُطلقت Elrond في 2018 وتعد بلوكشين Layer 1 تستخدم التجزئة لتحقيق أداء عالٍ وقابلية توسع كبيرة. يمكن لـ Elrond معالجة أكثر من 100,000 معاملة في الثانية (TPS)، متفوقة على الشبكات التقليدية. أبرز ميزاتها آلية الإجماع Secure Proof of Stake (SPoS) وتجزئة الحالة التكيفية (Adaptive State Sharding).

تقنية Adaptive State Sharding تقسم وتدمج الأجزاء ديناميكيًا وفقًا لنشاط المستخدمين. يتم تجزئة كامل البنية، بما في ذلك الحالة ومعالجة المعاملات. ويتنقل المدققون بين الأجزاء، مما يقلل من خطر سيطرة جهات خبيثة على أي جزء واحد.

يستخدم الرمز الأصلي EGLD في Elrond لرسوم المعاملات، نشر التطبيقات اللامركزية، ومكافأة المدققين. الشبكة حاصلة أيضًا على شهادة Carbon Negative، أي تعوض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بأكثر مما تنتجه عمليات إثبات الحصة.

Harmony

Harmony هي Layer 1 تستخدم Effective Proof of Stake (EPoS) والتجزئة الأصلية. يعمل Mainnet بأربعة أجزاء تخلق وتتحقق من كتل جديدة بالتوازي. يتقدم كل جزء بشكل مستقل مما يؤدي لاختلاف ارتفاع الكتل بالشبكة.

يركز Harmony على التوافقية بين الشبكات، وتوفر الجسور اللامركزية الربط مع شبكات رئيسية، ما يتيح للمستخدمين مبادلة الرموز دون مخاطر الحفظ المركزي. خارطة الطريق تبرز منظمات DAO وبراهين عدم المعرفة.

باتت قدرات Harmony في الربط بين الشبكات ميزة رئيسية مع أهمية التكامل متعدد الشبكات في DeFi. بنية NFT وأدوات DAO وجسور البروتوكولات من أولويات التطوير.

الرمز الأصلي ONE يُستخدم لرسوم الشبكة، التوثيق والحَوْكمة. يحصل المدققون والمشاركون على مكافآت ورسوم معاملات.

Celo

Celo هي Layer 1 انطلقت في 2017 كفرع من Go Ethereum (Geth)، وطبقت لاحقًا إثبات الحصة ونظام عنونة فريد. يغطي نظامها البيئي DeFi وNFT والمدفوعات، مع أكثر من 100 مليون معاملة مؤكدة. تتيح Celo استخدام أرقام الهاتف أو البريد الإلكتروني كمفاتيح عامة ما يجعل البلوكشين أكثر شمولًا. تعمل بكفاءة على أجهزة كمبيوتر عادية دون عتاد متخصص.

رمز CELO أصل خدماتي للمعاملات، الأمان، والمكافآت. تدعم الشبكة عدة عملات مستقرة — cUSD، cEUR، وcREAL — وتحافظ على قيمتها بآليات مشابهة لـDAI الخاص بـMakerDAO. يمكن استخدام أي أصل من Celo لدفع رسوم المعاملات بالعملات المستقرة.

صُمم نظام العناوين والعملات المستقرة في Celo لجعل العملات الرقمية أكثر سهولة ودفع التبني الجماعي. بمعالجة التقلبات والتعقيد — الحواجز التقليدية — تربط Celo بين التمويل التقليدي والبلوكشين.

THORChain

THORChain بورصة لامركزية (DEX) عبر شبكات Layer 1، مبنية باستخدام Cosmos SDK وتستخدم بروتوكول الإجماع Tendermint. هدفها تمكين السيولة اللامركزية عبر الشبكات دون أصول مغلفة أو مربوطة والتي تزيد من المخاطر والتعقيد.

THORChain تعمل كمدير خزائن لامركزي يراقب الإيداعات والسحوبات عبر عدة شبكات. يتيح هذا النموذج السيولة اللامركزية ويُزيل مخاطر الوسطاء المركزيين. الرمز الأصلي RUNE يُستخدم للرسوم، الحَوْكمة، الودائع الأمنية والتحقق من الشبكة.

نظام صانع السوق الآلي (AMM) يستخدم RUNE كزوج أساسي، ما يتيح للمستخدمين تداول RUNE مقابل أي أصل مدعوم. تعمل THORChain كبورصة عبر الشبكات، ويخدم RUNE كأصل تسوية وضمان لسيولة المجمعات.

Kava

Kava بلوكشين Layer 1 تجمع سرعة Cosmos وقابليتها للتشغيل البيني مع بيئة مطوري Ethereum. تتميز بتصميم "السلسلة المزدوجة" لكل من EVM وCosmos SDK. مع Inter-Blockchain Communication (IBC) على سلسلة Cosmos، يمكن إطلاق تطبيقات تعمل بين Cosmos وEthereum.

Kava تستخدم إثبات الحصة Tendermint لقابلية توسع قوية على سلسلة EVM. بدعم KavaDAO، توفر الشبكة حوافز شفافة لمكافأة أفضل 100 مشروع على كل سلسلة حسب نشاط المستخدمين.

KAVA هو الرمز الأصلي للخدمات والحَوْكمة، بجانب USDX، العملة المستقرة المرتبطة بالدولار. يُستخدم KAVA للرسوم ويودع من المدققين لتأمين الشبكة. يمكن تفويض KAVA للمدققين للمشاركة بالعوائد. يشارك المودعون والمدققون في الحَوْكمة وتحديد قواعد الشبكة.

IoTeX

أُطلقت IoTeX في 2017 كبلوكشين Layer 1 يدمج البلوكشين مع إنترنت الأشياء (IoT). يتيح هذا النهج للمستخدمين التحكم في بيانات أجهزتهم، ويدعم تطبيقات وأصولًا وخدمات مدعومة بالآلات. من خلال حماية البيانات الشخصية، يحقق المستخدم ملكية رقمية حقيقية.

النموذج المتكامل للبرمجيات والعتاد في IoTeX يمكّن الأفراد من التحكم في بياناتهم وخصوصيتهم دون المساس بسهولة الاستخدام. يتيح نظام MachineFi للمستخدمين كسب أصول رقمية من البيانات الواقعية، مقدمًا نموذجًا جديدًا لملكية البيانات.

أطلقت IoTeX أجهزة مثل Ucam وPebble Tracker. Ucam كاميرا أمنية منزلية متقدمة للمراقبة الخاصة عن بعد. Pebble Tracker جهاز GPS ذكي يدعم 4G ويجمع بيانات بيئية مثل درجة الحرارة والرطوبة وجودة الهواء مع تتبع الموقع.

من الناحية المعمارية، تدعم IoTeX عدة بروتوكولات Layer 2 فوق سلسلتها. توفر المنصة أدوات لبناء شبكات مخصصة تستخدم IoTeX لتسوية المعاملات. يمكن لتلك السلاسل الفرعية التفاعل عبر IoTeX، ما يتيح للمطورين حلولاً مخصصة لمختلف احتياجات IoT. رمز IOTX يُستخدم للرسوم، التوثيق، الحَوْكمة والتحقق من الشبكة.

خلاصة

يضم مشهد البلوكشين المعاصر العديد من شبكات Layer 1 وبروتوكولات Layer 2، كل منها مصمم لغرض محدد وتحديات توسع خاصة. فهم هذه الفوارق ضروري للتنقل في النظام البيئي المعقد. عند تقييم مشاريع جديدة — خاصة تلك التي تركز على التشغيل البيني والتكامل بين الشبكات — سيوفر لك فهم Layer 1 وLayer 2 السياق التقني للتقييم الدقيق.

الأسئلة الشائعة

ما هي Layer 1 في البلوكشين وما هو هدفها الرئيسي؟

Layer 1 هي الطبقة الأساسية للبلوكشين التي تخزن البيانات، تتحقق من المعاملات، وتدير العقود الذكية. وظيفتها الرئيسية توفير الإطار الجوهري لشبكة البلوكشين.

ما الفرق بين شبكات الطبقة الأولى والثانية في البلوكشين؟

Layer 1 هي الشبكة الرئيسية التي تُجرى عليها جميع المعاملات مباشرة مثل Bitcoin أو Ethereum. أما Layer 2 فهي شبكات ثانوية مبنية على Layer 1 لتعزيز قابلية التوسع والسرعة عبر معالجة المعاملات خارج السلسلة لتقليل الضغط على الشبكة الأساسية.

ما هي أمثلة شبكات Layer 1 الشائعة؟

من أشهر شبكات Layer 1: Bitcoin، Ethereum، Binance Smart Chain. ومن الأمثلة الأخرى: Cardano، Solana، Avalanche، Polkadot، Algorand، NEAR Protocol.

ما هي مزايا وعيوب شبكات Layer 1؟

Layer 1 توفر أمانًا قويًا ولامركزية كاملة، لكنها غالبًا تعاني من بطء وقابلية توسع محدودة. ترتفع رسوم المعاملات عند الازدحام. المزايا: تحكم كامل. العيوب: إنتاجية أقل مقارنة بـ Layer 2.

لماذا تواجه شبكات الطبقة الأولى صعوبات في التوسع؟

شبكات Layer 1 تجد صعوبة في التوسع بسبب اللامركزية، ما يؤدي لازدحام الشبكة وارتفاع الرسوم أوقات النشاط المرتفع — ويحد من سرعة وسعة المعالجة.

كيف تحقق Layer 1 الأمان واللامركزية؟

تضمن Layer 1 الأمان عبر شبكة موزعة من العُقد تتحقق من صحة المعاملات، مما يمنع السيطرة المركزية. آليات الإجماع مثل إثبات العمل أو إثبات الحصة تعزز الأمان، وتضمن الحَوْكمة اللامركزية عدم سيطرة جهة واحدة على الشبكة.