توسيع البلوكتشين: فهم حلول الشبكة طبقة 1 مقابل طبقة 2

تحدي القابلية للتوسع

مع تسارع اعتماد العملات المشفرة، تواجه شبكات البلوكشين واقعًا غير مريح: كلما أصبحت أكثر شعبية، زادت بطء وارتفاع تكلفة المعاملات. تنبع هذه العقدة من ما يسميه المطورون “مأزق البلوكشين” - الصراع لتحقيق ثلاثة أشياء في وقت واحد: اللامركزية، والأمان، والقابلية للتوسع. تدير معظم الشبكات اثنين من هذه الأهداف ولكن تضحي بالثالث. تعطي بيتكوين وإيثريوم الأولوية للأمان واللامركزية، مما يجعل القابلية للتوسع نقطة ضعفهما.

لتجاوز هذه القيود، قام المهندسون بتطوير نهجين مختلفين بشكل أساسي: تعديل الطبقة الأساسية نفسها أو بناء شبكات إضافية فوقها. إن فهم الفرق بين هياكل الشبكات من الطبقة 1 مقابل الطبقة 2 أمر ضروري لأي شخص يتنقل في بنية البلوكشين الحديثة.

الطبقة 1: تعزيز الأساس

تشير الطبقة 1 إلى سلسلة الكتل الأساسية - مصدر الحقيقة حيث يحدث التسوية النهائية للمعاملات. البيتكوين، الإيثريوم، سولانا، وسلسلة BNB كلها شبكات من الطبقة 1. يعني التوسع على هذا المستوى تغيير كيفية عمل سلسلة الكتل في جوهرها.

ترقيات آلية الإجماع تمثل واحدة من التحسينات الرئيسية في الطبقة 1. انتقال إيثيريوم من إثبات العمل إلى إثبات الحصة يجسد هذا النهج. من خلال التحول من التعدين الذي يتطلب طاقة كثيفة إلى الحصة—حيث يقوم المدققون بحجز العملات لكسب رسوم المعاملات—حسنت الشبكة من خلال المعالجة مع تقليل الأثر البيئي.

تقسيم البيانات (Sharding) يقدم حلاً آخر من الطبقة الأولى عن طريق تقسيم عبء العمل على البلوكشين. بدلاً من أن يقوم كل عقدة بالتحقق من كل معاملة، ينقسم الشبكة إلى “شظايا” متوازية، حيث تعالج كل منها مجموعة فرعية خاصة بها من المعاملات. تزيد هذه المعالجة المتوازية بشكل كبير من القدرة الإجمالية على معالجة المعاملات، على الرغم من أن التنسيق عبر الشظايا يضيف تعقيدًا تقنيًا.

توسيع حجم الكتلة يأخذ نهجًا أكثر مباشرة: ببساطة جعل الكتل أكبر بحيث تستوعب المزيد من المعاملات. ومع ذلك، فإن هذا يخلق تبادلًا مع اللامركزية، حيث تصبح الكتل الأكبر أكثر صعوبة بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر العادية للتحقق منها، مما قد يركز القوة بين مشغلي العقد ذوي الموارد الجيدة.

الطبقة 2: البناء على القوة

تعمل شبكات الطبقة الثانية كنظم موازية مبنية فوق سلاسل الكتل من الطبقة الأولى، حيث تعالج معاملات خارج السلسلة الرئيسية قبل تسوية النتائج مرة أخرى على السلسلة. تتيح هذه الفصل حلول الطبقة الثانية لتفضيل السرعة وكفاءة التكلفة بينما ترث ضمانات الأمان من الطبقة الأولى.

Rollups ظهرت كنهج Layer 2 السائد، وخاصة لـ Ethereum. إنها تجمع مئات المعاملات خارج السلسلة في حزمة واحدة قبل تقديمها إلى الشبكة الرئيسية. تفترض rollups المتفائلة - المستخدمة من قبل Arbitrum و Optimism - أن المعاملات صالحة بشكل افتراضي، مع فترة تحدي للنزاعات. بينما تستخدم rollups ذات المعرفة الصفرية مثل zkSync و Scroll أدلة تشفيرية للتحقق من المعاملات على الفور، مما يلغي فترات النزاع ويقدم ضمانات أمان أعلى.

سلاسل جانبية مثل بوليغون تعمل كسلاسل كتل مستقلة مع مدققيها الخاصين. وعادةً ما تقدم معاملات أسرع وأرخص من التجميعات ولكنها تحافظ على نماذج أمان منفصلة، مما يعني أنها لا ترث تلقائيًا ضمانات أمان الطبقة الأولى كما تفعل التجميعات.

قنوات الدولة تمكّن المعاملات المباشرة بين الأقران خارج السلسلة، حيث يتم تسجيل أرصدة الفتح والإغلاق فقط على السلسلة. تعمل شبكة Lightning الخاصة ببيتكوين بهذه الطريقة، مما يمكّن من المدفوعات الفورية مع الحد الأدنى من الرسوم.

سلاسل الكتل المتداخلة تستخدم علاقة الأب-الابن حيث تعمل سلاسل الكتل الرئيسية على تفويض الأعمال إلى سلاسل فرعية. إطار عمل بلازما الخاص بإيثريوم يمثل هذا النموذج، على الرغم من أنه لا يزال أقل انتشارًا من تجميعات البيانات.

المقارنة المباشرة: شبكة الطبقة 1 مقابل شبكة الطبقة 2 - التنازلات

يكمن الفرق الأساسي في فلسفة التشغيل الخاصة بهم. تحل حلول الطبقة الأولى مشكلة القابلية للتوسع من خلال إعادة هندسة البروتوكول نفسه - وهو أمر أكثر اضطرابًا ولكنه أكثر ديمومة. غالبًا ما يتطلب تحديث الطبقة الأولى توافق المجتمع ويمكن أن يؤدي إلى انقسامات حادة تفصل الشبكة إذا كان هناك عدم توافق بين المشاركين.

تترك حلول الطبقة الثانية، على العكس، الطبقة الأساسية دون تغيير بينما تضيف سعة إضافية فوقها. تتيح هذه المرونة إجراء تحسينات ونشر أسرع دون تهديد استقرار الطبقة الأساسية. ومع ذلك، تأتي هذه السهولة مع بعض التنازلات: يجب على المستخدمين ربط الأصول بين الشبكات، وتتجزأ السيولة عبر منصات الطبقة الثانية المتعددة، وتعتمد بعض الحلول على منسقين مركزيين قد يصبحون نقاط فشل واحدة.

من منظور الأمان، تعتمد الشبكات من الطبقة الأولى بالكامل على آليات التوافق اللامركزية الخاصة بها. بينما تعتمد حلول الطبقة الثانية بشكل كبير على الطبقة الأولى الأساسية لها من حيث توافر البيانات و نهائية التسوية، مما يخلق نموذج أمان هرمي.

القيود العملية

تواجه ترقيات الطبقة الأولى تحديات تنسيق كبيرة. يتطلب تنفيذ تغييرات كبيرة مثل تعديلات الإجماع أو زيادات حجم الكتلة تحقيق اتفاق بين الآلاف من المشاركين، وهي عملية يمكن أن تستغرق سنوات وتثير جدلاً محتدماً. تشير “مشكلة ثلاثية البلوكتشين” إلى أن إصلاح متغير واحد غالباً ما يؤدي إلى تدهور الآخرين - زيادة حجم الكتلة قد تعزز من خلال الإنتاجية ولكنها تقلل من لامركزية الشبكة.

تقدم حلول الطبقة الثانية احتكاكها الخاص. على الرغم من مزاياها من حيث السرعة والتكلفة، فإنها تعقد تجربة المستخدم من خلال الحاجة إلى جسور بين الشبكات، مما قد يؤدي إلى تجزئة السيولة، وفي بعض الحالات، إدخال وسطاء مركزيين (المُنسقون) الذين يتعارضون مع مثالية اللامركزية في blockchain.

المستقبل الهجين

يشير الإجماع الناشئ بين المطورين إلى أن أي من النهجين بمفرده لا يحل لغز قابلية توسيع البلوكشين. بدلاً من ذلك، من المحتمل أن تستخدم الأنظمة البيئية للبلوكشين الناضجة استراتيجيتين معًا: بنية تحتية قوية لطبقة 1 تركز على الأمان للتعامل مع التسويات والحقائق النهائية، مقترنة بشبكات متنوعة من طبقة 2 محسنّة للسرعة والقدرة على تحمل التكاليف في المعاملات اليومية.

تُظهر هذه الهندسة الهجينة كيف تطورت الإنترنت - حيث تتعامل البنية التحتية الأساسية مع الموثوقية بينما تتعامل الطبقات المتخصصة مع حالات الاستخدام المحددة. مع نضوج حلول الشبكات من الطبقة 1 مقابل الطبقة 2، سيستفيد المستخدمون من اختيار الأدوات التي تم تحسينها لاحتياجاتهم المحددة بدلاً من التنازل عن نهج واحد.