الموجز
تزداد شعبية العملات الرقمية وسلاسل البلوكشين بسرعة هائلة، وكذلك عدد المستخدمين والمعاملات. وعلى الرغم من سهولة إدراك مدى ابتكارية سلاسل البلوكشين، فإن قابلية التوسع – أي قدرة النظام على النمو مع استيعاب الطلب المتزايد في الوقت نفسه – لطالما مثّلت تحدياً دائماً. فشبكات سلاسل البلوكشين العامة التي تتسم بدرجة كبيرة من اللامركزية والأمان تواجه صعوبة غالباً في تحقيق إنتاجية عالية.
يُوصَف ذلك عادةً بالمعضلة ثلاثية الأبعاد لسلاسل البلوكشين، والتي تشير إلى أنه من المستحيل واقعياً أن يحقق أي نظام لامركزي مستويات عالية متساوية من اللامركزية والأمان وقابلية التوسع على نحو متزامن. فعلى أرض الواقع، لا يمكن لشبكات سلاسل البلوكشين أن تحقق سوى اثنين فقط من هذه العوامل الثلاثة.
لكن، لحسن الحظ، يعمل الآلاف من المتحمسين والخبراء على إيجاد حلول للتوسع. بعض هذه الحلول مُصمَم لتعديل بنية سلسلة البلوكشين الرئيسية (الطبقة الأولى)، بينما تستهدف حلول أخرى بروتوكولات الطبقة الثانية التي تعمل أعلى الشبكة الأساسية.
المقدمة
في ظل العدد الكبير المتاح من سلاسل البلوكشين والعملات الرقمية، قد لا تعلم ما إذا كنت تستخدم سلسلة من الطبقة الأولى أم الثانية. وثمة فوائد في إخفاء مدى تعقيد سلسلة البلوكشين، ولكن من الجدير فهم النظام الذي تستثمر فيه أو تستخدمه. ومن خلال هذا المقال، ستفهم أوجه الاختلاف بين سلاسل البلوكشين من الطبقة الأولى والثانية والعديد من حلول التوسع المختلفة.
ما هي الطبقة الأولى والطبقة الثانية لسلاسل البلوكشين؟
يشير مصطلح الطبقة الأولى إلى المستوى الأساسي لبنية سلسلة البلوكشين؛ فهي الهيكل الأساسي لشبكة سلسلة البلوكشين. يُعَد كلٌ من البيتكوين، وEthereum، وسلسلة BNB أمثلة على سلاسل البلوكشين من الطبقة الأولى. أما الطبقة الثانية، فتشير إلى الشبكات القائمة أعلى سلاسل بلوكشين أخرى. ومن ثم، إذا كانت البيتكوين هي الطبقة الأولى، فإن شبكة Lightning الموجودة أعلاها مثال على الطبقة الثانية.
يمكن تصنيف تحسينات قابلية التوسع لشبكات سلاسل البلوكشين إلى حلول الطبقة الأولى وحلول الطبقة الثانية. تغير حلول الطبقة الأولى قواعد سلسلة البلوكشين الأصلية وآلياتها مباشرةً. أما حلول الطبقة الثانية، فتستخدم شبكة خارجية موازية لتيسير المعاملات بعيداً عن السلسلة الرئيسية.
لماذا تُعَد قابلية توسع سلسلة البلوكشين مهمة؟
تخيل إقامة طريق سريع جديد بين مدينة رئيسية وضاحيتها سريعة النمو. مع تزايد الحركة المرورية على هذا الطريق السريع وكثرة حدوث الاختناق المروري – خاصةً خلال ساعات الذروة – يمكن أن يزيد متوسط وقت الوصول من النقطة (أ) إلى النقطة (ب) زيادةً هائلة. ولا عجب في ذلك نظراً لأن البنية التحتية للطريق محدودة السعة والطلب متزايد باستمرار.
ما الذي يمكن أن تفعله السلطات للمساعدة في انتقال أعداد أكبر من الناس عبر هذا الطريق على نحو أسرع؟ يتمثّل أحد الحلول في تحسين الطريق السريع نفسه عن طريق إضافة المزيد من الحارات على كل جانب منه. ولكن ذلك ليس حلاً عملياً دائماً؛ لأنه باهظ التكلفة ويمكن أن يتسبب في قدر كبير من الانزعاج لمَن يستخدمون الطريق بالفعل. وثمة بديل يتمثّل في اللجوء إلى الحلول المبتكرة والتفكير في نُهج متعددة لا ترتبط بإجراء تغييرات في البنية التحتية الأساسية، مثل إقامة طرق خدمة إضافية أو تدشين خط سكة حديدية خفيفة على طول الطريق السريع.
في عالم تكنولوجيا البلوكشين، الطريق السريع الرئيسي هو الطبقة الأولى (الشبكة الرئيسية)، بينما طرق الخدمة الإضافية هي حلول الطبقة الثانية (الشبكة الثانوية التي تُحسِّن السعة الكلية).
يُعَد كلٌ من البيتكوين، و Ethereum، و Polkadot سلاسل بلوكشين من الطبقة الأولى. هذا يعني أنها سلاسل بلوكشين من الطبقة الأساسية التي تعالج المعاملات وتسجلها لمنظوماتها، وتتضمن عملة رقمية أصلية – تُستخدَم عادةً لدفع الرسوم وتقديم خدمة أوسع نطاقاً. ويُعَد Polygon أحد أمثلة حلول التوسع من الطبقة الثانية لشبكة Ethereum. وتُخصِص شبكة Polygon نقاط الفحص لشبكة Ethereum الرئيسية بانتظام لتحديثها بحالتها.
تُعَد القدرة الإنتاجية عنصراً جوهرياً في أي سلسلة بلوكشين. فهي مقياس للسرعة والكفاءة يوضح كم المعاملات التي يمكن معالجتها وتسجيلها في إطار زمني محدد. ومع زيادة عدد المستخدمين وعدد المعاملات المتزامنة، يمكن أن تصبح سلسلة البلوكشين من الطبقة الأولى بطيئة ومكلفة في استخدامها. ينطبق هذا خصيصاً على سلاسل البلوكشين من الطبقة الأولى التي تستخدم آلية إثبات العمل، على عكس تلك التي تستخدم دليل ربط الحصة.
مشكلات الطبقة الأولى الحالية
تُعَد البيتكوين وEthereum مثالين جيدين على شبكات الطبقة الأولى التي تعاني من مشكلات في التوسع. فكلتاهما تؤمن الشبكة من خلال نموذج إجماع مُوزَّع. هذا يعني أن كل المعاملات يتم التحقق منها من خلال عُقد متعددة قبل تدقيقها. ويتنافس كل ما يُسمَى عُقد التعدين لحل لغز حاسوبي معقد، والمُعدِّنون الذين ينجحون في حله يحصلون على مكافآت بالعملة الرقمية الأصلية للشبكة.
بعبارة أخرى، تتطلب كل المعاملات تصديقاً مستقلاً من عُقد متعددة قبل تأكيدها. وهذه طريقة فعالة لإدراج وتسجيل بيانات صحيحة ومتحقق منها في سلسلة البلوكشين، مع الحد في الوقت نفسه من خطر التعرض لهجوم من أصحاب النوايا السيئة. ولكن بمجرد أن تصبح الشبكة شهيرة مثل Ethereum أو بيتكوين، يتحول الطلب على الإنتاجية إلى مشكلة متفاقمة. وفي فترات الضغط الكبير على الشبكة، سيواجه المستخدمون لفترات تأكيد أبطأ ورسوم معاملات أكبر.
ما آلية عمل حلول توسع الطبقة الأولى؟
يوجد العديد من الحلول المتوفرة لسلاسل البلوكشين من الطبقة الأولى يمكن أن تزيد من الإنتاجية والسعة الكلية للشبكة. وفي حالة سلاسل البلوكشين التي تستخدم إثبات العمل، يمكن أن يكون التحويل إلى دليل ربط الحصة خياراً لزيادة المعاملات لكل ثانية (TPS) مع تقليل رسوم المعالجة في الوقت نفسه. ومع ذلك، فثمة آراء متباينة في مجتمع العملات الرقمية بشأن فوائد دليل ربط الحصة وآثاره على المدى الطويل.
يُقدِم عادةً حلول التوسع على شبكات الطبقة الأولى فريق تطوير المشروع. وبناءً على الحل، يكون على المجتمع إجراء إما انقسام للسلسلة أو ترقية للبروتوكول. وتكون بعض التغييرات الصغيرة متوافقة مع الإصدارات السابقة، مثل تحديث SegWit.
أما التغييرات الأكبر، مثل زيادة حجم كتلة البيتكوين إلى 8 ميجابايت، فيتطلب انقسام السلسلة. يؤدي ذلك إلى إنشاء نسختين من سلسلة البلوكشين، إحداهما بتحديث والأخرى بدون. وثمة خيار آخر لزيادة إنتاجية الشبكة، وهو التجزئة. تقسم التجزئة عمليات سلسلة البلوكشين على أقسام صغيرة متعددة يمكنها معالجها البيانات على نحو متزامن بدلاً من التتابع.
ما آلية عمل حلول توسع الطبقة الثانية؟
كما ذكرنا، تعتمد حلول الطبقة الثانية على الشبكات الثانوية التي تعمل بالتوازي مع السلسلة الرئيسية أو على نحو مستقل عنها.
التجميعات
تجميعات المعرفة الصفرية (النوع الأكثر شيوعاً) تجمع معاملات الطبقة الثانية خارج السلسلة وترسلها كمعاملة واحدة على السلسلة الرئيسية. تستخدم هذه الأنظمة أدلة صحة للتحقق من صحة المعاملات. وتُحجَز الأصول على السلسلة الأصلية بعقد ربط ذكي، ويؤكد هذا العقد أن التجميع يعمل كما ينبغي. ويوفر ذلك أمان الشبكة الرئيسية مع فوائد التجميع الأقل استنزافاً للموارد.
السلاسل الجانبية
السلاسل الجانبية هي شبكات بلوكشين مستقلة لها مجموعات المدقِّقين الخاصة بها. هذا يعني أن عقد الربط الذكي على السلسلة الرئيسية لا يؤكد صحة شبكة السلسلة الجانبية. وذلك، ينبغي عليك التأكد من أن السلسلة الجانبية تعمل على نحو صحيح لأنها من الممكن أن تتحكم في الأصول على الشبكة الأصلية.
قنوات الحالة
قناة الحالة هي بيئة اتصال ثنائية الاتجاه بين الأطراف المتداوِلة. يغلق الأطراف جزءاً من سلسلة البلوكشين الأساسية وربطها بقناة معاملات خارج السلسلة. ويُجرَى ذلك عادةً عن طريق توقيع متعدد أو عقد ذكي متفق عليه مسبقاً. ينفذ الأطراف، بعد ذلك، معاملة أو مجموعة من المعاملات خارج السلسلة دون إرسال بيانات المعاملة مباشرة إلى السجل المُوزَّع المالي الأساسي (أي السلسلة الرئيسية). وبمجرد اكتمال كل المعاملات في المجموعة، تُبَث "الحالة" النهائية للقناة على سلسلة البلوكشين للتحقق من صحتها. تسمح هذه الآلية بتحسين سرعة المعاملات وتُزيد من السعة الكلية للشبكة. وتعمل حلول مثل شبكة Lightning لعملة البيتكوين وRaiden لعملة الإيثيريوم بناءً على قنوات الحالة.
سلاسل البلوكشين المتداخلة
يستند هذا الحل إلى مجموعة من السلاسل الثانوية الموجودة أعلى سلسلة البلوكشين الرئيسية. وتعمل سلاسل البلوكشين المتداخلة بناءً على القواعد والمعايير الموضوعة من السلسلة الرئيسية. ولا تشارك السلسلة الرئيسية في تنفيذ المعاملات، وإنما يقتصر دورها على حل النزاعات عند الضرورة. ويتم تفويض العمل اليومي إلى السلاسل الفرعية التي تعيد المعاملات المُعالَجة إلى السلسلة الرئيسية عند اكتمالها خارجها. ويُعَد مشروع Plasma لشبكة OmiseGo مثالاً على حلول سلاسل البلوكشين المتداخلة من الطبقة الثانية.
عيوب حلول توسع الطبقة الأولى والثانية
لكل من حلول الطبقة الأولى والثانية ميزات وعيوب مميزة لكل منها. والعمل باستخدام الطبقة الأولى يمكن أن يقدم الحل الأكثر فعالية لتحسينات البروتوكول واسعة النطاق. ولكن هذا يعني أيضاً أن المُدقِّقين لا بد أن يقتنعوا بقبول التغييرات من خلال انقسام الشبكة.
من أمثلة الحالات التي قد لا يرغب فيها المُدقِّقون في فعل ذلك هي التغيير من إثبات العمل إلى دليل ربط الحصة. فسيخسر المُعدِّنون دخلاً نتيجة لهذا التحول إلى نظام أكثر فعالية، ما يثبطهم عن تحسين قابلية التوسع.
توفر الطبقة الثانية وسيلة أسرع لتحسين قابلية التوسع. ولكن بناءً على الطريقة المستخدمة، يمكنك أن تخسر قدراً كبيراً من أمن سلسلة البلوكشين الأصلية. ويثق المستخدمون في الشبكات من قبيل Ethereum وبيتكوين لقدرتها على التكيف وسجلها الحافل بالإنجازات فيما يخص الأمن. ومع نزع بعض جوانب الطبقة الأولى، تضطر غالباً إلى الاعتماد على فريق الطبقة الثانية وشبكتها للتمتع بالفعالية والأمان.
ماذا بعد الطبقة الأولى والطبقة الثانية؟
يتمثّل أحد الأسئلة المهمة فيما إذا كنا سنحتاج إلى حلول الطبقة الثانية إذا ما أصبحت الطبقات الأولى أكثر قابلية للتوسع. تشهد سلاسل البلوكشين الحالية تحسينات، بينما تُصمَم الشبكات الجديدة بحيث تتمتع بقابلية توسع جيدة بالفعل. ومع ذلك، فإن الأنظمة الكبيرة ستستغرق وقتاً طويلاً لتحسين قابليتها للتوسع، وهذا أمر غير مضمون. والخيار المرجح هو أن تعتمد الطبقات الأولى على الأمان، بينما تسمح شبكات الطبقة الثانية بتصميم خدماتها على نحو مخصص لحالات استخدام بعينها.
في المستقبل القريب، ثمة احتمال جيد بأن تظل السلاسل الكبيرة مثل Ethereum مهيمنة نظراً لمجتمع مستخدميها ومطوريها الكبير. ولكن مجموعة المدققين الكبيرة اللامركزية والسمعة الحسنة لهذه السلاسل يخلق قاعدة لحلول الطبقة الثانية المستهدفة.
أفكار ختامية
منذ ظهور العملات الرقمية، أدى البحث عن قابلية توسع محسنة إلى ظهور نهج ثنائي في تحسينات الطبقة الأولى وحلول الطبقة الثانية. فإذا كان لديك محفظة استثمارات عملات رقمية متنوعة، فثمة احتمال أن تتعرض بالفعل لشبكات الطبقة الأولى والطبقة الثانية. لقد صرت تفهم الآن أوجه الاختلاف بين الاثنين، وكذلك نهج التوسع المختلفة التي يقدمها النوعان.