قابلية توسع سلسلة البلوكشين - السلاسل الجانبية وقنوات الدفع
جدول المُحتويات
جدول المحتويات
المقدمة
مشكلة قابلية توسع سلسلة البلوكشين
ما هي حلول التوسع خارج السلسلة؟
مقدمة عن السلاسل الجانبية
مقدمة عن قنوات الدفع
أفكار ختامية
قابلية توسع سلسلة البلوكشين - السلاسل الجانبية وقنوات الدفع
الصفحة الرئيسيةالمقالات
قابلية توسع سلسلة البلوكشين - السلاسل الجانبية وقنوات الدفع

قابلية توسع سلسلة البلوكشين - السلاسل الجانبية وقنوات الدفع

متقدم
تاريخ النشر Feb 20, 2020تاريخ التحديث Jan 14, 2022
8m

جدول المحتويات


المقدمة

تشير قابلية التوسع على نطاق واسع إلى قدرة النظام على النمو لاستيعاب الطلب المتزايد. في مجال الحوسبة، يمكنك تعزيز أداء جهازك عن طريق ترقية أجهزته بحيث يكون أسرع أداءً في تنفيذ مهام معينة. عندما نتحدث عن قابلية توسع سلاسل البلوكشين، فإننا نشير إلى زيادة قدرتها على التعامل مع المزيد من المعاملات.
تتمتع بروتوكولات مثل البيتكوين بالعديد من نقاط القوة، لكن قابلية التوسع ليست واحدة منها. إذا تم تشغيل البيتكوين في قاعدة بيانات مملوكة مركزياً، فسيكون من السهل نسبياً على المسؤول زيادة السرعة والإنتاجية. لكن الخصائص الفريدة للبيتكوين (أيّ مقاومة الرقابة) تتطلب أن يقوم العديد من المشاركين بمزامنة نسخة من سلسلة البلوكشين.


مشكلة قابلية توسع سلسلة البلوكشين

يُعتبر تشغيل عقدة البيتكوين رخيص نسبياً، وحتى الأجهزة البسيطة يمكنها القيام بذلك. ولكن نظراً لأن آلاف العُقد يجب أن تظل مواكبة لبعضها البعض، فهناك قيود معينة على قدرتها. 
يتم وضع حدود قصوى لعدد المعاملات التي يمكن معالجتها على السلسلة، لعدم السماح لقاعدة البيانات بالنمو إلى أحجام ثقيلة يصعب التعامل معها. فإذا ما أصبحت المعاملات كبيرة وسريعة جداً، فلن تتمكن العُقد من الاستمرار. وعلاوة على ذلك، إذا كانت الكتل كبيرة جداً، فلا يمكن نقلها بسرعة حول الشبكة.

نتيجة لذلك، نجد أنفسنا في مأزق. يمكن اعتبار سلسلة البلوكشين كخدمة قطارات تغادر على فترات زمنية محددة. ولا توجد سوى مقاعد محدودة في كل عربة، وللحصول على تذكرة، يجب على المسافرين تقديم أفضل سعر لضمان الحصول على مقعد. إذا حاول الجميع ركوب القطار في نفس الوقت، فسيكون السعر مرتفعاً. وبالمثل، فإن الشبكة التي تختنق بالمعاملات المعلقة ستتطلب من المستخدمين دفع رسوم أعلى لإضافة معاملتهم في الوقت المناسب.

يتمثل أحد الحلول في جعل العربات أكبر. قد يعني هذا المزيد من المقاعد وإنتاجية أعلى وأسعار تذاكر أرخص. لكن ليس هناك ضمان أن المقاعد لن تمتلئ كما كانت من قبل. ولا يمكن توسيع العربات بشكل دائم، تماماً كما لا يمكن للكتل أو حدود رسوم معالجة الكتلة أن تستمر في التوسع إلى ما لا نهاية. وهذا الحل الأخير يجعل بقاء العُقد على الشبكة أكثر تكلفة، حيث ستحتاج إلى أجهزة باهظة الثمن لتظل متزامنة.

صاغ فيتاليك بوتيرين، مبتكر Ethereum، مصطلح المعضلة ثلاثية الأبعاد للتوسع "Scalability Trilemma" لوصف التحدي الذي تواجهه سلاسل البلوكشين. وافترض أن البروتوكولات يجب أن تفاضل بين ثلاث خصائص وهي  قابلية التوسع والأمان و اللامركزية. وتتعارض هذه الخصائص إلى حد ما مع بعضها البعض – فالتركيز كثيراً على خاصيتين من الخصائص سيجعل الثالثة ضعيفة.

لهذا السبب، يرى الكثيرون قابلية التوسع كشيء يجب تحقيقه خارج السلسلة، بينما يجب تعظيم قيمة الأمان واللامركزية على سلسلة البلوكشين نفسها.


ما هي حلول التوسع خارج السلسلة؟

يشير التوسع خارج السلسلة إلى الأساليب التي تسمح بتنفيذ المعاملات دون تضخم سلسلة البلوكشين. تتيح البروتوكولات التي تتم إضافتها إلى السلسلة للمستخدمين إرسال الأموال واستلامها، دون ظهور المعاملات على السلسلة الرئيسية. سنتعمق أكثر في اثنين من أبرز التطورات على هذا الصعيد: السلاسل الجانبية وقنوات الدفع.


مقدمة عن السلاسل الجانبية

ما هي السلسلة الجانبية؟

السلسلة الجانبية هي سلسلة بلوكشين منفصلة. ومع ذلك، فهي ليست منصة قائمة بذاتها، لأنها مرتبطة بطريقة ما بالسلسلة الرئيسية. فالسلسلة الرئيسية والسلسلة الجانبية متوافقتان تشغيلياً، مما يعني أن الأصول يمكن أن تتدفق بحرية من سلسلة إلى أخرى.

هناك عدد من الطرق لضمان إمكانية نقل الأموال عبرهما. في بعض الحالات، يتم نقل الأصول من السلسلة الرئيسية عن طريق إيداعها في عنوان خاص. لا يتم إرسالها حقاً – ولكن يتم احتجازها في العنوان بدلاً من ذلك، ويتم إصدار كمية مطابقة لها في السلسلة الجانبية. هناك طريقة أكثر وضوحاً (وإن كانت خياراً مركزياً)، وهي إرسال الأموال إلى أمين حفظ، الذي يقوم بتداول الودائع مقابل الأموال في السلسلة الجانبية.


كيفية عمل السلسلة الجانبية؟

افترض أن صديقتنا أليس لديها خمس عملات بيتكوين. وتريد تداولها مقابل خمس وحدات معادلة على السلسلة الجانبية للبيتكوين – دعنا نُسميها العملات الجانبية. تستخدم السلسلة الجانبية المعنية ربطاً ثنائي الاتجاه، مما يعني أنه يمكن للمستخدمين نقل أصولهم من السلسلة الرئيسية إلى السلسلة الجانبية، والعكس بالعكس. 

تذكر أن السلسلة الجانبية عبارة عن سلسلة بلوكشين منفصلة. لذلك، سيكون لها كتل وعُقد وآليات تدقيق مختلفة. للحصول على عملاتها الجانبية، ستقوم أليس بإرسال خمس عملات بيتكوين إلى عنوان آخر. قد يكون مملوكاً لشخص ما، سيضيف بعد ذلك إلى عنوانها على السلسلة الجانبية خمس عملات جانبية بمجرد استلامه لعملات البيتكوين. وبدلاً من ذلك، قد يكون لديه نوعاً من إعداد المنظومة الشفافة، حيث تتم إضافة العملات الجانبية تلقائياً بعد اكتشاف البرنامج عملية الدفع.



قامت أليس الآن بتحويل عملاتها إلى عملات جانبية، لكن يمكنها دائماً عكس العملية لاستعادة عملات البيتكوين الخاصة بها. والآن بعد أن دخلت السلسلة الجانبية، أصبحت لديها حرية نقل العملات على سلسلة البلوكشين المنفصلة هذه. يمكنها إرسال عملات جانبية أو استلامها من الآخرين، تماماً كما كانت تفعل على السلسلة الرئيسية.

يمكنها، على سبيل المثال، أن تدفع لبوب عملة جانبية واحدة مقابل هودي يحمل شعار Binance. وعندما تريد العودة إلى البيتكوين، يمكنها إرسال عملاتها الجانبية الأربع المتبقية إلى عنوان خاص. بعد تأكيد المعاملة، سيتم إلغاء احتجاز أربع عملات بيتكوين وتسليمها إلى العنوان الذي تتحكم فيه على السلسلة الرئيسية.


لماذا يتم استخدام السلاسل الجانبية؟

قد تتساءل ما هو الهدف من هذا. لماذا لا تستخدم أليس سلسلة البلوكشين للبيتكوين ببساطة؟

الإجابة هي أن السلسلة الجانبية قد يمكنها القيام بأشياء لا تستطيع سلسلة البلوكشين للبيتكوين القيام بها. سلاسل البلوكشين عبارة عن أنظمة مقايضات مصممة بعناية. في حين أن البيتكوين هي العملة الرقمية الأكثر أماناً ولامركزية، إلا أنها ليست الأفضل من حيث الإنتاجية. وفي حين أن معاملات البيتكوين أسرع من الطرق التقليدية، إلا أنها لا تزال بطيئة نسبياً عند مقارنتها بأنظمة سلاسل البلوكشين الأخرى. يتم استخراج الكتل التي تم تعدينها كل عشر دقائق، ويمكن أن تزيد الرسوم بشكل كبير عندما تكون الشبكة مزدحمة.

من المُسلَّم به أنه ربما لا تكون هناك حاجة لهذا المستوى من الأمان للمدفوعات اليومية الصغيرة. إذا كانت أليس تدفع مقابل كوب قهوة، فلن تقف منتظرة تأكيد المعاملة. وإلا كانت ستعيق الطابور، وسيبرد مشروبها عندما يحين وقت حصولها عليه.

أما السلاسل الجانبية فهي غير ملزمة بنفس القواعد. في الحقيقة، لا تحتاج حتى إلى استخدام إثبات العمل لكي تعمل بشكل صحيح. يمكنك استخدام أي آلية إجماع أو الوثوق بمدقق واحد أو تعديل أي عدد من المتغيرات. يمكنك إضافة ترقيات غير موجودة في السلسلة الرئيسية، وإنتاج كتل أكبر وفرض تسويات سريعة.

من المثير للاهتمام، أن السلاسل الجانبية يمكن أن يكون لديها مشكلات معقدة دون أن تؤثر على السلسلة الأساسية. وهذا يسمح باستخدامها كمنصات للتجريب وطرح الميزات التي قد تتطلب خلافاً لذلك إجماعاً من غالبية مستخدمي الشبكة.

شريطة أن يكون المستخدمون سعداء بالمقايضات، يمكن أن تكون السلاسل الجانبية خطوة متكاملة نحو التوسع الفعال. لا توجد متطلبات لعُقد السلسلة الرئيسية لتخزين كل معاملة من السلسلة الجانبية. يمكن لـ أليس دخول السلسلة الجانبية من خلال معاملة بيتكوين واحدة، وإجراء المئات من معاملات السلسلة الجانبية ثم الخروج منها. ولكن فيما يتعلق بسلسلة البلوكشين للبيتكوين، فقد أجرت معاملتين فقط – معاملة للدخول وأخرى للخروج.

تحجيم Ethereum مشابه لذلك، ولكن به بعض الاختلافات الرئيسية. اقرأ المزيد عنه في: ما هو تحجيم Ethereum؟


مقدمة عن قنوات الدفع

ما هي قناة الدفع؟

تؤدي قنوات الدفع نفس الغرض مثل السلاسل الجانبية على صعيد قابلية التوسع، لكنها تختلف اختلافاً كبيراً في الأساس. وعلى غِرار السلاسل الجانبية، تُدفع المعاملات خارج السلسلة الرئيسية لمنع تضخم سلسلة البلوكشين. وعلى عكس السلاسل الجانبية، فهي لا تتطلب سلسلة بلوكشين منفصلة لتعمل بشكل صحيح.

تستخدم قناة الدفع عقد ذكي لتمكين المستخدمين من إجراء المُعاملات دون نشرها على سلسلة البلوكشين. وتقوم بذلك باتفاق برمجي مُلزم بين اثنين من المشاركين.


كيفية عمل قناة الدفع؟

في نماذج مثل شبكة Lightning الشهيرة، يقوم طرفان أولاً بإيداع العملات في عنوان يمتلكانه بشكل مشترك. وهذا العنوان متعدد التوقيع يتطلب توقيعين لصرف الأموال. لذلك، إذا قام بوب وأليس بإنشاء عنوان مثل هذا، فلا يمكن نقل الأموال إلا بموافقة كل منهما.

لنفترض أنهما قاما بإيداع 10 BTC في عنوان يحتوي الآن على 20 BTC. سيكون من السهل عليهما الاحتفاظ بميزانية عمومية تبدأ بقول أن أليس وبوب لديهما 10 BTC لكل منهما. إذا أرادت أليس إعطاء بوب عملة ما، فيمكنهما تحديث كشف الميزانية بحيث يصبح لدى أليس 9 BTC، وبوب لديه 11 BTC. ولن يضطرا إلى النشر في سلسلة البلوكشين بينما يستمرا في تحديث هذه الأرصدة. 



عندما يحين الوقت، لنفترض أن أليس لديها 5 BTC، وأن بوب لديه 15 BTC. يمكنهما بعد ذلك إنشاء معاملة تُرسل هذه الأرصدة إلى العناوين المملوكة للأطراف، والتوقيع عليها وبثها.

كان بإمكان أليس وبوب تسجيل عشرة أو مائة أو ألف معاملة في الميزانية العمومية الخاصة بهما. ولكن فيما يتعلق بسلسلة البلوكشين، فقد قاما بإجراء عمليتين فقط على السلسلة: عملية لمعاملة التمويل الأولي، والأخرى لإعادة تخصيص الأرصدة عند الانتهاء. وبصرف النظر عن هاتين العمليتين، فإن جميع المعاملات الأخرى مجانية وشبه فورية لأنها تحدث خارج السلسلة. لا توجد رسوم مُعدِّنين يجب دفعها ولا توجد تأكيدات كتل يجب انتظارها.

بالطبع، يتطلب المثال الذي تمت مناقشته أعلاه تعاون الطرفين، وهو ما لا يُشكل وضعاً مثالياً للغرباء. ومع ذلك، يمكن استخدام الآليات الخاصة لمعاقبة أي شخص يحاول الغش، بحيث يمكن للأطراف التفاعل بأمان مع بعضهم البعض بطريقة شفافة. 


توجيه الدفع

من الواضح أن قنوات الدفع مناسبة لطرفين يتوقعان حجماً كبيراً من المعاملات. ولكن الأمر يصبح أفضل. فيمكن فصل شبكة من هذه القنوات، مما يعني أن أليس يمكنها الدفع لطرف ليست مرتبطة به بشكل مباشر. إذا كان لدى بوب قناة مفتوحة مع كارول، يمكن لـ أليس أن تدفع لها شريطة أن تكون هناك سعة كافية. ستدفع الأموال إلى الجانب الخاص بـ بوب من القناة، والذي بدوره سيدفعها إلى جانب كارول. وإذا كانت كارول متصلة بمشارك آخر، اسمه دان، يمكن فعل الشيء نفسه. 

تتطور هذه الشبكة إلى طوبولوجيا موزعة، يتصل فيها جميع الأشخاص بأقران متعددين. غالباً ما تكون هناك مسارات متعددة إلى وجهة ما وسيتمكن المستخدمون من اختيار أكثرها فاعلية. 


أفكار ختامية

لقد ناقشنا طريقتين لقابلية التوسع، تسمحان بإجراء المعاملات دون إثقال كاهل سلسلة البلوكشين الأساسية. لم تنضج تقنية السلاسل الجانبية وقنوات الدفع حتى الآن، ولكن يتم الاستفادة منها بشكل متزايد من قِبل المستخدمين الذين يرغبون في التحايل على أوجه القصور في معاملات الطبقة الأساسية.

مع مرور الوقت وانضمام المزيد من المستخدمين إلى الشبكة، من المهم دعم اللامركزية. ولا يمكن تحقيق ذلك إلا من خلال فرض قيود على نمو سلسلة البلوكشين بحيث يمكن للعُقد الجديدة الانضمام إليها بسهولة. يعتقد مؤيدو حلول قابلية التوسع خارج السلسلة أنه، بمرور الوقت، سيتم استخدام السلسلة الرئيسية فقط لتسوية المعاملات عالية القيمة، أو الربط داخل/خارج السلاسل الجانبية وفتح/إغلاق القنوات.