الموجز
تشير الطبقة الأولى إلى شبكة أساسية، مثل البيتكوين أو سلسلة BNB أو Ethereum، والبنية التحتية التي تقوم عليها. ويمكن لسلاسل البلوكشين من الطبقة الأولى تدقيق المعاملات وإتمامها دون الحاجة إلى شبكة أخرى. ومن الصعب إدخال تحسينات على قابلية شبكات الطبقة الأولى للتوسع، مثلما رأينا في حالة البيتكوين. لحل ذلك، وضع المطورون بروتوكولات الطبقة الثانية التي تستند إلى الشبكة من الطبقة الأولى في الأمن والإجماع. تُعَد شبكة Lightning لعملة البيتكوين مثالاً لبروتوكولات الطبقة الثانية. تسمح هذه الشبكة بإجراء المعاملات بحرية قبل تسجيلها في الشبكة الرئيسية.
الطبقة الأولى والطبقة الثانية مصطلحان يساعدانا في فهم تصميم بنية سلاسل البلوكشين، والمشروعات، وأدوات التطوير المختلفة. فإذا كنت قد تساءلت يوماً عن العلاقة بين Polygon وEthereum أو Polkadot وسلاسلها الفرعية، فستساعدك معرفة طبقات سلاسل البلوكشين المختلفة في ذلك.
شبكة الطبقة الأولى هي اسم آخر
لسلسلة البلوكشين الأساسية.
سلسلة BNB الذكية (BNB)،
وEthereum (ETH)،
والبيتكوين (BTC)،
وSolana كلها بروتوكولات طبقة أولى. ونشير إليها بالطبقة الأولى لأنها الشبكات الأساسية في منظوماتها. على النقيض من الطبقة الأولى، لدينا حلول خارج السلسلة وغيرها من حلول الطبقة الثانية المُقامة أعلى السلاسل الرئيسية.
بعبارة أخرى، يكون البروتوكول من الطبقة الأولى عندما يقوم بمعالجة المعاملات وإتمامها على سلسلة البلوكشين الخاصة به. ويكون له أيضاً
رمزه المميز الأصلي الخاص به الذي يُستخدَم لدفع رسوم المعاملات.
من المشكلات الشائعة في شبكات الطبقة الأولى عدم قابليتها
للتوسع. وقد واجهت البيتكوين وغيرها من سلاسل البلوكشين الكبيرة الأخرى صعوبة في معالجة المعاملات في فترات زيادة الطلب. فتستخدم البيتكوين آلية إجماع قائمة على دليل العمل تتطلب الكثير من الموارد الحاسوبية.
وعلى الرغم من أن دليل العمل يوفر اللامركزية والأمن، تقل سرعة الشبكات القائمة على دليل العمل عادةً عندما يكون حجم المعاملات كبيراً للغاية. ويُزيد ذلك من مدد تأكيد المعاملات، ويجعل الرسوم أكثر تكلفةً.
لقد عمل مطورو سلاسل البلوكشين على حلول التوسع لسنوات عديدة، ولكن ما زال هناك الكثير من النقاش الدائر حول أفضل البدائل. تشمل خيارات توسيع نطاق الطبقة الأولى ما يلي:
1. زيادة حجم
الكتلة، ما يسمح بمعالجة المزيد من المعاملات في كل كتلة.
2. تغيير
آلية الإجماع المستخدمة، كما هو الحال في تحديث شبكة Ethereum
2.0 المرتقب.
3. تطبيق التجزئة. نوع من تقسيم قاعدة البيانات إلى أجزاء.
يتطلب تنفيذ تحسينات الطبقة الأولى كثيراً من العمل. وفي كثير من الأحيان، لا يوافق كل مستخدمي الشبكة على التغيير. ويمكن أن يؤدي ذلك إلى انقسامات في المجتمع، بل وقد يؤدي إلى انقسام السلسلة نفسها، كما حدث مع البيتكوين والبيتكوين كاش في عام 2017.
SegWit
من أمثلة حلول الطبقة الأولى لتوسيع نطاق الشبكة بروتوكول
SegWit (Segregated Witness) للبيتكوين. فأدى ذلك البروتوكول إلى زيادة إنتاجية البيتكوين عن طريق تغيير طريقة تنظيم بيانات الكتلة (لم تعد التوقيعات الرقمية جزءاً من مُدخلات المعاملة). أتاح ذلك التغيير مساحة أكبر للمعاملات لكل كتلة دون التأثير على أمن الشبكة. وقد طُبِق SegWit عن طريق ترقية بروتوكول متوافقة مع الإصدارات السابقة. هذا يعني أن حتى عُقد بيتكوين التي لم تُحدَّث بعد لتشمل بروتوكول SegWit ما تزال قادرة على معالجة المعاملات.
التجزئة حل شائع من حلول الطبقة الأولى لتوسيع نطاق الشبكة يُستخدَم لزيادة إنتاجية المعاملات. وهذه التقنية هي نوع من تقسيم قاعدة البيانات إلى أجزاء يمكن تطبيقه على
سجلات سلسلة البلوكشين الموزَّعة. تُقسم الشبكة وعُقدها إلى أجزاء مختلفة لتوزيع حِمل العمل وتحسين سرعة المعاملات. يدير كل جزء مجموعة فرعية من نشاط الشبكة الكلي، ما يعني أنه يكون له المعاملات والعُقد والكتل المنفصلة الخاصة به.
مع التجزئة، لا تحتاج كل عقدة إلى الحفاظ على نسخة كاملة من سلسلة البلوكشين بالكامل. وإنما تبلغ كل عقدة السلسلة الرئيسية عن العمل المُستكمَل لمشاركة حالة بياناتها المحلية، بما في ذلك رصيد العناوين وغيرها من المقاييس الرئيسية الأخرى.
عندما يتعلق الأمر بالتحسينات، ليس كل شيء في الطبقة الأولى قابلاً للإصلاح. فنظراً للقيود التكنولوجية، من الصعب أو من شبه المستحيل إجراء تغييرات معينة في شبكة سلسلة البلوكشين الرئيسية. يجري حالياً، على سبيل المثال، ترقية Ethereum إلى
دليل ربط الحصة، ولكن هذه العملية استغرقت سنوات لتتحقق.
لا يمكن لبعض حالات الاستخدام العمل مع الطبقة الأولى نظراً لمشكلات القابلية للتوسع. ولا يمكن
لألعاب سلاسل البلوكشين أن تستخدم، في الواقع، شبكة البيتكوين نظراً لطول مدد المعاملات. رغم ذلك، يظل من الممكن للعبة استخدام ميزتي الأمن واللامركزية في الطبقة الأولى. والخيار الأمثل هو الإنشاء أعلى الشبكة باستخدام أحد حلول الطبقة الثانية.
شبكة Lightning
تقوم حلول الطبقة الثانية على الطبقة الثانية، وتعتمد عليها في إتمام معاملاتها. ومن الأمثلة الشهيرة على ذلك
شبكة Lightning. يمكن أن تستغرق شبكة البيتكوين ساعات لمعالجة المعاملات، في ظل كثافة الاستخدام العالية. لذا تسمح شبكة Lightning للمستخدمين بإجراء عمليات سداد سريعة باستخدام عملات البيتكوين الخاصة بهم خارج الشبكة الرئيسية، ويُبلَغ عن الرصيد النهائي إلى السلسلة الرئيسية لاحقاً. يجمع ذلك، بصورة أساسية، معاملات كل شخص في سجل نهائي واحد، ما يوفر الوقت والموارد.
بعد أن عرفنا ما هي الطبقة الأولى، سنلقي الآن نظرة على بعض الأمثلة. يوجد عدد متنوع هائل من سلاسل بلوكشين الطبقة الأولى، ويدعم الكثير منها حالات استخدام فريدة. فليست جميعها بيتكوين وEthereum، ولكل شبكة حلول مختلفة للمعضلة ثلاثية الأبعاد لتكنولوجيا البلوكشين المتمثلة في اللامركزية والأمن والقابلية للتوسع.
إلروند (Elrond)
إلروند شبكة من الطبقة الأولى تأسست عام 2018 وتستخدم التجزئة لتحسين أدائها وقابليتها للتوسع. يمكن لسلسلة بلوكشين إلروند معالجة ما يزيد عن 100000 معاملة في الثانية. والخاصيتان الأساسيتان الفريدتان لهذه السلسلة هما بروتوكول الإجماع القائم على دليل ربط الحصة الآمن (SPoS) وتجزئة الحالة التكيفية.
تحدث تجزئة الحالة التكيفية عن طريق عمليات تقسيم الأجزاء ودمجها التي تحدث عند خسارة الشبكة للمستخدمين أو اكتسابها لهم. وتخضع البنية الكلية للشبكة للتجزئة، بما في ذلك حالتها ومعاملاتها. يتحرك المدقِّقون كذلك بين الأجزاء، ما يقلل من فرصة الاستيلاء الضار على أي جزء.
يُستخدَم الرمز المميز الأصلي لشبكة إلروند، وهو EGLD، في دفع
رسوم المعاملات، وتفعيل
التطبيقات اللامركزية، ومكافأة المستخدمين الذين يشاركون في آلية تدقيق الشبكة. شبكة إلروند حاصلة كذلك على شهادة بخلوها من الانبعاثات الكربونية؛ إذ إن كمية ثاني أكسيد الكربون التي تعوضها تزيد عما تنتجه آلية دليل ربط الحصة الخاصة بها.
هارموني (Harmony)
هارموني شبكة من الطبقة الأولى قائمة على دليل ربط الحصة الفعال (EPoS)، وتدعم التجزئة. تتكوّن الشبكة الرئيسية لسلسلة البلوكشين من أربعة أجزاء، كلٌ منها يكوّن كتلاً جديدة ويتحقق من صحتها في الوقت نفسه. يمكن للجزء فعل ذلك بسرعته، ما يعني أنه يمكن أن يكون للأجزاء
ارتفاعات كتل مختلفة.
تستخدم هارموني حالياً استراتيجية "تمويل بيني عبر السلاسل" لجذب المطورين والمستخدمين. وتلعب جسور المنظومة الشفافة التي تصل بشبكة Ethereum (ETH) وشبكة بيتكوين دوراً جوهرياً في هذا الصدد؛ إذ تسمح للمستخدمين بمبادلة رموزهم المميزة دون المخاطر الاحتجازية المعتادة مع الجسور. وتعتمد رؤية هارموني الأساسية فيما يخص قابلية توسع الجيل الثالث للويب (Web3) على المنظمات اللامركزية المستقلة (
DAOs)
وإثباتات المعرفة الصفرية.
يبدو أن مستقبل
التمويل اللامركزي يعتمد على فرص تعدد السلاسل والتشغيل البيني عبر السلاسل، ما يجعل خدمات الربط بالجسور التي تقدمها هارموني جذابة للمستخدمين. وتُعَد البنية التحتية للرموز غير القابلة للتبادل، وأدوات المنظمات اللامركزية المستقلة، والجسور بين البروتوكولات جوانب التركيز الأساسية.
يُستخدَم الرمز المميز الأصلي لهذه الشبكة، وهو ONE، لدفع رسوم معاملات الشبكة. ويمكن أيضاً تخزينه للمشاركة في آلية إجماع هارموني وحوكمتها. يمنح ذلك المدققين الناجحين مكافآت الكتل ورسوم المعاملات.
سيلو (Celo)
سيلو شبكة من الطبقة الأولى انقسمت من بروتوكول Go Ethereum (Geth) في عام 2017. ولكنها أجريت بعض التغييرات المهمة، بما في ذلك تطبيق دليل ربط الحصة ونظام عناوين فريدة. تشمل منظومة سيلو من الجيل الثالث للويب (Web3) حلولاً للتمويل اللامركزي والرموز غير القابلة للتبادل والدفع، مع تأكيد أكثر من 100 مليون معاملة. وعلى شبكة سيلو، يمكن لأي شخص استخدام رقم هاتف أو عنوان بريد إلكتروني بوصفه
مفتاحاً عاماً. ويسهل تشغيل سلسلة البلوكشين باستخدام أجهزة كمبيوتر قياسية، ولا تتطلب أجهزة خاصة.
الرمز المميز الرئيسي لشبكة سيلو هو CELO، وهو رمز خدمات قياسي يُستخدَم في المعاملات والأمن والمكافآت. تضم شبكة سيلو كذلك رموز cUSD، وcEUR، وcREAL بوصفها عملات مستقرة. يُنتِج هذه العملات المستخدمون، ويتم الحفاظ على ارتباطاتها بواسطة آلية مشابهة
لـ MakerDAO’s DAI. يمكن كذلك سداد المعاملات التي تُجرَى باستخدام عملات شبكة سيلو المستقرة باستخدام أي أصل آخر من أصول سيلو.
يهدف نظام عناوين CELO وعملتها المستقرة إلى جعل هذه العملة الرقمية أكثر سهولة في الحصول عليها وتحسين استخدامها. فتقلب سوق العملات الرقمية والصعوبة التي يواجهها المستجدون فيها يمكن أن يكون محبطاً لكثيرين.
ثورتشين (THORChain)
ثورتشين هي
منصة تداول لامركزية متاحة للعامة تُشغَل بينياً عبر السلاسل. وهي شبكة من الطبقة الأولى تم إنشاؤها باستخدام حزمة أدوات Cosmos لتطوير البرمجيات. وتستخدم أيضاً آلية إجماع
Tendermint للمصادقة على المعاملات. والهدف الرئيسي لمنصة ثورتشين هو إتاحة سيولة لامركزية بين السلاسل دون الحاجة إلى جعل الأصول أو مرتبطة أو
مربوطة. فيضيف الارتباط والربط
خطراً إضافياً للعملية لمستثمري السلاسل المتعددة.
في الواقع، تعمل ثورتشين كمدير محفظة حيث تراقب عمليات الإيداع والسحب. يساعد ذلك في إنتاج سيولة لامركزية، والتخلص من الوسطاء المركزيين. RUNE هي الرمز المميز الأصلي لشبكة ثورتشين، وتُستخدَم في دفع رسوم المعاملات، وكذلك في الحوكمة والأمن والمصادقة.
يستخدم نموذج
صانع السوق الآلي (AMM) الخاص بشبكة ثورتشين رمز RUNE ليكون الزوج الأساسي، ما يعني أنه بإمكانك مبادلة RUNE مع أي أصل مدعوم آخر. وبطريقة ما، يعمل المشروع كمنصة Uniswap بين السلاسل، حيث يمثل RUNE أصلاً للتسوية والأمن في مجمعات السيولة.
كافا (Kava)
كافا هي سلسلة بلوكشين من الطبقة الأولى تجمع بين سرعة Cosmos وتوافقها التشغيلي، ودعم المطورين الذي تتسم به Ethereum. وباستخدام بنية "السلسلة المشتركة"، تقدم شبكة كافا سلسلة بلوكشين مستقلة لكل من بيئتي تطوير آلة Ethereum الافتراضية (EVM) وحزمة أدوات Cosmos لتطوير البرمجيات. وإلى جانب دعم بروتوكول التواصل بين سلاسل البلوكشين على سلسلة Cosmos المشتركة، يتيح ذلك للمطورين استخدام تطبيقات لامركزية تتوافق بسلاسة مع منظومتي Cosmos وEthereum.
تستخدم كافا آلية إجماع دليل ربط الحصة Tendermint، ما يتيح قابلية توسع كبيرة للتطبيقات على السلسلة المشتركة لآلة Ethereum الافتراضية (EVM). تضم كذلك شبكة كافا، الممولة من KavaDAO، مبادرات تطوير مفتوحة على السلسلة مصممة لمكافأة أفضل 100 مشروع على كل سلسلة مشتركة بناءً على الاستخدام.
لشبكة كافا رمز خدمة وحوكمة محلي، وهو KAVA، وعملة مستقرة مرتبطة بالدولار الأمريكي، وهي USDX. يُستخدَم رمز KAVA لدفع رسوم المعاملات ويخزنه المدققون للوصول إلى إجماع الشبكة. ويمكن للمستخدمين تفويض المدققين باستخدام مخزونهم من KAVA للحصول على حصة من إصدارات KAVA. يمكن أيضاً للمخزنين والمدققين التصويت على مقترحات الحوكمة التي توجه معايير الشبكة.
أيوتكس (IoTeX)
أيوتكس شبكة من الطبقة الأولى تأسست في عام 2017 مع التركيز على الجمع بين سلسلة البلوكشين
وإنترنت الأشياء. يمنح ذلك للمستخدمين تحكماً في البيانات التي تنتجها أجهزتهم، ما يفسح المجال أمام "تطبيقات لامركزية وأصول وخدمات مدعومة من الآلة". فلمعلوماتك الشخصية قيمة، وإدارتها عن طريق سلسلة البلوكشين يضمن لك ملكية آمنة لها.
إن جمع أيوتكس بين الأجهزة والبرمجيات يقدم حلاً جديداً للأفراد للتحكم في خصوصيتهم وبياناتهم دون المساس بتجربة المستخدم. والنظام الذي يمكن المستخدمين من جني الأصول الرقمية من بياناتهم الحقيقية يُسمَى MachineFi.
أطلقت آيوتكس منتجين مهمين من الأجهزة يُعرفان باسم Ucam وPebble Tracker. Ucam هي كاميرا أمن منزلية متطورة تسمح للمستخدمين بمراقبة منازلهم من أي مكان وبخصوصية تامة. أما Pebble Tracker، فهو نظام تحديد مواقع عالمي ذكي يدعم شبكة 4G ويتمتع بإمكانات تتبع وتعقب. وهو لا يتتبع بيانات جهاز تحديد المواقع العالمي فحسب، وإنما أيضاً البيانات البيئية في الوقت الفعلي، بما في ذلك الحرارة والرطوبة وجودة الهواء.
وفيما يخص تصميم بنية سلسلة البلوكشين، تضم أيوتكس عدداً من بروتوكولات الطبقة الثانية التي تم إنشاؤها عليها. تقدم سلسلة البلوكشين أدوات لإنشاء شبكات مخصصة تستخدم أيوتكس لإتمام عملياتها. يمكن لهذه السلاسل كذلك التفاعل معاً ومشاركة المعلومات عن طريق أيوتكس. بإمكان المطورين كذلك إنشاء سلسلة فرعية جديدة بسهولة للوفاء بالاحتياجات الخاصة لجهاز إنترنت الأشياء الخاص بهم. وتُستخدَم عملة أيوتكس، وهي IOTX، في رسوم المعاملات، والتخزين، والحوكمة، ومصادقة الشبكة.
تضم منظومة سلاسل البلوكشين حالياً العديد من شبكات الطبقة الأولى وبروتوكولات الطبقة الثانية. ومن السهل الخلط بينها، لكن بمجرد إدراك المفاهيم الأساسية، يصبح من الأيسر فهم الهيكل والبنية العامة. تفيد هذه المعرفة أيضاً عند دراسة مشروعات سلاسل بلوكشين جديدة، لا سيما عندما تركز هذه المشروعات على حلول التشغيل البيني عبر السلاسل والتوافق التشغيلي للشبكة.
