الموجز
تُقسِّم التجزئة سلسلة البلوكشين إلى "أجزاء" أصغر لمعالجة مشكلة قابلية التوسع المرتبطة بشبكات الطبقة الأولى.
تُحسِّن التجزئة من سرعة المعاملات، وتقلل تكاليف المعالجة والتخزين، وتعزز أداء الشبكة.
تنطوي التجزئة على عيوب محتملة، مثل المخاوف المتعلقة بأمن الشبكة وتعقيد المعاملات بين الأجزاء.
المقدمة
قدَّمت تكنولوجيا البلوكشين إمكانات غير مسبوقة في مسائل اللامركزية، والشفافية، والأمان. ولكنها تواجه عقبة كبيرة، وهي قابلية التوسع. تُعَد قابلية التوسع أحد أبعاد "المعضلة الثلاثية الأبعاد لسلاسل البلوكشين" التي تشمل أيضًا الأمان واللامركزية؛ إذ يُعَد تحقيق هذه الجوانب الثلاثة في وقت واحد مشكلة مستعصية في عالم سلاسل البلوكشين. وهنا يأتي دور الحلول الاستراتيجية، مثل "التجزئة".
ما هي التجزئة؟
التجزئة مفهوم مستعار من إدارة قواعد البيانات التقليدية. وتشير إلى عملية تقسيم قاعدة بيانات كبيرة إلى أقسام أصغر قابلة للإدارة تُسمَى "الأجزاء". ويهدف تطبيق هذه العملية على سلاسل البلوكشين إلى تحسين قابلية التوسع، مع الحفاظ في الوقت نفسه على مبدأ اللامركزية. والتجزئة، في جوهرها، تحدث عندما تُقسَّم شبكة بلوكشين إلى أقسام أصغر تُعرَف باسم "الأجزاء"، ويكون كل جزء منها قادر على معالجة المعاملات و العقود الذكية على نحو متزامن.
ما آلية عمل التجزئة؟
يتطلب فهم كيفية تنفيذ التجزئة داخل سلاسل البلوكشين إدراكًا للكيفية التي تُخزَّن وتُعالَج بها بيانات سلاسل البلوكشين عادةً. وتوجد طرق عديدة يمكن معالجة البيانات بها. سوف نتناول فيما يلي المعالجة المتتابعة والمتزامنة.
عادةً ما تكون كل عُقدة في سلسلة البلوكشين مسؤولة عن معالجة كل المعاملات داخل الشبكة. ويُشار عادةً إلى هذا النوع من معالجة البيانات باسم المعالجة المتتابعة. هذا يعني أن كل عُقدة يجب أن تحفظ وتُخزِّن كل المعلومات المهمة، مثل أرصدة الحسابات وسجل المعاملات. وفي الأساس، ينبغي على كل عُقدة معالجة كل العمليات والبيانات والمعاملات في الشبكة.
ورغم أن هذا النموذج يعزز أمان سلسلة البلوكشين عن طريق تسجيل كل المعاملات عبر كل العُقد، فإنه يُبطئ على نحو كبير معالجة البيانات. وهنا يأتي دور المعالجة المتزامنة للبيانات؛ إذ تسمح بتنفيذ عدة عمليات على نحو متزامن.
ويمكن أن تكون التجزئة حلًا فعالًا لهذه المعضلة لأنها تقسم أو "تُجزئ" حِمل المعاملات على شبكة البلوكشين. وهذا يعني أنه لا يكون على كل العُقد إدارة أو معالجة حِمل سلسلة البلوكشين بالكامل.
فتفصل عملية التجزئة الحِمل من خلال التقسيم الأفقي. وفي هذه العملية، تُقسَّم البيانات إلى مجموعات فرعية أفقية، يمثِّل فيها كل جزء قاعدة بيانات مستقلة قادرة على معالجة المعاملات على نحو منفصل عن الأجزاء الأخرى.
التقسيم الأفقي مقابل التقسيم الرأسي
التقسيم الأفقي والتقسيم الرأسي طريقتان أساسيتان لتوسيع قواعد البيانات. وكلتا هاتين الطريقتين مصممة لإدارة قواعد البيانات الكبيرة على نحو أكثر فعالية، لكنهما تعملان بطرق مختلفة تمامًا. والتجزئة طريقة شائعة لتنفيذ التقسيم الأفقي.
في التقسيم الأفقي، تُقسَّم البيانات إلى صفوف وتُنشَر عبر عُقد (أو قواعد بيانات) مختلفة، كلٌ منها تحتوي على مجموعة فرعية من البيانات. وكل صف في الجدول كيان فريد، ومن ثم فإن فصله لا يؤدي إلى فقدان تكامل البيانات. ومن الأمثلة المهمة للتقسيم الأفقي المستخدم توزيع شبكات البلوكشين، مثل Ethereum و بيتكوين.
أما التقسيم الرأسي، فتُقسَّم فيه البيانات إلى أعمدة بدلًا من صفوف. ويحتوي كل قسم في التقسيم الرأسي على مجموعة فرعية من البيانات لكل كيان، أو مجموعة البيانات الكاملة، ولكن لمجموعة محددة فقط من السمات. على سبيل المثال، يمكننا التفكير في جدول عملاء يتضمن أعمدة مثل "الاسم" و"الحالة" و"الوصف" و"الصورة". في حالة التقسيم الرأسي، يمكن الاحتفاظ بعمودي "الاسم" و"الحالة" في جدول، و"الوصف" و"الصورة" في جدول آخر.
لماذا يُفضَل التقسيم الأفقي؟
يُفضَل التقسيم الأفقي على التقسيم الرأسي بوجه عام في تقسيم شبكات البلوكشين لثلاثة أسباب رئيسية، وهي: قابلية التوسع، واللامركزية، والأمان.
قابلية التوسع: تُقدِّم التجزئة حلًا عن طريق تقسيم البيانات إلى "أجزاء" أصغر وأكثر قابلية للإدارة. ويمكن تشغيل كل جزء على نحو مستقل، ما يتيح معالجة المزيد من المعاملات في وقت واحد، وهو ما يُحسِّن من سرعة الشبكة وكفاءتها. أما في التقسيم الرأسي، فقد يؤدي توزيع الأعمدة على قواعد بيانات مختلفة إلى مزيد من التعقيد في استرجاع معلومات عن كتلة أو معاملة كاملة، ويمكن أن يُحِّد من قابلية التوسع.
اللامركزية: تماشيًا مع المبادئ الأساسية للبلوكشين، يدعم التقسيم الأفقي اللامركزية. فعندما يكون على العُقد معالجة "جزء" فقط من البيانات الإجمالية، يسمح ذلك لمزيد من العُقد بالمشاركة في الشبكة نظرًا لتقليل أعباء الحوسبة والتخزين. أما التقسيم الرأسي، فيقيّد نسبيًّا ذلك نظرًا لأن كل عُقدة سيكون عليها الوصول إلى كل الأجزاء (كل أعمدة البيانات) لفهم بيانات الكتلة الكاملة والتحقق منها.
الأمان وتكامل البيانات: يحافظ التقسيم الرأسي على تكامل البيانات لأن كل جزء (أو قسم) يحتوي على بيانات المعاملات الكاملة، ما يضمن أن كل عقدة لديها نسخة كاملة دقيقة لقسمها في سلسلة البلوكشين. وفي التقسيم الرأسي، ستقسم في الأساس بيانات الكتلة بين عُقد مختلفة، ما يجعل من الصعب ضمان تكامل البيانات وأمانها، وهو جانب في غاية الأهمية لشبكات البلوكشين.
ما مزايا التجزئة؟
سنتعمق أكثر في المزايا المحتملة التي تجلبها التجزئة إلى تكنولوجيا البلوكشين:
زيادة سرعة المعاملات: تسهل التجزئة المعالجة المتزامنة للمعاملات. فبدلًا من معالجة المعاملات الواحدة تلو الأخرى على نحو متتابع، تسمح التجزئة بمعالجتها في وقت واحد، ولكن في أجزاء مختلفة. ويعمل كل جزء على نحو مستقل، ما يُزيد كثيرًا من سرعة المعاملات. وهذا لا يُسرِّع المعاملات فحسب، وإنما يعني أيضًا أن الشبكة بأكملها يمكنها التعامل مع عدد أكبر من المستخدمين، مما يعزز استخدامها على نطاق أوسع.
من الأمثلة على شبكات البلوكشين الحالية التي تستخدم التجزئة لمعالجة قابلية التوسع شبكة Ziliqa. وآلية تجزئة Ziliqa تسمح لهذه الشبكة بإنجاز الآلاف من المعاملات في الثانية.
تقليل تكاليف المعالجة والتخزين: يجبر التصميم التقليدي لسلاسل البلوكشين كل عُقدة على تخزين كل المعاملات، ما يُزيد من الطلب على الأجهزة مع نمو سلسلة البلوكشين. ولكن مع التجزئة، تكون كل عقدة مسؤولة عن معالجة وتخزين جزء واحد فقط من بيانات الشبكة ككل—وهذا يقلل من الموارد التي تحتاج إليها كل عُقدة للمشاركة في الشبكة.
بناءً على ذلك، يمكن لعدد أكبر من المشاركين الانضمام بصفتهم مدققين، وهو ما يعزز لامركزية الشبكة دون تكبد تكاليف باهظة. ويقلل ذلك من المشكلات التي تتعلق بتمكُّن الكيانات ذات موارد الحوسبة المتطورة والمكلفة فقط من المشاركة على نحو واقعي في العملية، وهو ما يحافظ بدوره على الطابع الديمقراطي لشبكات البلوكشين.
تحسُّن أداء الشبكة: يمكن للتجزئة أن تساعد في تحسين أداء الشبكة وسعتها بوجه عام. ففي سلاسل البلوكشين التقليدية، مع مشاركة عدد أكبر من العُقد في الشبكة، يتراجع الأداء على نحو متناقض نظرًا للحاجة إلى زيادة اتصال البيانات والمزامنة بين العُقد.
لكن التجزئة تُغيّر هذا السيناريو. فنظرًا لأن كل جزء يعمل على نحو منفصل ومتزامن، يمكن أن يعالج النظام عددًا أكبر من المعاملات والعمليات الحسابية. وعند انضمام عُقدة جديدة، يمكن إضافتها إلى جزء بدلًا من الشبكة بأكملها، وهو ما يُحسِّن من قدرة الشبكة على التوسع. وتتحسن الكفاءة، ما يؤدي إلى معاملات أكثر سلاسة وتجربة مستخدم أفضل.
يجدر التذكر هنا أن التطورات والتحسينات المستقبلية في تكنولوجيا التجزئة يمكن أن تؤدي إلى ظهور مزايا أخرى، أو تعزيز هذه المزايا الحالية، ما يُحسِّن منظومة البلوكشين باستمرار.
ما عيوب التجزئة؟
تُقدِّم التجزئة العديد من المزايا المحتملة التي من شأنها مساعدة شبكات البلوكشين في أن تصبح أكثر كفاءة، ولكن هذه العملية تنطوي أيضًا على مجموعة فريدة من التحديات. وفيما يلي بعض من نقاط الضعف المحتملة للتجزئة:
هجمات الاستيلاء على الأجزاء الفردية: في بيئة التجزئة، تكون القوة الحاسوبية اللازمة للاستيلاء على جزء فردي أقل كثيرًا من القوة اللازمة للاستيلاء على الشبكة بأكملها. هذا يجعل هذه الأجزاء الفردية أضعف أمام "هجوم نسبة الواحد بالمئة" أو "الاستيلاء على الأجزاء الفردية"، الذي يتمكّن فيه مهاجم بكمية صغيرة من المارد مقارنة بالشبكة بأكملها من الاستيلاء على جزء فردي.
المعاملات بين الأجزاء: يؤدي حدوث المعاملات بين الأجزاء المختلفة إلى تحدٍ فريد. فالمعاملات بين الأجزاء معقدة ويمكن أن تسفر عن إنفاق مزدوج في حالة عدم إدارتها بعناية. وإذا لم يتتبع أحد الأجزاء حالة الجزء الآخر بدقة خلال المعاملة، يمكن أن يستغل المستخدمون ذلك بغرض "الإنفاق المزدوج".
مشكلات توفر البيانات: تجعل التجزئة الحفاظ على حالة الشبكة بأكملها جهدًا معقدًا. فإذا لم تتوفر أجزاء معينة عند الحاجة إليها (لعدم اتصال العُقد التي تحفظ هذه الأجزاء بالإنترنت) يمكن أن يؤدي ذلك إلى مشكلات في توفر البيانات ويعطل الشبكة بأكملها.
أمان الشبكة: تتطلب التجزئة تطبيق بروتوكول قوي يوازن الحِمل بين الأجزاء. وفي حالة عدم تنفيذ ذلك على نحو صحيح، يمكن أن يسفر عن توزيع غير متساوٍ للبيانات أو اختلال توازن الموارد، ما يؤدي إلى عدم استقرار محتمل في الشبكة.
مزامنة العُقد: يمكن أن تتسبب مزامنة العُقد في تأخر الشبكة نظرًا للوقت الذي تستغرقه لمشاركة المعلومات وتحديثها عبر العُقد المختلفة. علاوة على ذلك، إذا تأخرت عُقدة ذات قدرات معالجة أو اتصال شبكة أبطأ، يمكن أن يؤدي ذلك إلى إبطاء عملية المزامنة بالكامل، ما يقلل من الأداء الكلي لشبكة البلوكشين.
هل تُطبَق التجزئة على شبكة Ethereum؟
تخطط Ethereum لتطبيق التجزئة في إطار ترقية Ethereum 2.0. وEthereum 2.0، التي تُعرَف أيضًا باسم Eth2 أو Serenity، هي ترقية لسلسلة بلوكشين Ethereum تهدف إلى تحسين سرعة الشبكة وكفاءتها وقابليتها للتوسع، ما يتيح لها معالجة المزيد من المعاملات وتخفيف ازدحامها.
في الوقت الحالي، تُطبَّق الترقية على مراحل، وتتضمن المرحلة الأخيرة (المرحلة 2) التطبيق الكامل للتجزئة. ويأمل مطورو Ethereum أن تعالج هذه التحسينات بعضًا من التحديات الحالية المرتبطة بقابلية التوسع وتكلفة المعاملات التي تواجهها الشبكة.
ومع ذلك، فمن المهم ملاحظة أن تطبيق التجزئة ينطوي على التحديات الخاصة به، لا سيما فيما يخص الحفاظ على أمان الشبكة ولامركزيتها. لذا، فإن مطورو Ethereum يفكرون بعناية في هذا التغيير ويختبرونه بدقة من أجل ضمان نجاح الترقية عند تطبيقها على نحو كامل.
أفكار ختامية
بوجه عام، تُمثِّل التجزئة تقدمًا جديرًا بالملاحظة نحو حل المعضلة الثلاثية لسلاسل البلوكشين. ورغم ما تتضمنه من تعقيدات جديدة وعقبات محتملة، فإن ما تنطوي عليه من إمكانات لزيادة قابلية التوسع دون المساس باللامركزية يحمل وعدًا كبيرًا لمستقبل شبكات البلوكشين.
ولا عجب أن العديد من سلاسل البلوكشين تدرس التجزئة بوصفها حلًا محتملًا. فتدمج شبكة Ethereum التجزئة في ترقية Ethereum 2.0 لمعالجة مشكلات قابلية التوسع. ومن المتوقع أن يتحقق هذا التطبيق من خلال ترقية Cancun، وهي مكوِّن مهم لخطة التحسين الكلية. لكن نجاح التجزئة، شأنها شأن أي تقنية ناشئة أخرى، سيعتمد على البحث والتطوير المتواصل والاختبار الدقيق لتطبيقاتها.
مقالات ذات صلة
إخلاء المسؤولية: يُعرض هذا المحتوى لك "كما هو" بهدف تقديم معلومات عامة وللأغراض التعليمية فقط، دون أي إقرارات أو ضمانات من أي نوع. ولا ينبغي تفسيره على أنه نصيحة مالية أو قانونية أو غيرها، ولا يُقصد به التوصية بشراء أي منتج أو خدمة بعينها. ويجب عليك الاستعانة بمستشارين متخصصين لتقديم الاستشارات. في حال كان المقال مقدمًا من طرف خارجي، يُرجى العلم أن الآراء المُقدمة به خاصة بهذا الطرف الخارجي ولا تعكس بالضرورة آراء أكاديمية Binance. يُرجى قراءة إخلاء المسؤولية بالكامل هنا للمزيد من التفاصيل. قد تتعرض الأصول الرقمية لتقلبات الأسعار، وقد تزداد قيمة استثمارك أو تنخفض بل وقد لا تسترد المبلغ الذي استثمرته، وتتحمل وحدك مسؤولية قراراتك الاستثمارية ولا تتحمل أكاديمية Binance مسؤولية أي خسائر قد تتكبدها. ولا يجوز تفسير هذا المقال على أنه نصيحة مالية أو قانونية أو استشارة متخصصة. للمزيد من المعلومات، يُرجى الاطلاع على شروط الاستخدام وتحذير المخاطر.