TL؛DR
کرپٹو اور بلاک چین کی مقبولیت میں دن بدن اضافہ ہوتا جا رہا ہے، اور اس کے ساتھ ہی صارفین اور ٹرانزیکشنز کی تعداد میں بھی۔ اگرچہ یہ دیکھنا آسان ہے کہ بلاک چین کس قدر انقلابی ہے، تاہم توسیع پذیری، – یعنی بڑھتی ہوئی مانگ سے – نمٹتے ہوئے کسی سسٹم کی بڑھنے کی صلاحیت ہمیشہ سے ایک چیلنج رہا ہے۔ انتہائی سکیور اور محفوظ عوامی بلاک چین نیٹ ورکس کو اکثر ہی زائد تھروپٹ حاصل کرنے میں مشکل کا سامنا رہتا ہے۔
اسے اکثر اوقات بلاک چین Trilemma بھی کہا جاتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ کسی بھی غیر مرکزی سسٹم کے لیے ورچوئل سطح پر یہ ناممکن ہے کہ بیک وقت غیر مرکزیت، تحفظ، اور توسیع پذیری کے لیے یکساں طور پر زائد درجات تک پہنچ سکے۔ حقیقی اعتبار سے، بلاک چین نیٹ ورکس، ان تین عوامل میں سے صرف دو کے حامل ہو سکتے ہیں۔
تاہم، خوش قسمتی سے، ہزاروں شائقین اور ماہرین توسیع پذیری کے حل پر کام کر رہے ہیں۔ ان میں سے چند ایک حل مرکزی بلاک چین (لیئر 1) کے آرکیٹیکچر کو موافق بنانے کے لیے ڈیزائن کیے گئے ہیں، جب کہ دیگر کا ہدف لیئر 2 کے وہ پروٹوکولز ہیں جو بنیادی نیٹ ورک پر چلتے ہیں۔
تعارف
بلاک چینز اور کرپٹو کرنسیز کی ایک بڑی تعداد کی دستیابی کے باعث، شاید آپ کو معلوم نہ ہو کہ آیا آپ لیئر 1 پر مبنی چین استعمال کر رہے ہیں یا لیئر 2 پر۔ بلاک چین کی پیچیدگی کو خفیہ رکھنے کے اپنے فائدے ہیں، لیکن اس سسٹم کو سمجھنا مفید ثابت ہوتا ہے جس میں آپ سرمایہ کاری کر رہے ہیں یا جو آپ استعمال کر رہے ہیں۔ اس آرٹیکل کے ذریعے، آپ لیئر 1 اور لیئر 2 پر مبنی بلاک چینز اور توسیع پذیری کے مختلف حل کے درمیان موجود فرق کو سمجھ سکیں گے۔
بلاک چین کی لیئر 1 بمقابلہ لیئر 2 کیا ہے؟
لیئر 1 کی اصطلاح سے مراد بلاک چین کے آرکیٹیکچر کی بنیادی سطح ہے۔ یہ بلاک چین نیٹ ورک کا بنیادی اسٹرکچر ہوتا ہے۔ Bitcoin، Ethereum، اور BNB چین لیئر 1 پر مبنی بلاک چینز کی چند مثالیں ہیں۔ لیئر 2 سے مراد ایسے نیٹ ورکس ہیں جو دیگر بلاک چینز پر بنے ہوتے ہیں۔ لہٰذا اگر Bitcoin لیئر 1 پر مبنی ہو، تو اس پر چلنے والا Lightning نیٹ ورک لیئر 2 کی ایک مثال ہے۔
بلاک چین نیٹ ورک کی توسیع پذیری میں لائی جانے والی بہتریوں کو لیئر 1 اور لیئر 2 پر مشتمل حل میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ لیئر 1 پر مشتمل حل اصل بلاک چین کے اصولوں اور میکانزمز کو براہ راست تبدیل کر دے گا۔ لیئر 2 پر مشتمل حل مرکزی چین سے باہر ٹرانزیکشنز کو سہولت فراہم کرنے کے لیے ایک بیرونی، متوازی نیٹ ورک کو استعمال کرے گا۔
بلاک چین کی توسیع پذیری کس وجہ سے اہم ہے؟
تصور کریں کہ ایک بڑے شہر اور اس کے تیزی سے بڑھتے ہوئے مضافاتی علاقے کے درمیان ایک نئی شاہراہ بنائی جا رہی ہے۔ جیسے جیسے شاہراہ سے گزرنے والے ٹریفک میں اضافہ ہوتا ہے اور – بالخصوص رش کے اوقات میں – جب بھیڑ عام ہو جاتی ہے، تو A سے B تک جانے کے اوسط وقت میں واضح اضافہ ہو سکتا ہے۔ اگر سڑک کے انفراسٹرکچر کی استعداد محدود ہو اور طلب روز افزوں ہو، تو ایسا ہونا ہر گز باعثِ تعجب نہیں ہو گا۔
اب، حکام اس روٹ کے ذریعے تیز سفر کرنے میں مسافروں کی مدد کرنے کے لیے کیا اقدامات کر سکتے ہیں؟ ایک حل تو سڑک کی دونوں جانب اضافی لینز کو شامل کرتے ہوئے، اسی شاہراہ کو بہتر بنانا ہو گا۔ تاہم، یہ ممکن ہے کہ یہ حل حقیقت سے قریب نہ ہو، کیونکہ یہ ایک مہنگا حل ہے جو ان لوگوں کے لیے خاطر خواہ زحمت کا باعث بنے گا جو پہلے ہی اس شاہراہ کو استعمال کر رہے ہیں۔ اس کا ایک متبادل یہ ہے کہ تخلیقی صلاحیتوں کو بروئے کار لایا جائے اور بنیادی انفراسٹرکچر میں تبدیلیوں سے منسلک نہ ہونے والے مختلف طریقوں پر غور کیا جائے، جیسے کہ اضافی سروس روڈز کی تعمیر یا شاہراہ کے ساتھ ایک لائٹ ریل کی ٹرانزٹ لائن کا آغاز کرنا۔
بلاک چین ٹیکنالوجی کی اس دنیا میں، بنیادی ہائی وے لیئر 1 (مرکزی نیٹ ورک) کہلائے گی، جبکہ اضافی سروس روڈز لیئر 2 پر مشتمل حل (مجموعی استعداد کو بہتر بنانے کے لیے ثانوی نیٹ ورک) ہوں گے۔
Bitcoin، Ethereum، اور Polkadot تمام کو لیئر 1 پر مبنی بلاک چینز تصور کیا جاتا ہے۔ یہ بنیادی سطح کی حامل بلاک چینز ہوتی ہیں جو مقامی کرپٹو کرنسی کو فیچر کرتے ہوئے، اپنے متعلقہ ایکو سسٹمز کے لیے ٹرانزیکشنز پر کارروائی کرتی ہیں اور انہیں ریکارڈ کرتی ہیں – جو عام طور پر فیس ادا کرنے اور وسیع تر سہولت فراہم کرنے کے لیے استعمال کی جاتی ہیں۔ Polygon نیٹ ورک Ethereum کے لیے لیئر 2 پر مشتمل توسیع پذیر حل کی ایک مثال ہے۔ Polygon نیٹ ورک Ethereum کے مین نیٹ کو اپنی حیثیت کے مطابق اپڈیٹ کرنے کے لیے باقاعدگی سے چیک پوائنٹس مختص کرتا ہے۔
تھرو پٹ کی صلاحیت بلاک چین کا ایک اہم عنصر ہے۔ یہ رفتار اور کارکردگی کا ایک ایسا پیمانہ ہے جو اس چیز کو ظاہر کرتا ہے کہ ایک مخصوص مدت کے اندر کتنی ٹرانزیکشنز پر کارروائی ہو سکتی ہے اور انہیں ریکارڈ کیا جا سکتا ہے۔ صارفین کی تعداد اور بیک وقت انجام پانے والی ٹرانزیکشنز کی تعداد میں اضافے کے ساتھ، لیئر 1 پر مبنی بلاک چین استعمال میں کم رفتار اور مہنگی ہو سکتی ہے۔ یہ بات بالخصوص لیئر 1 پر مبنی ان بلاک چینز کے ضمن میں درست ہے جو پروف آف اسٹیک کے مقابلے میں پروف آف ورک میکانزم کو استعمال کرتی ہیں۔
لیئر 1 کے موجودہ مسائل
Bitcoin اور Ethereum، لیئر 1 نیٹ ورکس کی ایسی اچھی مثالیں ہیں جن میں توسیع پذیری کے حوالے سے مسائل موجود ہیں۔ دونوں ایک تقسیم شدہ معاہداتی ماڈل کے ذریعے نیٹ ورک کو محفوظ بناتے ہیں۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ ان میں تمام ٹرانزیکشنز کی توثیق سے قبل متعدد نوڈز سے توثیق کی جاتی ہے۔ تمام نامی گرامی مائننگ نوڈز ایک پیچیدہ کمپیوٹیشنل پزل کو حل کرنے کے لیے مقابلہ کرتے ہیں، اور کامیاب مائنرز کو نیٹ ورک کی مقامی کرپٹو کرنسی کی مد میں انعام سے نوازا جاتا ہے۔
دوسرے الفاظ میں، تمام ٹرانزیکشنز کو تصدیق سے پہلے متعدد نوڈز کی جانب سے آزادانہ توثیق درکار ہوتی ہے۔ خراب عناصر کی جانب سے حملے کے خطرے کو کم کرتے ہوئے، یہ بلاک چین میں درست، تصدیق شدہ ڈیٹا کو لاگ ان کرنے اور ریکارڈ کرنے کا ایک موثر طریقہ ہے۔ تاہم، ایک بار جب آپ کے پاس Ethereum یا Bitcoin جیسا مقبول نیٹ ورک آ جاتا ہے، تو تھرو پٹ کی ڈیمانڈ ایک مسلسل بڑھتا ہوا مسئلہ بن کر سامنے آتا ہے۔ نیٹ ورک پر رش کے اوقات میں، صارفین کو سست رفتار تصدیقی اوقات اور زیادہ ٹرانزیکشن کی فیس کا سامنا کرنا پڑے گا۔
لیئر 1 کی توسیع پذیری کے حل کیسے کام کرتے ہیں؟
لیئر 1 کی بلاک چینز کے لیے کئی آپشنز دستیاب ہیں جو کہ تھرو پٹ اور نیٹ ورک کی مجموعی استعداد کو بڑھا سکتے ہیں۔ پروف آف ورک کو استعمال کرنے والی بلاک چینز کی صورت میں، عمل کاری کی فیس کو کم کرتے ہوئے ٹرانزیکشنز فی سیکنڈ (TPS) بڑھانے کے لیے پروف آف اسٹیک پر منتقلی ایک بہتر آپشن ہو سکتا ہے۔ ہنوز، کرپٹو کمیونٹی میں پروف آف اسٹیک کے فوائد اور طویل مدتی مضمرات کے بارے میں ملے جلے خیالات پائے جاتے ہیں۔
لیئر 1 کے نیٹ ورکس پر توسیع پذیری سے متعلقہ حل عام طور پر پراجیکٹ کی ڈویلپمنٹ ٹیم کی جانب سے متعارف کروائے جاتے ہیں۔ حل کی بنیاد پر، کمیونٹی کو نیٹ ورک کو ہارڈ فورک یا سافٹ فورک کرنے کی ضرورت ہو گی۔ Bitcoin کی SegWit اپڈیٹ جیسی بعض چھوٹی تبدیلیاں، واپسی کے عمل سے مطابقت پذیر ہوتی ہیں۔
Bitcoin کا بلاک سائز 8MB تک بڑھانے جیسی بڑی تبدیلیوں کی صورت میں، ہارڈ فورک کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس عمل سے بلاک چین کے دو ورژنز وجود میں آتے ہیں، جن میں سے ایک اپڈیٹ کے ساتھ ہوتا ہے اور دوسرا اپڈیٹ کے بغیر ہوتا ہے۔ نیٹ ورک کا تھرو پٹ بڑھانے کا ایک مزید آپشن شارڈنگ ہے۔ یہ بلاک چین کے آپریشنز کو متعدد چھوٹے حصوں میں تقسیم کر دیتا ہے جو کہ یکے بعد دیگرے کے بجائے ڈیٹا پر بیک وقت کارروائی کر سکتے ہیں۔
لیئر 2 پر مشتمل توسیع پذیری کے حل کیسے کام کرتے ہیں؟
جیسا کہ بیان کیا جا چکا ہے، لیئر 2 پر مشتمل حل کا دارومدار ان ثانوی نیٹ ورکس پر ہوتا ہے جو مرکزی چین کے ساتھ متوازی یا اس سے آزاد ہو کر کام کرتے ہیں۔
رول اپس
زیرو نالج رول اپس (سب سے عام قسم) لیئر 2 کی آف چین ہونے والی ٹرانزیکشنز کا بنڈل بناتے ہیں اور انہیں مرکزی چین پر ایک ہی ٹرانزیکشن کی صورت میں جمع کرواتے ہیں۔ یہ سسٹمز ٹرانزیکشنز کی سالمیت کو جانچنے کے لیے توثیق کے ثبوت کا استعمال کرتے ہیں۔ اثاثوں کو ایک برجنگ اسمارٹ معاہدے کے ذریعے اصل چین پر ہولڈ میں رکھا جاتا ہے، اور اسمارٹ معاہدہ اس بات کی تصدیق کرتا ہے کہ رول اپ توقع کے مطابق کام کر رہا ہے۔ یہ عمل کم وسائل پر انحصار کرنے والے رول اپ کے فوائد کے ساتھ اصل نیٹ ورک کو تحفظ فراہم کرتا ہے۔
سائیڈ چینز
سائڈ چینز خود مختار بلاک چین نیٹ ورکس ہیں جو ذاتی توثیق کاران کے اپنے ذاتی سیٹ کے حامل ہیں۔ اس سے مراد یہ ہے کہ مرکزی چین پر موجود برجنگ اسمارٹ معاہدہ سائیڈ چین نیٹ ورک کی درستگی کی توثیق نہیں کرتا۔ لہٰذا، آپ کو اس ضمن میں اعتماد کرنے کی ضرورت ہو گی کہ سائیڈ چین درست کام کر رہی ہے کیونکہ یہ اصل چین پر اثاثہ جات کو کنٹرول کر سکتی ہے۔
اسٹیٹ چینلز
اسٹیٹ چینل ٹرانزیکشنز کرنے والے فریقین کے درمیان دو طرفہ مواصلاتی ماحول ہوتا ہے۔ فریقین بنیادی بلاک چین کے ایک حصے کو سیل کر دیتے ہیں اور اسے ایک آف چین ٹرانزیکشن چینل سے مربوط کر دیتے ہیں۔ یہ عمل بالعموم پہلے سے طے شدہ اسمارٹ معاہدے یا کثیر دستخطی کے ذریعے انجام دیا جاتا ہے۔ اس کے بعد فریقین ٹرانزیکشنز کے ڈیٹا کو فوری طور پر بنیادی منقسم لیجر (یعنی مرکزی چین) میں جمع کروائے بغیر، ایک ٹرانزیکشن یا ٹرانزیکشنز کا ایک بیچ آف چین سرانجام دیتے ہیں۔ ایک مرتبہ جب سیٹ میں موجود تمام ٹرانزیکشنز مکمل ہو جاتی ہیں، تو پھر چینل کی حتمی "حالت" کو توثیق کے لیے بلاک چین پر نشر کر دیا جاتا ہے۔ یہ میکانزم ٹرانزیکشن کی رفتار کو بہتر بنانے کی اجازت دیتا ہے اور نیٹ ورک کی مجموعی استعداد میں اضافہ کرتا ہے۔ Bitcoin Lightning نیٹ ورک اور Ethereum کے Raiden جیسے حل اسٹیٹ چینلز کی بنیاد پر کام کرتے ہیں۔
نیسٹ کردہ بلاک چینز
یہ حل ثانوی چینز کے ایک سیٹ پر انحصار کرتا ہے جو مرکزی، "اصل" بلاک چین پر موجود ہوتا ہے۔ نیسٹ کردہ بلاک چینز اصل چین کے مقرر کردہ اصولوں اور پیمانوں کے مطابق کام کرتی ہیں۔ مرکزی چین ٹرانزیکشنز پر عمل درآمد کرنے میں حصہ نہیں لیتی اور اس کا کردار ضرورت پڑنے پر تنازعہ حل کرنے تک محدود ہوتا ہے۔ روزمرہ کا کام "نئی" چینز کو تفویض کیا جاتا ہے جو مرکزی چین سے باہر ٹرانزیکشنز کو مکمل کر کے انہیں مکمل کردہ حالت میں مرکزی چین کو واپس لوٹا دیتی ہیں۔ OmiseGO کا پلازما پراجیکٹ لیئر 2 کے نیسٹ کردہ بلاک چین حل کی ایک مثال ہے۔
لیئر 1 اور لیئر 2 کے توسیع پذیری کے حل کی حدود
لیئر 1 اور لیئر 2 کے حل منفرد فوائد اور نقصانات کے حامل ہیں۔ لیئر 1 کا استعمال، ایک بڑے پیمانے پر پروٹوکول میں بہتریاں لانے کے عمل میں مؤثر ترین حل فراہم کر سکتا ہے۔ تاہم، اس کا یہ مطلب بھی ہے کہ توثیق کاران کا اس بات پر رضامند ہونا لازم ہے کہ وہ ہارڈ فورک کے ذریعے تبدیلیوں کو قبول کر سکیں۔
ایک ممکنہ مثال کہ جہاں توثیق کاران ممکنہ طور پر ایسا نہ کرنا چاہیں، پروف آف ورک سے پروف آف اسٹیک پر تبدیلی کا عمل ہے۔ ایک مزید موثر سسٹم پر اس منتقلی سے مائنرز کو آمدنی کا نقصان ہو گا، جس کے باعث توسیع پذیری کو بہتر بنانے کے ضمن میں ان کی حوصلہ شکنی ہو گی۔
لیئر 2 توسیع پذیری کو بہتر بنانے کا زیادہ تیز رفتار طریقہ فراہم کرتی ہے۔ تاہم، زیرِ استعمال طریقے کی بنیاد پر، آپ اصل بلاک چین کی سکیورٹی سے کافی حد تک محروم ہو سکتے ہیں۔ صارفین اپنی حفاظت اور سکیورٹی کے ٹریک ریکارڈ کے لیے Ethereum اور Bitcoin جیسے نیٹ ورکس پر اعتماد کرتے ہیں۔ اگر لیئر 1 سے کچھ پہلوؤں کو نکال دیا جائے، تو آپ کو اکثر کارکردگی اور سلامتی کے حوالے سے لیئر 2 کی ٹیم اور نیٹ ورک پر انحصار کرنا پڑتا ہے۔
لیئر 1 اور لیئر 2 کے بعد کیا آئے گا؟
ایک کلیدی سوال یہ ہے کہ آیا لیئر 1 کے زیادہ قابلِ توسیع ہونے کے بعد ہمیں واقعتاً لیئر 2 کے حل کی ضرورت رہے گی۔ پہلے سے موجود بلاک چینز میں بہتری دکھائی دیتی ہے، جبکہ نئے نیٹ ورکس پہلے سے ہی بہتر توسیع پذیری کے ساتھ بنائے گئے ہیں۔ تاہم، بڑے سسٹمز کو اپنی توسیع پذیری کی صلاحیت کو بہتر بنانے میں اچھا خاصا وقت لگے گا، اور اس امر کی کوئی ضمانت بھی نہیں ہے۔ لیئر 1 کے لیے ممکنہ طور پر سب سے موزوں آپشن سکیورٹی پر توجہ دینا، اور لیئر 2 پر مبنی نیٹ ورکس کو اس قابل بنانا ہے کہ وہ استعمال کی مخصوص صورتوں کے لحاظ سے اپنی سروسز کو ڈھال سکیں۔
مستقبل قریب میں، اس بات کا قوی امکان ہے کہ تب بھی Ethereum جیسی بڑی چینز اپنی صارف اور ڈویلپر کی وسیع کمیونٹی کی وجہ سے غالب رہیں گی۔ تاہم، اس کے توثیق کاران کا وسیع، غیر مرکزی سیٹ اور اعتماد یافتہ ساکھ لیئر 2 کے منتخب کردہ حل کے لیے ایک ٹھوس بنیاد فراہم کرتی ہے۔
اختتامی خیالات
کرپٹو کی شروعات کے بعد، بہتر توسیع پذیری کی تلاش میں لیئر 1 کی بہتریوں اور لیئر 2 کے حل کے ساتھ دو جہتی نقطہ نظر قائم ہوا ہے۔ اگر آپ کے پاس متنوع کرپٹو کا پورٹ فولیو موجود ہے، تو اس بات کا کافی حد تک امکان موجود ہے کہ آپ پہلے سے ہی لیئر 1 اور لیئر 2، دونوں قسم کے نیٹ ورکس سے واقفیت حاصل کر چکے ہیں۔ اب، آپ ان دونوں کے درمیان فرق کے ساتھ ساتھ، ان کی جانب سے توسیع پذیری کے حوالے سے پیش کردہ مختلف طریقوں کو بھی سمجھ چکے ہوں گے۔