راه حل های لایه 2 برای افزایش سرعت و کارایی بلاک چین ها طراحی شده اند. در این راهنما، انواع مختلف این راه حل ها و همچنین نحوه عملکرد آنها را مورد بحث قرار خواهیم داد.
فناوری بلاک چین مزایای جذاب بسیاری از جمله تمرکززدایی، تعاملات غیرقابل اعتماد، سطح بالایی از امنیت و ثبت سوابق بدون تغییر را ارائه می دهد. این ویژگی ها توسعه یک اکوسیستم ارز دیجیتال پررونق را امکان پذیر می کند و از نوآوری های فناوری پایدار پشتیبانی می کند. با این حال، یکی از مشکلات اصلی بسیاری از شبکه های بلاک چین، مقیاس پذیری آنهاست. مشکلات مقیاس پذیری زمانی به وجود می آیند که حجم داده های عبوری از زنجیره بلوکی به دلیل ظرفیت ناکافی آن بلاک چین محدود شود.
به گفته کوین مارکت آپ، یک بلاک چین ایده آل می تواند تعداد نامحدودی تراکنش در ثانیه را پردازش کند که به اختصار TPS نیز شناخته می شود. با این حال، بلاک چین اصلی بیت کوین تنها می تواند سه تا هفت TPS را پردازش کند. در مقایسه، شبکه پرداخت ویزا کارت می تواند حدود 20000 TPS را با استفاده از سیستم های متمرکز Visa Net پردازش کند. تفاوت مربوط به سطح عدم تمرکز و حریم خصوصی است. قابلیت هایی که بیت کوین و سایر بلاک چین ها قصد ارائه آن را دارند. جایگزینی یک سیستم متمرکز ساده نیاز به زمان و قدرت پردازش زیادی دارد. هر تراکنش باید توسط یک شبکه جهانی از گره ها پذیرفته، استخراج، توزیع و تایید شود.
برای حل این مشکلات، توسعه دهندگان بلاک چین در تلاش هستند تا توانایی بلاک چین برای پردازش تراکنش های بیشتر را بهبود بخشند. این بدان معنی است که تراکنش های بیشتری در ثانیه پردازش می شوند و زمان مورد نیاز برای پردازش تراکنش ها کاهش می یابد. یکی از راه های حل این مشکل استفاده از راه حل های لایه 2 است. این رویکرد، هدف مشترک جامعه بلاک چین را به واقعیت تبدیل خواهد کرد. هدف این است که دسترسی آسان، ایمن و کارآمد به ارزهای دیجیتال و سیستم های مبتنی بر بلاک چین را برای همه فراهم کند.
چرا راه‌کارهای مقیاس‌بندی ضروری‌اند؟
راه‌حل‌های مقیاس‌پذیر می‌توانند با تعیین ضرب‌الاجل‌های زمانی برای بلاک چین، بدون نیاز به افزایش اندازه بلوک یا ارائه سایر اقداماتی که ظرفیت فناوری برای تمرکززدایی و سطوح بالای امنیت را مختل می‌کند، مشکلات را برطرف کنند.
راه‌کارهای مقیاس‌بندی لایه ۱
راه حل های بلاک چین لایه 1 با تغییر روش کار پروتکل های پایه (مانند Work Witness یا PoW) به بهبود عملکرد آنها در پردازش داده ها کمک می کند. به عنوان مثال، شبکه اتریوم اکنون به سمت الگوریتم اثبات سهام (PoS) حرکت می کند. معاملات این روش جدید استخراج سریعتر و کارآمدتر انرژی است.
Sharding یکی دیگر از راه حل های مقیاس بندی لایه 1 است که فرآیند احراز هویت و احراز هویت تراکنش را به قطعات کوچکتر تقسیم می کند. این فناوری حجم کار را در شبکه‌های همتا به همتا (P2P) بهتر توزیع می‌کند تا قدرت محاسباتی بیشتری را از گره‌های بیشتری به ارمغان بیاورد.همه این مراحل باعث می شود بلوک ها سریعتر کامل شوند.
با این حال، راه حل های لایه 1 تنها روش موجود برای مقیاس بندی بلاک چین نیستند. راه حل های لایه 2 برای مقیاس بندی، یک پروتکل اضافی ایجاد می کند که بر روی بلاک چین هایی مانند اتریوم و بیت کوین ساخته شده است.
راه حل های مقیاس پذیری لایه 2 بدون دستکاری در هیچ یک از ویژگی های اصلی غیرمتمرکز یا امنیتی در بلاک چین اصلی، توان عملیاتی را افزایش می دهند.
زنجیره‌ی جانبی (Sidechain) چیست؟
زنجیره های جانبی را می توان ترکیبی از محلول های لایه 1 و لایه 2 برای مقیاس بندی در نظر گرفت. Sidechin یک بلاک چین دیگر است که به یک زنجیره اصلی مانند بیت کوین مرتبط است. Sidechin به یک پین دو طرفه (2WP) متصل است، پروتکلی که امکان انتقال باز ارز دیجیتال از زنجیره اصلی به زنجیره لایه 2 را فراهم می کند. این فرآیند به درجه ای از اعتماد شخص ثالث نیاز دارد.
یکی از نمونه های زنجیره جانبی شبکه Liquid است که به زنجیره اصلی بیت کوین متصل است. هدف از مقیاس‌بندی لایه ۲، مانند راه‌حل‌های دیگر، رفع مشکلات مقیاس‌پذیری با بارگذاری برخی فرآیندهای اعتبارسنجی و پردازش تراکنش‌ها در بلاک چین دیگر است. این اجازه می دهد تا تراکنش های بیشتری در زنجیره اصلی پردازش شوند.
پاراچین چیست؟
چتر نجات مخفف “زنجیره موازی” است. همانطور که می توانید تصور کنید، این زنجیره ها در سیستمی از بلوک های به هم پیوسته به موازات یکدیگر قرار دارند. همه چتر نجات ها در چارچوبی ساخته می شوند که به آنها امکان می دهد ویژگی های امنیتی یکسانی داشته باشند که همه آنها به یک زنجیره رله مرکزی متصل هستند. با این حال، همه چتر نجات ها همچنین می توانند برنامه های خود را به طور مستقل اجرا کنند. این ویژگی ایده اصلی طراحی پلت فرم پولکادات است. Parachine امکان تراکنش های بسیار سریع را فراهم می کند. زیرا حجم کار به طور موثر در شبکه توزیع می شود.
اتریوم ۲/۰ چیست؟
اتریوم 0. اشاره به تبدیل شبکه اتریوم به یک سیستم ضد سهام (PoS) پایدارتر دارد که از اشتراک گذاری و سایر ویژگی های مقیاس پذیری پشتیبانی می کند. این مجموعه از پیشرفت‌ها مقیاس‌پذیری اتریوم را افزایش می‌دهد و آن را از نظر توان عملیاتی با سایر بلوک‌های پیشرو هماهنگ می‌کند. سرمایه گذاران اتریوم می توانند سکه های برنده خود را در ازای مشارکت در تلاش های اعتباربخشی شبکه به اشتراک بگذارند.
هش‌گراف چیست؟
هاشوگرافیک ها قلمرو بلاک چین را ترک می کنند و یک فناوری کاملا متفاوت به حساب می آیند. با این حال، از آنجایی که آنها همچنین یک فناوری اداری عمومی توزیع شده (DLT) هستند، بسیار شبیه به بلاک چین هستند. علاوه بر این، برخلاف بلاک چین، هش ثبت می شود و تنها اداره کل موجود که از آن استفاده می کند، هش هدر است. بعد از بیت کوین و اتریوم، هادرا خود را به عنوان نسل سوم فناوری جنرال آفیس معرفی می کند. مقیاس پذیری این فناوری فوق العاده است و توانایی پردازش 10000 تراکنش در ثانیه را دارد. از دیگر ویژگی های این فناوری می توان به هزینه کمتر، مصرف انرژی کارآمدتر و سرعت پردازش بالاتر تراکنش ها اشاره کرد.
انواع راه‌کارهای لایه ۲
راه حل های مقیاس بندی لایه 2 باید امنیت زیربنایی زنجیره اصلی را به ارث ببرند. در حالی که زنجیره های جانبی ممکن است از شبکه ها یا اعتبار سنجی های دیگر برای ایمن سازی بلاک چین استفاده کنند، لایه 2 با به ارث بردن امنیت مستقیماً از زنجیره اصلی خود را متمایز می کند. راه حل های اصلی لایه 2 جمع آوری دانش صفر و جمع آوری خوش بینانه است.
موتورهای مقیاس پذیری لایه 2 و راه حل هایی مانند Starkover، Optimism و Arbitrum مقیاس پذیری را برای بلاک چین ها فراهم می کنند تا تعداد فزاینده ای از صرافی ها و پلتفرم ها بتوانند از شبکه هایی مانند اتریوم استفاده کنند.
مجموعه‌های دانش صفر
مجموعه‌های دانش صفر که ZK-Rollups نامیده می‌شوند، مجموعه‌ای از داده‌ها هستند که توسط یک قرارداد هوشمند در زنجیره اصلی ایمن می‌شوند، در حالی که برای پردازش و محاسبات به خارج از زنجیره منتقل می‌شوند. ایجاد هر بلوک جدید در این مجموعه ها حدود یک دقیقه طول می کشد و علاوه بر این به آنها اجازه می دهد تا 2000 تراکنش در ثانیه را پردازش کنند. دانش صفر به این معنی است که همه تأیید کنندگان می توانند بدانند که اطلاعات یکسانی دارند بدون اینکه واقعاً آن را افشا کنند.
عملکرد راه حل مقیاس بندی لایه 2 ZK-rollups به دلیل ذخیره سازی داده های خارج از زنجیره بهتر از لایه 1 است. داده های مهم مربوط به قراردادهای هوشمند کمتر از بلاک چین های لایه 1 درخواست می شود. این باعث صرفه جویی قابل توجهی در قدرت پردازش می شود و ظرفیت بلاک چین کمتری برای اعتبارسنجی تراکنش ها استفاده می شود. در نتیجه هزینه گاز کاهش می یابد و معاملات سریعتر و ارزان تر می شود.
مجموعه‌های خوشبینانه
مجموعه های خوش بینانه روی لایه پایه اتریوم اجرا می شوند تا امکان اجرای تعداد زیادی قرارداد هوشمند را بدون نیاز به بارگذاری فراهم کنند. این کیت ها همچنان از همان سطوح امنیتی زنجیره اصلی اتریوم استفاده می کنند. گردآورندگان داده، ریشه های مرکل را برای دستیابی به سرعت تراکنش محاسبه می کنند. اما کارایی این روش کمتر از پلاسما و ZK Rollups است.
تفاوت اصلی بین مجموعه خوش بینانه و ZK-rollup این است که پردازش تراکنش های لایه 2 به زمان بیشتری نیاز دارد. مجموعه‌های خوشبینانه باید برای بررسی ریشه‌های مرکل قبل از به‌روزرسانی وضعیت، بر اعتبارسنجی‌های خارجی تکیه کنند. با این حال، مزیت این است که مجموعه‌های خوشبینانه می‌توانند از قراردادهای هوشمند مانند قراردادهای زیرساخت بلاک چین پشتیبانی کنند.
پلاسما
راه حل های پلاسما اتریوم لایه 2 از بلاک چین های فرزند یا ثانویه استفاده می کنند که به زنجیره اولیه در تأیید تراکنش ها کمک می کند. زنجیره پلاسما مشابه قراردادهای هوشمند یا چترهای پولکادوت است. با این حال، آنها ساختار متفاوتی در سلسله مراتب برای دریافت تراکنش از زنجیره اصلی برای آزاد کردن کار و بهبود فروش دارند.
راه‌کارهای مقیاس‌بندی لایه ۲ بیت کوین
شبکه‌ی لایتنینگ بیت کوین
شبکه لایتنینگ بیت کوین یکی از شناخته شده ترین راه حل های لایه 2 برای بیت کوین است.مانند راه حل های دیگر لایه 2، بسته های تراکنش قبل از اینکه اطلاعات از زنجیره اصلی به خارج از زنجیره منتقل شود بررسی می شوند. شبکه لایتنینگ همچنین قراردادهای هوشمندی را برای بیت کوین به ارمغان می آورد که به طور کلی پیشرفت بزرگی برای شبکه است.
شبکه لایتنینگ بیت کوین مزایای زیر را وعده می دهد: پرداخت فوری، مقیاس پذیری، هزینه کم و تبادل بین بلاک چین.
همانطور که از نام آن پیداست، این راه حل لایه 2 پرداخت های سریع در بلاک چین بیت کوین را با سرعت میلی ثانیه معرفی می کند. میانگین زمان تراکنش فعلی بیت کوین حدود 10 دقیقه است. با این حال، اگر شبکه مشغول باشد، ممکن است زمان مورد نیاز برای تایید تراکنش ها افزایش یابد.
شبکه لایتنینگ بیت کوین همچنین ادعا می کند که می تواند میلیون ها تا میلیاردها تراکنش را در ثانیه پردازش کند. این چند برابر بیشتر از ارائه دهندگان خدمات پرداخت سنتی مانند ویزا است.
با تسویه تراکنش های خارج از زنجیره به عنوان راه حل لایه 2، کمیسیون ها به شدت کاهش می یابد و پرداخت های خرد آنی در دسترس خواهد بود.
در نهایت، تا زمانی که زنجیره‌ها از یک تابع هش رمزنگاری پشتیبانی می‌کنند، می‌توان سوآپ‌های اتمی زنجیره‌ای متقابل را در خارج از زنجیره اجرا کرد. بیت کوین از تابع رمزگذاری SHA-256 در الگوریتم خود استفاده می کند.
برای اطلاعات بیشتر در مورد شبکه لایتنینگ بیت کوین می توانید به این لینک مراجعه کنید.
راه‌کارهای مقیاس‌پذیری لایه ۲ اتریوم
استارک‌وِر (Starkware)
StarkWor ارائه دهنده راه حل های مقیاس پذیری لایه 2 اتریوم است که شامل سه محصول است: StarkNet، StarkEx و Cairo.
StarkNet یک راه حل بدون مجوز لایه 2 ZK-rollup برای بلاک چین اتریوم است. توسعه دهندگان اکنون می توانند قراردادهای هوشمند خود را بدون اجازه در شبکه آزمایشی StarkNet قرار دهند. مزیت اصلی، توانایی برنامه های غیرمتمرکز (DApps) برای دستیابی به مقیاس نامحدود است، در حالی که همچنان از توانایی اتریوم برای یکپارچه سازی و ایمن سازی بهره می برد. برای اطلاعات بیشتر در مورد استارک نت می توانید به این لینک مراجعه کنید.
StarkEx یک موتور مقیاس پذیر لایه 2 است که از ژوئن 2020 در شبکه اصلی ثبت شده و مورد استفاده قرار گرفته است، این موتور در موارد مختلفی مورد استفاده قرار گرفته است و از مشتریان مهم آن می توان به DeversiFi، Immutable و dYdX اشاره کرد. مزایای اصلی StarkEx مقیاس پذیری غیرقابل اعتماد با استفاده از فناوری ZK-STARK، توانایی طراحی یک برنامه غیرمتمرکز جداگانه و راه حل مقیاس پذیری قوی و ایمن برای طیف گسترده ای از برنامه ها است. اطلاعات بیشتر در مورد StarkEx را می توانید در اینجا بیابید.
Cairo زبان تورینگ کامل Starkover است که توسط StarkNet و StarkEx نیز استفاده می شود. این زبان به شما اجازه می دهد تا برنامه های غیرمتمرکز را با استفاده از STARK مقیاس بندی کنید. جزئیات بیشتر در مورد قاهره را می توانید در اینجا بیابید.
خوش‌بینی
Optimistic Ethereum یک زنجیره مجموعه خوش بینانه است که با ماشین مجازی اتریوم (EVM) سازگار است.مزیت اصلی این روش سریع، ساده و ایمن بودن آن است. کاربران می توانند دارایی ها را با استفاده از پورت اتریوم به داخل و خارج از شبکه انتقال دهند. همچنین، پروژه هایی که به دنبال استقرار هستند می توانند فرمی را برای قرار گرفتن در لیست سفید Optimism ارسال کنند. پروژه هایی که معیارهای واجد شرایط بودن خود را داشته باشند طی دو هفته تایید خواهند شد. نسخه Alpha UniSwap 3 در جولای 2021 در شبکه اصلی Optimistic Ethereum راه اندازی شد.
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد خوش بینی می توانید به وب سایت رسمی این پروژه مراجعه کنید.
آربیتروم
Arbitrum یک راه حل لایه 2 است که برای افزایش سرعت و مقیاس پذیری قراردادهای هوشمند اتریوم طراحی شده است، در حالی که ویژگی های جدید حفظ حریم خصوصی را ارائه می دهد. پلتفرم لایه 2 به توسعه دهندگان اجازه می دهد تا تراکنش های EVM اصلاح نشده را در لایه 2 بدون به خطر انداختن امنیت لایه 1 اجرا کنند.
Arbitrum خود را به عنوان راه حل مقیاس پذیری ایده آل برای برنامه های مالی غیرمتمرکز (DeFi) معرفی کرده است. این راه حل به شما این امکان را می دهد که از Arbitrum rollup برای مقیاس بندی هر قرارداد اتریوم استفاده کنید.
سازنده Arbitrum Offchain Labs از Arbitrum One رونمایی کرده است. Arbitrum One در واقع یک نسخه بتا از شبکه اصلی اتریوم این شرکت است که در 31 آگوست 2021 منتشر شد. ارزش این شرکت 1.2 میلیارد دلار است.
نظر شما در مورد استراتژی های مقیاس بندی لایه 2 چیست؟
نظرات کاربران
نظرات پس از بررسی مدیریت منتشر خواهند شد