ما هي شبكات الإيثريوم من الطبقة الثانية وكيف تعمل؟

ملخص

• زيادة استخدام الإيثريوم وتبنيه تؤدي إلى ازدحام الشبكة، مما يؤدي إلى ارتفاع رسوم الغاز وتدني الأداء، خاصةً في أوقات ارتفاع أنشطة الشبكة.

• شبكة الطبقة الثانية هي سلسلة بلوكتشين ثانوية مبنية على قمة سلسلة بلوكتشين من الطبقة الأولى، مثل الإيثريوم والبيتكوين، لزيادة قابلية التوسع للشبكة الرئيسية.

• تتيح حلول الطبقة الثانية للإيثريوم قابلية التوسع من خلال رسوم معاملات أقل و سرعة أكثر لتنفيذ معاملات الإيثريوم.  

شهدت منظومة الإيثريوم زيادة في البروتوكولات اللامركزية (DeFi) والتطبيقات اللامركزية (dApps) والرموز غير القابلة للاستبدال (NFTs) وغيرها من الابتكارات، مما أدى إلى زيادة استخدامه بشكل سريع في السنوات الأخيرة. وهذا يثير القلق بشأن قدرة البلوكشين الأساسي على التوسع لمواكبة النمو المتزايد في التبني والاستخدام. بالنسبة لبلوكشين الإيثريوم، أدى هذا النمو السريع إلى بطء في أوقات التنفيذ، ازدحام الشبكة، وارتفاع رسوم المعاملات، خاصة في أوقات النشاط الشبكي العالي. الحل؟ بروتوكولات التوسع من الطبقة الثانية - سلاسل بلوكتشين ثانوية تعالج المعاملات خارج السلسلة.

تستعرض هذه المقالة الإيثريوم ومشاكل قابلية التوسع الخاصة به، ما هي حلول الطبقة الثانية وما هي أهدافها، أنواع حلول الطبقة الثانية على الإيثريوم، ودورها في مستقبل البلوكشين.  

ما هو الإيثيريوم؟

في جوهره، الإيثريوم هو شبكة لامركزية مفتوحة المصدر تسهل تطوير ونشر العقود الذكية – وهي أكواد أو اتفاقيات تنفذ ذاتيًا – والتطبيقات اللامركزية (dApps). قام فيتاليك بوترين بتصور شبكة الإيثريوم في عام 2013 وأطلقها رسميًا في عام 2015 كشبكة تعتمد على إثبات العمل (PoW). ثم انتقلت لاحقًا إلى خوارزمية إثبات الحصة (PoS) الأكثر كفاءة في استخدام الطاقة من خلال أحد ترقياتها الرئيسية المعروفة باسم الدمج (Merge). شمل الدمج التوفيق بين سلسلة Beacon Chain الخاصة بالإيثريوم – التي كانت عبارة عن سلسلة بلوكتشين منفصلة تعتمد على PoS والتي كانت كطبقة توافق – مع شبكة الإيثريوم الرئيسية.

بشكل عام، أتاح الإيثريوم ظهور العديد من حالات الاستخدام من خلال عقوده الذكية المبتكرة، وتطبيقاته اللامركزية، والمنظمات الذاتية اللامركزية (DAOs)، والرموز غير القابلة للاستبدال (NFTs). سمحت موجة الابتكارات في نظام الإيثريوم بتمديد قدرات تكنولوجيا البلوكشين إلى ما هو أبعد من المعاملات المالية، بما في ذلك تمكين المطورين من إنشاء تطبيقات وخدمات فوقها. بعبارة أخرى، فتح الإيثريوم آفاقًا جديدة وحالات استخدام ضمن نطاق تكنولوجيا البلوكشين.  

الإيثريوم ومشاكل القابلية للتوسع

تشكل شبكة الإيثريوم وحدها حوالي 25% من المطورين العاملين في صناعة البلوكشين. وقد مهدت إدخال العقود الذكية ذات التنفيذ الذاتي الطريق لتطبيقات dApps، التي أطلقت اقتصاد DeFi المزدهر. ونتيجة لذلك، شهدت شبكة الإيثريوم زيادة في استخدام الشبكة والتبني. وقد تسبب الطلب المتزايد في ازدحام الشبكة، مما أدى إلى ارتفاع رسوم الغاز وتدني الأداء، خاصة في أوقات النشاط الشبكي المرتفع.

يسلط هذا الطلب المتزايد الضوء على تحدي "البلوكشين ثلاثي الأبعاد". هذا التحدي ينص أساسًا على أن بنية البلوكشين يمكنها معالجة اثنين فقط من ثلاثة جوانب رئيسية – اللامركزية، والقابلية للتوسع، والأمان. في حالة الإيثريوم، الذي يعطي الأولوية للامركزية والأمان، كان ذلك يشكل تحديات لقابلية التوسع في شبكته.  

على سبيل المثال، يعالج الإيثريوم فقط حوالي 15-30 معاملة في الثانية (TPS). وهذا الرقم أقل بكثير من عدد المعاملات في الثانية التي تقوم بها VISA، والتي تبلغ حوالي 1,700 عملية في الثانية.

فهم بروتوكولات الطبقة 2

شبكة الطبقة الثانية هي سلسلة بلوكتشين ثانوية مبنية على قمة سلسلة بلوكتشين من الطبقة الأولى، مثل الإيثريوم والبيتكوين، لزيادة قابلية التوسع للشبكة الرئيسية. غالبًا ما يتم تصميم الطبقات الثانية لتخفيف ازدحام الشبكات الأساسية من خلال التعامل مع معظم المعاملات بعيدًا عن الشبكة الرئيسية. بعبارة أخرى، تقوم الطبقات الثانية بفصل المعاملات عن الشبكة الرئيسية.

بمعنى آخر، تفوض سلسلة الإيثريوم الرئيسية معظم مهامها إلى حلول التوسع من الطبقة الثانية، التي تستفيد من أمان البلوكشين الأساسي. تُصمم الطبقات الثانية عادةً لمعالجة آلاف المعاملات في الثانية، مما يؤدي إلى تحسين الأداء وتخفيف الازدحام.  

في جوهرها، تعمل حل الطبقة الثانية على جزئين:

1. البروتوكول الذي يتم تفويض معالجة المعاملات إليه؛

2. عقد ذكي على السلسلة الرئيسية.

العقد الذكي على السلسلة الرئيسية مسؤول عن الاحتفاظ وإصدار الأصول الرقمية المرسلة إلى الشبكة الثانوية. كما يوفر السلسلة الرئيسية بإثباتات قابلة للتحقق من الشبكة الثانوية تتعلق بسلامة التغيير المطلوب في الحالة. عند تلقي الإثبات، يقوم العقد الذكي بالتحقق منه، وتسوية أي نزاعات، وإتمام المعاملات.

تستخدم بروتوكولات الطبقة الثانية لإيثيريوم عادةً تقنيات مثل التجميعات المتفائلة (Optimistic Rollups)، التجميعات ذات المعرفة الصفرية (ZK-rollups)، الشبكات الجانبية (Sidechains)، وتقنيات فاليديوم Validiums.  

ما هي استخدامات بلوكتشين الإيثريوم من الطبقة الثانية؟

تفي البلوكشين عادةً بثلاث وظائف أساسية – توافر البيانات، التنفيذ، والتوافق.

• توافر البيانات - يشير إلى قدرة البلوكشين على ضمان وصول كل مشارك في الشبكة إلى حصة الشبكة، بيانات المعاملات، وبيانات أخرى ضرورية للتحقق من الكتلة.

• التنفيذ - يشير إلى الحسابات اللازمة لتنفيذ تغييرات حالة الشبكة وتأكيد المعاملات. باختصار، يشير إلى معالجة المعاملات والأداء، ويقاس بناءً على عدد المعاملات التي يمكن للبلوكشين معالجتها في الثانية.

• التوافق - تستخدم سلاسل البلوكتشين التوافق لضمان أن جميع المدققين وعقد الشبكة يصلون بشكل مستقل إلى اتفاق بشأن حالة الشبكة، ترتيب المعاملات، وصحة المعاملات. التوافق ضروري لضمان سلامة وأمان الشبكة. وغالبًا ما يتم قياسه من حيث اللامركزية والفترة التي يستغرقها جميع المشاركين في الشبكة للوصول إلى توافق بشأن تغيير حالة معين.

تُصمم حلول الطبقة الثانية للإيثريوم لجعل السلسلة الرئيسية أكثر كفاءة من خلال زيادة سرعة المعاملات وتقليل رسوم الغاز في نظام الإيثيريوم.

أنواع بروتوكولات الطبقة الثانية للإيثيريوم

تشمل بعض الأنواع الأكثر شيوعًا لشبكات الطبقة الثانية للإيثريوم ما يلي:

السلاسل الجانبية

السلسلة الجانبية هي سلسلة بلوكتشين مستقلة متصلة بالسلسلة الرئيسية عبر جسر ثنائي الاتجاه وعقود ذكية. تستخدم آلية الربط الثنائي الاتجاه، التي تسمح بتأمين الأصول على السلسلة الرئيسية مع إصدار رموز مماثلة على السلسلة الجانبية.  

تكون هذه الرموز مجرد تمثيلات وتحمل قيمة مكافئة للأصول الأصلية، لكن لا يحدث نقل فعلي للأصول بين السلاسل. تساعد هذه الترتيبات على تخفيف الأعباء المتعلقة بالمعاملات عن السلسلة الرئيسية دون المساس بأمان الأصول الأصلية.

تجميعات البلوكشين (Blockchain Rollups)

تعد تجميعات البلوكشين حلولاً للتوسع من الطبقة الثانية، حيث تجمع مجموعة من المعاملات وترسل البيانات إلى الطبقة الأساسية كمعاملة واحدة. بدورها، تؤكد الطبقة الأساسية وتدرج بيانات المعاملة الناتجة في كتلة جديدة. من خلال معالجة المعاملات بعيداً عن الشبكة الرئيسية، تساهم التجميعات في تسريع المعاملات وتخفيض تكاليفها، مع الاستفادة من أمان إيثيريوم. الأنواع الأكثر شيوعاً من التجميعات هي التجميعات ذات المعرفة الصفرية (zk-rollups) والتجميعات المتفائلة (optimistic rollups).

• التجميعات المتفائلة (Optimistic Rollups) – الميزة الأساسية للتجميعات المتفائلة هي أن الطبقة الأساسية تفترض أن جميع المعاملات صحيحة ودقيقة بشكل افتراضي. يتم التحقق من صحة المعاملة فقط عندما يقدم أحد المشاركين في الشبكة دليلًا على الاحتيال خلال فترة تحدي محددة للطعن في صحة معاملة التجميع.

• التجميعات ذات المعرفة الصفرية (zk-rollups) – على النقيض من ذلك، تقوم التجميعات ذات المعرفة الصفرية بحساب صحة المعاملات وتقديم أدلة الصحة، التي تؤكد أن المعاملات المجمعة صحيحة وسليمة، إلى الطبقة الأساسية.

القنوات (Channels)

تُعد القنوات نظير إيثيريوم لشبكة لايتنينغ الخاصة ببيتكوين (Bitcoin’s Lightning Network). بينما تساهم في تسهيل التحويلات عبر الشبكات وتعالج المعاملات خارج السلسلة، تقوم هذه الحلول من الطبقة الثانية بتقديم المعاملة الأولى والأخيرة فقط إلى الطبقة الأساسية. من خلال التعامل مع المعاملات خارج السلسلة، تساعد القنوات على خفض تكاليف المعاملات وزيادة قدرتها على المعالجة.

بلازما (Plasma)

تمزج بلازما بين التحقق التشفيري والعقود الذكية. وهي تحدد إطار عمل يسهل تنفيذ وإنشاء سلاسل فرعية باستخدام شبكة الإيثيريوم الرئيسية كطبقة تحكيم وثقة. عادةً ما تقوم الطبقة الأساسية للإيثيريوم بتفريغ مهامها إلى سلاسل البلازما أو السلاسل الفرعية، والتي تقدم تقاريرها بانتظام إلى الشبكة الرئيسية.  

وفي حين أنها تتيح إجراء معاملات سريعة وأقل تكلفة، إلا أن عدد أنواع المعاملات التي تدعمها محدود. بالإضافة إلى ذلك، فإن السحب من سلاسل البلازما إلى الشبكة الرئيسية يخضع أيضًا لأوقات انتظار طويلة. كما أنها تتطلب أيضًا اليقظة لضمان أمن الأموال التي تنتقل بين السلاسل. لذا، يفضل المستخدمون غالبًا التجميعات على سلاسل البلازما.

فاليديوم (Validium)

حل توسع آخر في نظام إيثيريوم هو فاليديوم. يستخدم فاليديوم أدلة الصحة مثل التجميعات ذات المعرفة الصفرية للحفاظ على نزاهة المعاملات. الميزة الأساسية له هي أنه لا يخزن بيانات المعاملات على الشبكة الرئيسية، مما يسمح له بمعالجة حوالي 9,000 معاملة في الثانية أو أكثر.

دور حلول الطبقة الثانية في مستقبل الإيثريوم

تُعد حلول الطبقة الثانية من الإيثريوم أو L2s حاسمة في تحويل الإيثريوم إلى نظام دفع يمكن الوصول إليه عالميًا من خلال معالجة تحديات قابلية التوسع. تعمل هذه المنصات على الجزء العلوي من شبكة الإيثيريوم الرئيسية، مما يؤدي إلى تحسين سرعة المعاملات وتقليل التكاليف بشكل كبير. وسواء كان المستخدمون يشاركون في ألعاب Web3، أو يتداولون الرموز المميزة، أو يسكّون عملات NFT، أو يتداولون ببساطة في الإيثيريوم ETH، فإن منصات L2 تعمل على تبسيط هذه الأنشطة. فهي تضمن أنه حتى مع نمو قاعدة مستخدمي الإيثيريوم وحجم المعاملات، تظل الشبكة فعالة وقابلة للوصول لمجموعة واسعة من التطبيقات.

الأسئلة الشائعة

كيف تعمل حلول الطبقة الثانية لإيثيريوم؟

تعمل حلول الطبقة الثانية على قمة سلسلة إيثيريوم الرئيسية وتعالج المعاملات خارج السلسلة لتوفير معاملات أسرع وأرخص.

ما هي أكثر حلول الطبقة الثانية شيوعًا على إيثيريوم؟

تشمل الحلول البارزة للطبقة الثانية على إيثيريوم Polygon وOptimism وArbitrum وBase وRonin وImmutableX، من بين آخرين.

ما الفرق بين الطبقة الأولى والطبقة الثانية على إيثيريوم؟

سلسلة البلوكشين من الطبقة الأولى هي الطبقة الأساسية في بنية البلوكشين. إنها تعمل كسلسلة أساسية ومستقلة تنفذ وتؤكد المعاملات مباشرةً ويمكنها استضافة العقود الذكية والتطبيقات اللامركزية. من ناحية أخرى، تعتبر بروتوكولات الطبقة الثانية شبكات ثانوية مبنية فوق الطبقة الأولى. توفر هذه البروتوكولات التوسع والفعالية من حيث التكلفة للطبقة الأساسية.

‍