معرفی راهکار‌های لایه دو اتریوم و کاربرد آن‌هابا بیت پین

سیستم جهانی پرداخت در سال ۲۰۰۹ با معرفی مفهوم فناوری بلاک چین و انتشار ارز دیجیتال بیت‌ کوین متحول شد. 

قراردادهای هوشمند، پروتکل‌های کامپیوتری هستند که امکان ایجاد تراکنش‌های معتبر را بدون نیاز به واسطه فراهم می‌کنند؛ این تراکنش‌ها قابل پیگیری و غیرقابل برگشت هستند و تمام اطلاعات مربوط به شرایط قرارداد برای اجرا بی‌نیاز از فرد یا نهادی اجرا می‌شوند.

برنامه‌های غیرمتمرکز (dApps) هم نرم‌افزار‌هایی مستقل هستند که با استفاده از قراردادهای هوشمند و محاسباتی غیرمتمرکز، روی بلاک چین‌‌ها اجرا می‌شوند. این برنامه‌ها برخلاف برنامه‌های کاربردی سنتی، متعلق به هیچ نهادی نیستند و توکن‌هایی را توزیع می‌کنند که نشان‌دهنده مالکیت افراد است.

هر دو مفهوم بالا در زمان معرفی آنچنان جذاب به نظر می‌رسیدند که سرمایه‌گذارن بزرگ و برنامه‌نویسان زیادی به آن‌ها روی آورده و در آن‌ها سرمایه‌گذاری کردند.

مشکل مقیاس‌پذیری بلاک چین

کمی نگذشت که با افزایش کاربران و حجم تراکنش‌ها، یکی از قابلیت‌های سه‌گانه‌ی بلاک چین‌ها (غیرمتمرکز بودن، امنیت و مقیاس‌پذیری)، یعنی مقیاس‌پذیری فدای دو ویژگی دیگر شد؛ در نتیجه‌ی این اتفاق کارمزدها (گس فی) افزایش یافت و مدت زمان ثبت تراکنش‌ها نیز طولانی‌تر شد؛ افزایش کارمزدها روی افزایش قیمت ارز دیجیتال اتریوم هم اثر گذاشت.

مشکل بعدی مصرف بالای انرژی بود که مشکلات زیست محیطی و بحران در خطوط تامین سخت‌افزارها را به همراه داشت. تمامی این مشکلات باعث شد تا شبکه‌ی اتریوم به دنبال راهکاری برای حل مشکل مقیاس‌پذیری بگردد.

تفاوت بین لایه یک و لایه دو اتریوم

لایه ۱ اتریوم همان زنجیره‌ی اصلی شبکه‌ی اتریوم است و لایه دو اتریوم هم لایه‌ای بالاتر از این لایه‌ی اصلی است. راهکار‌های لایه یک، در زنجیره‌ی بلاک‌های شبکه اصلی پیاده‌سازی می‌شوند و با ایجاد تغییراتی میزان مقیاس‌پذیری این بلاک چین را افزایش می‌دهند. از مهمترین راهکار‌های لایه ۱ اتریوم می‌توان به شاردینگ (Sharding) و اثبات سهام (POS) اشاره کرد.

در مقابل راهکارهای لایه دو خارج از شبکه اصلی پیاده‌سازی می‌شوند و حجم زیادی از داده‌های تراکنش‌ها و محاسبات را  خارج از رنجیره‌های اصلی پردازش و نگه‌داری می‌کنند؛ با این کار حجم و فشار کاری روی زنجیره‌ی اصلی کاهش یافته و مقیاس‌پذیری افزایش می‌یابد.

راهکار‌های لایه دو اتریوم

راهکارهای لایه دوم اتریوم برای برطرف کردن مشکل مقیاس‌پذیری این شبکه توسعه داده‌ شده‌اند و برای اینکه هم‌زمان امنیت تراکنش‌ها را هم به بهترین شکل تامین کنند، دو رویکرد مختلف در پیش گرفتند:

• تامین امنیت از لایه اصلی اتریوم
• تامین امنیت به کمک اجماع و کاربران زنجیره

راهکارهایی که امنیت تراکنش‌ها را از لایه اصلی اتریوم تامین می‌کنند، به‌دلیل امنیت بالای شبکه‌ی اصلی، از امنیت بالایی برخوردار هستند و تراکنش‌ها پس از فشرده‌سازی، دوباره به لایه‌ی اصلی ارسال می‌شوند. کانال‌های وضعیت (State Channels) و رول‌آپ‌‌ها (Rollups) دو راهکاری هستند که از این رویکرد استفاده می‌کنند.

در مقابل راهکارهایی که از شبکه‌ی اصلی مجزا هستند، امنیت تراکنش‌ها را از بلاک چین خود تامین کرده و به صورت موازی با زنجیره‌ی اصلی اتریوم و به عنوان ساید چین (Sidechain) امکان تبادل دارایی‌ها را به کمک پُل (Bridge) بین زنجیره‌ها فراهم می‌کنند.

 ساید چین‌ (Sidechain) یا زنجیره‌ی جانبی، پلاسما (plasma) و ولیدیوم (Validium) راهکارهایی هستند که از این روش برای تامین امنیت تراکنش‌ها استفاده می‌کنند.

کانال‌های وضعیت

کانال‌های وضعیت یا State Channels، یک لایه بالاتر از بلاک چین اصلی فعالیت می‌کنند و تنها در دو مرحله با بلاک چین اصلی ارتباط دارند: نقطه‌ی شروع تراکنش و نقطه‌ی پایان آن‌.

درواقع در این راهکار برای کاهش بار اضافی در لایه‌ی اصلی، کاربران خارج از زنجیره با هم در ارتباط هستند و فقط مهم‌ترین اطلاعات را با زنجیره‌ی اصلی به اشتراک می‌‌گذارند.

فرض کنید مدیرعامل شرکتی ساختمانی باشید و براساس نیازهای روزانه‌ی شرکت باید سیمان تهیه کنید. شما تصمیم می‌گیرید به جای پرداخت روزانه‌ی بهای سیمان، صورتحسابی تهیه کرده و تنها یک‌بار آن هم در اتمام کار، پول سیمان را پرداخت کنید. این کار علاوه بر راحتی، نیاز به پرداخت کارمزد برای هر تراکنش را از بین می‌برد؛ البته لازمه‌ی اجرایی شدن چنین تصمیمی، وجود اعتماد بین دو طرف است.

این راهکار به‌دلیل متمرکز بودن، برای مبالغ زیاد امنیت کافی ندارد و صرفاً مناسب پرداخت‌های روزانه است. لایتنینگ برای شبکه‌ی بیت‌کوین و رایدن برای شبکه‌ی اتریوم نمونه‌هایی از راهکار کانال‌های وضعیت هستند.

رول‌آپ‌ها

رول‌آپ‌ها (Rollups) تراکنش‌ها را جمع‌آوری کرده و همه را به‌عنوان تراکنشی واحد در شبکه اصلی ارسال می‌کنند در این راهکار پردازش و جمع‌آوری تراکنش‌ها خارج از بلاک چین اصلی اتریوم انجام می‌‌شود و به همبن دلیل شبکه‌ی اصلی خلوت تر شده و ماینرها هم با تکیه بر شواهد، تراکنش‌ها را صحت‌سنجی می‌کنند.راهکار رول آپ‌ها به دو مجموعه‌ی ZK-Rollups (با دانش صفر) و Optimistic Rollups (خوشبینانه) تقسیم‌بندی می‌شوند.

مجموعه‌های دانش صفر: از اعتبار هر تراکنش برای اثبات آن استفاده می‌‌شود و اثبات‌کننده می‌تواند بدون ارائه‌‌ی جزئیات، تنها مدرکی مبنی بر انجام شدن تراکنش ارائه دهد. در این راهکار مقدار زیادی زمان و بار توان پردازشی از شبکه اصلی حذف شده و در نتیجه هزینه‌های گس (Gas Fee) نیز کاهش می‌یاید و معاملات سریع‌تر و ارزان‌تر انجام می‌شوند.

مجموعه‌های خوش‌بینانه: با ماشین مجازی اتریوم (EVM) سازگار هستند و از شواهدی تقلبی برای اثبات تراکنش‌ها استفاده می‌کنند. در این راهکار خیلی خوش‌بینانه فرض می‌‌شود که همه تراکنش‌ها معتبر هستند و بدون ارائه‌ی مدرکی برای شبکه ارسال می‌شوند.

در این راهکار نودها به زمانی برای شناسایی و اثبات تقلبی بودن یا نبودن داده‌ها نیاز دارند؛ بنابراین توان عملیاتی این روش، نسبت به دیگر راهکارهای لایه دو کمی کم‌تر است.

 اگر تراکنش‌های ارسالی تقلبی باشد، این راهکار فرایندی برای اثبات تقلب را اجرا می‌کند و با استفاده از داده‌های موجود در زنجیره اصلی اتریوم، محاسبات تراکنش صحیح را اجرا می‌کند. آنچه در این روش انگیزه‌ی نودها برای صحت‌سنجی را افزایش می‌دهد، پاداش یا پنالتی است که در قالب دریافت یا از دست دادن اتر (ETH) به دست می‌آورند.

رول‌آپ‌های خوشبینانه برای شناسایی و اثبات تقلبی بودن یا نبودن داده‌ها به زمان نیاز دارند و به همین دلیل توان عملیاتی کمتری در مقایسه با دیگر راهکارهای لایه دو خواهند داشت. در مقابل مزیتی که نسبت به ZK-rollup‌ها دارند، این است که می‌توانند قراردادهای هوشمند را به روشی مشابه با بلاک‌ چین قراردادهای هوشمند زیربنایی، پشتیبانی کنند.

مهم‌ترین پروژه‌های مبتنی بر راهکار‌ رول‌آ‌پ‌های خوشبینانه شبکه ارز دیجیتال اپتیمیسم (Optimism) و شبکه آربیتروم (Arbitrum) هستند و از مهم‌ترین پروژه‌های مبتنی بر رول‌آپ‌های دانش‌صفر هم می‌توان به  Loopring، ZkSync و Starkware اشاره کرد.

ساید چین

سایدچین‌ یا زنجیره‌ی جانبی اولین راهکار لایه دویی است که امنیت تراکنش‌ها را در زنجیره‌‌ای موازی زنجیره‌ی اصلی اتریوم تامین می‌‌کند و برای کاهش حجم کاری شبکه‌ی اصلی، تراکنش‌ها را در نهایت پس از پردازش و اجرا از طریق یک پل (Bridge) به شبکه‌ی اتریوم ارسال می‌کند.

در این راهکار اطلاعات تراکنش‌ها در بلاک چین خود زنجیره ذخیره می‌شود و با همین سازوکار هم امنیت داده‌ها را تامین می‌کند؛ پالیگان به عنوان اصلی‌ترین ساید چین اتریوم شناخته می‌شود.

پلاسما

پلاسما (Plasma) یکی دیگر از راهکارهای لایه دوم اتریوم بوده که نحوه شکل‌گیری آن مانند نمودار درختی است. در راهکار پلاسما بلاک‌ چین‌ های اصلی برای مقیاس‌پذیری از بلاک چین‌های متعددی که نسخه‌ی کوچکتری (کودک) از بلاک چین‌ های اصلی هستند، استفاده می‌کنند.

در این راهکار، هرگاه مشکل مقیاس‌پذیری رخ دهد، به تعداد بلاک چین‌های کودک اضافه می‌شود، اما همین موضوع باعث می‌شود تا پراکندگی داده‌ به وجود بیاید. علاوه‌براین در صورت حمله به بلاک چین، همه‌ی داده‌ها در بلاک چین‌ های کودک به سمت بلاک چین اصلی می‌روند و این موضوع باعث ایجاد هرج و مرج بزرگی در سیستم می‌شود؛ OMG و MATIC از پروژه های موفق این راهکار لایه دو هستند.

ولیدیوم

راهکار ولیدیوم (Validium) مانند رول آپ‌ها، از اثبات از دانش صفر استفاده می‌کند، با این تفاوت که در ولیدیوم  خارج از زنجیره می‌توان به داده‌ها دسترسی داشت؛ تنها پروژه‌ی تعریف شده روی این الگوریتم Stark است.

راهکارهای ترکیبی

راهکارهای ترکیبی (Hybrid Solution) از ترکیب چند راهکار لایه دو در پروژه استفاده می‌کنند. تنها ارز توسعه داده شده به کمک این راهکار،  سلر (Celer) است که امنیت اصلی زنجیره خود را از راهکار رول‌آپ خوشبینانه و امنیت زنجیره جانبی را از طریق الگوریتم اثبات سهام استفاده تامین می‌کند. ارز متیک در حال تلاش برای استفاده از این راهکار در پروتکل خود است.

جمع‌بندی

هرکدام از راهکارهای لایه دو اتریوم در زمینه خاصی فعالیت می‌کنند و در زمینه خاصی کاربرد دارند. برای مثال برای امنیت بیش‌تری نیاز داریم، راهکار رول‌آپ کارآمدتر است، برای دسترسی ساده‌تر به داده‌ها از راهکار پلاسما استفاده می‌ شود و انجام سریع‌تر پرداخت‌های، کانال‌های وضعیت مناسب هستند.

با این حال آنچه مسلم است، تمامی این راهکارها با هر سازوکار و مزایا و معایبی برای این توسعه داده شده‌اند که مشکل مقیاس‌پذیری شبکه اتریوم را برطرف کنند و قدرت اصلی این بلاک چین را دوباره به آن برگردانند.

منبع: آکادمی بیت پین – https://bitpin.ir/academy/ethereum-layer2/

 پایان رپورتاژ آگهی/.

---