بلاک چین لایه 1 و لایه 2

فناوری بلاک چین فرصت‌های بسیار خوبی را ارائه می‌کند، از جمله: تمرکززدایی، تعاملات بدون واسطه یا اشخاص ثالث، سطح بالایی از امنیت و نگهداری مداوم سوابق. این امر توسعه اکوسیستم ارزهای دیجیتال را ترویج می کند و از نوآوری های تکنولوژیکی پشتیبانی می کند. با این حال، یکی از مشکلات اصلی بسیاری از شبکه های بلاک چین، مقیاس پذیری آنهاست. مشکلات مقیاس بندی زمانی رخ می دهد که حجم داده های منتقل شده در سراسر بلاک چین به دلیل ظرفیت ناکافی بلاک چین محدود می شود. برای این منظور تاکنون راهکارهای مختلفی ارائه شده است که برخی از آنها تا لایه 1 و لایه 2 بلاک چین نام برده می شوند

در حالت ایده آل، یک بلاک چین می تواند تعداد نامحدودی تراکنش در ثانیه را پردازش کند. با این حال، زنجیره اصلی بیت کوین تنها می تواند حدود 3-7 تراکنش در ثانیه را انجام دهد. در مقایسه، ویزا می تواند حدود 20000 تراکنش در ثانیه را با استفاده از شبکه پرداخت الکترونیکی متمرکز VisaNet پردازش کند. تفاوت در سطح غیرمتمرکز و حفظ حریم خصوصی است که بیت کوین و سایر بلاک چین ها قصد ارائه آن را دارند. برای جایگزینی یک سیستم متمرکز ساده، زمان و قدرت پردازش زیادی نیاز است. هر تراکنش باید توسط شبکه جهانی گره ها پذیرفته، استخراج، توزیع و تایید شود.

برای حل این مشکلات، توسعه دهندگان بلاک چین در تلاش هستند تا محدوده کاری که بلاک چین می تواند انجام دهد را بهبود بخشند. این بدان معناست که تراکنش‌های بیشتری در ثانیه انجام می‌شود و زمان‌های پردازش سریع‌تر امکان‌پذیر است. این امر هدف مشترک جامعه بلاک چین را به واقعیت تبدیل می کند: دسترسی به ارزهای دیجیتال و سیستم های مبتنی بر بلاک چین به روشی راحت، ایمن و کارآمد برای همه. این مقاله به طور مختصر به بررسی برخی از این راه حل ها می پردازد.

چرا مقیاس بندی لایه 1 و لایه 2 بلاک چین ضروری است؟

بلاک چین های ردیف 1 و ردیف 2 می توانند با ارائه راه حل های بلاک چین بدون نیاز به افزایش اندازه بلوک یا ارائه سایر اقداماتی که بر توانایی این فناوری برای دستیابی به تمرکززدایی و سطوح امنیتی بالا تأثیر می گذارد، مسائل ذکر شده را برطرف کنند.

محلول های مقیاس بندی ردیف 1

لایه 1، گونه لایه 1 و لایه 2 بلاک چین که به بهبود پروتکل های زیربنایی (مثلاً اثبات کار بیت کوین) با تغییر روش کار آنها هنگام پردازش داده ها کمک می کند. به عنوان مثال، شبکه اتریوم اکنون به سمت الگوریتم اجماع اثبات سهام حرکت می کند. این روش جدید استخراج از سرعت تراکنش های سریع تر و استفاده کارآمدتر از انرژی در فرآیند استخراج پشتیبانی می کند.

با این حال، راه حل های لایه 1 تنها راه برای مقیاس بندی یک بلاک چین نیستند. راه حل های مقیاس بندی لایه دوم یک پروتکل اضافی ایجاد می کنند که بر روی بلاک چین هایی مانند اتریوم و بیت کوین ساخته شده است. راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری سطح ۲، کارایی را بدون تداخل با هیچ یک از ویژگی‌های غیرمتمرکز یا امنیتی که در بلاک چین اصلی هستند، افزایش می‌دهند.

شاردینگ

Sharding یک راه حل مقیاس بندی سطح 1 است که شبکه را به بخش های کوچکتر برای اعتبارسنجی تراکنش ها تقسیم می کند. این امر بار را در شبکه همتا به همتا بهتر توزیع می کند تا توان محاسباتی بیشتری را از گره های بیشتری فراهم کند. همه اینها باعث می شود بلوک ها سریعتر تکمیل شوند. در حال حاضر، برخی از ارزهای دیجیتال مانند Zilica از شاردینگ برای بلاک چین خود استفاده می کنند. با این حال، روند بدون نقص نیست. به عنوان مثال، در یک بلاک چین تقسیم شده، ایجاد امنیت تا حدودی مشکل ساز است، زیرا با تقسیم بلاک چین به واحدهای کوچکتر، کار برای هکرها آسان تر می شود.

زنجیره جانبی چیست؟

Sidechain در واقع ترکیبی از لایه 1 و لایه 2 بلاک چین برای مقیاس بندی است. سایدچین زنجیره بلوکی دیگری است که به زنجیره اصلی مانند بیت کوین متصل است. آنها توسط یک اتصال دو طرفه به یکدیگر متصل می شوند، که در واقع پروتکلی است که امکان انتقال باز ارز دیجیتال از زنجیره اصلی به زنجیره لایه دوم را فراهم می کند. یکی از نمونه های زنجیره جانبی، شبکه Liquid است که به زنجیره اصلی بیت کوین متصل است. مانند دیگر راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری لایه ۲، هدف آن حل مشکلات مقیاس‌پذیری با بارگذاری برخی از فرآیندهای اعتبارسنجی و پردازش تراکنش در بلاک چین دیگری است. این امر فضایی را در زنجیره اصلی برای پردازش تراکنش های بیشتر آزاد می کند.

پاراچین چیست؟

کلمه parachain مخفف “زنجیره موازی” است. همانطور که می توانید تصور کنید، این زنجیره ها در یک سیستم بلاک چین به هم پیوسته موازی با یکدیگر هستند. همه آنها بر روی یک چارچوب ساخته شده اند که به آنها امکان می دهد ویژگی های امنیتی یکسانی داشته باشند و همه آنها به مدار مرکزی متصل هستند. با این حال، همه آنها می توانند به طور مستقل برای رسیدگی به برنامه های کاربردی خود کار کنند. این ایده اصلی پشت پولکادوت است. Parachain تراکنش‌های بسیار سریع را امکان‌پذیر می‌کند، زیرا توزیع به‌طور کارآمد برای مدیریت بار مقیاس‌بندی شده است.

هاشگراف ها

هش‌گراف‌ها قلمرو بلاک چین را ترک می‌کنند و یک فناوری کاملاً متفاوت در نظر گرفته می‌شوند. با این حال، آنها در مورد فناوری دفتر کل توزیع شده بسیار شبیه هستند. همچنین برخلاف بلاک چین، هش‌گراف ثبت می‌شود و تنها دفتری که از آن استفاده می‌کند، هدرا هش‌گراف است. Hedera به عنوان نسل سوم فناوری دفتر کل، پس از بیت کوین و اتریوم معرفی می شود و از مقیاس پذیری باورنکردنی با 10000 تراکنش در ثانیه، هزینه کمتر، مصرف انرژی کمتر و زمان پردازش کمتر پشتیبانی می کند.

اتریوم 2.0 چیست؟

اتریوم 2.0 به انتقال شبکه اتریوم به یک سیستم مبتنی بر اثبات سهام پایدارتر اشاره دارد. الگوریتم اثبات سهام در مقایسه با مدل اثبات کار، تراکنش های سریع تر و هزینه های کمتری را امکان پذیر می کند. اتریوم 2.0 همچنین از اشتراک گذاری استفاده می کند که سرعت تراکنش ها را بسیار افزایش می دهد و به طور بالقوه توانایی آن را به 100000 تراکنش در ثانیه یا بیشتر می رساند.

در نتیجه این پیشرفت ها، مقیاس پذیری اتریوم افزایش یافته و آن را از نظر توان عملیاتی با دیگر بلاک چین های پیشرو برابر می کند. همچنین هزینه جاری تراکنش ها در شبکه اتریوم بسیار بالاست و به افراد زیادی اجازه استفاده از آن را نمی دهد. در صورت موفقیت آمیز بودن این ارتقا، کاهش هزینه ها استفاده از شبکه را برای کاربران عادی شبکه کاربردی تر خواهد کرد. نکته دیگر این است که در صورت استفاده از مدل اثبات سهام، دارندگان اتریوم می توانند دارایی های خود را به اشتراک بگذارند و برای شرکت در فرآیندهای اعتبار سنجی پاداش دریافت کنند.

محلول های پوسته پوسته شدن لایه 2

محلول های مقیاس بندی لایه 2 باید دارای امنیت زنجیره اصلی باشند. در حالی که زنجیره‌های جانبی می‌توانند از شبکه‌ها یا اعتباردهنده‌های دیگر برای ایمن کردن زنجیره استفاده کنند، لایه ۲ با استخراج امنیت خود مستقیماً از زنجیره اصلی، خود را متمایز می‌کند. راه‌حل‌های لایه 2 پایه شامل مجموعه‌های دانش صفر و مجموع‌های خوش‌بینانه است.

مکانیسم‌ها و راه‌حل‌های مقیاس‌بندی سطح ۲ مانند Starkware، Optimism و Arbitrum و BEL مقیاس‌پذیری بلاک چین را فراهم می‌کنند تا تعداد فزاینده‌ای از صرافی‌ها و پلتفرم‌ها بتوانند از شبکه‌هایی مانند اتریوم استفاده کنند.

جمع آوری داده های انبوه دانش صفر

«مجموعه داده‌های صفر» که با نام ZK-Rollups شناخته می‌شود، مجموعه‌ای از داده‌ها است که با یک قرارداد هوشمند بر روی زنجیره اصلی ایمن می‌شوند، در حالی که به خارج از زنجیره برای پردازش و محاسبه منتقل می‌شوند. آنها قادر به تولید یک بلوک در یک دقیقه با توانایی پردازش 2000 تراکنش در ثانیه هستند. “دانش صفر” به این معنی است که همه ممتحنین می توانند بدانند که اطلاعات یکسانی دارند بدون اینکه مجبور باشند آن را فاش کنند.

گردهمایی های خوش بینانه

تنظیمات خوش بینانه روی هسته اتریوم کار می کند تا تعداد زیادی قرارداد هوشمند را بدون وارد کردن بار شبکه اضافی اجرا کند. آنها همچنان از همان سطح امنیت زنجیره اصلی اتریوم برخوردار هستند. جمع‌آورنده‌های داده، ریشه‌های مرکل را برای دستیابی به سرعت تراکنش‌های سریع‌تر محاسبه می‌کنند.

با این حال، آنها عملکرد پایین تری نسبت به پلاسما و ZK Rollups ارائه می دهند. (ریشه مرکل یک روش ریاضی ساده برای تأیید داده‌های درخت مرکل است. درخت مرکل یک ساختار داده‌ای است که در برنامه‌های علوم رایانه استفاده می‌شود. در بیت‌کوین و سایر ارزهای دیجیتال، درختان مرکل رمزگذاری داده‌های کارآمدتر و ایمن‌تری را ارائه می‌کنند. بلاک چین کمک می‌کند).

پلاسما یا پلاسما

راه حل لایه 2 پلاسما اتریوم که در سال 2017 توسط بنیانگذاران اتریوم ویتالیک بوترین و جوزف پون به عنوان راه حلی برای مقیاس بندی بلاک چین اتریوم پیشنهاد شد، از یک بلاک چین ثانویه استفاده می کند که به زنجیره اصلی کمک می کند تا تراکنش ها را تأیید کند زنجیره های پلاسما مشابه قراردادهای هوشمند یا پاراچین های پولکادوت هستند. . با این حال، آنها به صورت سلسله مراتبی ساختار متفاوتی برای انجام تراکنش ها در زنجیره اصلی برای آزاد کردن فضا و بهبود مقیاس پذیری دارند.

شبکه لایتنینگ بیت کوین یا شبکه لایتنینگ بیت کوین

شبکه لایتنینگ بیت کوین یکی از معروف ترین راه حل های سطح 2 برای بیت کوین است. مانند سایر راه حل های لایه 2، بسته های تراکنش از شبکه اصلی در خارج از شبکه تأیید می شوند. شبکه لایتنینگ همچنین قراردادهای هوشمند بیت کوین را به ارمغان می آورد که پیشرفت بزرگی برای کل شبکه است. علاوه بر این، تراکنش های این شبکه بسیار سریع و با کارمزد اندک انجام می شود، بنابراین برای تراکنش های بیت کوین با حجم کم بسیار مناسب است.

در حال حاضر نیز برخی از کیف پول های بیت کوین مانند کیف پول بلو ولت از این شبکه پشتیبانی می کنند. البته لازم به ذکر است که این فناوری هنوز در مراحل ابتدایی خود است و مطمئناً امنیت فعلی آن با امنیت شبکه اصلی بیت کوین قابل مقایسه نیست و نباید برای ذخیره یا تراکنش مقادیر قابل توجهی از ارز دیجیتال بیت کوین استفاده شود.

نتیجه

در این مقاله با راه حل های مقیاس بندی بلاک چین و نیاز به وجود آنها آشنا شدیم. برای رقابت با سیستم‌های پردازش پرداخت قدیمی، شبکه‌های بلاک چین باید بسیار مقیاس‌پذیر شوند و بتوانند تعداد روزافزونی از کاربران، تراکنش‌ها و سایر داده‌ها را نگهداری کنند و تنها با گنجاندن مقیاس‌پذیری کافی در ساختار خود، شبکه‌های بلاک چین می‌توانند بر دیگر سیستم‌های قدیمی غلبه کنند. به این منظور لایه 1 و لایه 2 بلاک چین استفاده می شود. به طور خلاصه، راه حل های لایه 1 قابلیت هایی را برای بهینه سازی عملکرد بلاک چین بومی اضافه می کنند و راه حل های لایه 2 پروتکل هایی هستند که با بلاک چین زیرین ادغام می شوند و قدرت تراکنش ها را افزایش می دهند که در این مقاله نمونه هایی از هر دو لایه 1 را به ما معرفی کرد. بلاک چین های لایه 2 هستند.