لقد قطعت العملات المشفرة شوطًا طويلًا منذ ظهور البيتكوين عام ٢٠٠٨. ولكن، كما تشهد على ذلك معاملات البيتكوين التي تستغرق عشر دقائق أو رسوم الغاز الباهظة للإيثيريوم، فإنها لا تستطيع منافسة سرعة معاملات فيزا أو استبدال العملات الورقية تمامًا. في جوهرها، تنبع هذه المشاكل من نقص قابلية التوسع، وهي مشكلة يمكن أن تحلها حلول الطبقة الثانية.
تتناول هذه المقالة أسباب ظهور مشكلات قابلية التوسع بشكل بطبيعتها في بنية البلوك تشين، وثلاث طرق يمكن لحلول الطبقة الثانية من خلالها معالجة هذه المشكلات.
لماذا يصعب التوسع؟
تواجه بنى تقنية البلوك تشين العديد من تحديات قابلية التوسع. فعلى عكس أنظمة الدفع التقليدية، لا تعتمد هذه البنى على وسيط مركزي قادر على الموافقة على المعاملات بشكل منفرد مع الاحتفاظ بقاعدة بيانات واحدة فقط. بل تعتمد على شبكة من العُقد ونظام إجماع معقد للعمل دون أي جهة مركزية مسؤولة، وهذا ما يزيد من التكاليف الإضافية.
تتضمن بعض التحديات الأكبر ما يلي:
- إجماعتستخدم العديد من سلاسل الكتل آليات إجماع تعمل على إبطاء عملية المعاملات عمداً لمنع الاحتيال. على سبيل المثال، خوارزميات إثبات العمل تتطلب إضافة كتلة عملية حسابية معقدة. هذه العمليات الحسابية المعقدة تثني الجهات الخبيثة عن محاولة اختراق المعاملة بالقوة الغاشمة.
- العقدتتطلب العديد من سلاسل الكتل من كل عقدة تخزين نسخة طبق الأصل كاملة من سلسلة الكتل، وهو ما قد يستهلك موارد كثيرة بمرور الوقت مع إضافة المعاملات. علاوة على ذلك، يجب على سلاسل الكتل نشر المعاملات والكتل إلى كل عقدة في شبكتها، مما يؤدي إلى زيادة زمن استجابة الشبكة.
- Blocksتتميز تقنية البيتكوين وغيرها من تقنيات البلوك تشين بحجم كتلة ثابت، مما يحد من عدد المعاملات في الثانية الواحدة. فعلى سبيل المثال، يمكن للبيتكوين معالجة حوالي سبع معاملات في الثانية، وهو عدد أقل بكثير من أنظمة الدفع التقليدية.
تُؤدي هذه التحديات إلى ظهور العديد من مشكلات قابلية التوسع:
- القيودتتميز تقنية البلوك تشين بمحدودية معدل نقل البيانات وسرعة المعالجة نظرًا لآلية الإجماع وحجم الكتل. علاوة على ذلك، مع ازدياد عدد المشاركين في الشبكة، قد تواجه هذه التقنية صعوبة في تلبية الطلب.
- رسوم التحويل: إن ارتفاع رسوم المعاملات بسبب آليات الإجماع الصعبة وعوامل أخرى يجعل إتمام المعاملات مكلفًا للمستخدمين ويعيق قدرة سلسلة الكتل على التوسع.
- أوقات الاستجابةقد تؤدي مشكلات قابلية التوسع إلى زيادة أوقات الاستجابة. على سبيل المثال، لا يستطيع بيتكوين معالجة سوى سبع معاملات في الثانية، مما يعني أن المستخدمين قد يضطرون إلى الانتظار لفترة طويلة قبل إتمام المعاملة رسميًا. كما أن ازدحام الشبكات وقلة عدد العُقد قد يزيد من هذه المشكلات.
وتخلق هذه التحديات ما يسمى معضلة blockchain أو الاعتقاد بأن الشبكات اللامركزية لا تُوفر سوى فائدتين من أصل ثلاث تتعلق باللامركزية والأمان وقابلية التوسع. فعلى سبيل المثال، يُمكن تحسين قابلية التوسع بسهولة إذا تم مركزة آلية الإجماع أو لم يتم الاكتراث بالمعاملات الاحتيالية.
ما هي حلول الطبقة 2؟
تُبنى معظم البرامج على شكل طبقات، بينما تُبنى التطبيقات عمومًا على أساس واحد. لذا، ليس من المستغرب أن تُبنى سلاسل الكتل أيضًا على شكل طبقات. توفر سلاسل الكتل من الطبقة الأولى، مثل بيتكوين وإيثيريوم، أساسًا لـ حلول الطبقة الثانية وغيرها من النظم البيئية. واتضح أن هذه الطبقات الإضافية قد تكون حاسمة لمعالجة مشكلات قابلية التوسع.
تعمل حلول الطبقة الثانية فوق بروتوكول سلسلة الكتل الأساسي لتحسين قابلية التوسع والكفاءة. على سبيل المثال، تُعد شبكة لايتنينغ طبقة ثانية لبيتكوين تستخدم قنوات الدفع الصغيرة لتوسيع قدرة سلسلة الكتل على معالجة المعاملات بكفاءة أكبر (وبتكلفة أقل)، مما يُحسّن من بطء معاملات بيتكوين المعروفة.
مع ذلك، فإن ظهور حلول الطبقة الثانية لا يعني عدم وجود جهود لتحسين شبكات الطبقة الأولى. على سبيل المثال، Ethereum 2.0 تم الانتقال إلى آلية إجماع أكثر كفاءة تعتمد على إثبات الحصة (PoS)، في حين أن الانتقال من EVM إلى eWASM سيقلل بشكل كبير من أوقات المعاملات عن طريق تجميع التعليمات البرمجية بدلاً من تفسيرها في الوقت الفعلي.
تأتي حلول الطبقة الثانية أيضًا بمزاياها وعيوبها. فبينما قد تُحسّن قابلية التوسع، إلا أن العديد منها يُضحّي باللامركزية أو الأمان. لكن الخبر السار هو أن هذه الحلول قد شهدت تحسنًا مطردًا. فالمناهج الجديدة تميل إلى تحسين قابلية التوسع أكثر من إضرارها بالمكونات الأخرى لمعضلة البلوك تشين الثلاثية.
أساليب قابلية التوسع في الطبقة الثانية
تستخدم حلول الطبقة الثانية عدة استراتيجيات مختلفة لتحسين قابلية التوسع في سلسلة الكتل الأساسية من المستوى الأول. ولكن بشكل عام، تندرج هذه الاستراتيجيات ضمن ثلاث فئات.
بلوكشين متداخلة
ترتبط سلاسل الكتل المتداخلة بسلسلة كتل من الطبقة الأولى (Layer 1) بعلاقة أب-ابن. تُفوّض سلسلة الكتل الأبوية المهام إلى سلاسل الكتل الابنة التي تعالجها وتعيدها إلى سلسلة الكتل الأبوية عند الانتهاء. أما سلسلة الكتل الأبوية، فعادةً ما تتدخل فقط عند وجود نزاع على معاملة مع نتيجة سلسلة الكتل الابنة.
تُعد شبكة OMG واحدة من أشهر سلاسل الكتل المتداخلة. فمن خلال تجميع معاملات إيثيريوم، وضغطها في معاملة واحدة، والتحقق من صحتها على سلسلة فرعية مُحسّنة، تستطيع الشبكة معالجة آلاف المعاملات في الثانية، مما يقلل تكاليف معاملات إيثيريوم بمقدار الثلث ويعالج مشكلات قابلية التوسع فيها.
قنوات الدولة
تتيح قنوات الحالة اتصالاً ثنائي الاتجاه بين سلسلة الكتل وقناة معاملات خارج السلسلة. في هذه القناة، يمكن للمشاركين إجراء عدد غير محدود من المعاملات الخاصة التي لا يمكن لأحد سواهم الاطلاع عليها. بعد إتمام المعاملة، تُسجل حالتها النهائية في سلسلة الكتل الأساسية من الطبقة الأولى.
تُعدّ شبكة لايتنينغ مثالًا شائعًا لقناة حالة مبنية على سلسلة كتل بيتكوين. عند الرغبة في إجراء معاملة أو سلسلة من المعاملات، يُمكن الاستفادة من الشبكة لإجراء مدفوعات غير محدودة تتم فورًا وبتكلفة زهيدة. عند إغلاق القناة، تُجمع جميع المعاملات وتُضاف إلى رصيد بيتكوين.
سلاسل جانبية
السلاسل الجانبية هي سلاسل معاملات مجاورة لتقنية البلوك تشين، تُستخدم لمعالجة المعاملات الكبيرة. فبينما تحافظ السلسلة الرئيسية على الأمان العام وتحل النزاعات، تتمتع السلاسل الجانبية بآلية إجماع مستقلة مُحسّنة للسرعة وقابلية التوسع. ويضمن الربط ثنائي الاتجاه عدم وجود أي مخاطر متعلقة بالطرف المقابل عند استخدام هذه الحلول.
على سبيل المثال، تُعدّ شبكة Liquid سلسلة جانبية مفتوحة المصدر مبنية على سلسلة كتل Bitcoin. بينما يستغرق إنشاء كتلة في Bitcoin عشر دقائق، فإن وقت اكتشاف الكتلة في Liquid لا يتجاوز دقيقة واحدة، مما يعني إمكانية إضافة عشرة أضعاف عدد الكتل إلى السلسلة الجانبية. وبدلاً من تعدين إثبات العمل، تعتمد Liquid على شبكة سريعة من الموظفين للتحقق من المعاملات.
لفة المنبثقة
تُعدّ تقنية التجميع (Rol-ups) حلاً من الطبقة الثانية، حيث تُجري عمليات الحساب والتخزين خارج سلسلة الكتل، ولا تُرسل سوى الإثبات النهائي إلى سلسلة الكتل الأساسية من الطبقة الأولى. أكثر أنواع التجميع شيوعاً هما التجميع الصفري (zk-Rollups) والتجميع التفاؤلي (optimized rollups). ولكل نوع منها مجموعة من المفاضلات الخاصة بالسرعة والأمان والتعقيد.
على سبيل المثال، يقوم نظام إيثيريوم المتفائل بتجميع عدة معاملات معًا وإرسال ملخص لها فقط إلى السلسلة الرئيسية، مما يحسن الإنتاجية بشكل كبير ويخفض التكاليف بشكل ملحوظ. ويفترض هذا النظام أن جميع المعاملات صحيحة ما لم يتم الطعن فيها خلال فترة زمنية محددة، مما يتيح فرصة لاكتشاف الاحتيال.
استراتيجيات الطبقة الأولى
إضافةً إلى استراتيجيات الطبقة الثانية هذه، بدأت بعض سلاسل الكتل من الطبقة الأولى في تطبيق تغييرات لزيادة كفاءتها تلقائيًا. على سبيل المثال، تنتقل بعض سلاسل الكتل من آلية إثبات العمل إلى آلية إثبات الحصة لتحسين سرعة المعاملات عن طريق تقليل العبء الحسابي.
التجزئة هي استراتيجية أخرى من استراتيجيات الطبقة الأولى لتحسين الإنتاجية. فمن خلال تقسيم المعاملات إلى مجموعات صغيرة ثم استخدام خوارزمية معالجة التقسيم الأفقي لمعالجتها بالتوازي، تستطيع سلاسل الكتل من الطبقة الأولى معالجة تراكماتها بكفاءة أكبر دون الحاجة إلى إرسال المعاملات إلى حلول مخصصة من الطبقة الثانية.
التحديات والمخاطر
تُساهم حلول الطبقة الثانية في تحسين قابلية التوسع في الإنتاجية، ولكنها قد تزيد أيضًا من المخاطر أو تُعرّض جوانب أخرى من معضلة البلوك تشين للخطر. قبل استخدام أي حل من حلول الطبقة الثانية، يُنصح بتخصيص الوقت الكافي لفهم آلية عمله والمخاطر المحتملة المرتبطة به.
تتضمن بعض التحديات والمخاطر التي يجب مراعاتها ما يلي:
- الأمن والحمايةيعتمد أمان حلول الطبقة الثانية على السلسلة الرئيسية، مما يجعلها عرضة لأي مشكلات تؤثر على السلسلة الرئيسية. إضافةً إلى ذلك، قد تنطوي حلول الطبقة الثانية التي تستخدم العقود الذكية على مخاطر أمنية محتملة.
- تعقيد: تضيف حلول الطبقة الثانية طبقة أخرى من التعقيد إلى سلاسل الكتل من الطبقة الأولى، مما قد يزيد من مساحة ظهور الأخطاء، ويطيل الجداول الزمنية للتطوير، ويزيد من تكاليف الصيانة، ويؤثر سلبًا على تجربة المستخدم.
- كمونينبغي أن تقلل حلول الطبقة الثانية من زمن استجابة المعاملات، ولكن الحاجة إلى مطابقة المعاملات مع سلسلة الكتل من الطبقة الأولى قد تزيد من زمن الاستجابة ذهابًا وإيابًا.
الخط السفلي
تعد تقنية البلوك تشين بإحداث ثورة في القطاع المالي، إلا أن العديد منها يواجه قيودًا جوهرية على قابلية التوسع. ولحسن الحظ، يمكن لحلول الطبقة الثانية أن تساعد في معالجة هذه التحديات دون المساس بسلامة وسجل أداء البلوك تشين الأساسي في الطبقة الأولى. وبالطبع، تواصل بعض سلاسل البلوك تشين في الطبقة الأولى تطوير تحسيناتها الخاصة.
إذا كنت تتداول الأصول الرقمية، فإن ZenLedger يساعدك في تنظيم معاملاتك لأغراض الضرائب، وحساب أرباحك أو خسائرك الرأسمالية، وإنشاء نماذج الضرائب اللازمة. بالإضافة إلى ذلك، تساعدك أداة استغلال الخسائر الضريبية لدينا في تحديد فرص التوفير على مدار العام.
ما سبق هو لأغراض إعلامية عامة فقط، ولا يُفسر على أنه نصيحة مهنية. يُرجى طلب المشورة القانونية أو المالية أو الضريبية أو غيرها من الاستشارات المستقلة التي تناسب حالتك.
