تشير الطبقة الثانية إلى شبكة أو نظام أو تقنية خارج السلسلة تم إنشاؤها على أساس البلوكتشاين لتوسيع وظائفها بشكل فعال.

شبكات الطبقة الثانية هي أنظمة خارج السلسلة مبنية على قمة البلوكتشاين (الطبقة الاولى) لتوسيع قدراتها ، مما يتيح إنتاجية أعلى للمعاملات. يجب أن يرثوا أمان الطبقة الأساسية وأن يقدموا حلاً لقابلية التوسع ، مما يوفر تنفيذًا أسرع وأكثر كفاءة دون المساس باللامركزية أو الأمان.

الحاجة إلى الطبقة الثانية:

منذ ظهور تقنية البلوكتشاين في عام ٢٠٠٨ ، سعى عدد لا يحصى من الباحثين والمطورين جاهدين لمعالجة قيود قابلية التوسع الملحة الناتجة عن زيادة التبني. من الناحية التاريخية ، أدت هذه القيود إلى ارتفاع الرسوم وبطء تنفيذ المعاملات ، مما أعاق قدرة البلوكتشاين على العمل على نطاق واسع.

صاغ فيتاليك بوتيرين ، المؤسس المشارك لإيثريوم ، مصطلح "تريلما قابلية تطوير البلوكتشاين" ، والذي ينص على أن البلوكتشاين لا يمكن توسيع نطاقه بشكل فعال مع الحفاظ على كل من الأمان واللامركزية. بدلاً من ذلك ، يجب إجراء المفاضلات بين هذه الميزات الثلاث. في الوقت الحالي ، يمكن لشبكات البلوكتشاين أن تفي بشرطين من الشروط الثلاثة ، ولكن ليس الثلاثة جميعها في وقت واحد.

الطبقة الثانية هي تقنية مزدهرة تستند إلى فرضية أن قيود قابلية تطوير البلوكتشاين تنبع من المهام الواسعة التي تتحملها البلوكتشاين.

حاليًا ، تخدم البلوكشين ثلاث وظائف أساسية:

١- التنفيذ: يتضمن هذا معالجة المعاملات والإنتاجية التي يتم قياسها بعدد العمليات الحسابية (بما في ذلك المعاملات) التي يمكن البلوكتشاين معالجتها في الثانية.

٢- توافر البيانات: يشير إلى متطلبات التخزين للعقد والمدققين ، بما في ذلك المعاملات ، ومعلومات الحالة ، وغيرها من البيانات ، مقاسة بوحدات تخزين قياسية مثل ميغا بايت أو جيجابايت.

٣- الإجماع: يتعلق هذا بالاتفاق العام بين العقد والمدققين فيما يتعلق بحالة الشبكة وترتيب المعاملات ، المقاس باللامركزية والوقت حتى النهاية ، ويمثل الوقت الذي تستغرقه جميع العقد للاتفاق على تغيير حالة معينة.

لغرض هذا المنشور ، سنركز فقط على طبقة التنفيذ. لاستكشاف شامل لتوسيع نطاق البلوكتشاين.

حلول الطبقة الثانية:

تعمل حلول الطبقة الثانية بطريقة لا تزال بها عمليات التنفيذ مبكرة نسبيًا وتظل جوانب تصميم البروتوكول الخاص بها غير مختبرة أو غير مثبتة.

بشكل عام ، تتكون الطبقة الثانية من مكونين رئيسيين:

معاملات معالجة الشبكة والعقد الذكي على البلوكتشاين الأساسي ، وهما مسؤولان عن حل النزاعات وتحقيق توافق في الآراء بشأن حالة شبكة الطبقة الثانية من خلال تثبيتها على البلوكتشاين الأساسي.

تسهل شبكات الطبقة الثانية التنفيذ السريع للمعاملات والحسابات ، والتي يتم تحقيقها من خلال طرق مختلفة. ومع ذلك ، فإن العامل المشترك بين جميع بيئات الطبقة الثانية هو مطلب توفير "إثبات" تشفير وقابل للتحقق إلى البلوكتشاين ، مما يضمن سلامة تغييرات الحالة المقترحة ، سواء بشكل استباقي أو بأثر رجعي.

قد يختلف تنفيذ العقد الذكي الأساسي عبر الطبقة الثانية ، لكن وظائفه الأساسية تدور دائمًا حول:

١- حجز وإطلاق الأموال المحولة إلى الطبقة الثانية.

٢- استلام الإثباتات الناتجة عن الطبقة الثانية ، والتحقق من صحتها ، وحل النزاعات ، وإنهاء المعاملات.

قنوات الدفع:

تسهل قنوات الدفع النقل خارج السلسلة للرموز على السلسلة بين عدة مستخدمين عن طريق التمويل المسبق للسيولة في قناة.

مثال:

لإنشاء قناة دفع ، يجمع زينب وجمال أموالهما في عقد ذكي ويتفقان ، عبر التوقيعات المشفرة ، على المبلغ الذي يمكن لكل منهما الوصول إليه. على سبيل المثال ، إذا قام كلاهما بحجز ٥٠ دولارًا لإجمالي ١٠٠ دولار ، فقد يقرران أنه يمكن لكل منهما استخدام ٥٠ دولارًا داخل قناة الدفع.

بمجرد إنشاء قناة الدفع ، يمكن لزينب وجمال إجراء معاملات خارج السلسلة باستخدام الرسائل الموقعة ، وتجنب الحاجة إلى إرسال المعاملات إلى البلوكتشاين الأساسي. وهذا يمكنهم من الدفع لبعضهم البعض على الفور وبدون أي رسوم معاملات. فقط عندما يقررون بشكل متبادل إغلاق القناة ، يتم إرسال النتائج النهائية إلى البلوكتشاين واستقرارها هناك.

نتيجة لذلك ، يحتاج جمال وزينب فقط إلى الدفع مقابل معاملتين على السلسلة ، واحدة لفتح القناة والأخرى لإغلاقها. بينما تظل قناة الدفع مفتوحة ، يمكن تنفيذ تحويلات لا حصر لها بينها مباشرة ، من نظير إلى نظير ، بدون رسوم وأوقات معالجة سريعة للغاية - مما يعرض مثالًا مثاليًا لقابلية التوسع.

التجميعات:

بما في ذلك التجميعات المتفائلة والمعرفة الصفرية ، وتعزيز قابلية التوسع من خلال إجراء تغييرات حالة العقد الذكية خارج السلسلة وإثباتها على السلسلة ، مما يؤدي إلى إنتاجية أعلى وتكاليف أقل.

تتحقق هذه الفوائد من خلال ثلاث طرق رئيسية:

١- التنفيذ خارج السلسلة: تقوم مجموعات التجميعات بمعالجة المعاملات خارج السلسلة ، مما يقلل الحمل على البلوكتشاين الأساسي. يحتاج البلوكتشاين الأساسي فقط إلى تنفيذ أدلة صغيرة للتحقق من نشاط الشبكة وتخزين بيانات المعاملات الأولية المقدمة من شبكة الطبقة الثانية. يسمح هذا الأسلوب بإنتاجية معاملات أعلى بكثير على الطبقة الثانية مقارنةً بالبلوكتشاين الأساسي ، مما يؤدي إلى انخفاض التكاليف لكل معاملة.

٢- معاملات الدُفعات: تعمل التجميعات على تقليل التكاليف بشكل أكبر عن طريق تجميع بيانات المعاملات. على غرار تغليف الهدايا ، حيث يتم دمج العديد من الهدايا في صندوق أكبر لتوفير رسوم الشحن ، تجمع المجموعات المتراكمة معاملات متعددة في حزمة واحدة. يتم تخزين هذه الدُفعات على هيئة بيانات اتصال في السلسلة الأساسية ، مما يقلل من عملية التحقق للمعاملات الفردية ويشترك في تكلفة الغاز على السلسلة عبر العديد من المعاملات.

٣- الحد الأدنى من متطلبات المدقق: تتطلب التجميعات مدقق صادق واحد فقط لإثبات صحة المعاملات إلى البلوكتشاين للطبقة الأساسية. يتيح هذا لمجموعات المدقق الأصغر حجمًا مع إمكانات الأجهزة المتزايدة ، والحفاظ على مستوى عالٍ من الأمان دون المساس بالأداء.

من خلال استخدام هذه الأساليب ، تعمل التجميعات على تحسين كفاءة وفعالية تكلفة شبكات البلوكتشاين بشكل كبير ، مما يمهد الطريق لتحسين قابلية التوسع والاعتماد الأوسع للتطبيقات اللامركزية.

يوفر هذا النهج طريقة واضحة ومباشرة لتخفيف رسوم المعاملات التي تعيق قابلية تطوير البلوكتشاين. عندما يقترن بضغط البيانات ، فإنه يوفر تحسينات كبيرة في تكاليف التنفيذ مقارنة بإجراء المعاملات على البلوكتشاين الأساسي.

تستخدم كل من zk-rollups والتجميع المتفائل استراتيجية مماثلة لتجميع المعاملات لتحقيق مكاسب الكفاءة.

عدد أقل من المدققين:

من خلال توريث الأمان واللامركزية من البلوكتشاين الأساسي ، يمكن أن تقلل حلول الطبقة الثانية بشكل كبير من عدد المدققين المطلوبين لمعالجة المعاملات على شبكة الطبقة الثانية. المدققون ، الذين يمكن أن يكونوا كيانات مرخص لها مزودة بأجهزة متطورة ، مسؤولون عن التحقق من صحة المعاملات بتكاليف أقل وسرعات أعلى. ومع ذلك ، من المهم ملاحظة أن المدققين لا يقدمون إجماعًا بشكل مباشر. بدلاً من ذلك ، يتم تحقيق الإجماع من خلال عقد ذكي على السلسلة الأساسية ، ويجب على المدققين تقديم دليل على صحة تغييرات الحالة المقترحة على العقد الذكي.

أمان الطبقة الثانية: أهمية الإثبات:

تعتمد حلول الطبقة الثانية على إثبات التشفير لتوريث ضمانات الأمان من السلسلة الأساسية. يقدم دليل التشفير دليلًا موضوعيًا وقابل للتحقق ولا يمكن التلاعب به على الحقيقة. في قنوات الدفع ، توفر التوقيعات المشفرة على المعاملات دليلاً قاطعًا على العقد الذكي لحل النزاعات.

لإغلاق قناة الدفع ، يجب على كلا الطرفين التوقيع بشكل مشفر على كل معاملة ، مما يضمن إثبات الأنشطة داخل القناة. ومع ذلك ، مجرد وجود دليل غير كاف ؛ يجب أن يكون هناك أيضًا إنفاذ للحقيقة ، والتي يتم التعامل معها من خلال العقد الذكي الأساسي. تسمح هذه العملية لقنوات الدفع بمعالجة معظم العمليات الحسابية خارج السلسلة مع الاستفادة من طبقة الإجماع القوية في البلوكتشاين الأساسي لاتخاذ القرارات النهائية.

تفترض إثباتات الأخطاء ، المستخدمة في التجميعات المتفائلة ، أن جميع المعاملات صالحة بشكل افتراضي. خلال فترة النزاع ، يمكن لأي مشارك في الشبكة إنشاء نزاع وتقديم دليل على العقد الذكي إذا كانت المعاملة غير صحيحة. إذا تم التحقق من صحة إثبات الخطأ ، تتم إعادة تنفيذ المعاملة على السلسلة ، ويتم مقارنة التغيير الناتج في الحالة بالمطالبة الأصلية. إذا كان هناك تناقض ، فإن المطالبة الأصلية تعتبر غير صالحة ويتم إرجاعها.

ينبع "التفاؤل" في البيانات المجمعة المتفائلة من الافتراض بأن جميع المعاملات صالحة حتى يتم إثبات خلاف ذلك ، مما يسمح بحل نزاع فعال وآمن.

إثباتات صلاحية zk-rollup:

تتخذ براهين الصدق منهجًا فلسفيًا متعارضًا مع براهين الخطأ. إنهم يخضعون جميع الحسابات وعمليات الإعدام للتدقيق ويتطلبون التحقق من صحتها بشكل استباقي.

بعبارات بسيطة ، تثبت براهين الصلاحية دقة شيء ما. في سياق zk-rollups ، يتعلق هذا تحديدًا بالمعاملات والحسابات داخل شبكة الطبقة الثانية. يمكن للعقد الذكي المقابل على السلسلة التحقق من إثبات صلاحية الطبقة الثانية للسماح بتغييرات الحالة. في مجال المدققين ، تضمن مجموعة zk-rollup التي تعمل بكامل طاقتها بشكل فعال عدم إمكانية تسوية المعاملات الخاطئة أو الضارة في السلسلة الأساسية ، حيث يجب أن تكون كل دفعة مصحوبة بإثبات صحة مطابق.

تحجيم البلوكتشاين:

تتصدى قنوات الدفع والمجموعات وحلول الطبقة الثانية بشكل جماعي لتحدي قابلية تطوير البلوكتشاين من خلال نهج مستدام وموجه نحو المستقبل. من خلال تسهيل التبني الواسع النطاق لتطبيقات Web3 وتعزيز تجارب المستخدم ، تهدف هذه الأساليب إلى معالجة قابلية التوسع بطريقة فعالة.

نظرًا لكونها تقنية حديثة ومتطورة ، فإن معظم مكونات البنية التحتية لـ Web3 ، بما في ذلك البلوكشين الأساسي وحلول الطبقة الثانية ، لا تزال في طور النضج. لا يزال تحديد النهج الأمثل لاحتياجات السوق عملية استكشاف مستمرة. ومع ذلك ، يعمل مجتمع مخصص من آلاف المطورين والباحثين باستمرار ضمن النظام البيئي المتنوع لشبكات

البلوكتشاين وحلول DAG والطبقة الثانية ، ويسعى لإطلاق الإمكانات الكاملة لـ Web3 ووعوده للمجتمع.