در دنیای امروز، بلاکچین فراتر از یک فناوری ساده برای تراکنشهای دیجیتال است. به طوری که این شبکههای غیرمتمرکز روز به روز بیشتر در زندگی ما نفوذ میکنند؛ از خرید و سرمایهگذاری گرفته تا هنر دیجیتال و بازیهای آنلاین. اما مانند هر فناوری دیگری، محدودیتهای خود را دارد. سوال این است که چگونه میتوان بدون قربانی کردن امنیت و غیرمتمرکز بودن، سرعت تراکنشها را افزایش داد و کارمزدها را کاهش داد؟ در جواب به این چالش شبکه لایه دوم ایجاد شدند. حالا در این مقاله از ارزیکال بررسی میکنیم که شبکه لایه دو چیست و چه کمکی به دنیای بلاکچین میکند؟ همچنین به انواع راهکارهای لایه دوم می پردازیم و ویژگیهای آنها را یاد میگیریم. پس تا آخر این مقاله با ما همراه باشید.
منظور از شبکه لایه دو چیست؟
بسیاری از کاربران بلاکچین درک دقیقی از این که شبکه لایه دو چیست، ندارند. شبکه لایه دوم (Layer 2) یک پروتکل ثانویه است که روی بلاکچین اصلی قرار میگیرد تا سرعت، ظرفیت و کاربری شبکه را بهتر کند؛ بدون این که ساختار لایه اول تغییر کند. اگر بلاکچین لایه یک را ستون اصلی امنیت در نظر بگیریم، شبکه لایه دوم دقیقا مثل یک مسیری فرعی و سریع عمل میکند که بار تراکنشها را از دوش شبکه اصلی برمیدارد.
برای درک بهتر ساز و کار شبکه لایه دو، به این مثال توجه کنید. فرض کنید افراد زیادی بخواهند وارد یک ساختمان شوند ولی فقط یک در ورودی دارد. در این موقعیت، صف طولانی میشود و ورود افراد با سرعت کمی پیش میرود. اینجاست که یک در کمکی میتواند مشکل را رفع کند و سرعت را بالا ببرد. شبکه لایه ۲ در بلاکچین، دقیقا نقش این در کمکی را برعهده دارد.
در این مدل، پردازشها ابتدا روی لایه دوم انجام میشوند و فقط نتیجه نهایی به بلاکچین اصلی ارسال میشود. این ساختار باعث میشود شبکه مادر همچنان امن باقی بماند، اما کاربران تجربه سریعتر و ارزانتری را برای انتقال ارز دیجیتال داشته باشند. شبکه اتریوم از جمله بلاکچینهایی است که از شبکه لایه دوم استفاده میکند.
شبکههای لایه دوم انواع مختلفی دارد که هر کدام ویژگی منحصر به فردی را به بلاکچین ارائه میدهد. در ادامه مطالب به بررسی دقیقتر بین فناوری میپردازیم.
مطلب پیشنهادی: ارز دیجیتال چیست؟
چرا شبکههای لایه دو ایجاد شدند؟
شاید بپرسید با وجود فعالیت شبکههای لایه اول، دلیل ایجاد شبکه لایه دو چیست؟ شبکههای لایه اول مثل بیت کوین و اتریوم، با تمرکز بر غیرمتمرکز بودن و حفظ امنیت بالا، تراکنشها را اجرا کنند؛ اما همین ویژگی باعث میشود ظرفیت پردازشی محدودی داشته باشند. چرا که یک شبکه بلاکچینها نمیتوانند هر سه پارامترِ امنیت، مقیاسپذیری و تمرکززدایی را به طور همزمان فراهم کند. در نتیجه شبکه به اصطلاح شلوغ میشود و تراکنشها با کارمزد بالا و سرعت کم تایید میشوند. آقای ویتالیک بوترین، موسس شبکه اتریوم، این موضوع را به عنوان محدودیت سهگانه بلاکچین مطرح کرد.
در این میان شبکه لایه دوم برای پاسخ به محدودیتهای مقیاسپذیری بلاکچین اصلی بوجود آمدند؛ جایی که تراکنشها با سرعت بیشتر و کارمزد کمتر انجام میشود و امنیت شبکه نیز خدشهدار نمیشود. لایههای دوم با جدا کردن بخشی از وظایف شبکه اصلی و پردازش تراکنشها به صورت Off-chain، تجربهای سریعتر را برای کاربران فراهم میکنند.
این کار فشار را از روی شبکه اصلی کم میکند؛ زیرا دیگر لازم نیست تک به تک تراکنشها روی لایه اول تایید شوند. در نتیجه با حفظ امنیت شبکه اصلی، تعداد بیشتری تراکنش در ثانیه پردازش میشود.
مطلب پیشنهادی: برای آشنایی با بزرگترین شبکه بلاکچینی جهان و نحوه عملکرد آن مقاله بیت کوین چیست را مطالعه کنید.
انواع راهکارهای لایه دوم
بلاکچینها در عین امنیت بالا، ظرفیت محدودی برای پردازش تراکنشها دارند؛ موضوعی که باعث افزایش کارمزد و کندی شبکه میشود. با رشد دیفای، بازیهای بلاکچینی و NFTها این مشکل جدیتر شد. به طوری که نیاز به روشی برای افزایش سرعت و کاهش هزینه، بدون آسیبزدن به امنیت شبکه، احساس شد.
در همین نقطه بود که راهکارهای لایه دوم مطرح شدند تا بخشی از بار پردازشی را از دوش بلاکچین اصلی بردارند. حالا سوال اینجاست که انواع راهکارهای شبکه لایه دو چیست؟
۳ مورد از پروتکلهای لایه دوم عبارتند از:
رول آپ (Rollups)
رول آپها از جمله جدیدترین راهکارهای لایه دو هستند که هدف آنها فشردهسازی و تجمیع تعداد زیادی از تراکنشها روی بلاکچین است. در این روش، صدها تراکنش از لایه اصلی خارج شده و به صورت یک بسته فشردهشده در شبکه لایه دوم پردازش میشوند. در نهایت یک خلاصه از این تراکنشها به شبکه اصلی ارسال میشود.
با این کار شبکه مادر همچنان امن باقی میماند، اما دیگر فشار پردازشی زیادی را تجربه نمیکند. هیمن موضوع سرعت را افزایش و کارمزد را کاهش میدهد.
جالب است بدانید، اگرچه هدف همه شبکههای لایه دو یکسان است، اما نحوه جمعآوری داده در آنها متفاوت است. از این رو، رول آپها به دو دسته تقسیم میشود:
- Optimistic Rollups: در این مدل، فرض را بر این میگذارند که تراکنشها معتبر هستند و فقط در صورت وجود اعتراض، صحت تراکنشها بررسی میشود. امنیت شبکه لایه دو در این روش با استفاده از مکانیزم اثبات تقلب (Fraud Proof) تامین میشود. توجه کنید زمان برداشت از شبکه معمولا طولانیتر است؛ چرا که باید مدتی برای اعتراض منتظر بمانند. نمونههای مشهور آن Optimism و Arbitrum هستند.
- ZK-Rollups: در این روش، برای هر دسته تراکنش یک اثبات دانش صفر (Zero-Knowledge) تولید میشود که صحت تراکنشها را بدون نیاز به بررسی جزئی، تضمین میکند. این نوع رول آپ امنیت بالاتر و سرعت نهاییسازی سریعتری دارد؛ زیرا امکان تقلب از ابتدا بسته است و نیازی به انتظار نیست. با این حال اجرای قراردادهای پیچیده در ZK-Rollups سختتر است. zkSync و StarkNet از جمله ZK-Rollupsهای معروف هستند.
کانال وضعیت (State Channel)
راهکار بعدی برای شبکههای لایه دو کانال پرداخت است که به کاربران اجازه میدهد چند تراکنش را خارج از شبکه اصلی، روی یک کانال خصوصی انجام دهند و به طور مستقیم با هم در ارتباط باشند. ساز و کار این روش به این صورت است که ابتدا کاربران روی شبکه اصلی، مقداری ارز در قرارداد هوشمند قفل میکنند. سپس تراکنشها بین طرفین ثبت و امضا میشوند؛ این ثبت نشاندهنده وضعیت جدید داراییها هستند. هر بار که وضعیت تغییر میکند، نسخهی امضا شده جدید جای نسخه قبلی را میگیرد.
این تراکنشها تا زمانی که کانال باز باشد روی بلاکچین اصلی ثبت نمیشود. زمانی که طرفین کانال بخواهند کانال را ببندند و تسویه کنند، وضعیت نهایی به بلاکچین ارسال میشود. این روش، اجرای تراکنشهای زیاد با کارمزد بسیار کم را در مدت زمان کوتاه فراهم میکند و برای پرداختهای کوچک و تکراری مناسب است. برای مثال شبکه لایتنینگ (Lightning) در بیت کوین از این مفهوم برای ایجاد مسیر پرداخت بین چند کاربر، استفاده میکند.
با این حال، کانالهای پرداختی محدودیتهایی هم دارند؛ مثل نیاز به قفل کردن دارایی در کانال و دشواری مدیریت کانالهای متعدد بین کاربران مختلف.
زنجیره جانبی (Side Chains)
از جمله راهکارهای شبکه لایه ۲ میتوان به زنجیرههای جانبی (Side Chains) اشاره کرد. ساید چینها یک شبکه کاملا مستقل هستند که در کنار بلاکچین اصلی فعالیت میکند. در این روش تراکنشها در یک شبکه برونزنجیرهای (Off-Chain) پردازش میشوند و بعد به بلاکچین اصلی فرستاده میشوند. زنجیره جانبی از طریق یک پل دو طرفه به بلاکچین اصلی متصل است و میتواند دادهها را به آن منتقل کند.
همچنین زنجیرههای جانبی با ابزارهای شبکه مادر سازگار هستند؛ به طوری که میتوانند همان قراردادهای هوشمند را به کار بگیرند. اما هر ساید چین مکانیزم اجماع خود را دارد و امنیت آن وابسته به شبکه اصلی نیست.
مطلب پیشنهادی: ساید چین چیست
مزایا و معایب شبکه لایه دو چیست؟
حالا جالب است بدانید که راهکارهای لایه دو، مزایا و معایبی را به همراه دارند؛ یعنی در کنار بهبود عملکرد شبکه، چاشهایی نیز برای شبکه به بوجود میآورند. برای درک بهتر مزایا و معایب شبکه لایه دو چیست، به جدول زیر توجه کنید:
| مزایا | معایب |
| کاهش هزینهها: وقتی تراکنشها خارج از شبکه اصلی پردازش میشوند، هزینه گس بهشدت پایین میآید. | پیچیدگی فنی: روشهای پردازش و ارسال داده به لایه یک، ساختار پیچیدهای دارند. |
| افزایش سرعت تراکنشها: لایه دوم توانایی پردازش تراکنشهای بیشتری را در ثانیه دارد. | عدم پذیرش گسترده: این تکنولوژی هنوز در مرحله اولیه خود قرار دارد. |
| افزایش مقیاسپذیری: لایه دوم باعث میشود ظرفیت کل اکوسیستم افزایش پیدا کند؛ بدون این که تغییری در شبکه اصلی پیش بیاید. | هزینه و زمان برای انتقال بین لایهها: جابجایی دارایی بین لایه یک و لایه دو گاهی پیچیده است و ممکن است زمانبر یا همراه با کارمزد باشد. |
| تمرکززدایی و حفظ امنیت شبکه اصلی: اگرچه لایه دوم عملیات را سریع انجام میدهد، اما دادههای نهایی روی لایه یک ذخیره میشوند و امنیت بلاکچین اصلی همچنان حفظ میشود. | احتمال ایجاد پراکندگی اکوسیستم: وقتی تعداد زیادی لایه دوم وجود داشته باشد، کاربران بین شبکههای مختلف پخش میشوند که باعث کاهش نقدینگی و دشوار شدن انتقال داراییها میشود. |
| کمک به توسعهدهندگان و پروژهها: راهاندازی برنامههای غیرمتمرکز (DApps) روی لایه دوم ارزانتر و راحتتر است و برای تعداد بیشتری از کاربران مناسبتر است. | ریسکهای مربوط به پلها: اگرچه شبکه لایه دوم از امنیت لایه یک استفاده میکند، اما پلها نقطه آسیبپذیر محسوب میشوند. |
شبکههای لایه دو اتریوم
شبکه اتریوم یکی از پیشگامان استفاده از شبکه لایه دوم است. از این رو تعداد زیادی شبکه لایه دو برای اتریوم ارائه شدند که هر کدام ویژگی خاصی را با هدف افزایش سرعت، کاهش هزینهها و حفظ امنیت به بلاکچین اصلی اضافه میکند. ۳ مورد از مهمترین شبکههای لایه دو اتریوم عبارتند از:
- Arbitrum یک راهکار خلاقانه برای کاهش کارمزدهای شبکه اتریوم است که از Optimistic Rollups استفاد میکند. این شبکه دو زنجیره ارائه میدهد: Arbitrum One و Arbitrum Nova. زنجیره اول، رولآپ اصلی برای اجرای عمومی قراردادهای هوشمند است و دومی برای کاربردهای تعاملی مثل بازیها یا شبکههای اجتماعی بلاکچینی به کار میرود. شبکه آربیتروم ارز دیجیتال بومی خود را دارد که با نماد ARB شناخته میشود.
- Optimism هم یکی دیگر از رول آپهای اتریوم است که با هدف افزایش مقیاسپذیری ایجاد شد. این شبکه تفاوتهای چندانی با شبکه مادر ندارد و بیشتر برای اجرای قراردادهای هوشمند اتریوم استفاده میشود. هدف از طراحی شبکه Optimism سادهسازی ترانشهای اتریوم بود؛ پردازش سریعتر و کم هزینهتر نسبت به شبکه اصلی. این شبکه نیز همانند مورد قبلی توکن بومی خود را با اسم OP دارد.
- zkSync یک شبکه لایه دوم مبتنی بر ZK-Rollups (رولآپ دانش صفر) است که با استفاده از اثباتهای رمزنگاری، تراکنشها را به صورت ایمن و بسیار سریع تایید و اجرا میکند. این شبکه میتواند قراردادهای Solidity را با سرعت بالایی اجرا کند و بستر مناسبی برای پیادهسازی اپلیکیشن غیرمتمرکز، پروژههای DeFi و توسعه توکنهای NFT فراهم کرده است. توکن حاکمیتی شبکه zksync نیز با نام ZKS شناخته میشود.
مطلب پیشنهادی: اتریوم چیست؟
آیا لایه دوها جایگزین لایه یک میشوند؟
در این مقاله یاد گرفتید که شبکه لایه دو چیست و چه کاربردی در دنیای بلاکچین دارد. حالا با توجه به مطالبی که خواندید، میتوان گفت که این فناوری توانست چالشهای مقیاسپذیری را حل کند. اما آیا شبکههای لایه دوم میتوانند جای لایههای اول را بگیرند؟
در نگاه اول شاید سرعت بالا و کارمزد پایین لایه دوها این تصور را ایجاد کند که آنها میتوانند کاملا جایگزین لایه اول شوند؛ اما واقعیت چیز دیگری است. لایه اول همچنان ستون اصلی بلاکچین باقی میماند، زیرا امنیت و غیرمتمرکز بودن شبکه در همین لایه تامین میشود.
توجه کنید که شبکه لایه دوم برای عملکرد خود به لایه اول متکی است و بدون آن نمیتواند تراکنشها را نهایی یا از حملات جلوگیری کند. در واقع لایه دومها نقش یک مکمل قدرتمند را در اکوسیستم بلاکچین دارند؛ به همین دلیل آینده شبکه لایه دو را میتوان در همکاری با شبکههای اصلی دید؛ نه جایگزینی آنها.
با این حال شبکههای لایه دو مثل آربیتروم و آپتیمیزم، با توجه به ویژگیهای خود میتوانند رشد خوبی را در آینده تجربه کنند. شما چه نظری در این باره دارید؟ آن را با ما به اشتراک بگذارید.
