دليل طبقات بلوك تشين Layer-1 وLayer-2

بواسطة Mohamed Elgamal
تم التحديث وفقاً لـ Doaa Shedded

دليل التعرف على طبقات Layer-1 وLayer-2 في البلوك تشين

إنتشر مصطلح بلوك تشين كثيرا في الآونة الأخيرة وأصبحت التكنولوجيا محل نقاش الكثيرين. هذه التكنولوجيا التقدمية تقدم الكثير من الحلول للبشرية تتميز بالإستدامة والسرعة وأيضا باللامركزية التي تقلل من فرص حدوث غش أو فساد. ومن أهم يميز البلوك تشين هو أنها تتكون من طبقات مختلفة وفي هذا المقال سوف نتحدث عن الطبقتين الأولى والثانية. 

في هذا المقال 

1.تكنولوجيا بلوك تشين.

2.مباديء بلوك تشين.

3.ما هي طبقات Layer-1 و Layer-2 ؟

4.الطبقة الأولى.

5.الطبقة الثانية.

6.كيف تحل الطبقة الثانية مشكلة الرسوم؟

7.حلول الطبقة الثانية المختلفة.

8.الخلاصة.

تكنولوجيا بلوك تشين

تم تطوير هذه التكنولوجيا الحديثة على يد ساتوشي ناكاموتو في عام 2008 الذي أطلق أول عملة مشفرة وهي بيتكوين  Bitcoin USD/BTC وقد أحدثت تكنولوجيا البلوك تشين ثورة في العالم المالي وغيرته بسبب سرعتها الفائقة وطبيعها اللامركزية وقدرتها على تأمين وحماية بيانات المستخدمين. إنتشرت التكنولوجيا حول العالم ونالت إعجاب الإقتصاديين من ناحية ومطوري البرامج والمشفرين من ناحية أخرى وأدى هذا إلى تزايد تبني هذه التكنولوجيا في الأوساط والبلاد المختلفة حتى أصبحت حديث الساعة حول العالم. 

و من أهم مميزاتها هي عدم حاجة المستخدم إلى اللجوء لطرف ثالث أو بنك من أجل إتمام المعاملة المالية ومكن ذلك الأفراد من إتمام المعاملات عن طريق شبكة الند للند. كما أنها لا تطلب من الجهات المستخدمة للتكنولوجيا أن تثق في جهة أو فرد معين من أجل إتمام المعلامات وإنما الثقة تكون موزعة على الشبكة كلها وجميع الأجهزة المشتركة بالشبكة ولهذا السبب تعتبر هذه التكنولوجيا مركزية ومن الصعب إختراقها أو التحكم فيها من خلال جهة واحدة.

تتميز هذه التقنية أيضا بقدرتها على الحفاظ على الشفافية من خلال عرض المعاملات المالية كلها على Blockchain explorer ولكن بدون الكشف عن هوية صاحب المعاملة. وهذا يؤمن المستخدمين بدون أن يعرض معلوماتهم السرية أو الخاصة إلى الخطر وهو ما سهل على السلطات تحديد العمليات المشبوهة على البلوك تشين وحجبها. 

كل هذه المميزات جعلت البلوكتشين حديث العالم وقد تبنت الكثير من الدول هذه التكنولوجيا من أجل تحديث وتطوير شبكاتها الرقمية فالتكنولوجيا يمكن إستخدامها في الكثير من جهات الحياة المالية ولا تقتصر على تكنولوجيا الماليات فقط.

مباديء بلوك تشين 

تعتمد تكنولوجيا البلوك تشين على ثلاث مباديء وهم:

  1. اللامركزية.
  2. القدرة على التوسع.
  3. الأمان. 

ومشكلة البلوكتشين هي عدم قدرة المشاريع على الموازنة بين الثلاث مباديء، فمن أجل أن ينجح مشروع في زيادة الأمان عليه أن يضحي بالقدرة على التوسع. بعض المشاريع مثل سولانا Solana قايضت اللامركزية والأمان من أجل تحقيق قدرة كبيرة على التوسع وحتى الآن لا يوجد مشروع ناجح في تحقيق التوازن بين الثلاث مباديء.

وهذا يأخذنا إلى طبقات البلوكتشين المختلفة وهناك خمس طبقات مختلفة للتكنولوجيا ولكن سوف نناقش الطبقة الأولى والثانية في الفقرة القادمة. 

ما هي طبقات بلوك تشين Layer-1 و Layer-2 ؟

من أجل فهم طبقات البلوك تشين الأولى والثانية تخيل السيناريو بالأسفل.

عندما تريد السفر على الطريق بمركبة يكون لديك الكثير من الخيارات فمثلا: 

  • يمكنك أن تركب سيارة عادية. 
  • يمكنك أن تركب سيارة بقوة الدفع الرباعي.
  • يمكنك أن تركب دراجة نارية.
  • يمكنك أن تركب شاحنة.
  • يمكنك أن تركب باص.
  • يمكنك أن تركب مايكروباص. 
  • يمكنك أن تركب مقطورة. 

كل هذه المركبات المختلفة سوف تأخذك من نقطة البداية إلى نقطة النهاية ولكن لكل منهم تكلفتها وإستخدامها. فمثلا سوف:

  • تأخذ باص إذا كنت تسافر مع مجموعة كبيرة من الناس أكثر من 30 شخص.
  • تأخذ سيارة عادية إذا كنت مسافرا مع مجموعة صغيرة من أربع أشخاص أو أقل.
  • تركب دراجة نارية إذا كنت تريد الوصول سريعا ومسافر وحيدا وتبحث عن تكلفة منخفضة.
  • سوف تأخذ شاحنة كبيرة إذا كنت تنقل أثاثا. 
  • سوف تأخذ مقطورة إذا كنت تنقل بترول أو غاز. 

معنى هذا أن لكل مركبة إستخدام خاص بها وليس من المنطقي تماما أن تسافر بشاحنة مع أهلك مثلا، ولكن من المنطقي أن تسافر أنت و أهلك بسيارة بقوة الدفع الرباعي في الصحراء! 

يمكنك تصور طبقات البلوك تشين المختلفة كمعضلة المركبات بالضبط. فلكل طبقة أهمية في تحقيق الغرض المرجو منها.

طبقة بلوك تشين الأولى Layer-1 

هذه الطبقة هي التي يتم فيها بناء وتطوير شبكة البلوك تشين. وفي هذه الطبقة يتم تأسيس مبدأ الإجماع التي ستقوم عليه البلوك تشين سواء كان آلية إثبات العمل أو آلية إثبات الحصص. 

إذا كان عن طريق آلية إثبات العمل فبالتالي يجب تحديد طريقة تعدين العملات من أجل إصدارعملات جديدة ويجب تحديد ما سيتم فعله بهذه العملة.

 يجب أيضا تحديد الخوارزمية التي سيتم إستخدامها لعتدين العملات والجائزة التي سيحصل عليها من ينجح في فك شفرات الخورازميات وإنتاج كتلة أو بلوك جديد على البلوك تشين. 

يجب أيضا تحديد ما يحتوية البلوك في هذه الطبقة فيمكن أن يحتوي على بعض المعاملات المالية فقط و يمكن أن يحتوي أيضا على عقود ذكية تم تطويرها على الشبكة.

معظم الطبقات الأولى يكون لديها عملات أو coins تعتبر مثلا الدولار واليورو ولكنها رقمية ومشفرة. ومن أشهرها بيتكوين Bitcoin ولايتكوين Litecoin.

بيتكوين Bitcoin ولايتكوين Litecoin

بيتكوين Bitcoin ولايتكوين Litecoin أمثلة لبلوكتشين غرضها تأكيد المعاملات المالية. كما أن لكل بلوكتشين عملتها الخاصة بها والتي تصنف كعملة من الطبقة الأولى لأنها عملة البلوكتشين الرسمية و تستخدم في 

  • دفع رسوم التحويلات والمعاملات المالية على الشبكة.
  • تستخدم في توزيع الجوائز على المعدنين الذين ينتجون عملات جديدة عن طريق خوارزمية التعدين.
  • يحق للمعدنين التصويت على القرارات المتعلقة بالبلوك تشين. 

يمكن أيضا إستخدام بيتكوين ولايتكوين كعملات تحفظ القيمة أو من أجل شراء السلع التجارية المختلفة. 

إيثيريوم Ethereum 

بلوك تشين إيثيريوم كانت قائمة على بروتوكول إثبات العمل قبل أن تتغير إلى إثبات الحصص ولكنها مثل بيتكوين ولايتكوين يمكن أن تستخدم من أجل إتمام المعاملات المالية المختلفة ولكن يزيد على ذلك قدرة الشبكة على السماح بتطوير وبناء العقود الذكية عليها. والعقود الذكية هي عبارة عن برمجيات متطورة تسمح بتطوير البرامج والتطبيقات اللامركزية على البلوك تشين. 

مميزات الطبقة الأولى Layer-1 

للطبقة الأولى على البلوك تشين مميزات كثيرة أهمها هي تمتعها بالأمان والحماية الشديدة وذلك بسبب طبيعتها اللامركزية. فالبلوك تشين يمكن تشبيها بالدفتر المنسوخ والموزع منه نسخ كثيرة على حواسيب منتشرة حول العالم. 

هذا يزيد من نسبة الأمان على الشبكة لأن المعلومات موجودة على جميع الحواسيب، فبالتالي من يريد إختراق الشبكة عليه أن يخترق جميع الحواسيب التي تستخدم الشبكة ولهذا السبب كلما زاد عدد الحواسيب المتسخدمة للطبقة الأولى كلما زاد تأمين الشبكة. 

من ناحية أخرى كلما زاد عدد الحواسيب كلما كانت قوة التصويت على هذه الشبكة كانت لامركزية أكثر وموزعة بشكل متعادل ما بين المستخدمين. تخيل مثلا لو أن 60% من الأجهزة المستخدمة لبلوك تشين معينة تابعة لجهة أو شركة واحدة، هذا يعني أن هذه الجهة يمكن أن تتحكم في هذه البلوك تشين بصورة دائمة نظرا لأنها ستحصل على أغلبية الأصوات عند إتخاذ قرارات متعلقة بمستقبل الشبكة. 

سببا آخر يدفع الكثيرين إلى إستخدام الطبقة الأولى هو شدة الخصوصية على هذه الطبقة وخصوصا على شبكة مثل مونيرو Monero لأن هذه الشبكة تتميز بحفظها الشديد لخصوصية مستخدميها وعدم السماح لأحد بالإطلاع على بيانات تخصهم، حيث أنها لا تطلب منهم أصلا مشاركة أي بيانات شخصية. 

لهذا السبب يفضل الكثيرين إستخدام شبكات الطبقة الأولى وبالأخص بيتكوين Bitcoin ولايتكوين Litecoin وعلى الأخص مونيرو Monero نظرا لقدرة الأخيرة الشديدة على حفظ الخصوصية. 

تذكر دائما أن الكريبتو التي تستخدمها بلوك تشين الطبقة الأولى هي عملة وليست توكن أو رمز. 

عيوب طبقة بلوك تشين الأولى Layer-1 

تخيل نفسك عندما تذهب للسوبرماركت صباحا وهو فارغ. تتحرك بسهولة داخل المكان وبحرية كما أنك بإمكانك الإنتهاء من شراء مشترياتك بسرعة وبسهولة بدون أن تقضي وقتا طويلا. 

ولكن عندما تذهب إلى هذا السوبرماركت في وقت مزدحم، ستقضي الكثير من الوقت تبحث عن الأشياء التي تريدها وقد تكتشف أن منتج معين ليس متاح بسبب الضغط عليه كما أنك سوف تقضي وقتا طويلا في طابور من أجل الإنتهاء من عملية الشراء. 

تخيل لو أن هناك خيار بأن كل من سيدفع نسبة معينة من الأموال سوف يذهب إلى رأس الطابور والباقي سوف ينتظر بالخلف، إذا لم يكن معك المبلغ المطلوب سوف تنتظر وقتا طويلا جدا كي تحاسب على مشترياتك. 

هذا السيناريو يلخص مشكلة طبقات Layer-1 التقليدية. هذه الطبقات نظرا لقدرتها التأمينية العالية ومركزيتها الشديدة بطيئة في الإنتهاء من التحويلات والعمليات المالية ووقت إصدار كتلة أو بلوك عليها قد يبلغ عشر دقائق مثل بيتكوين Bitcoin

فمعظم هذه الشبكات لا تتعدى سرعتها المئة عملية في الثانية. مثلا دوج كوين Dogecoin أسرع من بيت كوين (سبع عمليات في الثانية) وتستطيع أن تتم ثلاثين عملية في الثانية بينما سرعة لايتكوين 56 عملية في الثانية. 

هذا يعتبر بطيء جدا مقارنة بقدرة بوليجون Polygon وهي أشهر بروتوكول طبقة ثانية حاليا على إتمام أكثر من 7000 آلاف عملية في الثانية الواحدة!

ينتج عن هذا أنه في الوقت الذي يزداد عليه الضغط على هذه الشبكات ترتفع أسعار إتمام التحويلات جدا بشكل جنوني بسبب الضغط الشديد على شبكة لا تستطيع أن تتحمل هذا الضغط وهذه أكبر مشكلة تعاني منها الطبقة الأولى بالبلوك تشين. ولهذا السبب يعتبر الكثير من الناس هذه الطبقة مخصصة فقط لبناء وتطوير البنية الأساسية للشبكة. 

طبقة بلوك تشين الثانية Layer-2 

وهنا يأتي دور الطبقة الثانية في تقديم حلول تسمح بالتوسع بدون الضرر بالشبكة أو الحاجة لدفع رسوم عالية جدا للغاز أو لإتمام المعاملات والإنتظار لفترات طويلة أيضا. 

الطبقة الثانية على شبكات البلوك تشين هي التي تقدم الحلول التي سوف تساعد على تمكين الأغلبية من إستخدام التكنولوجيا. فتركيز هذه الطبقة هو على:

  •  تخفيض رسوم الغاز 
  • زيادة قدرة البلوك تشين على معالجة عدد أكبر من التحويلات في الثانية. 
  • السماح للمطورين ببناء التطبيقات المركزية المختلفة على المنصات الخاصة بالطبقة الثانية. 

هذه المشاريع والحلول ليس لديها عملات وإنما لديها رموز أو توكنز مثل مايتك MATIC التابعة لمشروع بوليجون Polygon

والرموز تعتبر مثل السائح الضيف على بلدك فهذه ليست بلده الأساسية. فالرموز تنتمي للمشروع وليس للبلوك تشين الأساسية. 

كيف تفعل الطبقة الثانية هذا؟

هل تذكر مثال المركبات وأن كل مركبة لها إحتياج خاص؟ هذا هو ما تفعلة الطبقة الثانية وحلولها. 

فهناك حلول خاصة من أجل التحويلات المالية الصغيرة وهناك حلول خاصة من أجل التحويلات الكبيرة كما أنه هناك حلول تخص بناء وتطوير العقود الذكية وخفض تكاليف تشغيلها. وعادة ما تخفض هذه الحلول رسوم الغاز بأكثر من 90% بل وأحيانا 99% 

يمكن تحقيق التوسع على مستوى القاعدة الأساسية للبلوك تشين أو عن طريق بناء بلوك شتين جديدة فوق البلوك تشين الأساسية وهذا مثلا يحدث بكثرة على إيثيريوم. 

هذه الحلول تسمح أيضا لتكنولوجيا البلوك تشين بمنافسة فيزا التي تستطيع حاليا أن تتم أكثر من 100 ألف معاملة في الثانية وهذا رقم كبير جدا يجب على البلوك شتين التغلب عليه من أجل إقناع الأغلبية بتبني التكنولوجيا.

الحل الأول

رفع المعاملات كلها معا كمعاملة واحدة بطريقة تراكمية أو RollUP  وينقسم هذا الحل إلى شقين

الأول هو رفع المعاملات عن طريقة برهان المعرفة الصفرية أو Zero Knowledge Proof

هذا الحل أسرع بكثير وأكثر كفاءة حيث أنه يمكن المستخدم من دمج عدة معاملات تحت معاملة واحدة من اجل تقليل الرسوم والوقت المستغرق على البلوك تشين الأساسية وهذا الحل يتم إستخدامه مثلا في شبكة الضوء الخاصة ببيتكوين Bitcoin Lighetning Network والتي نجحت في رفع كفاءة بيتكوين في إتمام عمليات أكثر في الثانية وبتكلفة أقل. 

تستخدم بلوك تشين بوليجون Polygon هذا الحل أيضا من أجل توسيع قدرة شبكة إيثيريوم Ethereum على إتمام عمليات أكثر في الثانية وبتكلفة أقل من التكلفة المعتادة على الشبكة. 

هذا الحل مناسب للعمليات المالية فقط ولا يناسب المبرمجين الذين يريدون بناء وتطوير عقود ذكية بتكلفة منخفضة. 

الثاني هو رفع المعاملات عن طريقة التراكمية المتفائلة أو Optimistic Rollups 

إذا كانت طريقة برهان المعرفة الصفرية أعلى في الكفاءة والسرعة فلماذا نستخدم طريقة التراكمية المتفائلة؟ 

ببساطة لأن هذه الحلول لديها الآلة الإفتراضية الخاصة بها على غرار مثلا EVM أو Ethereum Virtual Machine وهي آلة إثيريوم الإفتراضية والتي تسمح لبلوك تشين إيثيريوم Ethereum بالسماح ببناء وتتطوير العقود الذكية. 

هذا يعني أن حلول التراكمية المتفائلة تسمح للمبرجمين ببناء وتطوير عقود ذكية على شبكة إيثيريوم ولكن بتكلفة منخفضة عن التكلفة العادية بنسبة عالية، كما أن السرعة على هذه الحلول أسرع بكثير من السرعة على الطبقات الأولى وإن كانت أبطأ من السرعة التي يقدمها برهان المعرفة الصفرية. 

يلاحظ أن الحلان يقدمان نفس الفكرة وهي جمع عدة تحويلات وعمليات خاصة بالبلوك تشين ودمجها في عملية واحدة من أجل تقليل الرسوم وتسريع عملية قبول العملية.

الحل الثاني شبكات البلوك تشين الجانبية 

وهذه الشبكات غرضها هو تقليل الحمل على البلوك تشين الأساسية عن طريق بناء بلوك تشين جانبية تتحمل أعباء وجهود عمليات التحويل وبناء العقود الذكية. 

من أشهر الأمثلة لهذا الحل هي بلوك تشين بوليجون Polygon و أربيترام Arbitrum و أوبتيميزم Optimism وهذه الحلول تقدم نفس الفكرة على شبكة إيثيريوم وهي بناء بلوك تشين جانبية من أجل تخفيف الحمل من على البلوك تشين الأساسية وبالتالي ينتج عن هذا تخفيض التكلفة على البلوكتشين الأساسية والجانبية وزيادة السرعة على الإثنان أيضا نتيجة لتخفيف الضغط.

لا يمكن للبلوك تشين الجانبية أن تعمل بدون البلوك تشين الأساسية ولكن العكس صحيح. هذه الشبكات الجانبية ترسل البيانات للبلوك تشين الأساسية حتى تحدثها ولكن العمل يقوم بشكل كامل على آلاتها الإفتراضية.

الحل الثالث بلازما أو Plasma 

هذا الحل لايزال تحت التجربة ولكنه بإختصار يسمح بطريقة شبيهة للشبكات الجانبية بوجود شبكات أطفال أو Child chains تقوم بتمرير العمليات المختلفة والتي تضمن عمليات مالية أو تطوير وبناء عقود ذكية. 

هذا الحل أيضا الغرض منه تخفيض الضغط على البلوك تشين الأساسية وقد تم إقتراحه من قبل فيتالك بيوتارين وجوزيف بوون. 

الحل الرابع القنوات أو Channels 

عندما تدفع ببطاقة فيزا أو ماستركارد فأنت لا تدفع بأموال حقيقية ولكنك ترسل رقم إفتراضي لما تساويه هذه العملية المالية وبما أن الدولار على تطبيقات البنوك الإفتراضية يساوي دلاور نقدي فهذا يجعل هذه العملية ممكنة.

القنوات تستعمل نفس المبدأ ولكن على البلوك تشين وشبكة الضوء Bitcoin Lightening Network تفعل هذا مثلا من خلال فتح قناة تعامل مالية ما بين شخصان ثم يضع كل شخص نسبة معينة من البيتكوين Bitcoin في هذه القناة ويتم حجز هذه النسبة حتى تنتهي جميع التعاملات ما بين الطرفين ثم بعد ذلك تحدث التسوية المالية. 

عيوب الطبقة الثانية

كانت الفقرة الماضية مليئة بمنافع الطبقة الثانية ولكن هل لهذه الطبقة عيوب؟ بالطبع نعم. 

عالم البلوكتشين عموما جديد ولا يزيد عمرة عن 13 سنة تقريبا وبالتالي هو مليء بالتجارب والأخطاء من أجل تحسين وتطوير الشبكات المختلفة. 

اللامركزية

الكثير من الحلول المقدمة تكون عن طريق بلوكتشين جانبية قائمة على مبدأ إثبات الحصص والذي يتعبره البعض ضد اللامركزية التي تقوم عليها فلسفة البلوك تشين. بوليجون Polygon مثلا تعتبر شبكة مركزية جدا مقارنة بإثيريوم. وهذا بسبب أن الحواسيب المسئولة عن تأمين الشبكة وإتمام المعاملات عددها أقل بكثير من تلك التي تؤمن إيثيريوم أو غيرها من الشبكات اللامركزية. 

الأمان

تعتبر بلوكتشين سولانا Solana دمج ما بين الطبقة الأولى والثانية نظرا لأنها سريعة جدا وقد تصل سرعتها إلى أكثر من 60 ألف معاملة في الثانية و أيضا تسمح ببناء العقود الذكية عليها وتقوم على مبدأ إثبات الحصص. إلا أنها سهلة الإختراق نظرا لأن المطورين قد ضحو باللامركزية والأمان على حساب قدرة البلوكتشين على التوسع وإتمام معاملات أكبر. وهذه المشكلة تعاني منها أشهر حلول الطبقة الثانية وعلى الأخص بوليجون Polygon

الخلاصة

هذه الحلول لازلت تحت التجربة وقد نجحت بعض هذه الحلول في تقديم وسائل حماية لا تعرض المستخدمين للخطر ولكن الكثير من مشاريع الطبقة الثانية قد تعرضت لإختراقات نتج عنها سرقة ملايين الدولارات في السنوات الماضية وهذا يعني أنه لازال الطريق طويلا أمام هذه الحلول من أجل أن تنال إعجاب الكثير من الناس ويبدأ الأغلبية في إستخدامها. 

إخلاء مسؤولية

جميع المعلومات المنشورة على موقعنا الإلكتروني تم عرضها على أساس حسن النية ولأغراض المعلومات العامة فقط. لذا، فأي إجراء أو تصرف أو قرار يقوم به القارئ وفقاً لهذه المعلومات يتحمل مسؤوليته وتوابعه بشكل فردي حصراً ولا يتحمل الموقع أية مسؤولية قانونية عن هذه القرارات. في موقع Learn غايتنا الأولى هي توفير معلومات رفيعة المستوى. فنوف المحتوى التعليمي حقه من التحديد والبحث والابتكار لنضمن تقديم كل ما هو مفيد وممتع لقرائنا. وللحفاظ على هذا المستوى والاستمرار في صنع محتوى رائع وممتع ومفيد، قد يكافئنا شركاؤنا بعمولة لذكرهم في مقالاتنا. إلا أننا نود أن نؤكد أن هذه العمولات لا تؤثر بأي شكل على نزاهتنا في صنع محتوى محايد أمين ومفيد لقرائنا الأعزاء دون تحيز أو تفضيل على الإطلاق.