لایه دو اتریوم ETH 2

مقدمه

بلاک چین ها دیگر تنها یک کلمه کلیدی نیستند. محبوبیت روزافزون موضوعات شگفت‌انگیزی مانند کریپتوکارنسی، امور مالی غیرمتمرکز (DeFi) و توکن‌های غیرقابل تعویض(NFT)، باعث شده است که بلاک چین‌ها و به‌ویژه اتریوم، در مسیر افزایش پذیرش توسط افراد بیشتری قرار بگیرند.

بلاک چین ها بر سه پایه استوار هستند: غیر متمرکز بودن، امنیت و مقیاس پذیری. این موضوع اغلب به عنوان تعادل سه گانه ی بلاک چین شناخته می‌شود، جایی که برآوردن هر سه الزام دور از ذهن به نظر می‌رسد. در حالی که همه بلاک چین ها غیرمتمرکز و ایمن هستند، درجه مقیاس پذیری آنها با یکدیگر متفاوت است. بلاک‌چین‌ها عمدتاً مقیاس‌پذیری را به خطر می‌اندازند تا دو فاکتور دیگر را رعایت کرده باشند. مقیاس پذیری در درجه اول به ظرفیت تراکنش یا تعداد تراکنش در ثانیه (TPS) اشاره دارد که معیاری برای کارایی و عملکرد بلاک چین است و قطعا نمی توان آن را نادیده گرفت.

چرا مقیاس پذیری مهم است؟ بلاک چین ها هنوز با سیستم های متمرکز درگیر هستند و هیچ کس نمی داند چه مدت ممکن است طول بکشد تا سیستم های پرداخت مبتنی بر بلاک چین در سراسر جهان مورد پذیرش قرار گیرند.برای برنده شدن در این مبارزه، بلاک چین ها باید از پلتفرم های متمرکز سنتی بهتر عمل کنند، به این معنی که آنها باید سرعت های باورنکردنی داشته باشند. متأسفانه، حتی امروز، پس از دستیابی به سطح خوبی از پذیرش در سراسر جهان، بیت کوین به دلیل 7 TPS در مقایسه با یک1000+ TPS ویزا مورد انتقاد قرار می گیرد.

بلاک چین لایه دو چیست؟ 

بیایید بفهمیم که چگونه فناوری نگرانی مقیاس پذیری سیستم های بلاک چین را حل می کند. بلاک چین لایه یک به بلاک چین های پایه یا بنیادی مانند بیت کوین و اتریوم اشاره دارد. زنجیره بلوکی دیگری که به نام لایه دو شناخته می شود در بالای لایه اول ساخته شده است تا چالش مقیاس پذیری را برطرف کند.

اساساً، لایه دو یک زنجیره تکمیلی است که در بالای زنجیره اصلی برای کاهش بار آن ساخته شده است. این لایه تراکنش ها را پردازش می کند و مقیاس پذیری را افزایش می دهد. به عنوان مثال، بیت کوین از شبکه لایتنینگ برای پرداخت های خارج از زنجیره استفاده می کند. به همین ترتیب، لایه دو اتریوم، که در بالای شبکه اصلی اتریوم قرار دارد، با مشکل افزایش توان تراکنش مقابله می کند. اتریوم در حال حاضر با حداکثر ظرفیت بیش از یک میلیون TPS کار می کند. علاوه بر این، تقاضا هر روز در حال افزایش است و بنابراین به سرعت و کارایی بسیار بالاتری نیاز دارد. همچنین با افزایش تقاضا، gas fee و کارمزد تراکنش افزایش می‌یابد و در نتیجه کاربرانی که توان پرداخت این هزینه ها را ندارند و نمی‌توانند آن‌ها را بخرند، از بازار خارج می‌شوند. به همین دلیل است که لایه دو وارد عمل می شود. لایه دو با تبدیل درخواست ها به بسته ها و پردازش آنها در حالی که داده ها را از لایه یک می گیرد، بار قابل توجهی را از لایه یک حذف می کند. در نهایت، نتایج را روی لایه یک ارسال می کند و در نتیجه هویت واقعی خود را حفظ می کند. به خاطر این که لایه دو تراکنش ها را بسته بندی می کند و آنها را پردازش می کند، هزینه ها کاهش می یابد و کارمزد تراکنش برای هر کاربر به حداقل می رسد. در نتیجه، مقرون به صرفه بودن پلتفرم اتریوم را بهبود می بخشد تا بتواند کاربران بیشتری را داشته باشد.

تفاوت لایه دو با لایه یک اتریوم

لایه دو با لایه یک تفاوتی اساسی دارد. لایه یک شامل بلاک چین اصلی، تولیدکنندگان بلوک، اپراتورهای گره، مکانیسم اجماع و تاریخچه همه تراکنش ها است. لایه دو چه چیزی دارد؟ وظیفه لایه دو کاهش بار تراکنش با دسته بندی تراکنش ها، پردازش آنها از زنجیره و بعدا ارسال اثبات نهایی به لایه یک است. همه اینها هیچ تغییری در عملیات لایه یک ایجاد نمی کند. به طور خلاصه، در حالی که لایه یک تراکنش ها را با ویژگی های عدم تمرکز و امنیت حفظ می کند، لایه دو از پردازش تراکنش ها و رسیدگی به مسائل مقیاس پذیری مراقبت می کند.

با حذف بار تراکنش از لایه پایه، یعنی لایه یک، تراکم کمتر شده و مقیاس پذیرتر می شود. این لایه ها با هم به صورت پشت سر هم کار می کنند تا مشکل سه گانه ی بلاک چین را حل کنند. به زبان ساده، لایه دو مانند بزرگراه های اضافی طراحی شده در بزرگراه اصلی، برای لایه یک عمل می کند تا ترافیک را منحرف کند و ازدحام را کاهش دهد.

مزایای لایه دو اتریوم

لایه دو اتریوم چندین مزیت اساسی را ارائه می دهد:

• کاهش کارمزد تراکنش: با کاهش بار تراکنش‌های لایه یک، پرداخت‌های خارج از زنجیره متعدد با هم ترکیب می‌شوند و این امر کارمزد تراکنش‌ها را کاهش می‌دهند و اتریوم را مقرون به صرفه می‌کنند.
• حفظ امنیت: در حالی که لایه دو به افزایش مقیاس پذیری کمک می کند، تراکنش ها بر روی لایه یک، یعنی تنها شبکه اصلی اتریوم، بدون به خطر انداختن امنیت، تسویه می شوند. این به معنی داشتن امنیت بالا مثل سابق است.
• گسترش برنامه‌ها: از آنجایی که ظهور فناوری لایه دو مقیاس‌پذیری و سرعت را بهبود می‌بخشد و هزینه‌ها را کاهش می‌دهد، پروژه‌های بیشتری برای کشف ویژگی‌های اتریوم جریان خواهند داشت.

معایب لایه دو اتریوم

اگرچه لایه دو اتریوم راهکارهای مقیاس پذیری عالی را ارائه می دهد، اما از محدودیت های خاصی نیز رنج می برد:

• حذف نقدینگی از بلاک چین پایه: مزیت اصلی بازارهای مالی نقدینگی بالا است که امکان انجام معاملات بیشتر را فراهم می کند. اتریوم از برنامه‌های غیرمتمرکز (dApps) استفاده می‌کند که نقدینگی آن‌ها در صورت وجود لایه‌های مجزا در بلاک چین می‌تواند به طور نابرابر پخش شود. بنابراین، لایه دو تأثیر قابل توجهی بر نقدینگی Ethereum Mainnet را ایجاد می کند که تأثیر نامطلوبی بر تأمین بلاک چین خواهد داشت.
• زمان اضافی و مشکلات در ردیابی: از آنجایی که چندین لایه در بالای پلتفرم پایه اتریوم ساخته شده است، dApps به رابط های بیشتری برای انتقال داده نیاز دارد. این به نوبه خود مستلزم ایجاد حساب های اضافی است. در نتیجه، پیگیری نقل و انتقالات وجوه خود را برای کاربران دشوار می کند.
• مسائل مربوط به قابلیت همکاری: اتریوم اساساً برای حفظ قابلیت همکاری طراحی شده است. با این حال، با وجود چندین لایه، این همکاری ممکن است مختل شود زیرا dApp یک لایه دو ممکن است با لایه دو دیگر یا حتی لایه یک آن تعامل نداشته باشد.

انواع راهکار های لایه دو

راهکار های مقیاس بندی لایه دو اتریوم در طیف گسترده ای از انتخاب ها وجود دارد. بیایید برخی از این موارد را در اینجا بررسی کنیم.

Rollups

در حال حاضر پرطرفدارترین راهکار مقیاس پذیری برای لایه دو اتریوم است. علت این امر این است که می تواند به کاهش قابل توجه هزینه gas برای کاربران کمک کند.

Rollup چگونه کار می کنند؟

همانطور که از نام آن پیداست، Rollup ها چندین تراکنش را در یک تراکنش در لایه یک دسته بندی می کنند. در نتیجه، تراکنش ها در خارج از لایه یک پردازش می شوند و به لایه یک ارسال می شوند. علاوه بر این، از آنجایی که تراکنش‌ها در چندین بسته در لایه یک گروه‌بندی می‌شوند، هزینه‌های تراکنش را بین همه کاربران در مجموعه‌ها توزیع می‌کند و کارمزد هر کاربر را کاهش می‌دهد.

در مرحله بعد، بر اساس نحوه ارسال داده های تراکنش در لایه یک، مجموعه ها به دو نوع طبقه بندی می شوند:

• مجموعه های خوش بینانه(Optimistic Rollups)

جمع آوری های خوش بینانه به موازات زنجیره اصلی اتریوم اجرا می شود. بنابراین، آنها بر روی لایه پایه اتریوم اجرا نمی شوند. بلکه در بالای آن کار می کنند. در نتیجه، می توانند قراردادهای هوشمند را به طور موثر اجرا کنند. نقطه قوت اصلی مجموعه‌های خوش‌بینانه این است که هیچ محاسباتی را به‌طور پیش‌فرض انجام نمی‌دهند و در نتیجه مقیاس‌پذیری را از ده تا صد برابر افزایش می‌دهند. با این حال، یک محدودیت کلیدی برای آن ها این است که دوره های طولانی تری را تجربه می کنند.

• Zero-Knowledge Rollups

مجموعه‌های Zero-Knowledge یا مجموعه‌های ZK با کاهش بار محاسباتی در لایه یک با ایجاد یک اثبات رمزنگاری یا اعتبار هر بار که وضعیت لایه یک تغییر می‌کند، عمل می‌کنند. آنها چند مزیت را ارائه می دهند. به عنوان مثال، جابجایی پول از لایه دو به لایه یک مستلزم تأخیر نیست زیرا آنها قبلاً تأیید اعتبار را با استفاده از اثبات اعتبار انجام داده اند. علاوه بر این، از آنجایی که داده ها در لایه یک باقی می مانند، غیرمتمرکز و ایمن هستند. 

پلاسما

علاوه بر Rollups، یک نوع دیگر از راهکار مقیاس بندی لایه دو وجود دارد. پلاسما از تکنیک هایی مانند قراردادهای هوشمند و ساختار درختی مرکل برای انجام عملیات مقیاس بندی استفاده می کند. زنجیره‌های متعددی ایجاد می‌کند که به عنوان آینه‌ای از زنجیره اصلی اتریوم عمل می‌کنند و تأیید را تسهیل می‌کنند. سیستم‌های پلاسما با ریختن بیشتر تراکنش‌ها به زنجیره‌های فرزند، هزینه‌های تراکنش را کاهش می‌دهند و توان عملیاتی بلاک چین را افزایش می‌دهند.

راهکار ها و پروژه های مقیاس پذیری لایه دو اتریوم

در حالی که راهکار های مورد بحث در پاراگراف های بالا به طور کلی به لایه دو مربوط می شود، محتوای زیر در مورد راهکار های مقیاس پذیر مشابه با اشاره به بلاک چین اتریوم صحبت می کند.

• Starkware: این یک راه‌حل مقیاس‌پذیری لایه ۲ است که مخصوص اتریوم است و به صورت سه محصول StarkNet، StarkEx و Cairo ارائه می‌شود.
• StarkNet از مجموعه ZK برای اتریوم استفاده می کند و dApps را برای دستیابی به مقیاس پذیری بالا تقویت می کند. موتور StarkEx از سال 2020 در Mainnet مستقر شده است و از پروژه هایی مانند Immutable، DerversiFi و غیره پشتیبانی می کند. Cairo زبان کامل تورینگ برای این محصولات است که امکان مقیاس‌بندی dApps را فراهم می‌کند.
• Arbitrum یک راهکار لایه دو است که ویژگی های حریم خصوصی اضافی را ارائه می دهد و به ویژه برای مقیاس بندی برنامه های DeFi در اتریوم استفاده می شود.
• Optimism: Optimism یا Optimistic Ethereum یک ماشین مجازی اتریوم (EVM) بر اساس پروتکل Optimistic Rollups است. بسیار ساده و امن است و شرکت کنندگان می توانند از دروازه آن برای ورود و خروج از شبکه استفاده کنند.

نمونه هایی از پروژه های معروف لایه دو اتریوم

• Polygon (MATIC): Polygon یک راهکار مقیاس بندی لایه دو است که بر روی اتریوم کار می کند و پروژه هایی مانند Sushiswap و Quickswap بر اساس آن هستند. این پروژه مقیاس پذیری بالایی ارائه می دهد و دو به توان 16 تراکنش در هر بلوک را اجرا می کند.
• Loopring (LRC): Loopring یکی دیگر از راهکار های مقیاس پذیر مشابه در اتریوم است که ویژگی هایی را برای پرداخت ها و نقل و انتقالات و مبادلات غیرمتمرکز (DEX) ارائه می دهد. سرویس Loopring با توکن اصلی خود LRC، کاربران را قادر می سازد ETH را به صورت آنی و با هزینه نسبتاً ارزان تر انتقال دهند.
• بنیاد OMG: بنیاد OMG (که قبلاً شبکه OMG بود)، با Enya دست به دست هم دادند تا Boba Network را بسازند، یک راهکار مقیاس‌پذیری لایه دو اتریوم که برنامه‌نویسان را قادر می‌سازد تا Dapps را مقیاس‌بندی کنند. شبکه Boba، مبتنی بر جمع‌بندی خوش‌بینانه، منجر به افزایش قیمت توکن‌های OMG شد.

سخن آخر

مفهوم لایه دو بلاک چین به چالش مقیاس پذیری در حوزه بلاک چین می پردازد، جایی که سایر پارامترها ، یعنی غیرمتمرکز بودن و امنیت، وجود دارند. تقاضای اتریوم به طور چشمگیری در حال افزایش است که این موضوع نیاز به افزایش توان عملیاتی آن را ایجاد می کند. در همین راستا، اتریوم راه‌حل‌های مختلف مقیاس‌پذیری لایه ۲، از جمله Rollups و Plasma را ارائه کرد. این راه حل ها در سراسر پروژه ها مورد استفاده قرار گرفته اند و اهمیت آنها با بلوغ بلاک چین اتریوم افزایش خواهد یافت.