راه کارهای لایه دوم بلاک چین ، به راه حل‌هایی گفته می‌شود که هدف آن‌ها حل مشکل سرعت پردازش تراکنش‌ها یا مساله مقیاس‌پذیری در بلاک چین‌هاست. همانطور که در مقاله بیت کوین چیست؟ و اتریوم چیست؟ توضیح دادیم، بلاک چین‌های قدیمی ارز دیجیتال برای زمان خود طراحی شده‌اند و توسعه‌دهندگان اولیه آن‌ها پیش‌بینی دقیقی از میزان استقبال مردم در آینده نداشته‌اند.
هنگامی که در جهان توجه زیادی به پلتفرم‌های بلاک چینی شد و مردم وارد دنیای ارزهای دیجیتال شدند، مشکلات زیرساختی بلاک چین‌های قدیمی همچون بیت کوین و اتریوم مشخص شد. این شبکه‌ها توانایی بسیار پایینی در پردازش تراکنش‌ها داشتند و هنگامی که موج عظیمی از معاملات بر روی آن‌ها انجام می‌شد، این بلاک چین‌ها عملا قفل می‌شدند و تراکنش‌ها در زمان بسیار طولانی و با کارمزد بسیار بالا انجام می‌شدند.
به همین دلیل پروژه‌های جدید ارز دیجیتال همچون کاردانو، به شکلی طراحی شدند که مشکل مقیاس‌پذیری (سرعت انجام تراکنش) بر روی آن‌ها برطرف شده باشد؛ ولی با این حال بیت کوین و اتریوم توانسته بودند جایگاه خوبی در میان مردم جهان پیدا کنند و استقبال بیشتر از آن‌ها باعث شد تا توسعه‌دهندگان به فکر راه‌حل‌هایی برای حل مشکل این بلاک چین‌های قدیمی باشند.
این راه حل‌ها به دو دسته راه کارهای لایه یک و راه کارهای لایه دو تقسیم شدند. راه کار لایه یک به راه‌حل‌هایی گفته شد که مستقیما بر روی کدهای اصلی بلاک چین‌های قدیمی اعمال می‌شدند، اما از آنجا که هرگونه تغییر در یک شبکه غیرمتمرکز به نظر مثبت تمام مشارکت‌کنندگان در شبکه نیاز داشت، عملا امکان تغییرات اساسی در کد شبکه‌هایی همچون بیت کوین و اتریوم و آپدیت آن‌ها وجود نداشت.
بنابراین حل مشکل این بلاک چین‌ها به یک چالش تبدیل شد، تا آنکه راه حل‌های خلاقانه‌ای به وجود آمد که بدون نیاز به تغییر در کد اصلی این شبکه‌ها، می‌توانست مشکل مقیاس‌پذیری در آن‌ها را حل کند. این راه حل‌ها، راه کارهای لایه 2 بلاک چین یا Layer2 Solutions نامیده شدند.
در این مقاله، ابتدا با ذکر مثال و به زبان ساده توضیح می‌دهیم که راه کارهای لایه دوم بلاک چین چیست؟ و سپس به بیان مفهوم LAYER2 در شبکه بلاکچین خواهیم پرداخت. در ادامه مقاله نیز به معرفی انواع راه حل های مقیاس بندی لایه 1 و 2 در بلاک چین خواهیم پرداخت. چنانچه به مسائل پایه‌ای بلاک چین علاقه‌مند هستید، توصیه می‌کنیم تا انتهای این مقاله همراه داموندمگ باشید.
راه کارهای لایه دوم بلاک چین چیست؟
بعد از آنکه بیت کوین و اتریوم محبوبیت زیادی میان مردم جهان پیدا کردند و مردم زیادی شروع به استفاده از این بلاک چین ها کردند. مشکل این شبکه‌ها خود را نشان داد. این بلاک چین‌های قدیمی پتانسیل کمی برای پردازش تراکنش‌ها داشتند و هنگامی که این شبکه‌ها با سیلی از تراکنش‌ها مواجه شدند، تعداد زیادی از تراکنش‌ها در صف پردازش ماندند و این بلاکچین‌ها عملا قفل شدند.
در این زمان، استفاده‌کنندگان از شبکه باید مدت زمان زیادی برای انجام تراکنش خود منتظر می‌ماندند و یا آنکه کارمزد بسیار بالایی را برای تراکنش خود پرداخت می‌کردند. این عوامل باعث می‌شد که مقبولیت ارزهای دیجیتال نزد مردم پایین بیاید و امیدی به توسعه و گسترش رمزارزها نباشد.
بنابراین توسعه‌دهندگان علاقه‌مند به دنیای ارزهای دیجیتال، به جستجوی راه‌های پرداختند که به کمک آن بتوانند مشکل مقیاس‌پذیر یا سرعت پردازش تراکنش‌ها را در شبکه بیت کوین و اتریوم بهبود بخشند. بخشی از این راه حل‌ها بر روی کدهای اصلی شبکه‌ها اعمال شدند که به راه حل‌های مقیاس بندی لایه 1 معروف شدند و برخی نیز بر روی لایه دوم اعمال شدند که به راه حل لایه دوم معروف شدند. قبل از آنکه در مورد این راهکارها صحبت کنیم، بهتر است که با مفهوم لایه دوم شبکه بلاکچین آشنا شویم.
مفهوم LAYER2 در شبکه بلاکچین
در قسمت قبل گفتیم که توسعه دهندگان برای حل مشکل مقیاس‌پذیری، راه حل‌های لایه اول را بر روی کد اصلی بلاک چین‌ها اعمال کردند. مثلا میزان اطلاعات ثبت شده هر تراکنش بر روی بلاک‌ها را کاهش دادند و به این وسیله باعث شدند که هر کدام از بلاک‌ها تعداد بیشتری تراکنش را در خود جای دهند.
البته این تغییرات جزیی بودند و نمی‌توانستند مشکلات مقیاس‌پذیری را حل کنند. برای حل مشکل سرعت تراکنش‌ها بر روی بلاک چین نیاز به تغییرات اساسی در کد بود. اما تغییرات ساختاری در بلاکچین به همین سادگی نیست و اکثر مشارکت‌کنندگان در شبکه یا همان نودها باید با این تغییرات موافق باشند.
در طول سال‌ها چندین توافق برای حل مشکل بلاکچین بیت کوین انجام شد و هاردفورک‌هایی همچون بیت کوین کش و لایت کوین از زنجیره اصلی آن جدا شدند و ارزهای دیجیتال جدیدی را به وجود آوردند. با این حال هنوز هم استقبال مردم از بیت کوین بیشتر بود و هاردفورک‌های بیت کوین نتوانستند جایگزین آن شوند. برای آشنایی بیشتر با هاردفورک، مقاله هاردفورک چیست؟ را مطالعه کنید.
بنابراین از آنجا که به وجود آوردن یک ارز دیجیتال جدید برای حل مشکل مقیاس‌پذیری موثر نبود و در ضمن امکان تغییرات اساسی در بلاک چین بیت کوین نیز وجود نداشت، توسعه‌دهندگان به دنبال راه حل‌هایی رفتند که بدون تغییر در کد اصلی بتوانند مشکل را حل کنند. یعنی به دنبال کارهایی رفتند که در یک سطح جدید به نام لایه دو کارها را انجام دهند و سپس نتیجه این کارها را به بلاکچین اصلی گزارش دهند. اگر فهم این تعریف سخت بود، نگران نباشید، در بخش بعدی با ذکر مثال آن را توضیح می‌دهیم.
توضیح راه حل لایه دوم با مثال
اگر چندین سال قبل قصد دریافت گذرنامه داشتید، باید مستقیما به پلیس گذرنامه مراجعه می‌کردید و مراحل مربوط به ثبت اطلاعات و درخواست خود را در این دفاتر انجام می‌دادید. تعداد دفاتر پلیس گذرنامه کم بود و هنگامی که جمعیت زیادی متقاضی پاسپورت بودند، باید در صف‌های طولانی منتظر می‌ماندید. این مشکل همانند تراکنش‌های بیت کوین بود، ظرفیت پردازش شبکه پایین بود و تعداد تراکنش‌ها بالا بود.
حال برای حل مشکل صف‌های اداره گذرنامه، تعداد دفاتر پلیس گذرنامه افزایش یافت، اما این افزایش به معنای آن بود که برای هر اداره باید ماشین‌های گران قیمت چاپ گذرنامه و نیروهای مطمئن استخدام می‌شد، همین باعث می‌شد که اصلاح ساختار و افزایش تعداد دفاتر به کندی صورت گیرد و باز هم جوابگوی متقاضیان نباشد. این وضعیت هم مشابه تغییرات جزیی در کدهای اصلی بیت کوین بود که نتوانست به حل مشکلات مقیاس‌پذیر آن کمک کند.
بنابراین امکان حل مشکل صدور گذرنامه در لایه اول (همان اصلاح ساختار دفاتر پلیس گذرنامه) وجود نداشت. بنابراین یک لایه دوم برای صدور پاسپورت ایجاد شد که دفاتر پلیس به علاوه 10 نامیده شد.
افرادی که در پلیس به علاوه 10 کار می‌کنند، کارمند رسمی پلیس نیستند و به دستگاه‌های چاپ گذرنامه نیز دسترسی ندارند. این کارمندان صرفا اطلاعات متقاضیان را جمع‌آوری و ثبت می‌کنند و پس از جمع‌بندی در اختیار پلیس گذرنامه قرار می‌دهند تا پاسپورت را صادر کند. پلیس به علاوه 10 صادر کننده پاسپورت نیست و فقط اطلاعات را از متقاضی گرفته و به مرجع اصلی انتقال می‌دهد.
راه کارهای لایه دوم بلاک چین نیز همانند دفاتر پلیس به علاوه 10 هستند. این راه کارها برنامه‌ها و کانال‌های دیگری هستند که خارج از بلاکچین اصلی بیت کوین و اتریوم فعالیت می‌کنند. شما تراکنش‌های خود را در این کانال‌ها انجام می‌دهید و هنگامی که تمامی تراکنش‌های خود را انجام دادید، این کانال‌ها بسته می‌شوند و جمع‌بندی کارهای شما را به اطلاع بلاکچین اصلی می‌رسانند.
تراکنش‌هایی که بر روی لایه دوم اجرا می‌شوند، مستقیما بر روی بلاکچین ثبت نمی‌شوند، بلکه یک جمع‌بندی از آن‌ها در اختیار بلاکچین اصلی قرار می‌گیرد. به طور مثال اگر علی، رضا و احمد هر کدام 10، 5 و 3 بیت کوین داشته باشند و اقدام به تبادل بر روی لایه دوم کنند، نتیجه به شکل زیر خواهد بود :
کارهای انجام شده بر روی لایه دوم :
- علی 3 بیت کوین به رضا می‌دهد: موجود فعلی علی 7 و موجود فعلی رضا 8 می‌شود.
- احمد 2 بیت کوین به علی می‌دهد: موجود فعلی علی 9 و موجود فعلی احمد 1 می‌شود.
- رضا 4 بیت کوین به احمد می‌دهد : موجود فعلی رضا 4 و موجود فعلی احمد 5 می‌شود.
جمع‌بندی که لایه دوم به بلاکچین اصلی ارائه می‌دهد :
موجودی علی به 9، موجودی رضا به 4 و موجودی احمد به 5 بیت کوین تغییر کند.
همانطور که مشاهده کردید، در لایه دوم سه تراکنش بین علی، احمد و رضا انجام می‌شود و بیت کوین‌ها مدام جابجا می‌شوند، ولی در نهایت لایه دوم همه این تراکنش‌ها را جمع‌بندی می‌کند و در غالب یک تراکنش به بلاک چین گزارش می‌کند. در نتیجه به جای آنکه سه تراکنش بر روی بلاکچین انجام شود، فقط یک تراکنش انجام می‌شود.
حال حساب کنید که چند هزار تراکنش بین این سه نفر در لایه دو انجام شود، متوجه خواهید شد که لایه دوم چطور حجم تراکنش‌ها را به سمت خود جذب کرده و جمع‌بندی همه آن‌ها را به شبکه اصلی گزارش می‌کند و به این ترتیب حجم تراکنش بر بلاکچین اصلی را کاهش می‌دهد. درست همانند پلیس به علاوه 10 که اطلاعات را از متقاضیان جمع‌آوری می‌کند و به این ترتیب حجم مراجعه متقاضیان به دفتر پلیس گذرنامه را کاهش می‌دهد.
راه حل های مقیاس بندی لایه 1 و 2
از جمله راه کارهایی که برای حل مشکل سرعت تراکنش‌های بیت کوین و اتریوم در لایه 1 و لایه 2 ارائه شده است، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد :
راه کارهای مقیاس بندی لایه اول بلاکچین
- شـاردینگ : در این راه حل، کار اعتبارسنجی و تایید تراکنش‌ها به قسمت‌های گوناگون تکه تکه می‌شود و این تکه‌ها در اختیار نودهای مختلف شبکه قرار می‌گیرد. این قطعه قطعه کردن و تقسیم یک کار میان نودهای گوناگون باعث می‌شود که کار پردازش تراکنش‌ها با سرعت بیشتری انجام شود. برای خواندن اطلاعات بیشتر، می‌توانید مقاله شاردینگ چیست؟ را بخوانید.
- اتریوم 2 : نسل جدید بلاکچین اتریوم است که در آن الگوریتم اجماع اتریوم از اثبات کار به اثبات سهام تغییر می‌کند. این تغییر الگوریتم باعث می‌شود که مقیاس‌پذیری شبکه تا حد بسیار زیادی بالا رود. قرار است تغییر الگوریتم اجماع اتریوم طی چند فاز رخ دهد، در فاز پایانی یک بمب سختی بر روی استخراج اتریوم ایجاد می‌شود و از آن به بعد امکان استخراج آن وجود نخواهد داشت و همه نودها باید خود را به الگوریتم اثبات سهام به روزرسانی کنند. جهت کسب اطلاعات بیشتر، مقاله اتریوم 2 چیست؟ را بخوانید.
راه کارهای لایه دو در بلاک چین
- شبکه لایتنینگ بیت کوین: یک راهکار قدیمی برای حل مشکل مقیاس‌پذیری بیت کوین است، تراکنش‌ها بر روی یک شبکه دیگر به نام لایتنینگ انجام می‌شود و درنهایت جمع‌بندی تراکنش‌ها به بلاکچین اصلی بیت کوین اعلام می‌شود. برخی این راه حل را ناایمن می‌دانند، چرا که همه تراکنش‌ها خارج از زنجیره انجام می‌شود و امکان دستکاری در گزارش ارسالی از شبکه لایتنینگ به بلاک چین وجود دارد. همین امنیت انتقال دارایی را پایین می‌آورد. جهت آشنایی بیشتر، مقاله شبکه لایتنینگ چیست؟ را بخوانید.
- رول آپ های اتریوم (Rollups) : رول آپ ها راه حل های لایه‌ی دوم اتریوم هستند و عملکرد آن‌ها همانند شبکه لایتنینگ بیت کوین است. یعنی تراکنش‌ها بر روی لایه دوم انجام می‌شود و گزارش آن به بلاک چین اصلی ارسال می‌شود. رول آپ‌های گوناگونی به عنوان راه حل لایه دوم برای اتریوم وجود دارد که از جمله مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
اوپتمیستیک رول آپ (Optimistic Rollup)
هر کدام از رول آپ‌های بالا یک ساختار هستند، که برنامه‌های متفاوتی بر پایه آن‌ها ساخته شده و هدف همه آن‌ها افزایش مقیاس پذیری شبکه اتریوم است.
سخن پایانی
ارزهای دیجیتال و بلاک چین‌ها تنها در صورتی می‌توانند مقبولیت مردم و آینده جهان را برای خود کنند که مشکل مقیاس‌پذیری و سرعت پایین پردازش تراکنش‌ها را حل کنند. درست است که بلاکچین‌های جدید طراحی بسیار نوینی برای حل مشکل مقیاس‌پذیر دارند، اما نباید فراموش کنیم که در حال حاضر بیت کوین و اتریوم، پر استفاده‌ترین و محبوب‌ترین بلاک چین‌های جهان هستند.
بنابراین برای مقبولیت و رواج بیشتر صنعت بلاکچین، باید مشکل سرعت تراکنش بر روی شبکه‌های قدیمی بیت کوین و اتریوم را حل کرد. راه کارهای لایه دو ، مجموعه راه حل‌هایی هستند که این کار را انجام می‌دهند و با ایده‌های خلاقانه، سرعت انجام تراکنش‌ها و مقیاس‌پذیری بیت کوین و اتریوم را بالا می‌برند.
در نتیجه تا هنگامی که بلاکچین‌ها مختلف جایگاه واقعی خود را در جهان پیدا کنند، استفاده از این راه حل های لایه دوم برای اصلاح ساختارهای قدیمی ضروری به نظر می‌رسد. این مقاله از صرافی رمز ارز داموند سعی کردیم به صورت کامل و با زبانی ساده در مورد مفهوم لایه دوم در بلاکچین صحبت کرده و انواع راه حل های مقیاس بندی لایه 1 و 2 را به شما معرفی کنیم. امیدواریم توانسته باشیم، اطلاعات شما در این زمینه را ارتقا بخشیم.