بلوكتشين وحدات: حلول قابلة للتوصيل تعزز من اختراق الأداء

البلوكتشين الأحادي يشتهر بالشمولية، ويتولى بشكل مستقل جميع جوانب الشبكة، من تخزين البيانات إلى التحقق من المعاملات وغيرها. بينما توفر بلوكتشين وحدات أداءً ودعماً لتجربة المستخدم السلسة من خلال فصل الوظائف المختلفة للبلوكتشين إلى وحدات مستقلة، مما يحل إلى حد ما مشكلة "المثلث المستحيل".

إيثريوم كأول منصة بلوكتشين تدعم العقود الذكية ، وفرت تربة خصبة للتصميم الوحدات. مع تطور تكنولوجيا البلوكتشين ، بدأت بيئة بيتكوين أيضًا في استكشاف إمكانية الوحدات ، من خلال إضافة وحدات جديدة لتحقيق وظائف متقدمة مثل تحسين حماية الخصوصية أو معالجة المعاملات بشكل أكثر كفاءة أو تعزيز وظائف العقود الذكية.

تمثل التقنية المودولارية فكرة منتج قابلة للفصل أكثر "روحانية"، وسيظهر في المستقبل حلول بلوكتشين أكثر مرونة وقابلية للتخصيص، حيث يمكن إدخال وإخراج مختلف الخدمات والوظائف بسهولة مثل قطع ليغو. هذه المرونة تتيح للمطورين بناء ونشر حلول بلوكتشين بسرعة وفقًا لمتطلبات سيناريوهات التطبيق المحددة.

تحليل بلوكتشين وحدات

عندما نتحدث عن بلوكتشين وحدات، يجب أن نفهم أولاً مفهوم البلوك الواحد. تشتهر سلاسل الكتل الفردية مثل بيتكوين وإيثيريوم بشموليتها، حيث تتحمل بشكل مستقل جميع جوانب الشبكة، من تخزين البيانات إلى التحقق من المعاملات، وصولاً إلى تنفيذ العقود الذكية. في هذه العملية، تلعب سلاسل الكتل الفردية دورًا متعدد الأوجه، حيث تتدخل في جميع المراحل.

خذ الإيثريوم كمثال، يمكن تقسيم بلوكتشين وحدات ناضج عموماً إلى أربعة هياكل تقريباً:

• طبقة التنفيذ
• طبقة التسوية
• طبقة توفر البيانات / طبقة DA
• طبقة الإجماع

من خلال هذه المقارنة، يمكننا فهم كيفية عمل هياكل البلوكتشين المختلفة معًا بشكل أوضح. البلوكتشين الأحادي هو تنفيذ جميع الوظائف على نفس السلسلة، في حين أن البلوكتشين وحدات هو هيكل بلوكتشين جديد يقوم بتفكيك نظام البلوكتشين إلى مكونات أو طبقات متخصصة متعددة، حيث تتولى كل مكون معالجة مهمة معينة، مثل الإجماع، وتوفر البيانات، والتنفيذ، والتسوية.

بلوكتشين وحدات مثل مجموعة من الخبراء، يركزون على التنقيب العميق والابتكار التكنولوجي في مجالاتهم الخاصة. هذه التركيز تجعل بلوكتشين وحدات قادرة على تقديم أداء وتجربة مستخدم ممتازة في وظائف معينة، على سبيل المثال، يمكنهم تقديم سرعة معالجة معاملات أسرع بتكلفة أقل.

فيما يتعلق بهندسة العقد، تعتمد سلسلة الكتل الأحادية على العقد الكاملة، التي يجب عليها تنزيل ومعالجة نسخة البيانات الكاملة للبلوكتشين. هذا لا يتطلب فقط موارد تخزين وحساب عالية، بل يحد أيضًا من سرعة توسيع الشبكة. بالمقابل، تعتمد بلوكتشين وحدات على تصميم العقد الخفيفة، التي تحتاج فقط لمعالجة معلومات رأس الكتلة، مما يؤدي إلى تحسين كبير في سرعة المعاملات وكفاءة الشبكة.

تتمثل إحدى المزايا البارزة للبلوكتشين وحدات في مرونتها وتعاونها. حيث يمكنها إسناد الوظائف غير الأساسية إلى خبراء آخرين، مما يشكل تأثيرًا تآزريًا، ويحقق تحسينًا كبيرًا في الأداء الكلي. تشبه فلسفة التصميم هذه مكعبات ليغو، مما يسمح للمطورين بتجميع وحدات مختلفة بحرية وفقًا لاحتياجات المشروع، وخلق حلول متنوعة.

على الرغم من أن السلاسل الأحادية تتمتع بمزايا في التحكم العالمي والأمان والاستقرار، إلا أنها تواجه تحديات في قابلية التوسع وصعوبة الترقية والتكيف مع الاحتياجات الجديدة. تبرز البلوكتشين وحدات بفضل مرونتها العالية وقابليتها للتخصيص، مما يبسط عملية إنشاء وتحسين البلوكتشين الجديدة.

ومع ذلك، تواجه بلوكتشين وحدات أيضًا تحدياتها الخاصة. إن هيكلها المعقد يزيد من عبء العمل على المطورين في التصميم والتطوير والصيانة. كنوع من التكنولوجيا الناشئة، لم تخضع بلوكتشين وحدات بعد للاختبارات الأمنية الشاملة وتجارب تقلبات السوق، ولا يزال يتعين التحقق من استقرارها وأمانها على المدى الطويل.

مزايا بلوكتشين وحدات

لماذا تحظى تقنية بلوكتشين وحدات باهتمام واسع، وتُنبأ بأنها "اتجاه المستقبل"؟ هذا مرتبط ارتباطًا وثيقًا بنظرية "مثلث المستحيل" الشهيرة في مجال البلوكتشين.

تشير "المثلث المستحيل" في البلوكتشين إلى أن من الصعب على شبكة البلوكتشين أن تحقق حالة مثالية في نفس الوقت من حيث الأمان، واللامركزية، وقابلية التوسع.

• تركز القابلية للتوسع على قدرة الشبكة على معالجة عدد كبير من المعاملات، وقدرتها على الحفاظ على التشغيل الفعال ومنخفض التكلفة عند زيادة عدد المستخدمين وحجم المعاملات. وعادة ما يتم قياس ذلك من خلال TPS (عدد المعاملات في الثانية) والكمون (الوقت اللازم لتأكيد المعاملة).
• تتعلق الأمان بتكلفة وصعوبة حماية شبكة البلوكتشين من الهجمات. على سبيل المثال، تتطلب آلية POW لبيتكوين أن يمتلك المهاجمون أكثر من 51% من قوة الحوسبة للشبكة بأكملها، بينما تتطلب آلية POS لإيثريوم أن يتآمر أكثر من ⅓ من العقد.
• يصف اللامركزية أن تشغيل الشبكة لا يعتمد على نقطة مركزية واحدة، بل يتوزع على العديد من النقاط، كلما زاد عدد النقاط وزادت التوزيعات الجغرافية، زادت درجة اللامركزية في الشبكة.

تتمثل النقطة الأساسية لمفهوم "مثلث الاستحالة" في أن نظام البلوكتشين من الصعب أن يحقق الأمثلية في هذه الخصائص الثلاثة. على سبيل المثال: بين العديد من الشبكات العامة، تبرز بتكوين وإيثريوم بسبب توزيع العقد الواسع وعدد العقد الكافي، في جوانب اللامركزية والأمان.

ومع ذلك، فقد sacrificedوا بعض القابلية للتوسع، مما أدى إلى بطء سرعة المعاملات وارتفاع الرسوم: وقت إنشاء الكتلة لبيتكوين حوالي 10 دقائق، وTPS للإيثريوم حوالي 13، وعندما تزداد أحجام المعاملات، قد تصل رسوم معاملات الإيثريوم إلى مئات الدولارات.

في هذا السياق، ظهرت تقنية بلوكتشين وحدات، التي تحل تحديات قابلية التوسع وتكاليف المعاملات في سلاسل الكتل العامة التقليدية من خلال تخصيص وظائف مختلفة لوحدات متخصصة. على سبيل المثال، شبكة الضوء لبيتكوين وتقنية Rollup لإيثيريوم، هما تجسيد لفكرة الوحدات.

تتمثل مزايا بلوكتشين وحدات في هيكله الطبقي، مما يسمح لكل طبقة بتحسينها وفقًا لاحتياجات محددة. يمكن أن تركز طبقة البيانات على تخزين البيانات والتحقق منها، بينما يمكن أن تتعامل طبقة التنفيذ مع منطق العقود الذكية. لا تعزز هذه الفصل الأداء والكفاءة فحسب، بل تعزز أيضًا القابلية للتشغيل البيني بين بلوكتشين مختلفة، مما يوفر أساسًا لبناء نظام بيئي مفتوح ومترابط.

بناءً على ما سبق، توفر تقنية بلوكتشين وحدات طريقة جديدة لمعالجة قيود سلسلة الكتل العامة التقليدية. إنها تحقق قابلية توسيع أعلى وتكاليف معاملات أقل مع الحفاظ على اللامركزية والأمان، مما له دلالات عميقة على الاستخدام الواسع لتقنية البلوكتشين والتطور طويل الأمد.

تحليل مشروع بلوكتشين وحدات

بلوكتشين وحدات بناءً على خصائص هيكليتها، يمكن تقسيمها إلى أنواع مختلفة. في هذه الأنواع، غالبًا ما يتم تصميم طبقة توفر البيانات وطبقة الإجماع ككل موحد بسبب اعتمادها الوثيق على بعضها البعض. وذلك لأن، عندما تتلقى العقد بيانات المعاملات، عادةً ما يتم تحديد ترتيب المعاملات في الوقت نفسه، وهو ما يعد جوهر أمان البلوكتشين وعدم قابليته للتغيير.

استنادًا إلى هذه المبادئ التصميمية، يمكننا فهم مشاريع البلوكتشين وحدات بشكل منفصل من ثلاثة جوانب: طبقة التنفيذ، وطبقة توافر البيانات، وطبقة الإجماع، وطبقة التسوية.

الطبقة التنفيذية: الطبقة 2

تكنولوجيا الطبقة الثانية، كامتداد لطبقة التنفيذ في بنية البلوكتشين، تمثل تجسيدًا لمفهوم البلوكتشين وحدات. تسعى من خلال بناء شبكات أو أنظمة أو تقنيات خارج السلسلة على البلوكتشين الأساسي، إلى تعزيز قابلية التوسع للسلسلة الرئيسية.

تسمح حلول الطبقة الثانية بمعالجة المعاملات بشكل أسرع وأكثر فعالية من حيث التكلفة، مع الحفاظ على أمان وخصائص اللامركزية للبلوكتشين الأساسي. وفقًا للوحات المعلومات التي أنشأها @0xning، يمكن ملاحظة أن نسبة الغاز المستهلكة في طبقة 2 للتحقق والتسوية على إيثيريوم أقل من 10% في المتوسط، مما يوفر بشكل كبير تكاليف معاملات المستخدمين.

تقنية Rollup هي الحل الأكثر شيوعًا حاليًا في Layer 2، ومفهومها الأساسي هو "تنفيذ خارج السلسلة، والتحقق على السلسلة"، حيث يتم تنفيذ الحسابات وغيرها من الأعمال خارج السلسلة، ثم يتم رفع بيانات calldata مرة أخرى إلى الشبكة الرئيسية.

تنفيذ خارج السلسلة

في نموذج Rollup، يتم تنفيذ المعاملات خارج السلسلة، بينما تكون سلسلة الكتل الأساسية مسؤولة فقط عن التحقق من إثبات المعاملات في العقود الذكية وتخزين بيانات المعاملات الأصلية. هذا التصميم يقلل بشكل كبير من عبء الحساب على السلسلة الرئيسية، ويقلل من متطلبات التخزين، مما يسمح بمعالجة المعاملات بشكل أكثر كفاءة.

لخفض التكاليف بشكل أكبر، اعتمد Rollup تقنية تجميع المعاملات. يمكن مقارنتها بتجميع البضائع في اللوجستيات، حيث إن إرسال كل قطعة من البضائع على حدة سيؤدي إلى تكاليف شحن مرتفعة. بينما تقلل تقنية Rollup تكاليف كل معاملة بشكل كبير من خلال تجميع عدة معاملات معًا، مما يتطلب "نقلًا" واحدًا فقط.

التحقق على البلوكتشين

التحقق على البلوكتشين هو المفتاح لسلامة شبكة Layer 2. يجب على شبكة Layer 2 تقديم دليل تشفيري لحل النزاعات المحتملة على البلوكتشين الأساسي. حالياً، هناك نوعان رئيسيان من آليات الإثبات وهما إثبات الخطأ وإثبات الصحة، واللذان يدعمان على التوالي Optimistic Rollups و ZK Rollups.

إثبات خطأ Rollups المتفائلة

تعتمد Rollups المتفائلة على فرضية متفائلة، حيث تُعتبر جميع المعاملات صالحة افتراضيًا، ما لم يكن هناك دليل واضح يُظهر وجود خطأ. يعتمد هذا النموذج على إثبات الخطأ (إثبات الاحتيال) خلال فترة التحدي، حيث يمكن لأي مشارك في الشبكة تقديم دليل لتحدي حالة العقد الذكي، مما يضمن نزاهة وشفافية الشبكة.

وفقًا لبيانات L2BEAT ، يوجد حاليًا 16 طبقة 2 تستخدم آلية Optimistic Rollups ، مثل: منصة تداول معينة ، منصة معينة ، Base ، Blast وغيرها.

إثبات صحة ZK Rollups

على عكس Optimistic Rollups ، تتبنى ZK Rollups نهجًا أكثر حذرًا يتطلب أن تمر جميع المعاملات بإثبات صلاحية قبل قبولها. تشبه آلية الإثبات هذه عملية تحقق تضمن أن كل معاملة وحساب في شبكة Layer 2 دقيق.

باختصار، فإن إثبات الفعالية هو حجر الزاوية لـ ZK-Rollups، حيث يتطلب من كل دفعة من المعاملات أن تكون مصحوبة بإثبات مناسب، مما يضمن أن العقود الذكية على البلوكتشين الأساسية يمكنها التحقق من التغييرات في الحالة والموافقة عليها. بالنسبة لعقد التحقق، توفر ZK Rollups آلية تسوية خالية من الأخطاء، حيث يجب أن تمر كل معاملة من خلال تحقق صارم من الفعالية.

وفقًا لبيانات L2BEAT ، يوجد حاليًا 11 طبقة 2 تعتمد على آلية ZK Rollups ، مثل: Linea و Starknet و بعض DEX وما إلى ذلك.

طبقة توفر البيانات

سيلستيَا

تعتبر Celestia رائدة في مجال بلوكتشين وحدات، حيث أنها في جوهرها طبقة توفر البيانات، مما يوفر أساسًا قويًا لتطوير تطبيقات dApps و Rollup. من خلال نشر التطبيقات على طبقة توفر البيانات وطبقة الإجماع في Celestia، يمكن لمطوري التطبيقات التركيز على تحسين منطق التنفيذ، بينما تتولى Celestia التعامل مع تعقيدات توفر البيانات وآلية الإجماع.

تصميم هيكلية Celestia يوفر حلول متنوعة للتوسع الوحداتي، وتتكون هيكلته بشكل رئيسي من الأنواع الثلاثة التالية:

• Rollup السيادة: تقدم Celestia طبقة توفر البيانات وطبقة توافق، بينما يتم تنفيذ طبقة التسوية وطبقة التنفيذ بشكل مستقل بواسطة سلاسل السيادة الخاصة بها.
• تسوية Rollup (مثل مشروع Cevmos): على أساس طبقة DA وطبقة الإجماع التي تقدمها Celestia، تقدم Cevmos خدمات طبقة التسوية، بينما تتحمل سلسلة التطبيقات دور طبقة التنفيذ.
• Celestium: طبقة توفر البيانات مسؤولة عن Celestia، بينما تعتمد طبقة الإجماع وطبقة التسوية على شبكة الإيثيريوم القوية، وتواصل سلسلة التطبيقات التركيز على طبقة التنفيذ.

![تحليل عميق للبلوكتشين وحدات: قابل للإدراج