في عام 2025، تطورت بنية البلوكتشين المتعددة الطبقات بشكل كبير من خلال التطورات الجديدة في طبقة 0 وطبقة 1 وطبقة 2:
تكامل الطبقة 0: لقد حققت بروتوكولات البنية التحتية الرئيسية مثل Polkadot و Cosmos التشغيل المتناغم بين سلاسل الكتل المتنوعة، مع تشغيل أكثر من 200 باراشين الآن عبر أنظمة بيئية متعددة.
كفاءة الطبقة 1: أكملت Ethereum بنجاح ترقية Surge، مما زاد من قدرة المعاملات بمقدار 100 مرة مع الحفاظ على مبادئ اللامركزية.
مستوى نضج طبقة 2: تم توحيد تقنية Rollup، حيث تتولى ZK-rollups 85% من معاملات Ethereum، وانخفضت التكاليف بنسبة 98% مقارنة بمستويات 2023.
لقد استجاب السوق بشكل إيجابي لهذه التطورات:
نوع الطبقة | نمو القيمة المحتجزة (مقارنةً بـ 2023) | المستخدمون النشطون | متوسط تكلفة المعاملة |
---|---|---|---|
طبقة 0 | +350% | 15 مليون+ | $0.005 |
طبقة 1 | +210% | 110 مليون+ | $0.05 |
طبقة 2 | +800% | 250 مليون+ | $0.001 |
أصبحت الحلول عبر الطبقات معيار الصناعة، مما يسمح للتطبيقات بالعمل بسلاسة عبر عدة طبقات. تظهر بيانات المنصة أن المستخدمين ينتقلون إلى الحلول المتكاملة التي تستفيد من أمان طبقة 1 ومزايا الأداء لطبقة 2.
تجاوز تحدي مثلث المستحيل المناقشات النظرية، مع تنفيذات عملية تعرض توازنًا غير مسبوق بين الأمان، واللامركزية، وقابلية التوسع من خلال نهج هجين يجمع بين مزايا طبقات مختلفة.
[TL; DR]
في أخبار الأصول الرقمية، تعتبر قابلية التوسع، طبقة 0/1/2 بلا شك سلسلة من المصطلحات التي يتم ذكرها بشكل متكرر. فما هي طبقة 0، وطبقة 1، وطبقة 2 من البلوكشين، وما هي الخصائص والاستخدامات المختلفة لهذه الطبقات الثلاث؟
في يناير 2009، قام المبرمج الغامض ساتوشي ناكاموتو بإنشاء كتلة البيتكوين على خادم يقع في هلسنكي. حاليًا، تطورت البيتكوين لتصبح نظامًا ضخمًا يضم عشرات الآلاف من العقد حول العالم وقيمة سوقية إجمالية تتجاوز 1 تريليون دولار. تحل البيتكوين بشكل مثالي مشكلة تمثيل القيمة في العالم الرقمي وقد جلبت تكنولوجيا البلوكشين للبشرية. إذا قمنا بتحليل هيكل نظام البيتكوين بعناية، يمكن تقسيمه إلى خمس طبقات استنادًا إلى الوظيفة: طبقة البيانات، طبقة الشبكة، طبقة الإجماع، طبقة الحوافز، وطبقة التطبيقات. بعد ذلك، أثبتت إيثيريوم، التي ارتفعت بسرعة إلى الصدارة من خلال العقود الذكية، أنها وضعت نموذجًا جديدًا لأنظمة البلوكشين من خلال إضافة طبقة العقود بين طبقة الحوافز وطبقة التطبيقات. دعونا نشرح هذا بالتفصيل من الأسفل إلى الأعلى.
طبقة البيانات وطبقة الشبكة هما الهيكل الأساسي للبلوكشين، وهما أيضًا أدنى طبقة في نظام البلوكشين بالكامل.
تشمل طبقة البيانات هياكل البيانات لكل كتلة، مثل شجرة ميركل، بالإضافة إلى كيفية ارتباط الكتل المختلفة من طرف إلى طرف لتشكيل سلسلة. بالإضافة إلى ذلك، تتضمن طبقة البيانات أيضًا خوارزميات تشفير الهاش وخوارزميات التشفير غير المتماثلة المستخدمة لضمان عدم تغيير سجلات البلوكشين. يمكن اعتبار طبقة بيانات البلوكشين كقاعدة بيانات تتمتع بخصائص موزعة وعدم تغيير. تحتاج هذه القاعدة البيانات الموزعة إلى صيانة جماعية من قبل جميع العقد في النظام، مما يؤدي إلى طبقة الشبكة للبلوكشين.
تصف طبقة الشبكة (Network Layer) شبكة ضخمة من P2P تتكون من جميع العقد في سلسلة الكتل. في هذه الشبكة الموزعة، من نقطة إلى نقطة، بمجرد أن تقوم عقدة بإنشاء كتلة جديدة، تنقل المعلومات إلى عدة عقد قريبة من خلال آلية البث (Transmission Mechanism). ستقوم العقد الأخرى، بعد إكمال التحقق من الكتلة (Authentication Mechanism)، بنقل البيانات مرة أخرى إلى عقد أخرى. في النهاية، بعد أن تكمل أغلبية العقد في النظام بأكمله التحقق من الكتلة، يتم ربط الكتلة رسميًا بسلسلة الكتل.
بالإضافة إلى الهيكل الأساسي، تشكل طبقة الإجماع، وطبقة الحوافز، وطبقة العقود، وطبقة التطبيقات معًا الجزء البروتوكولي من blockchain.
تتضمن طبقة الإجماع بشكل أساسي خوارزميات آلية الإجماع في مجال العملات الرقمية. في شبكة البلوكتشين، تحقق العديد من العقد التي كانت غير مرتبطة في الأصل الوحدة من خلال خوارزميات الإجماع، مما يحافظ على اتساق طبقة البيانات. حاليًا، تشمل آليات الإجماع الأكثر شيوعًا إثبات العمل (PoW) المستخدم من قبل بيتكوين وإثبات الحصة (PoS) المستخدم من قبل إيثريوم 2.0. EOS إن إثبات الحصة المفوض (Delegated Proof of Stake، DPoS) المستخدم، إلخ. آلية الإجماع هي واحدة من الابتكارات الأساسية في تكنولوجيا البلوكشين، والتي تؤثر بشكل كبير على أمان النظام وكفاءة التشغيل. بالإضافة إلى ذلك، فإن خوارزميات الإجماع هي أيضًا الوسيلة الرئيسية لحوكمة المجتمع في البلوكشين.
تشمل طبقة المحرك بشكل رئيسي آلية الإصدار وآلية التوزيع blockchain. من خلال تصميم آلية الحوافز، ستقوم العقد في النظام طواعية بالحفاظ على أمان شبكة blockchain بالكامل. على سبيل المثال، في آلية Bitcoin PoW، يتم توزيع البيتكوين الجديد الذي يتم إصداره على عمال المناجم من عقد التعبئة. يتم الوصول إلى الإجماع بطريقة قريبة من “كلما عملت أكثر، كلما ربحت أكثر”؛ العقد التي تمتلك قوة حوسبة أكبر لديها فرصة أكبر لنجاح تعبئة الكتل وبالتالي اكتساب حق الحساب. في بعض آليات الحوافز، قد تتم معاقبة العقد التي تسيء استخدام سلطتها أيضًا من قبل النظام.
يعمل البيتكوين على دمج آليات الحوافز الاقتصادية بشكل إبداعي في الخوارزميات، مما يمكّن المعدنين من التنافس على حقوق المحاسبة من خلال قوة الحوسبة. لا يحافظ هذا فقط على نظام المعاملات ولكن أيضًا يصدر رموزًا جديدة، والتي يتم توزيعها بعد ذلك كحوافز للمعدنين، مما يشكل حلقة مغلقة مستقرة وآمنة. في هذه العملية، يتم أيضًا تحقيق وظيفة البيتكوين كCash إلكتروني. دعونا نستمر في التقدم نحو الطبقة العليا.
تتضمن طبقة العقد بشكل رئيسي رموز البرمجة المختلفة، والخوارزميات، والعقود الذكية، وهي الأساس لتنفيذ العديد من الوظائف المتقدمة في مجال العملات الرقمية. في مجال العملات الرقمية، تحقق فعليًا ما يُسمى “القانون هو الكود”؛ بمجرد تفعيل خوارزمية العقد، ستعمل بلا شك وفقًا للإعدادات الأصلية دون أي تدخل أو تعزيز من الأطراف الثالثة. علاوة على ذلك، نظرًا لاكتمال تورين للعقود الذكية، تمتلك طبقة العقد أيضًا قابلية البرمجة، مما يمنح شبكة مجال العملات الرقمية بأكملها طبيعة مشابهة لتلك الموجودة في آلة افتراضية.
طبقة التطبيق هي الطبقة العليا من نظام blockchain بأكمله، حيث تشمل سيناريوهات التطبيق المختلفة لذلك blockchain. بالنسبة لـ blockchain Bitcoin، فإن الإصدارات الكاملة، والتحويلات، ووظائف المحاسبة لنظام النقود الإلكترونية Bitcoin تشكل “طبقة التطبيق” الخاصة بها؛ بينما بالنسبة لـ blockchain القابل للبرمجة مثل Ethereum، فإن العديد من الميزات المتقدمة والعديد من التطبيقات اللامركزية (DApps) تشكل معًا طبقة التطبيق الخاصة بها.
تتصل المستويات الستة من نظام البلوكتشين بشكل وثيق في الهيكل، مما يحقق بشكل جماعي وظائف البلوكتشين. عند العودة إلى مسألة القابلية للتوسع التي ذُكرت في بداية هذه المقالة، تشير الصناعة عمومًا إلى نموذج المرجع للاتصال المفتوح (OSI) في مجال الاتصالات، وإعادة تصنيف المستويات الستة من نظام البلوكتشين إلى ثلاث طبقات، وهي طبقة 0 وطبقة 1 وطبقة 2، من الأسفل إلى الأعلى.
من بينها، طبقة 0، المعروفة أيضًا بطبقة نقل البيانات، تتوافق مع الطبقة السفلية لنموذج OSI وتتعلق بشكل رئيسي بقضايا التكامل بين blockchain والشبكات التقليدية. تشير حلول التوسع الخاصة بطبقة 0 إلى حلول تعزيز الأداء التي لا تغير بنية blockchain وتحتفظ بقواعدها البيئية الأصلية. نظرًا لأنها لا تؤثر على blockchain نفسه، فإن حلول التوسع الخاصة بطبقة 0 تتمتع بمرونة قوية. في نفس الوقت، فإن حلول التوسع الخاصة بطبقة 0 متوافقة أيضًا مع طبقة 1⁄2حلول التوسع، تعمل معًا لتحسين أداء شبكات البلوكشين بشكل كبير. في بروتوكولات الشبكة الأساسية، لا تزال هناك العديد من القضايا المتعلقة بالأداء التي تستحق التحسين. حاليًا، تشمل الاتجاهات الحالية لتقنية التوسع في طبقة 0 BDN (الشبكة الموزعة)، بروتوكول QUIC UDP، وغيرها.
بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما يُشار إلى Polkadot على أنه بلوكتشين طبقة 0. وذلك لأن الشبكة الرئيسية لـ Polkadot، باعتبارها سلسلة ترحيل، تخدم فقط لتوفير الأمان والتوافق بين سلاسل الطيران المختلفة. فوق Polkadot، من الممكن ربط بلوكتشينات طبقة 1 مماثلة لإيثيريوم من خلال الفتحات، مثل سلسلة Moonbeam، التي تدعم أيضًا لغة Solidity.
تتوافق الطبقة 1 مع طبقة البيانات وطبقة الشبكة وطبقة الإجماع وطبقة الحوافز في نموذج الست طبقات. بالنسبة لمعظم الأصول الرقمية، تعتبر الطبقة 1 هي السلسلة العامة الوحيدة، وتحدث جميع تسويات المعاملات عليها. تشير حلول توسيع الطبقة 1، المعروفة أيضًا بتوسيع على السلسلة، إلى حلول التوسيع المطبقة على بروتوكول الطبقة الأساسية لسلسلة الكتل. عمومًا، يتطلب الأمر تعديل الخصائص الجوهرية مثل سعة الكتل ووقت توليد الكتل وآلية الإجماع لتعزيز قدرة المعاملات. على وجه التحديد، فإن ترقية حجم كتلة البيتكوين تزيد من سعة كل كتلة بيتكوين، مما يسمح باستيعاب المزيد من المعاملات؛ تقلل تقنية SegWit الخاصة بالبيتكوين من المساحة التي تشغلها المعاملة الواحدة المتوسطة، مما يمكّن كل كتلة من احتواء عدد أكبر من المعاملات؛ يمكن أن يؤدي الترقية إلى DPoS أيضًا إلى تحقيق أداء أفضل على حساب درجة معينة من اللامركزية والأمان. ومع ذلك، بسبب القيود الفيزيائية والاقتصادية، فإن كفاءة توسيع الطبقة 1 لها حدودها.
للمبادئ والقيود المتعلقة بتوسع طبقة 1، يرجى الرجوع إلى منشور المدونة السابق لدينا:
ماذا قال V God في مقاله الذي يعارض ماسك؟ هل يمكن أن تجعل عملية التوسع دوجكوين “عملة الشعب”؟
تشير طبقة 2 إلى طبقة العقد وطبقة التطبيقات في البلوكتشين. حلول التوسع في طبقة 2، المعروفة أيضًا باسم التوسع خارج السلسلة، تشير إلى تحسين سرعة معالجة المعاملات دون تغيير البروتوكولات الأساسية والقواعد الأساسية للبلوكتشين، من خلال حلول مثل قنوات الحالة والسلاسل الجانبية. تتوسع طبقة 2 خارجيًا عن السلسلة الرئيسية ولها علاقة تكميلية مع طبقة 1؛ أي أن طبقة 2 هي البنية التحتية المبنية على البلوكتشين الأساسي، مما يوفر قابلية أفضل للتوسع، وسهولة الاستخدام، والخصوصية للبلوكتشين. مقارنةً بطبقة 1، التي تسعى إلى الأمان واللامركزية، تهدف طبقة 2 إلى الكفاءة والأداء النهائي. حاليًا، تشمل حلول طبقة 2 الشائعة سلسلة جانبية، بلازما، قنوات الحالة، ورول أب.
للحلول الشائعة في طبقة 2 على إيثريوم، يرجى الرجوع إلى منشور المدونة السابق لدينا: كيف تلعب مع طبقة 2 من إيثيريوم؟ فهم ترقية التوسع في إيثيريوم في مقال واحد.
منذ التطور السريع لبيتكوين وإيثيريوم، كانت قضية الأداء غير الكافي دائمًا سحابة داكنة تحوم فوق سلاسل الكتل العامة المُعتمَدة. كيفية كسر “مثلث الاستحالة” وتحقيق الحل الأمثل بين القابلية للتوسع، واللامركزية، والأمان يُعتبر أيضًا “الكأس المقدسة” في مجال blockchain.
في المقالات التالية، سنقوم بتقديم حلول توسيع مختلفة على blockchain، مع تتبع مقدمة الصناعة وتقديم أحدث التطورات في تكنولوجيا التوسع. تابعونا.