فهم الطبقة 1 مقابل الطبقة 2: أي مسار توسيع سلسلة الكتل هو الأنسب؟

يواجه صناعة blockchain تحديًا أساسيًا: كيف تبني شبكات تكون في الوقت ذاته آمنة، لامركزية، وسريعة. هذا المستحيل له اسم—مُعضلة blockchain الثلاثية—وهو السبب الجوهري وراء أهمية حلول التوسع. للبقاء تنافسيين، يجب على أنظمة blockchain الابتكار من خلال التقسيم (sharding)، ترقية آليات الإجماع، وتحسينات اللامركزية التي تعالج هذا التوتر بشكل ملموس.

مُعضلة blockchain الثلاثية: جذر مشكلة التوسع

يعرف مفهوم مُعضلة blockchain الثلاثية لفيتالك بوتيرين التوتر الأساسي: تحقيق اللامركزية الكاملة، الأمان القوي، وقابلية التوسع العالية في آن واحد مستحيل نظريًا. يجب على كل مشروع blockchain أن يوازن بين ميزتين على حساب الثالثة. حل هذه المُعضلة من خلال أساليب توسع مستدامة ضروري لاعتمادها على نطاق واسع.

استجابت الصناعة بفلسفتين متميزتين للتوسع: حلول Layer 1 التي تعدل الشبكات الأساسية مباشرة، وLayer 2 التي تبني فوق شبكات blockchain الموجودة.

التوسع في Layer 1: إعادة بناء الأساس

يمثل Layer 1 blockchain الأساسي نفسه—بيتكوين، إيثيريوم، وشبكات مماثلة حيث تُسجل المعاملات بشكل دائم وتُؤمن. تعمل حلول التوسع في Layer 1 عن طريق تغيير جوهري في كيفية عمل الشبكة الأساسية، مما يتطلب تعديلات على قواعد البروتوكول الأساسية.

كيف يعمل التوسع في Layer 1

التقسيم (Sharding) يقسم حالة blockchain إلى أجزاء أصغر تسمى شرائح (shards). تعالج كل شريحة المعاملات بشكل مستقل ولكن بالتوازي، مما يضاعف القدرة على المعالجة. على سبيل المثال، تنفذ Zilliqa تقسيم المعاملات، وتقسم الأحمال عبر العقد في وقت واحد بدلاً من التتابع.

اعتماد إثبات الحصة (PoS) يُبدل التعدين المستهلك للطاقة بواسطة أنظمة ضمانات المُصادقين. أدى انتقال إيثيريوم إلى PoS من خلال ترقيته إلى تحسين الكفاءة الطاقية وقابلية التوسع، مما يسمح بمعالجة المزيد من المعاملات في الثانية مع تقليل متطلبات الأجهزة على العقد الفردية.

الشهود المفصول (SegWit)، بروتوكول فصل التوقيعات في بيتكوين، فصل بيانات المعاملة عن معلومات الشهود. بمعاملة التوقيعات بشكل منفصل عن بيانات المعاملة، يمكن للكتل أن تحتوي على حجم معاملات أكبر بشكل كبير—مما حل قيود حجم الكتلة التاريخية البالغة 1 ميجابايت التي كانت تسبب عنق زجاجة خلال أوقات الذروة.

أمثلة حقيقية على Layer 1

بيتكوين مع SegWit، إيثيريوم 2.0، Ouroboros PoS من Cardano، تصميم PoS الخالص من Algorand، وFantom مع توافق aBFT كلها تمثل تطبيقات عملية لتوسيع Layer 1. هذه ترقيات دائمة للبنية التحتية للشبكة لا تتطلب طبقات بنية تحتية إضافية.

الفوائد والمقايضات

المزايا:

• وراثة الأمان مباشرة بدون افتراضات ثقة إضافية
• تحسينات دائمة في قابلية التوسع مدمجة في البروتوكول
• رسوم معاملات أقل عبر تقليل ازدحام الشبكة
• الحفاظ على اللامركزية الحقيقية من خلال تغييرات على مستوى البروتوكول

القيود:

• حاجة إلى توافق الشبكة للترقيات (الانقسامات الصعبة يمكن أن تشتت المجتمعات)
• قيود عرض النطاق الترددي والتخزين للعقد الفردية لا تزال تحديًا
• تعقيد المعاملات عبر الشرائح يمكن أن يزيد من أوقات التسوية
• تعطيل دخل المُصادقين خلال تغييرات الآلية (مثل الانتقال من PoW إلى PoS)

التوسع في Layer 2: بناء أنظمة موازية

تعمل حلول Layer 2 فوق شبكات Layer 1، بمعالجة المعاملات خارج السلسلة مع التسوية بشكل دوري على الطبقة الأساسية. ترث أمان Layer 1 مع تقديم أداء أعلى بكثير وتكاليف أقل.

شرح تقنيات التوسع في Layer 2

الـ Rollups تجمع المعاملات خارج السلسلة، ثم تقدم أدلة مضغوطة إلى Layer 1. تفترض Rollups المتفائلة أن المعاملات صحيحة إلا إذا تم الطعن فيها، مما يقلل من الحسابات على السلسلة. يحقق هذا النهج أكثر من 40,000 TPS مقارنة بـ ~30 TPS في إيثيريوم، مع تقليل الرسوم بنسبة 60-90%.

قنوات الحالة مثل شبكة Lightning تتيح لطرفين أو أكثر إجراء معاملات متكررة دون بث كل معاملة إلى الشبكة. يودع المستخدمون ضمانات، ويجرون معاملات غير محدودة خارج السلسلة، ثم يسوون الحالة النهائية على السلسلة—مما يتيح مدفوعات بيتكوين فورية تقريبًا وبأقل تكلفة.

السلاسل الجانبية (Sidechains) هي شبكات blockchain مستقلة ذات آليات توافق منفصلة، مرتبطة بـ Layer 1 عبر أنظمة ربط ثنائية الاتجاه. تعمل Polygon، Skale، وRootstock بهذه الطريقة، وتوفر مرونة في التصميم على حساب تقليل وراثة الأمان.

حلول Layer 2 في الإنتاج

Arbitrum يعالج معاملات إيثيريوم عبر الـ optimistic rollups، ويحقق معدلات أعلى بكثير. يُحكم على بروتوكوله بواسطة رمز ARB الخاص، عبر آليات DAO، مع اقتصاديات رسوم متفوقة مقابل إيثيريوم الشبكة الرئيسية.

شبكة Lightning تتيح المدفوعات الصغيرة، والتحويلات، والمعاملات الألعابية على سرعة قريبة من الفورية. تطبيقات مثل Strike تظهر المدفوعات عبر الحدود مع تقليل الرسوم بنسبة 90%.

Optimism يجلب تقنية الـ rollup المماثلة إلى إيثيريوم، ويستضيف أكثر من 97 بروتوكولًا بما في ذلك Uniswap وSynthetix، بقيمة مقفلة تزيد عن 500 مليون دولار. يضيف المستخدمون سلاسل إلى MetaMask ويجسرون الأصول مثل ETH للوصول إلى وظائف Layer 2.

Polygon يتوسع ليصبح إطار عمل “إنترنت من سلاسل الكتل”. يربط نظام DeFi الخاص به حوالي 1.3 مليار دولار عبر بروتوكولات مثل Aave وCompound، بينما تسرع قسم Polygon Studios اعتماد GameFi من خلال التسويق والبنية التحتية والدعم الاستثماري.

الفوائد والمقايضات

المزايا:

• زيادة هائلة في القدرة على المعالجة (100 ضعف أو أكثر)
• تقليل الرسوم بشكل كبير (غالبًا 50-90% أقل)
• سرعة إنهاء المعاملات
• مرونة في التصميم وخيارات الآليات

القيود:

• تقليل التوافقية بين بروتوكولات Layer 2 المختلفة
• تشتت تجمعات السيولة عبر أنظمة Layer 2 متعددة
• صعوبة في الإدراج بسبب تعدد الجسور وإدارة الحسابات
• تجربة مستخدم معقدة تتبع الأصول عبر البروتوكولات

مقارنة استراتيجية بين Layer 1 و Layer 2

الاختيار بين نهجي Layer 1 و Layer 2 يعكس أولويات مختلفة:

التوسع في Layer 1 يركز على الأمان واللامركزية من خلال تغييرات دائمة في البنية. يناسب الشبكات التي تتوافق فيها التعديلات على مستوى التوافق مع قيم المجتمع.

التوسع في Layer 2 يركز على تحسين الأداء والتكلفة بشكل فوري، مع قبول نماذج أمان مختلفة وتقليل التوافق بين البروتوكولات. يعالج مشاكل تجربة المستخدم على المدى القريب بينما تتطور ترقيات Layer 1.

لا يُلغي أحد النهجين الآخر. حتى بعد تحسينات إيثيريوم 2.0 التي تستهدف 100,000 TPS (مقابل القدرة الحالية ~30 TPS)، تظل حلول Layer 2 ذات قيمة خاصة للحالات التي تتطلب بروتوكولات DeFi معقدة، منصات تداول NFT، وتفاعلات الألعاب عالية التردد التي تستفيد من بيئات Layer 2 المعزولة.

التطبيقات العملية اليوم

بروتوكولات DeFi مثل MakerDAO تبني عقود ذكية معقدة على Layer 1 إيثيريوم، بينما تنتقل عمليات التداول والإقراض الأبسط إلى Polygon أو Optimism من أجل الكفاءة في التكاليف.

أسواق NFT تستفيد من دعم Polygon، مما يقلل تكاليف الإنشاء والتداول بنسبة 90%+ مع الحفاظ على أمان إيثيريوم عبر أدلة الجسور الدورية.

الألعاب وGameFi تبنت بسرعة Polygon للمعاملات داخل اللعبة، حيث تتعامل قدرة Polygon على المعالجة مع التداول في الوقت الحقيقي بدون تأخير بسبب ازدحام Layer 1.

حالات استخدام بيتكوين تتجلى بشكل متزايد عبر معاملات Lightning Network خارج السلسلة—التجار يقبلون مدفوعات بيتكوين فورية عبر Strike، في حين تتيح منصات اجتماعية لامركزية مثل Nostr تحقيق الدخل من خلال المدفوعات الصغيرة.

المستقبل القادم

مستقبل التوسع في blockchain ليس إما/أو—إنه مكدس. النهج الهجينة التي تجمع بين تحسينات Layer 1 وحلول Layer 2 المُحسنة تقدم أفضل النتائج. مشاريع مثل LayerZero تُمكن من التوافق بين السلاسل، وتقليل تشتت Layer 2.

مع توسع الشبكات، يتسارع الاعتماد السائد. تصبح سلاسل الكتل أكثر قابلية للاستخدام، وأسرع، وأرخص، مما يجذب بشكل طبيعي تطبيقات DeFi، ونظم NFT، وحالات المعاملات الواقعية التي كانت سابقًا غير عملية. التطوير المستمر للتقسيم، وقنوات الحالة، وتقنية الـ rollup يعالج مباشرة مُعضلة blockchain الثلاثية من خلال إنشاء أنظمة تُحسن ميزتين بشكل كبير مع قبول المقايضات في الثالثة—مسار عملي للمستقبل.

صناعة blockchain تتجه نحو بيئة تتعايش فيها حلول Layer 1 و Layer 2، كل منها مُحسن لحالات استخدام محددة. يدعم هذا الهيكل الطلب المتزايد على التطبيقات اللامركزية مع الحفاظ على الأمان واللامركزية التي تُميز قيمة تقنية blockchain.