وقتی درباره بیت کوین، اتریوم یا سولانا صحبت می‌کنیم، در واقع در مورد بلاک چین لایه یک صحبت می‌کنیم. اما واقعا بلاکچین لایه یک چیست و چه تفاوتی با دیگر لایه‌ها دارد؟ اگر لایه‌های دیگر مثل جاده‌های فرعی برای سرعت‌بخشیدن به ترافیک باشند، بلاک چین لایه اول همان شاهراه اصلی است که همه‌چیز از آن آغاز می‌شود. در این مطلب، به‌زبان ساده بررسی می‌کنیم که بلاکچین لایه یک چیست، چه کاربردی دارد و چرا شناخت آن برای هر سرمایه‌گذار یا علاقه‌مند به ارز دیجیتال ضروری به‌حساب می‌آید. اگر می‌خواهید دنیای کریپتو را از پایه درک کنید، این همان جایی است که باید شروع کنید.
چرا لایه اول بلاکچین اهمیت دارد؟ زیربنای شبکه‌های غیرمتمرکز
لایه اول بلاک چین، همان پروتکل پایه یک شبکه بلاکچینی است، نمونه‌های شناخته‌شده‌ای مانند بیت کوین، اتریوم، سولانا، آوالانچ یا تون که وظیفه ثبت تراکنش‌ها، حفظ اجماع و تضمین امنیت دفتر کل تغییرناپذیر را بر عهده دارد. بلاک چین لایه یک زیربنایی نقش اساسی در عملکرد شبکه دارد؛ چرا که بدون آن، هیچ ساختار معتبری برای تایید تراکنش‌ها، اجرای قراردادهای هوشمند یا حفظ ماهیت غیرمتمرکز وجود نخواهد داشت. به بیان دیگر، لایه اول ستون فقرات اکوسیستم بلاک چین به‌حساب می‌آید و با فراهم کردن امنیت، شفافیت و اجرای بدون نیاز به اعتماد، زمینه‌ساز پیشرفت این فناوری می‌شود.
با این حال، بلاک چین لایه یک با چالش کلاسیک «سه‌گانه بلاک چین» روبه‌رو هستند: ایجاد توازن میان تمرکززدایی، امنیت و مقیاس‌پذیری.
بلاک چین لایه یک برای حفظ پایداری خود، ناچار به نوآوری مداوم از جمله استفاده از روش‌هایی مانند شاردینگ، ارتقای سازوکار اجماع یا تغییرات معماری به‌منظور افزایش توان پردازش، بدون لطمه به اصول غیرمتمرکز بودن هستند.
بلاک چین لایه یک چگونه شبکه را تامین می‌کند ؟
لایه اول از پنج طریق کلیدی زیر زیربنای عملکرد بلاک چین را شکل می‌دهد:
۱. تایید تراکنش‌ها و ایجاد اجماع: گره یا به‌اصطلاح نودهای شبکه با استفاده از مکانیزم‌هایی مانند اثبات کار (PoW) یا اثبات سهام (PoS) و… تراکنش‌ها را اعتبارسنجی می‌کنند و هماهنگی و اعتماد را در کل شبکه حفظ می‌نمایند.
۲. ثبت نهایی و تغییرناپذیر بودن داده‌ها: پس از ثبت اطلاعات در لایه اول، امکان تغییر آن‌ها وجود ندارد و همین امر، اعتماد و شفافیت را تضمین می‌کند.
۳. توکن‌های بومی و مشوق‌های اقتصادی: کوین‌هایی مانند بیت کوین، اتریوم، آوالانچ و تون موتور محرک شبکه هستند و در پرداخت کارمزدها، سهام‌گذاری یا به‌اصطلاح، تامین امنیت و اجرای قراردادهای هوشمند به‌کار می‌روند.
۴. اجرای قراردادهای هوشمند: بلاک چین لایه یک با بهره‌گیری از منطق برنامه‌پذیر (نظیر ماشین مجازی اتریوم یا ران‌تایم (runtime) سولانا)، امکان ساخت و اجرای اپلیکیشن‌های غیرمتمرکز در حوزه‌های دیفای، NFT، بازی‌های بلاکچینی و… را فراهم می‌کند.
۵. نوآوری‌های مقیاس‌پذیری: ارتقاهایی مانند ادغام اتریوم (Merge) یا شاردینگ پویا در تون به افزایش ظرفیت شبکه، کاهش هزینه‌ها و رفع مشکلات بلاک چین لایه یک کمک می‌کنند.
نقش لایه اول در شکل‌دهی به اکوسیستم بلاک چین
بلاک چین لایه یک بستر اصلی برای فعالیت راهکارهای لایه دوم، اپلیکیشن‌های غیرمتمرکز و ابزارهای تعامل‌پذیری است و نقشی کلیدی در توسعه اکوسیستم دارد:
- تضمین امنیت لایه دوم: راهکارهای خارج از زنجیره مانند شبکه لایتنینگ بیت کوین یا رول‌آپ‌های اتریوم، برای تسویه نهایی تراکنش‌ها و حل اختلافات به امنیت بلاک چین لایه یک متکی هستند.
- زمینه‌سازی برای نوآوری: پروژه‌هایی چون امور مالی غیرمتمرکز (DeFi)، توکن‌های NFT، عرضه توکن‌ها و سازمان‌های مستقل غیرمتمرکز (DAO) همگی بر پایه بلاک چین لایه یک اجرا و تسویه می‌شوند.
- گسترش اکوسیستم: لایه اول زمینه‌ساز رشد اکوسیستم‌های متشکل از کیف پول‌ها، اوراکل‌ها، پل‌های ارتباطی، ابزارهای تحلیلی و زیرساخت‌های متنوع است؛ برای مثال، آوالانچ با استفاده از سه زنجیره مستقل (X-Chain، C-Chain و P-Chain) نقش‌های مختلف را در شبکه خود تفکیک می‌کند.
- حفظ یکپارچگی اقتصادی: بلاکچینهای لایه اول با بهره‌گیری از مدل‌های اقتصادی شفاف و مبتنی بر قوانین مشخص، مانند محدودسازی عرضه و ساختار پاداش پس از ادغام اتریوم فرایند صدور توکن‌ها را مدیریت می‌کنند.
- پایه‌گذار تعامل‌پذیری: بلاک چین های مدرن مانند تون، پولکادات و کازماس، ارتباط میان زنجیره‌ای را در اولویت قرار داده‌اند و با تکیه بر لایه پایه‌ای خود، تجربه‌ای ترکیبی و چندزنجیره‌ای را ممکن می‌سازند.
تفاوت لایه ۱ و لایه ۲ در بلاک چین
لایه ۱ و لایه ۲ در بلاک چین تفاوت‌هایی با هم دارند که در ادامه در قالب یک جدول جامع این موارد را خدمت شما عزیزان توضیح می‌دهیم.
| ویژگی | بلاکچین لایه اول | بلاکچین لایه دوم |
| تعریف | پروتکل پایه شبکه بلاک چین مانند بیت‌کوین یا اتریوم که اجماع، امنیت و ذخیره داده را مدیریت می‌کند | راه‌حل مقیاس‌پذیری ثانویه که بر بستر لایه اول ساخته شده، مانند رول‌آپ‌ها یا کانال‌های وضعیت |
| مقیاس‌پذیری | ظرفیت پردازش محدود و سرعت پایین به‌دلیل نیازهای اجماع | توان عملیاتی بالا و تاخیر کمتر با انتقال بار پردازشی به خارج از زنجیره اصلی |
| سطح امنیت | امنیت بالا با تکیه بر اجماع قدرتمند مانند PoW یا PoS | امنیت مناسب اما به‌صورت غیرمستقیم از لایه اول به ارث می‌برد |
| هزینه‌ها | کارمزد بالا به‌دلیل اشتراک منابع میان تمام تراکنش‌ها | کاهش چشمگیر هزینه با تجمیع تراکنش‌ها و ارسال دسته‌ای به لایه اول |
| غیرمتمرکز بودن | کاملا غیرمتمرکز و بدون نیاز به مجوز | میزان غیرمتمرکز بودن بستگی به نحوه پیاده‌سازی دارد |
| انعطاف‌پذیری و قابلیت‌ها | محدود به قوانین پروتکل پایه و ارتقاهای دشوار | قابلیت افزودن ویژگی‌های جدید، ارتقای حریم خصوصی و افزایش برنامه‌پذیری |
لایه دوم چیست و چرا به وجود آمد؟
لایه دوم در واقع یک زیرساخت خارج از زنجیره اصلی (off-chain) است که با هدف افزایش چشمگیر سرعت تراکنش‌ها، کاهش هزینه‌ها و توسعه قابلیت‌های کاربردی، بر روی بلاک چین لایه یک ایجاد شده‌است. این ساختار از روش‌هایی مانند کانال‌های وضعیت (state channel)، سایدچین‌ها (sidechain) و رول‌آپ‌ها (Roll-up) استفاده می‌کند تا عملیات را عمدتا خارج از زنجیره اصلی انجام دهد و در نهایت خلاصه‌ای از تراکنش‌ها را روی لایه اول ثبت کند.
ایده شکل‌گیری لایه دوم پاسخی به چالش‌های مقیاس‌پذیری در بلاک چین لایه یک از جمله شلوغی شبکه، کارمزدهای بالا و محدودیت ظرفیت پردازش بود. این راهکار به بلاکچین کمک می‌کند تا برای کاربردهای گسترده و در مقیاس جهانی آماده شود.
روش‌های مقیاس‌پذیری بلاک چین لایه یک: افزایش ظرفیت و کارایی بلاک چین
بلاکچینهای لایه اول به‌طور ذاتی با محدودیت‌هایی در ظرفیت پردازش، زمان انجام تراکنش‌ها و سطح تمرکززدایی روبه‌رو هستند. برای رفع این موانع، توسعه‌دهندگان سه راهکار اصلی را پیاده‌سازی کرده‌اند:
- افزایش اندازه بلوک
- شاردینگ
- تغییر مکانیزم اجماع
معرفی شبکه های لایه ۱
بلاکچینهای لایه ۱ به‌عنوان پروتکل‌های پایه‌ای شبکه‌های غیرمتمرکز شناخته می‌شوند که مسئولیت اجماع، امنیت و ذخیره‌سازی داده‌ها را بر عهده دارند. دو نمونه برجسته و تاثیرگذار در این زمینه، بیت‌کوین و اتریوم هستند که هر یک با مکانیزم‌های اجماع، ساختار و کاربردهای متفاوت خود، نقش ویژه‌ای ایفا می‌کنند. البته شبکه‌های دیگر نیز مانند سولانا، تون و… نیز وجود دارند.
چالش‌های لایه اول بلاک چین: عبور از مثلث امنیت، مقیاس‌پذیری و تمرکززدایی
بلاکچینهای لایه اول که پایه‌های اصلی پروتکل‌هایی مانند بیت‌کوین و اتریوم هستند، در مسیر توسعه و افزایش ظرفیت با مجموعه‌ای از چالش‌های پیچیده روبه‌رو می‌شوند. هدف آن‌ها حفظ ارزش‌های بنیادین‌شان یعنی امنیت، تمرکززدایی و عملکرد بالا است. در ادامه به بررسی این هدف سه‌گانه (Trilemma) می‌پردازیم.
مثلث امنیت، مقیاس‌پذیری و تمرکززدایی
به این مثلث که «معضل سه‌گانه بلاکچین» نیز گفته می‌شود، شبکه‌های لایه اول باید میان سه ویژگی اساسی تعادلی ظریف برقرار کنند: امنیت، مقیاس‌پذیری و تمرکززدایی.
سیستمی که در دو مورد از این ویژگی‌ها عملکردی عالی دارد، معمولا ناچار است در مورد سوم کوتاهی کند.
- امنیت: برای مقابله موثر با حملات، به مکانیزم‌های اجماع قدرتمندی مانند الگوریتم اثبات کار (PoW) بیت کوین یا اثبات سهام (PoS) اتریوم نیاز است.
- تمرکززدایی: حضور تعداد زیادی نود مستقل، اعتماد به سیستم را افزایش می‌دهد اما هماهنگی و رسیدن به اجماع را دشوارتر می‌کند.
- مقیاس‌پذیری: برای رسیدن به سرعت بالا و تاخیر کم، نیاز به کارایی و هماهنگی است که با کاهش تعداد نودها آسان‌تر می‌شود اما این امر خطر تمرکززدایی را افزایش می‌دهد.
این مفهوم را می‌توان چنین خلاصه کرد که برای دستیابی به دو ویژگی، معمولا باید تا حدی از ویژگی سوم صرف‌نظر کرد. با افزایش تقاضا، بلاکچینها باید با دقت این توازن را مدیریت کنند. افزودن نودها، تمرکززدایی و امنیت را بالا می‌برد اما سرعت تراکنش‌ها را کاهش می‌دهد؛ در حالی‌که ساده‌سازی اجماع سرعت را بیشتر می‌کند اما پایداری شبکه را تحت‌تاثیر قرار می‌دهد.
برخی از بلاکچینهای نوظهور مانند سولانا و آوالانچ با تغییر در طراحی اجماع و ساختار، تلاش کرده‌اند سرعت را افزایش دهند ولی معمولا این کار به قیمت کاهش تمرکززدایی تمام شده‌است.
مزایا و معایب بلاک چین لایه ۱
در جدول زیر، مهم‌ترین مزایا و معایب بلاکچینهای لایه ۱ به‌صورت خلاصه ارائه شده‌است؛ این جدول به درک بهتر نقش این بلاکچینها در زیرساخت‌های دیجیتال کمک می‌کند:
| مزایا | معایب |
| امنیت و تغییرناپذیری: مکانیزم‌های اجماع قدرتمند تضمین می‌کنند که سوابق تراکنش‌ها دست‌کاری‌ناپذیر باقی بمانند. | محدودیت در مقیاس‌پذیری: تعداد تراکنش‌های پردازش‌شده در ثانیه پایین است و در شرایط بار سنگین باعث ازدحام می‌شود. |
| غیرمتمرکز بودن: هیچ نهاد مرکزی کنترل‌کننده وجود ندارد که باعث کاهش سانسور و افزایش اعتماد می‌شود. | مصرف بالای انرژی: شبکه‌های مبتنی بر PoW انرژی زیادی مصرف می‌کنند و حتی PoS هم هزینه‌های جانبی دارد. |
| اکوسیستم بومی و انعطاف‌پذیری: پشتیبانی مستقیم از برنامه‌های غیرمتمرکز، قراردادهای هوشمند، دیفای و NFTها روی لایه اصلی. | مصرف بالای منابع: گره‌های کامل به قدرت محاسباتی، فضای ذخیره‌سازی و پهنای باند زیادی نیاز دارند. |
| شفافیت و قابلیت حسابرسی: تمامی تراکنش‌ها عمومی و قابل‌تایید هستند. | پیچیدگی در ارتقا و نگهداری: افزودن ویژگی‌های جدید یا انجام فورک‌ها به اجماع، زمان و تلاش زیادی نیاز دارد. |
| بستر نوآوری: امکان آزمایش روش‌های جدید اجماع، سازمان‌های مستقل غیرمتمرکز (DAO) و رول‌آپ‌ها را فراهم می‌کند. | سازش بین اهداف: هرگونه بهبود در سرعت یا مقیاس‌پذیری معمولا به قیمت کاهش غیرمتمرکز بودن یا امنیت تمام می‌شود. |
آینده بلاک چین لایه یک و موج بعدی توسعه
با رشد اکوسیستم بلاک چین لایه یک، روندهای جدیدی شکل می‌گیرند که توسعه نسل بعدی بلاک چین از جمله معماری‌های مدولار، قابلیت همکاری میان زنجیره‌ای، پایداری زیست‌محیطی و ادغام با صنایع سنتی را رقم می‌زنند. لایه اول بلاکچین مثل ستون فقرات هر اکوسیستم دیجیتال است؛ جایی که امنیت، غیرمتمرکز بودن و شفافیت معنا پیدا می‌کنند.
سوالات متداول راجع به لایه یک بلاک چین
- بلاک چین لایه یک چه کاربردهایی دارد؟
لایه یک پایه و ستون اصلی بلاک چین است که مسئول ثبت تراکنش‌ها، تایید امنیت شبکه و اجرای قراردادهای هوشمند به‌حساب می‌آید. این لایه اساس عملکرد و قابلیت‌های بلاک چین را شکل می‌دهد.
- بهترین بلاک چین‌های لایه یک کدامند؟
از معروف‌ترین و بهترین بلاک چین‌های لایه یک می‌توان به بیت‌کوین، اتریوم، سولانا، کاردانو و پولکادات اشاره کرد که هرکدام ویژگی‌های خاص خود را دارند.
- راهکارهای مقیاس‌پذیری لایه یک کدامند؟
راهکارهای مقیاس‌پذیری شامل بهبود الگوریتم‌های اجماع، شاردینگ (تقسیم‌بندی شبکه) و استفاده از فناوری‌هایی مانند اثبات سهام برای افزایش سرعت و کاهش هزینه‌ها هستند.
- تفاوت بلاک چین لایه یک با لایه دو چیست؟
بلاک چین لایه یک شبکه اصلی و پایه است، در حالی‌که لایه دو راهکارهایی برای افزایش سرعت تراکنش‌ها و کاهش هزینه‌ها روی شبکه لایه یک ایجاد می‌کند.
