لایه دوم اتریوم چیست؟ بهترین راه‌حل‌ها در حل مشکلات اتریوم

ساده‌ترین توضیح برای درک مفهوم «لایه دوم اتریوم چیست؟» را می‌توان به این صورت بیان کرد؛ راه‌حل‌های مبتنی بر لایه دو به پروژه‌هایی اشاره دارند که تراکنش‌ها را خارج از شبکه اصلی اتریوم و با هدف دست‌یابی به مقیاس‌پذیری بیشتر بلاکچین لایه یک انجام می‌دهند. شاید برای شما هم اتفاق افتاده که وقتی فرایند خرید تتر از یک صرافی و انتقال آن بر بستر ERC-20 به یک آدرس دیگر را انجام می‌دهید، تتر‌های انتقال‌داده‌شده بعد از گذشت چند ساعت به مقصد نرسیده باشند. این مورد اغلب به دلیل شلوغی شبکه و مقیاس‌پذیری نسبتاً کم بلاک چین اتریوم (حداکثر توان پردازش ۲۵ تراکنش در ثانیه) اتفاق می‌افتد.

پادکست لایه دوم اتریوم چیست؟

در واقع مفهوم لایه دو (L2) به یک اصطلاح جمعی اشاره دارد که برای توصیف مجموعه‌ی خاصی از راه‌حل‌های افزایش مقیاس‌پذیری اتریوم به وجود آمده است. به‌عبارت‌دیگر؛ یک پروتکل لایه دوم، شبکه یا بلاکچین دیگری است که روی بلاک چین اصلی اتریوم ساخته شده و درعین‌حال امنیت و تضمین‌های عدم تمرکز بلاکچین اصلی را حفظ می‌کند. در این مقاله از صرافی ارز دیجیتال او ام پی فینکس به طور کامل به پاسخ سؤالاتی از جمله؛ کاربرد لایه دوم اتریوم چیست؟ مزایای استفاده از این راه‌حل‌ها چیست؟ و معرفی بهترین پروژه‌های لایه دوم اتریوم می‌پردازیم.

لایه دوم اتریوم چیست؟

اتریوم یک سیستم مالی جدید ایجاد کرده که تا قبل از آن جهان به خود ندیده بود. این پروژه یک بلاکچین لایه یک می‌باشد که کاربردی‌ترین بستر را برای برنامه‌های مالی غیرمتمرکز DeFi به وجود آورده است. قیمت اتریوم با توجه ‌به کاربردی‌بودن بلاکچین آن تا به امروز به طور قابل‌توجهی رشد یافته و بازگشت سرمایه‌ای چشمگیری برای سرمایه‌گذاران اولیه خود ساخته است. بلاکچین اتریوم، پراستفاده‌ترین بلاکچین در فضای ارزهای دیجیتال، به‌ویژه برای راه‌اندازی توکن‌های غیرقابل‌تعویض NFT یا دیگر توکن‌ها است.

بیشتر: چرا از اتریوم برای ساخت NFT استفاده می‌شود؟

با وجود این شرایط بلاکچین اصلی اتریوم از وجود برخی مشکلات اساسی در شبکه خود رنج می‌برد. اساساً، اتریوم در سیستم اصلی بلاکچین لایه یک خود حداکثر ۲۵ تراکنش در ثانیه را می‌تواند پردازش کند که این امر باعث ایجاد تعدادی از مشکلات از جمله موارد زیر شده است:

1. شبکه اغلب شلوغ می‌شود
2. گاهی اوقات هزینه‌های فی خیلی زیاد می‌شوند

بلاکچین‌ها باید مقیاس‌پذیر، ایمن و غیرمتمرکز باشند. درحالی‌که همواره پیشنهادهایی مبتنی بر استفاده از گره‌های قدرتمندتر، برای بهبود سرعت انجام تراکنش‌ها وجود دارد، اما این راه‌حل‌ها رویکرد تمرکززدایی را به خطر می‌اندازند. در نتیجه، یکی از بهترین روش‌ها در این زمینه استفاده از راه‌حل‌های لایه دو اتریوم است. زیرا، لایه دو شبکه‌ای است که روی شبکه اصلی ساخته می‌شود، سپس با حفظ امنیت و میزان تمرکززدایی بلاکچین اصلی، مقیاس‌پذیری و سرعت آن را بیشتر می‌کند. در برخی موارد، راه‌حل‌های L2 می‌توانند هزاران تراکنش را در ثانیه پردازش کنند که اگر اتریوم بخواهد به پذیرش گسترده‌تری دست یابد به این راه‌حل‌ها نیاز خواهد داشت.

لایه یک، بلاکچین پایه است. اتریوم و بیت‌کوین هر دو بلاک چین لایه یک هستند که بستر اصلی شبکه‌های مختلف لایه ۲ را فراهم می‌آورند. به‌عبارت‌دیگر، بیت‌کوین و اتریوم را می‌توان به‌عنوان یک پروتکل L1 در نظر گرفت که بستر اصلی برای تسویه ‌حساب همه تراکنش‌های شبکه را ایجاد می‌کند. در نتیجه حتی تراکنش‌های که به شبکه‌های لایه دوم یک بلاکچین ارسال می‌شوند و به‌سرعت انجام می‌شوند، در نهایت می‌توانند به لایه اصلی بازگردنند و استناد شوند. نمونه‌هایی از پروژه‌های لایه ۲ شامل «رول‌آپ‌ها» (Rollups) در اتریوم و شبکه لایتنینگ (Lightning Network) روی بلاکچین اصلی بیت‌کوین است.

همچنین بلاکچین لایه یک اتریوم نسبت به شبکه‌های لایه دو آن، به عنوان یک منبع برای دسترس بودن داده‌ها عمل می‌کند. در واقع، پروژه‌های لایه دو داده‌های تراکنش‌های خود را به شبکه اصلی اتریوم ارسال می‌کنند و برای دسترسی به داده‌ بلاک‌های قبلی به شبکه اصلی اتریوم متکی هستند. به عبارت دیگر؛ در سطح راه‌حل‌های لایه دوم، از این داده‌ها برای مخالفت یا موافقت با تأیید تراکنش‌های در حال انجام استفاده می‌شود. در ادامه به جزئیات بیشتری از کاربردهای پروژه‌های لایه دو اتریوم می‌پردازیم. 

بیت کوین، اتریوم و تتر بهترین ارزهای دیجیتال برای خرید هستند؟

انواع راه‌‌حل‌های لایه دوم اتریوم و کاربرد ‌آن‌ها

راه‌حل‌های لایه ۲ اتریوم در چندین دسته قرار می‌گیرند که هر کدام در رویکرد خاص خود برای افزایش مقیاس‌پذیری شبکه اصلی اتریوم، متفاوت هستند.

• کانال‌ها

کانال‌ها (Channels) به کاربران راهی برای انجام چندین تراکنش خارج از زنجیره اصلی ارائه می‌دهند و فقط دو تراکنش را به لایه تسویه، یعنی بلاکچین اصلی اتریوم ارسال می‌کنند. این روش امکان را برای توان عملیاتی بالا با هزینه کم فراهم می‌کند، بااین‌حال محدودیت‌هایی نیز در این سیستم‌ها وجود دارد. شرکت‌کنندگان باید از قبل شناخته شوند، همچنین باید وجوهی را در یک قرارداد چندجانبه واریز و ضمانت کنند. این بدان معناست که شبکه باید به طور منظم نظارت شود تا از ایمن بودن وجوه اطمینان حاصل شود. به‌علاوه راه‌اندازی کانال‌ها بین کاربران اعتبارسنج زمان می‌برد، بنابراین اجازه مشارکت زیادی در این سیستم‌ها داده نمی‌شود که به نوبه خود قابلیت تمرکززدایی را خدشه‌دار می‌کند.

به‌طورکلی، کانال‌ها در روش‌های مبتنی بر لایه دو اتریوم به دو شکل کانال‌های حالت (state channels) و کانال‌های پرداخت (payment channels) هستند. به عنوان نمونه‌هایی از کانال‌ها در راه‌حل‌های لایه دو اتریوم می‌توان به کانال پیوند (Connext) و کانال رایدن (Raiden) اشاره کرد.

• پلاسما

راه‌حل‌های پلاسما (Plasma) از ساختار داده‌‌ای درخت مرکل (Merkle Tree) برای ایجاد یک زنجیره اضافی به بلاکچین اصلی استفاده می‌کنند. این کار تراکنش‌های سریع را با هزینه کمتر تسهیل می‌کند، زیرا بلاک‌ها در زنجیره اصلی مستقر نیستند و نیازی به ذخیره داده‌ها در دفترکل بلاکچین اصلی نیست. بااین‌حال محدودیت‌هایی در استفاده از پلاسما نیز وجود دارد.

در درجه اول، چارچوب ارائه شده توسط راه‌حل‌های مبتنی بر پلاسما، فقط از تراکنش‌های خاصی پشتیبانی می‌کند. بنابراین، برای مثال، فعالیت‌های پیچیده‌ و گسترده‌ حوزه DeFi امکان‌پذیر نیست. به علاوه، برداشت‌ها در شبکه‌های مبتنی بر پلاسما مشمول چالش‌های زیادی به ويژه زمان‌ انتظار طولانی‌تر هستند. همچنین این سیستم‌ها به شخصی نیاز دارند که شبکه را از نظر ایمن بودن نقدینگی و اپراتورها را برای ذخیره داده‌ها کنترل کند. نمونه‌هایی از راه‌حل‌های پلاسما عبارتند از؛ او ام جی (OMG)، SDK پالیگان، رول آپ‌های optimistic و زنجیره‌‎های مستقل (standalone chains).

• زنجیره‌های جانبی

زنجیره‌های جانبی (Sidechains) جدا از بلاک چین اصلی اجرا می‎‌شوند و به طور مستقل با استفاده از الگوریتم اجماع خود عمل می‌کنند. آنها از طریق یک پل دوطرفه به اتریوم متصل می‌شوند و با ماشین مجازی اتریوم (EVM) سازگار هستند. با این وجود این راه‌حل‌ها نیز معایبی از جمله مورد زیر را دارند:

بااین‌وجود که روش‌های مبتنی بر زنجیره‌های جانبی نسبت به شبکه اصلی غیرمتمرکزتر هستند، اما الگوریتم اجماع مجزای آن‌ها توسط لایه یک بررسی نشده است. در نتیجه، اعتبار‌سنج‌های زنجیره جانبی می‌توانند برای انجام فعالیت‌های مخرب هک شوند. xDAI و Skale دو نمونه از سیستم‌های لایه دو اتریوم مبتنی بر استفاده از راه‌حل زنجیره‌های جانبی هستند.

• رول آپ‌ها

رول آپ‌‌ها با اجرای تراکنش‌ها در لایه ۲، درحالی‌که داده‌ها را به شبکه پایه ارسال می‌کنند، کار می‌کنند. این بدان معنی است که آنها از امنیت اتریوم بهره می‌برند، اما می‌توانند تراکنش‌ها را خارج از لایه اصلی انجام دهند. دو نوع رول آپ وجود دارد؛ اولی مجموعه‌های ZK (دانش صفر) که بسیاری از انتقال‌ها را در یک تراکنش جمع می‌کند، سپس انجام می‌دهند و دومی رول آپ‌های optimistic هستند که به‌ موازات اتریوم عمل می‌کنند.

فناوری ZK مورد استفاده در رول‌ آپ‌ها، با ایجاد سیستمی که به نام SNARK (یک استدلال غیرتعاملی مختصر از افشای اطلاعات) شناخته می‌شود، تراکنش‌ها را گروه‌بندی می‌کند و در قالب یک مدرک رمزنگاری شده به لایه پایه ارسال می‌کند. بنابراین، با این کار تنها یک تراکنش به اتریوم ارسال می‌شود. مجموعه‌های ZK امکان تراکنش‌های سریع را فراهم می‌کنند، اما دامنه این تراکنش‌ها نیز محدود است.

در همین حال، مجموعه‌های optimistic در کنار زنجیره پایه قرار می‌گیرند و تراکنش‌ها در قالب Calldata به اتریوم ارسال می‌کنند. این راه‌حل‌ها قابلیت ترکیب‌پذیری را که یک نیاز اساسی در پلتفرم‌های صنعت DeFi است، فراهم می‌کنند. اگرچه این سیستم‌ها نیز در معرض زمان انتظار طولانی‌تر و حملات احتمالی هستند. نمونه‌های از راه‌حل‌های ZK شامل؛ پروژه‌های لوپرینگ (Loopring) و استارک ویر (StarkWare) هستند. همچنین، در حال حاضر راه‌حل مجموعه‌های optimistic توسط پروژه اپتیمیزم (Optimism) در حال توسعه هستند.

• والیدیوم

والیدیوم (Validium) شباهت زیادی به فناوری مجموعه‌های ZK در رول آپ‌ها دارد، زیرا از اثبات دانش صفر استفاده می‌کند. اما در آن داده‌ها خارج از زنجیره ذخیره می‌شوند. این بدان معناست که تا ۱۰٬۰۰۰ تراکنش در ثانیه بدون تأخیر برداشت و خطر حملات بیشتر (امنیت کمتر) ممکن است. از مشکلات این سیستم‌ها نیز می‌توان به این مورد اشاره کرد که اجرای هر نوع قرارداد هوشمند بر بستر آن‌ها امکان‌پذیر نیست، زیرا برای تولید سیستم‌های مبتنی بر اثبات ZK به قدرت محاسباتی زیادی نیاز است و زمان تأیید نهایی عملکردها می‌تواند کندتر باشد. استارک ویر و DeversiFi دو نمونه از پروژه‌هایی هستند که از راه‌حل‌های والیدیوم بهره می‌برند.

مطالعه: الگوریتم اثبات دانش صفر چیست؟ معرفی بهترین ارز دیجیتال Zero Knowledge

مزایای استفاده از لایه دوم اتریوم چیست؟

اتریوم بود که به دنیای مالی غیرمتمرکز اجازه ظهور داد و دارای بزرگترین اکوسیستم در راه‌اندازی برنامه‌های غیرمتمرکز dAppها است. اما همان‌طور که بالاتر اشاره شد، هنوز چند مشکل بر سر راه رشد و توسعه بیشتر آن وجود دارد. در حال حاضر قدرت پردازش بلاکچین اصلی این پروژه در مقایسه با مسترکارت یا ویزا که قادر به پردازش هم‌زمان ۱۵۰۰ تراکنش هستند، خیلی کم است. همین محدودیت‌ها منجر به ظهور تعدادی مشکلات از جمله؛ تراکم شبکه شده است. البته توسعه‌دهندگان اتریوم معتقدند که با راه‌اندازی کامل اتریوم ۲.۰ این مشکلات حل شوند. بااین‌حال، هنوز تا ارتقا اتریوم به اتریوم ۲.۰ به‌صورت کامل زمان زیادی باقی مانده است.

از طرف دیگر، امروزه در دروه‌ زمانی اوج استفاده از اتریوم هستیم به طوری که تقریباً تعداد تراکنش‌ها به یک میلیون واحد در روز می‌رسد. بنابراین راه‌حل‌های افزایش مقیاس‌پذیری این پروژه، خیلی زودتر از ظهور کامل اتریوم ۲.۰ مورد نیاز است. در ادامه به معرفی برخی از مزایای راه‌حل‌های لایه دو اتریوم می‌پردازیم:

1. تراکنش‌های سریع‌تر: برخلاف اتریوم، زنجیره‌های لایه ۲ آن از جمله؛ پالیگان، اپتیمیزم و آربیتروم برای مدیریت حجم زیاد تراکنش‌ها طراحی شده‌اند. این پروژه‌ها توان سرعت پردازش تراکنش را به ترتیب تا سطح ۶۵، ۲ و ۴۰ هزار تراکنش در ثانیه ارائه می‌دهند.
2. کارمزد فی کمتر: ازآنجایی‌که زنجیره‌های لایه ۲ می‌توانند حجم تراکنش‌های بالاتری را انجام دهند، کاربران برای انجام سریع تراکنش‌های خود قبل از دیگران نیازی به پرداخت فی بیشتر ندارند. در نتیجه میزان کارمزد بهینه باقی می‌ماند. در حالی که در بلاکچین اصلی اتریوم، متناسب با مقدار فی، تراکنش‌ها در پردازش اولویت‌بندی می‌شوند.
3. حفظ امنیت قابل‌توجه شبکه اتریوم: اگرچه در سیستم‌های مبتنی به راه‌حل‌های لایه دوم، پردازش تراکنش در شبکه‌های لایه دوم انجام می‌شود. اما شبکه اصلی L1 زیربنایی داده‌های تراکنش را تأیید و تسویه می‌کند. در نتیجه، شبکه‌های L2 امنیت بلاک چین اصلی را به ارث می‌برند.
4. موارد استفاده متنوع: بلاکچین‌های لایه دوم سرعت و مقیاس‌پذیری را ارائه می‌دهند. این امر امکان را برای توسعه‌دهندگان فراهم می‌کند تا برنامه‌های متنوعی ایجاد کنند که نیازهای محاسباتی بالاتری دارند که به نوبه خود منجر به افزایش موارد استفاده بلاکچین‌های لایه دوم می‌شود.

آشنایی با قرارداد هوشمند اتریوم و نحوه ساخت آن

محدودیت‌های لایه دوم اتریوم چیست؟

راه‌حل‌های لایه ۲ قرار است، مشکلات اصلی اتریوم را حل کنند. اما متأسفانه آنها نیز محدودیت‌های بالقوه خود را دارند. البته این واقعیت همچنان باقی است که راه‌حل‌های L2، حتی با وجود ارتقا اتریوم به اتریوم ۲.۰، یک گام ضروری در مسیر درست هستند. زیرا، توان و سرعتی که راه‌حل‌های لایه ۲ ارائه می‌دهند را نمی‌توان به‌تنهایی در شبکه اصلی لایه ۱ اتریوم ۲.۰ به دست آورد. بااین‌حال، شایان ذکر است که در حال حاضر راه‌حل‌های لایه دوم هنوز کامل نیستند. در اینجا به برخی از مشکلات آن‌ها اشاره می‌کنیم:

• ترکیب‌پذیری کمتر

ترکیب‌پذیری یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های مورد‌نیاز در پلتفرم‌های حوزه امور مالی غیرمتمرکز DeFi است. به لطف سازگاری متقابل با طرح‌های متفاوت، دیفای توانسته توجه کاربران زیادی را در سراسر جهان به خود جلب کند. متأسفانه، این ویژگی در راه‌حل‌های لایه دو اتریوم محدود است. در حال حاضر راه‌حل‌های مختلف لایه دو با هم کار نمی‎‌کنند. به طور خلاصه، یک dapp از یک شبکه لایه دو نمی‌تواند با یک dapp ساخته شده روی زنجیره لایه دوم دیگری تعامل داشته باشد.

مطالعه بیشتر: ارتقای مرج اتریوم چیست؟ راهنمای کامل بروزرسانی مرج اتریوم

در واقع، در لایه اول یک تراکنش می‌تواند با چندین پروتکل دیفای تعامل داشته باشد. اما در شبکه‌های مبتنی بر راه‌حل‌های لایه دو، یک تراکنش فقط می‌تواند با آنهایی که در زنجیره خودش ایجاد شده‌اند، تعامل داشته باشد. البته لازم به ذکر است که ایده حل این مشکل در لایه‌های تعاملی مانند پالیگان دیده می‌شود که طبق آن قرار است تمام راه‌حل‌های لایه ۲ در یک ساختار استاندارد ترکیب شوند. بااین‌حال، برای تحقق این ایده به گذر زمان نیاز است.

• نقدینگی

موضوع دیگر در رابطه با پراکندگی برنامه‌های غیرمتمرکز در زنجیره‌های مختلف L2 و خطر محدودیت نقدینگی است. نقدینگی همان‌طور که از اسمش مشخص است، یکی از مهم‌ترین عناصر بازارهای مالی را تشکیل می‌دهد. در حال حاضر، نقدینگی توسط شبکه اتریوم تضمین شده و یک بازار ایجاد نقدینگی (Liquid Marketplace) برای توکن‌ها و dAppهای ساخته شده روی این شبکه، فراهم است. بااین‌وجود این سؤال باز باقی می‌ماند که شفافیت لایه دو چه تأثیری بر نقدینگی دارد و چگونه این نقدینگی بین اولین لایه اتریوم و راه‌حل‌های لایه دوم آن تقسیم می‌شود.

• مشکلات هنگام جابه‌جایی بین شبکه‌های لایه دو

متأسفانه، حداقل در مراحل اولیه توسعه، از اصطکاک بین راه‌حل‌های لایه دوم اتریوم اجتناب نمی‌شود. در نتیجه با توجه به اینکه، در آینده به‌احتمال زیاد جابه‌جایی‌های متعددی بین شبکه‌های مختلف لازم است، ممکن هست راه‌حل‌های لایه دو با خطا مواجه شوند. سپس این فرایند انتقال دارایی بین زنجیره‌ها، مستلزم صرف زمان طولانی‎‌تری باشد. البته کاربران می‌توانند انتظار داشته باشند که چندین حساب برای زنجیره‌های مختلف L2 داشته باشند که این موضوع از دیدگاه UX، مشکل‌ساز بوده و کاربرپسند نیست.

مطالعه بیشتر: معرفی رمز ارز Aptos و دلایل رشد ۴۵۰ درصدی APT در ابتدای سال ۲۰۲۳

آینده اتریوم با راه‌حل‌های لایه دوم

به‌طور‌خلاصه، در حال حاضر چندین راه‌حل لایه ۲ وجود دارد که هدف آن‌ها حل مشکلات مقیاس‌پذیری اتریوم است. همچنین راه‌حل‌های ترکیبی وجود دارند که با ادغام فناوری‌های مختلف به دنبال بهبود سرعت و مقیاس‌پذیری شبکه اتریوم هستند. اگر اتریوم به پتانسیل کامل خود دست یابد و به یک بستر مورد اعتماد جهانی تبدیل شود، احتمالاً این راه‌حل‌ها و موارد دیگر برای افزایش سرعت شبکه در ترکیب با اتریوم ۲.۰ موردنیاز خواهند بود. ازاین‌رو می‌توان گفت؛ در آینده اکوسیستم اتریوم می‌تواند شاهد تغییرات قابل‌توجهی باشد، زیرا پروژه‌های جدید مزایا و معایب اجرا روی راه‌حل‌های لایه ۲ را ارزیابی می‌کنند و آن‌ها را بهبود می‌بخشند.

سؤالات متداول