سلاسل الطبقة الأولى

افهم كيفية عمل سلاسل الطبقة الأولى وتعرف على حدودها!

مقدمة

تظهر المشكلات عندما يرغب عدد من المستخدمين في استخدام شبكة بلوكتشين أكبر مما يمكنها التعامل معه. قد يكون الطلب الكبير على مساحة الكتل مؤقتا أو قد يستمر طالما بقيت رغبة المستخدمين قوية في استخدام البلوكتشين. في أوقات الطلب المرتفع، يتنافس المستخدمون على معالجة معاملاتهم بسرعة، فترتفع الرسوم ويخرج من السباق من ليس لديه رأس مال كاف.

يستكشف هذا الدرس سبب خضوع إيثيريوم وسلاسل أخرى لـمعضلة البلوكتشين الثلاثية، وكيف تكون هذه المعضلة السبب الجذري للمشكلات الموصوفة أعلاه، وكيف تؤثر على خطط إيثيريوم لتلبية احتياجات جميع مستخدميه. سنستعرض المقايضات التي أجرتها عدة سلاسل بلوكتشين بخصوص هذه المعضلة، وماذا تعنيه تلك المقايضات لمستكشفي الأكاديمية.

معضلة البلوكتشين الثلاثية

كما توحي كلمة "ثلاثية"، توجد ثلاث خصائص لسلاسل البلوكتشين تتنافس فيما بينها وتمنع تحقيق أقصى قدر منها كلها في آن واحد.

هذه الخصائص هي: الأمان، وقابلية التوسع، واللامركزية.

لكي تكون سلسلة البلوكتشين أساسا محايدا لنظام مالي على مستوى عالمي، يجب أن تتفوق في الجوانب الثلاثة كلها. فالنظام المالي يحتاج إلى أن يكون آمنا من الاحتيال، ومحصنا من هجمات الرقابة بفضل اللامركزية، وقابلا للتوسع لتلبية احتياجات أكثر من 8 مليارات إنسان حول العالم.

اختبار المعرفة 1

تصف معضلة البلوكتشين الثلاثية العلاقة بين:

[ ] إيثيريوم وبيتكوين والعملات البديلة
[ ] الأمان والرقابة والاحتيال
[ ] اللامركزية وقابلية التوسع والأمان
[ ] الأمان والسرعة والرسوم المنخفضة

الأمان والإجماع

الأمان هو المتطلب الأساسي الأهم لأي سلسلة بلوكتشين عامة. يجب أن تتفق الحواسيب داخل شبكة (مثل شبكة بلوكتشين) على المعاملات التي حدثت فعلا لتعمل معا، ويسمى هذا الاتفاق إجماع. تكون سلسلة البلوكتشين آمنة إذا تعذر على المهاجمين تعطيل اتفاق الشبكة على تلك الحقيقة. تصمم خوارزميات الإجماع لمقاومة هذه الهجمات.

سلاسل مثل بيتكوين التي تستخدم إجماع إثبات العمل تحمي هذا الاتفاق بجعل إنتاج الكتل تنافسيا للغاية؛ يتسابق كل منتج كتل لحل مسألة رياضية. الفائز بالحل الأول يفوز بحق إنشاء الكتلة التالية ويحصل على مكافأة الكتلة المالية المرافقة لها. إعادة كتابة تاريخ السلسلة الحديث يتطلب استثمارات ضخمة في قوة الحوسبة والطاقة، لذا من المرجح أن ينفق المهاجم أكثر مما سيكسبه.

اختبار المعرفة 2

إجماع البلوكتشين في العملات المشفرة هو:

[ ] العملية التي تتفق فيها العقد على ما حدث على السلسلة
[ ] مهم لكل من في منظومة تلك السلسلة لمنع الاحتيال
[ ] محمي عبر حوافز اقتصادية
[ ] كل ما سبق

الأمان والهجمات

من أشكال الهجوم المحتملة على إجماع البلوكتشين هجوم 51%؛ حيث يمكن لمهاجم يسيطر على غالبية قوة الإجماع في الشبكة عكس معاملات حديثة لإنفاق العملات نفسها مرتين، أو الرقابة على معاملات جديدة. لا يمكنه تزوير التوقيعات أو إنفاق أموال أي شخص آخر. تعني هذه الغالبية 51% من قوة الحوسبة في إجماع إثبات العمل، و51% من حصة التخزين في إجماع إثبات الحصة، وهو استثمار رأسمالي ضخم. وفي إثبات الحصة، الغش القابل للإثبات مثل التوقيع على كتلتين متعارضتين يؤدي إلى تدمير تلك الحصة (يسمى اقتطاع)؛ ومن المرجح أن يخسر المهاجم أكثر مما سيكسبه.

في إجماع إثبات الحصة، لا يختار منتج الكتلة عبر التنافس بل يعين عشوائيا. وكما في إثبات العمل، تضمن خوارزمية الإجماع ألا يتمكن كيان واحد من "الفوز" بحق إنشاء كتلة جديدة بانتظام.

اختبار المعرفة 3

الهدف النهائي لهجوم 51% هو:

[ ] تعطيل عمليات التعدين
[ ] إنفاق العملات مرتين أو الرقابة على المعاملات
[ ] إنشاء عملة مشفرة جديدة
[ ] القضاء على الـ49% الأخرى

قابلية التوسع - معدل المعالجة

تشير قابلية التوسع إلى قدرة سلسلة البلوكتشين على معالجة عدد كبير من المعاملات بسرعة. يحدد جزءان قابلية توسع سلسلة البلوكتشين: معدل المعالجة والنهائية.

معدل معالجة المعاملات: عدد المعاملات التي يمكن لسلسلة البلوكتشين معالجتها في وقت واحد، ويقاس عادة بعدد المعاملات في الثانية (TPS).

تخيل عددا كبيرا من الأشخاص ينتظرون عند محطة حافلات ويصل المزيد كل دقيقة، وكلهم يريدون السفر. لكن عدد من يمكنهم السفر بالحافلة محدود. لإفراغ المحطة من الأشخاص بسرعة أكبر، ستحتاج إلى حافلات أكبر (أشخاص أكثر) أو تسيير الحافلات بشكل أكثر تكرارا (وقت أقل). الأمر نفسه ينطبق على محاولة إدراج عدد كبير من المعاملات في مساحة الكتل الصغيرة المتاحة لكل كتلة. يمكنك رؤية هذا التصور ببيانات حية على https://txstreet.com/v/eth-btc.

اختبار المعرفة 4

أي مما يلي صحيح بشأن تشبيه محطة الحافلات لمعاملات البلوكتشين؟

[ ] يجمع الأشخاص (المعاملات) معا في حافلات (كتل)
[ ] كل حافلة (كتلة) تسع عددا محدودا من الأشخاص (المعاملات)
[ ] نقل عدد أكبر من الأشخاص (المعاملات) يحتاج حافلات (كتلا) أكبر أو أكثر
[ ] كل ما سبق

قابلية التوسع - النهائية

الجانب الثاني لقابلية توسع البلوكتشين هو:

النهائية: متى يمكننا التأكد بشكل معقول من أن معاملة ما لن تتغير أو تُعكس؟

في سلاسل إثبات العمل مثل بيتكوين، تقاس النهائية بعدد الكتل: كلما أضيفت كتل أكثر بعد معاملتك، زادت ثقتك بأنها لن تُعكس. تذكر أن خوارزمية الإجماع الآمنة تجعل تغيير الكتل الماضية مكلفا جدا، وتزداد التكلفة كلما ابتعد المهاجم في محاولة التغيير. ينتج بيتكوين كتلة جديدة كل 10 دقائق تقريبا، لذا ينتظر المستخدم عدة تأكيدات لنحو ساعة. أما إثبات الحصة في إيثيريوم فيسلك مسارا مختلفا: يصوت المدققون لتثبيت الكتل نهائيا، وبعد نحو 13 دقيقة (مدة حقبتين من التصويت) تصبح المعاملة نهائية.

اللامركزية توزع القوة

اللامركزية هي الأساس الأخير لمعضلة البلوكتشين الثلاثية: عملية نقل السيطرة واتخاذ القرار من كيان واحد إلى شبكة موزعة من العديد. اللامركزية هي المبدأ الأساسي الذي يجعل سلاسل البلوكتشين غير مقيد بإذن ومقاوم للرقابة؛ يمكن لأي شخص استخدام سلاسل البلوكتشين اللامركزية، ويمكن لأي شخص بناء برمجيات باستخدامها.

يمكن للمنصات المركزية مثل فيسبوك وتويتر تعطيل حساب أي شخص في أي وقت. وجد كثير من صناع المحتوى المؤثرين على تويتش أو تيك توك أنفسهم مستبعدين من منصاتهم دون سبب. حتى إن تمكن مستخدمو وسائل التواصل من استعادة حساباتهم، فقد تكون العملية طويلة ومؤلمة. بدون اللامركزية، يكون سجل البلوكتشين مجرد جدول بيانات مالي على حاسوب بنك؛ والمصرفيون هم من يقررون من يحق له فتح حساب لديهم. شبكة غير مقيد بإذن تعني أن السلطة لامركزية بما يكفي؛ فلا توجد وسيلة لإزالة وصول شخص أو كيان.

اختبار المعرفة 5

أي من هذه العبارات غير صحيحة بشأن اللامركزية؟

[ ] اللامركزية تجعل سلاسل البلوكتشين مقاومة للرقابة
[ ] اللامركزية تجعل سلاسل البلوكتشين غير مقيدة بإذن
[ ] اللامركزية تساعد القوى الاستبدادية على الحفاظ على السيطرة
[ ] يمكن لأي شخص في أي مكان استخدام الأنظمة غير المقيدة بإذن

هل هي لامركزية؟

لكن كون الشيء لامركزيا ليس إجابة بنعم أو لا فقط. هل 10 كيانات مسيطرة تعتبر لامركزية؟ ماذا عن 1000؟ مليون؟ لا يوجد حد قياسي لاعتبار شيء لامركزيا بما فيه الكفاية، لذا من المنطقي التفكير في اللامركزية باعتبارها طيفا. فبدلا من أن يكون الخيار الوحيد أبيض أو أسود، توجد أيضا درجات رمادية كثيرة بينهما.

لذا يمكننا القول إن شيئا ما "أكثر أو أقل لامركزية من غيره" بدلا من "مركزي أو لامركزي". تحتاج المنظومة المالية المحايدة إلى درجة عالية من اللامركزية لمقاومة رقابة الدول. غالبا ما تضحي سلاسل البلوكتشين الأحدث باللامركزية مقابل قابلية التوسع، لكنها تترك نفسها عرضة للضغوط نفسها من المجتمعات والحكومات التي تشعر بها المنصات المركزية بالكامل. وقد ينتهي بها الأمر بممارسة الرقابة نفسها التي تشهدها شبكات التواصل الاجتماعي المركزية.

اختبار المعرفة 6

تستخدم سلاسل بلوكتشين مختلفة درجات مختلفة من اللامركزية.

[ ] صحيح
[ ] خطأ

بعض الأمثلة

لكل سلسلة بلوكتشين نهجها الخاص تجاه المعضلة، وقد أجرت كل منها مقايضات للتركيز على أهدافها. يمنح بيتكوين وإيثيريوم الأولوية للأمان واللامركزية على حساب قابلية التوسع، مما يؤدي إلى زمن نهائية طويل للمعاملات في بيتكوين ومساحة كتل محدودة في إيثيريوم. عندما يرتفع الطلب على استخدام العقود الذكية، خاصة في التمويل اللامركزي، ترتفع رسوم إيثيريوم؛ ففي ذروة الطلب عام 2021، كانت المعاملة الواحدة تكلف عشرات الدولارات.

أتاح ارتفاع الرسوم فرصة لسلاسل الطبقة الأولى البديلة مثل BNB Chain، التي منحت الأولوية لقابلية التوسع على حساب اللامركزية لتحقيق معدل معالجة المعاملات أعلى ورسوم أرخص. تستخدم سلاسل الجيل الثالث مثل سولانا أساليب جديدة لحل المعضلة، لكن جميع سلاسل البلوكتشين لا تزال خاضعة لهذه القيود الأساسية. يحدد اختيار كل سلسلة منظومتها من خلال الآثار الأساسية الناتجة عن ذلك الاختيار.

فماذا يمكن فعله؟

إذا كان إيثيريوم قد منح الأولوية للأمان العالي واللامركزية، فكيف يمكنه أن يتوسع ليخدم احتياجات جميع مستخدميه كشبكة مالية عالمية يطمح إلى أن يصبحها؟ استكشفت خارطة طريق إيثيريوم إجابتين: الطبقة الثانية وتجزئة الشبكة للبلوكتشين.

تزيد سلاسل الطبقة الثانية من قابلية توسع إيثيريوم دون التنازل عن الجزأين الآخرين من معضلة البلوكتشين الثلاثية. فهي طبقة إضافية تعمل فوق السلسلة الرئيسية، وتعتمد عليها في الأمان بينما تتيح للمستخدمين الاستفادة من رسوم أقل ومعاملات أسرع. سنستعرضها بمزيد من التفصيل في درس الطبقة الثانية.

كانت تجزئة الشبكة ستقسم سلسلة البلوكتشين إلى عدة سلاسل متوازية، مثل إضافة مسارات جديدة إلى طريق. لكن إيثيريوم وضع هذه الخطة جانبا لصالح خطة أبسط: جعل بيانات الكتل أرخص لاستخدام الطبقة الثانية (أضيفت عام 2024) ورفع السعة تدريجيا، دون التضحية بالأمان أو اللامركزية.

اختبار المعرفة 7

سلاسل الطبقة الثانية:

[ ] توفر أمانها الخاص
[ ] تزيد من قابلية توسع السلسلة الرئيسية
[ ] تزيد الرسوم على المستخدمين
[ ] تزيد زمن النهائية للمستخدمين

مستقبل إيثيريوم

تواصل شبكة إيثيريوم تطوير قابلية توسعها دون التضحية بالجوانب الأخرى للمعضلة. خفض The Merge إلى إجماع إثبات الحصة (عام 2022) استهلاك الشبكة للطاقة بأكثر من 99%، ووصلت بيانات الكتل الرخيصة للطبقة الثانية عام 2024. التوسع عمل مستمر: كل ترقية تجعل إيثيريوم أسرع وأرخص في الاستخدام مع الحفاظ على الأمان واللامركزية كمبدأين أساسيين. توفر مؤسسة إيثيريوم صفحة ممتازة عن خارطة طريق إيثيريوم.

في الوقت نفسه، تُبنى بروتوكولات الطبقة الثانية كثيرة فوق إيثيريوم للمساعدة في تلبية طلب المستخدمين دون الحاجة إلى تحديثات على بروتوكول إيثيريوم نفسه. تعتمد بروتوكولات الطبقة الثانية هذه على الطبقة الأولى إيثيريوم لتوفير أمان لامركزي بينما توفر هي قابلية التوسع؛ وتنوع الطبقة الثانية يصنع منظومة لامركزية! من أبرز رول أبات الطبقة الثانية Arbitrum وOP Mainnet وBase؛ وPolygon PoS هي سلسلة جانبية شهيرة لها أمانها المنفصل.

اختبار المعرفة 8

تشمل ترقيات إيثيريوم:

[ ] استخدام الطبقة الثانية وبيانات كتل أرخص لزيادة قابلية التوسع
[ ] الحفاظ على اللامركزية والأمان كمبدأين أساسيين
[ ] تقليل استهلاك الطاقة عبر إجماع إثبات الحصة
[ ] كل ما سبق

ماذا يعني ذلك للمستكشفين؟

يحتاج المستخدمون إلى رسوم منخفضة للتعلم واستكشاف التقنية بحواجز دخول منخفضة وتكاليف أخطاء قليلة، خاصة في بداية رحلتهم. سلسلة بلوكتشين إيثيريوم ليست مثالية بعد، لكن قيمها تجعلها من أفضل المرشحين لتحقيق حلم نظام حوسبة مالي عالمي. يمكن للمستكشفين تعلم التفاعل مع إيثيريوم واستخدامه دون دفع رسوم باهظة؛ فاستخدام سلاسل الطبقة الثانية يتيح للمستكشفين الجمع بين فوائد الأمان واللامركزية في إيثيريوم وقابلية توسع أعلى.

سيشرح الدرس التالي حلول الطبقة الثانية وكيفية البدء بها. إلى الأمام أيها المستكشفون!