معرفی بلاکچین لایه 1

اصطلاحات لایه ۱ و لایه ۲ به ما کمک می‌کنند تا ساختار و معماری بلاک چین‌ها، پروژه‌ها و ابزارهای توسعه مختلف را درک کنیم. با کسب اطلاعات از لایه‌های مختلف بلاک چین، می‌توانید شبکه‌های و پاراچین‌های آن‌ها را بهتر درک کنید.

بلاک چین لایه ۱ چیست؟

جالب است که بدانید شبکه لایه ۱ در واقع نام دیگری برای بلاک چین پایه (Base) یا اصلی است. بایننس اسمارت چین، اتریوم، بیت کوین و سولانا مثال‌هایی از پروتکل‌های لایه ۱ هستند. از آنجایی که این بلاک چین‌ها شبکه اصلی اکوسیستم‌های خود هستند، به آنها بلاک چین لایه ۱ گفته می‌شود. در مقابل بلاک چین لایه یک، آف چین‌ها (Off-chains) و راهکارهای لایه ۲ را داریم که بر بستر شبکه های اصلی دیگر ساخته می‌شوند.

به عبارت دیگر، زمانی یک پروتکل لایه ۱ است که تراکنش‌ها را در بلاک چین خودش پردازش و نهایی‌سازی کند. این پروتکل‌ها، توکن بومی خودشان را هم دارند که برای پرداخت کارمزد تراکنش‌ها استفاده می‌شود.

مقیاس ‌پذیری لایه ۱

یکی از مشکلات رایج در بلاک چین‌های لایه ۱، مقیاس پذیری پایین آنهاست. در شبکه بیت کوین و بلاک چین‌های بزرگ دیگر، زمانی که تقاضا زیاد است، در پردازش تراکنش‌ها به مشکل بر می‌خورند. شبکه بیتکوین از مکانیسم اجماع گواه اثبات کار (PoW) استفاده می‌کند که به منابع محاسباتی زیادی نیاز دارد.

مکانیسم اجماع اثبات کار، امنیت و غیرمتمرکز بودن شبکه را تضمین می‌کند؛ اما زمانی که حجم تراکنش‌ها زیاد است، سرعت شبکه‌های PoW کاهش می‌یابد. در نتیجه، مدت زمان تایید تراکنش‌ها افزایش یافته و کارمزد تراکنش‌ها نیز بیشتر می‌شود.

توسعه‌دهندگان بلاک چین، سال‌ها بر روی راهکارهای مقیاس پذیری کار کرده‌اند، اما هنوز بحث‌های زیادی در این‌باره وجود دارد که بهترین راهکار و جایگزین کدام است. برخی از راهکارهای مقیاس‌پذیری لایه ۱ عبارت اند از:

۱. افزایش اندازه بلاک‌ها برای افزایش تعداد تراکنش‌هایی که در هر بلاک پردازش می‌شوند.

۲. تغییر مکانیسم اجماع شبکه، مانند بروزرسانی اتریوم ۲.

۳. اجرای شاردینگ (Sharding) که روشی برای پارتیشن‌بندی دیتابیس است.

ارتقاء شبکه لایه ۱، به کار و تغییرات زیادی نیاز دارد. در اکثر موارد، کاربران شبکه موافق اعمال تغییرات نیستند و این می‌تواند منجر به از هم‌پاشیدن کامیونیتی بلاک چین و یا ایجاد یک هارد فورک شود، همان اتفاقی که درباره بیت کوین و بیت کوین کش افتاد.

سگویت (SegWit)

 از جمله نمونه‌های راهکار مقیاس پذیری لایه ۱، سگویت (SegWit) بیت کوین است. این راهکار توانست از طریق تغییر روشی که بلاک‌ها داده‌ها را سازماندهی می‌کنند، توان شبکه بیت کوین را افزایش دهد (امضاهای دیجیتال دیگر جزو ورودی تراکنش‌ها نیستند). این تغییر بدون آن‌که اثری در امنیت شبکه داشته باشد، در هر بلاک فضای بیشتری را برای تراکنش‌ها ایجاد کرد. سگویت به وسیله یک سافت فورک پس سازگاری یا سازگاری عقب‌رو (Backward-Compatible) اجرا شد؛ این یعنی آن دسته از نودهای بیت کوین که به‌روزرسانی Segwit را دریافت نکرده‌اند، هنوز می‌توانند تراکنش‌ها را پردازش کنند.

شاردینگ لایه ۱ 

شاردینگ یک راهکار لایه ۱ است که برای افزایش توان عملیاتی شبکه استفاده می‌شود. در واقع Sharding نوعی پارتیشن‌بندی دیتابیس است که می‌توان آن را به دفتر کل توزیع‌شده بلاک چین‌ها اعمال کرد. در این روش، شبکه و نودهای آن به شاردهای (Shards) مختلف تقسیم می‌شوند تا حجم کار تقسیم شده و سرعت تراکنش‌ها افزایش یابد. هر شارد، بخشی از فعالیت کل شبکه را مدیریت می‌کند و در واقع دارای تراکنش‌ها، نود‌ها و بلاک‌های جداگانه است.

در شاردینگ دیگر نیازی نیست که هر نود بلاک چین را به طور کامل کپی کند. در عوض، هر گره پایان کار را به زنجیره اصلی گزارش می‌دهد و وضعیت داده‌های خود از جمله موجودی آدرس و آمار مهم دیگر را اعلام می‌کند.

مقایسه بلاک چین لایه ۱ و لایه ۲

همه مشکلات را نمی‌توان با اعمال تغییرات در لایه ۱ حل کرد. بر اساس محدودیت‌های فناوری، اعمال برخی از تغییرات در شبکه اصلی بلاکچین بسیار سخت و یا غیرممکن است. برای مثال، شبکه اتریوم در حال به‌روزرسانی به اجماع گواه اثبات سهام (PoS) است؛ اما توسعه این به‌روزرسانی سال‌‌ها زمان برده است.

به دلیل مسائل مربوط به مقیاس‌‌پذیری، برخی از راهکارها در بلاک چین لایه ۱ کار نمی‌کنند. اگر واقع‌بینانه نگاه کنیم، یک بازی بلاکچینی یا Play to Earn نمی‌تواند از شبکه بیت کوین استفاده کند؛ زیرا مدت زمان تراکنش‌های این شبکه طولانی است. با این حال شاید یک بازی بخواهد از امنیت و غیرمتمرکز بودن شبکه لایه ۱ استفاده کند. بهترین گزینه، توسعه این بازی بر بستر شبکه‌ای با راهکار لایه ۲ است.

شبکه لایتنینگ

راهکارهای لایه ۲ بر بستر بلاک چین لایه ۱ ساخته می‌شوند و برای نهایی‌سازی تراکنش‌های خود به شبکه لایه ۱ متکی هستند. یک مثال بارز در این مورد، شبکه لایتنینگ (Lightning Network) است. زمانی که ترافیک شبکه بیت کوین بسیار زیاد است، پردازش تراکنش‌ها ساعت‌ها طول می‌کشد. به وسیله شبکه لایتینگ، کاربران می‌توانند با بیتکوین‌های خود پرداخت‌های سریع را خارج از زنجیره اصلی انجام دهند و موجودی نهایی آنها بعدا به زنجیره اصلی گزارش می‌شود. در نتیجه، تراکنش‌های افراد در یک گزارش نهایی خلاصه شده و در زمان و منابع صرفه جویی می‌شود.