لایه ۱ و ۲ در بلاکچین اتریوم چیست و به چه شکل کارمیکند؟!

اتریوم یک بلاکچین غیرمتمرکز و منبع باز است که امکان اجرای قراردادهای هوشمند و توسعه برنامه های غیرمتمرکز (dApps) را فراهم می کند. در سال 2013 توسط Vitalik Buterin پیشنهاد شد و به طور رسمی در سال 2015 راه اندازی شد. اتریوم دارای ارز بومی خود به نام (ETH) است که برای انجام تراکنش ها و پرداخت هزینه های محاسباتی در شبکه استفاده می شود.

لایه 1 و لایه 2 اصطلاحاتی هستند که برای توصیف سطوح مختلف زیرساخت بلاکچین استفاده می شوند.

لایه 1 بلاکچین

لایه 1 (L1) به پروتکل پایه بلاکچین اشاره دارد که پایه و اساس شبکه است. برخی دیگر از شبکه های محبوب لایه 1 عبارتند از: بیت کوین، کاردانو، سولانا، پولکادات و ....
در زمینه اتریوم، لایه 1 خود بلاکچین اتریوم است. مسئولیت پردازش و ذخیره کلیه تراکنش ها و اجرای قراردادهای هوشمندی که در شبکه رخ می دهد را بر عهده دارد. اتریوم در حال حاضر از نظر ارزش بازار، فعالیت توسعه دهندگان و تعداد dApp های ساخته شده بر روی آن، غالب ترین پلتفرم لایه 1 است.

با این حال، همانطور که محبوبیت اتریوم افزایش یافت، با مسائلی مانند تراکم شبکه، هزینه تراکنش های بالا و مقیاس پذیری محدود مواجه شد. برای غلبه بر این چالش ها، راه حل های لایه 2 (L2) معرفی شدند.

لایه 2 بلاکچین

لایه 2 راه حل های مقیاس پذیری هستند که بر روی بلاکچین لایه 1 ساخته شده اند. هدف آنها افزایش توان عملیاتی و کارایی شبکه با پردازش تراکنش های خارج از زنجیره و بازگرداندن دوره ای نتایج به زنجیره اصلی است. این امر بار روی زنجیره اصلی را کاهش می دهد و امکان تراکنش های سریع تر و کارمزد کمتر را فراهم می کند. برخی از راه حل های شناخته شده لایه 2 برای اتریوم عبارتند از:

آربیتروم: Arbitrum که توسط Offchain Labs توسعه یافته است، از فناوری به نام Optimistic Rollups برای جمع‌آوری چندین تراکنش در یک اثبات واحد استفاده می‌کند که سپس به زنجیره اصلی اتریوم ارسال می‌شود. این امر هزینه های کارمزد را تا حد زیادی کاهش می دهد و ظرفیت تراکنش را افزایش می دهد.

اوپتیمیسم: مشابه آربیتروم، اوپتیمیسم نیز از مجموعه‌های خوش‌بینانه برای پردازش تراکنش‌های خارج از زنجیره استفاده می‌کند. هدف آن ارائه یک تجربه یکپارچه برای توسعه دهندگان و کاربران، با حداقل تغییرات لازم برای انتقال dApps از لایه 1 به لایه 2 است.

پالیگان (که قبلاً به عنوان Matic Network شناخته می شد): پالیگان یک راه حل مقیاس پذیر چند زنجیره ای برای اتریوم است که چارچوبی برای ایجاد و اتصال چندین شبکه بلاکچین ارائه می دهد. از رویکردهای مقیاس‌بندی مختلف، از جمله پلاسما، ZK-Rollups و Optimistic Rollups پشتیبانی می‌کند تا راه‌حلی انعطاف‌پذیرتر و سازگارتر برای توسعه‌دهندگان dApp ارائه دهد.

این راه‌حل‌های لایه ۲ در سال‌های اخیر به دلیل توانایی‌شان در ارائه تجربه کاربری بهتر، کاهش هزینه‌های تراکنش و افزایش مقیاس‌پذیری برای اکوسیستم اتریوم مورد توجه قرار گرفته‌اند. آنها نقش مهمی در توسعه و تکامل مداوم صنعت بلاکچین دارند.

Optimistic در مقابل ZK Rollups

Optimistic Rollups و ZK-Rollups هر دو راه حل های مقیاس بندی لایه 2 هستند که برای افزایش توان عملیاتی تراکنش و مقیاس پذیری اتریوم و سایر شبکه های بلاکچین طراحی شده اند. در حالی که آنها هدف مشترک پردازش تراکنش های خارج از زنجیره را دارند، اما در مکانیسم ها و تکنیک های اساسی خود متفاوت هستند.

رولاپ آپتیمیستیک (Optimistic Rollups) بر تکنیکی به نام اجرای «optimistic» تکیه می‌کنند، که فرض می‌کند همه تراکنش‌ها و به‌روزرسانی‌های حالت پردازش خارج از زنجیره به‌طور پیش‌فرض درست هستند. در این رویکرد، تراکنش‌ها با هم ترکیب می‌شوند و خارج از زنجیره اجرا می‌شوند و تنها حالت نهایی به زنجیره اصلی ارائه می‌شود.

در مورد اختلاف یا تراکنش متقلبانه، هر کسی می‌تواند یک «اثبات تقلب» ارائه کند تا صحت به‌روزرسانی حالت خارج از زنجیره را به چالش بکشد. در صورت موفقیت‌آمیز بودن چالش، به‌روزرسانی تقلبی برگشت داده می‌شود و به چالش‌گر پاداش داده می‌شود. این مکانیسم متکی به شبکه ای از تایید کننده ها برای نظارت بر تقلب و حفظ امنیت و یکپارچگی سیستم است.

مزایای رولاپ آپتیمیستیک:

• افزایش توان عملیاتی: رولاپ آپتیمیستیک می‌توانند هزاران تراکنش در ثانیه (TPS) را خارج از زنجیره پردازش کنند و به طور قابل توجهی توان عملیاتی شبکه را افزایش دهند.
• سازگاری: پیاده سازی آنها نسبتاً آسان است و با ماشین مجازی اتریوم (EVM) سازگار هستند و به توسعه دهندگان اجازه می دهد تا از قراردادها و ابزارهای هوشمند موجود استفاده مجدد کنند.

معایب رولاپ آپتیمیستیک:

• زمان‌های برداشت طولانی‌تر: با توجه به دوره چالش برای اثبات تقلب، برداشت از جمع‌آوری به زنجیره اصلی ممکن است بیشتر طول بکشد (معمولاً حدود 1 تا 2 هفته).
• فشرده‌سازی کمتر داده‌ها: رولاپ آپتیمیستیک فشرده‌سازی داده‌های کمتری را در مقایسه با ZK-Rollups ارائه می‌کنند، به این معنی که برای تعداد تراکنش‌های مشابه به ذخیره‌سازی روی زنجیره بیشتری نیاز دارند.

ZK-Rollups از یک رویکرد متفاوت به نام "اثبات دانش صفر" (به طور خاص، zk-SNARK یا zk-STARK) برای اطمینان از صحت تراکنش های خارج از زنجیره استفاده می کند. به جای تکیه بر اثبات تقلب، ZK-Rollups برای هر دسته از تراکنش ها، شواهد رمزنگاری تولید می کند که سپس به زنجیره اصلی ارسال می شود. این شواهد اعتبار معاملات را بدون نیاز به زنجیره اصلی برای اجرای آنها تضمین می کند.

مزایای ZK-Rollups:

• فشرده‌سازی داده‌های بالاتر: ZK-Rollups فشرده‌سازی داده‌های بیشتری را در مقایسه با جمع‌آوری‌های خوش‌بینانه ارائه می‌دهد و امکان پردازش تراکنش‌های بیشتری را با همان ذخیره‌سازی زنجیره‌ای فراهم می‌کند.
• برداشت‌های سریع‌تر: از آنجایی که سیستم به یک دوره چالش متکی نیست، برداشت‌ها از Rollup به زنجیره اصلی می‌تواند تقریباً فوری باشد.

معایب ZK-Rollups:

• پیچیدگی فنی: پیاده‌سازی و استفاده از ZK-Rollups پیچیده‌تر از Optimistic Rollups است، زیرا به درک عمیق اثبات‌های دانش صفر و رمزنگاری نیاز دارد.
• سازگاری محدود: ZK-Rollups در حال حاضر سازگاری محدودی با EVM دارند، که انتقال قراردادهای هوشمند و dApp های موجود به این راه حل لایه 2 را برای توسعه دهندگان چالش برانگیزتر می کند.

به طور خلاصه، Optimistic Rollups یک راه حل سازگارتر و در دسترس برای توسعه دهندگان ارائه می دهد، در حالی که ZK-Rollups فشرده سازی داده بالاتر و برداشت سریعتر را ارائه می دهد. هر دو رویکرد مزایا و معاوضه های خود را دارند و انتخاب آنها به الزامات و ترجیحات خاص توسعه دهندگان و کاربران درگیر بستگی دارد.

در نهایت، در چند ماه گذشته شاهد رقابت‌های زیادی در رقابت برای تبدیل شدن به بزرگترین لایه 2 بوده‌ایم و در حالی که بسیاری از شبکه‌ها امیدوارکننده به نظر می‌رسند، هنوز برای برنده شدن یکی از آنها زود است.