قنوات الدولة

المفهوم والوظيفة

تعد قنوات الولاية أحد حلول توسيع الطبقة الثانية التي تسمح بإجراء معاملات آمنة وفعالة خارج السلسلة بين عدد محدود من المشاركين، عادةً اثنين. تعد قنوات الدفع، مثل Lightning Network for Bitcoin، أمثلة شائعة لقنوات الدولة المصممة خصيصًا لتبادل الأموال.

اقرأ المزيد: ما هي شبكة بيتكوين لايتنينج؟

وفي إحدى القنوات الحكومية، يقوم المشاركون أولاً بإيداع كمية معينة من العملات المشفرة على السلسلة، مما يؤدي إلى إنشاء محفظة متعددة التوقيعات خارج بلوكتشين. طالما بقيت أرصدتهم غير سلبية، فيمكنهم التعامل مباشرة مع بعضهم البعض دون إشراك عمال المناجم أو السلسلة الرئيسية، وإرسال تحديثات الحالة في شكل [turn_number، mount، signature].

عندما يرغب المشاركون في إغلاق القناة، فإنهم يقومون بـ «الخروج» من خلال إرسال آخر تحديث حكومي إلى السلسلة الرئيسية، والذي يتحقق من التحديث وينقل الأرصدة النهائية مرة أخرى إلى الأطراف. لضمان الأمان ومنع عمليات الخروج الاحتيالية، هناك فترة تحدي يمكن خلالها للمشارك الآخر تقديم تحديث حالة برقم دوران أعلى، مما يشكل تحديًا فعالًا للخروج الأولي. يمكن استخدام أبراج المراقبة لمراقبة السلسلة الرئيسية لمثل هذه المحاولات.

يمكن تطبيق قنوات الولاية على أنواع أخرى من انتقالات الحالة، مثل الألعاب أو تنفيذ العقود الذكية، طالما أن السلسلة الرئيسية يمكنها التحقق من صحتها. إنها توفر النهاية الفورية والرسوم المنخفضة والبناء البسيط نسبيًا، مما يجعلها مناسبة لحالات الاستخدام المختلفة مثل المدفوعات والألعاب.

حالات الاستخدام والأمثلة

تم اعتماد قنوات الدولة على نطاق واسع للعديد من حالات الاستخدام، ويرجع ذلك أساسًا إلى نهايتها الفورية، والرسوم المنخفضة، والمعاملات الفعالة خارج السلسلة. تتضمن بعض حالات الاستخدام هذه:

• المدفوعات: تعد قنوات الدفع، مثل Lightning Network من Bitcoin، من حلول الطبقة الثانية الشائعة التي تتيح معاملات سريعة وآمنة خارج السلسلة لتبادل الأموال.

• الألعاب: يمكن للقنوات الحكومية تسهيل تجارب الألعاب الآمنة خارج السلسلة، حيث يمكن للاعبين إرسال تحركاتهم كمعاملات لبعضهم البعض دون التفاعل مع السلسلة الرئيسية.

• العقود الذكية: يمكن أيضًا استخدام قنوات الدولة لتنفيذ العقود الذكية خارج السلسلة، مما يقلل الحمل على السلسلة الرئيسية مع الحفاظ على المستوى المطلوب من الأمان والكفاءة.
  على الرغم من مزاياها العديدة، يمكن أن يكون التنفيذ الآمن لقنوات الدولة مهمة معقدة، مما يتطلب اهتمامًا دقيقًا بحالات الحافة المحتملة ونقاط الضعف.

سلاسل جانبية

المفهوم والوظيفة

وتعد السلاسل الجانبية شكلاً من أشكال حلول التوسع لشبكات بلوكتشين، حيث تعمل بشكل مستقل جنبًا إلى جنب مع السلسلة الرئيسية لتحسين أدائها. لديهم مدققون ومشغلون خاصون بهم، بالإضافة إلى جسور تسمح بنقل الأصول بين السلاسل الرئيسية والجانبية. يمكن للسلاسل الجانبية أيضًا التقاط رؤوس الكتل إلى السلسلة الرئيسية لمنع الشوكات.

لنقل الأصول من السلسلة الرئيسية إلى السلسلة الجانبية، يقوم المشاركون بقفل أصولهم على السلسلة الرئيسية وتقديم دليل على القفل على السلسلة الجانبية. لفتح الأصول في السلسلة الرئيسية، فإنها تبدأ عملية الخروج على السلسلة الجانبية وتقدم دليلًا على الخروج بمجرد تضمينها في كتلة السلسلة الجانبية.

على الرغم من الاستفادة من أمان السلسلة الرئيسية لمنع الانقسامات، إلا أن السلاسل الجانبية معرضة لهجمات انتقال الحالة غير الصالحة، حيث يقوم المدققون المتواطئون بإنشاء كتل غير صالحة وسرقة الأموال من المشاركين الآخرين. تم تصميم معظم السلاسل الجانبية بافتراض أن الغالبية العظمى من المدققين ستظل غير تالفة.

حالات الاستخدام والأمثلة

يتم استخدام السلاسل الجانبية لتحسين قابلية التوسع وكفاءة السلسلة الرئيسية، ويمكن استخدامها في سيناريوهات مختلفة، مثل:

• تفريغ معاملات السلسلة الرئيسية: يمكن للسلاسل الجانبية التعامل مع جزء من معاملات السلسلة الرئيسية، مما يقلل العبء الإجمالي على السلسلة الرئيسية ويحسن أدائها.

• تنفيذ الميزات التجريبية: يمكن أن تكون السلاسل الجانبية بمثابة أرض اختبار للميزات والتحسينات الجديدة دون التأثير على استقرار السلسلة الرئيسية.

• تطبيقات بلوكتشين القابلة للتخصيص: يمكن تصميم السلاسل الجانبية لحالات استخدام أو صناعات محددة، مما يتيح تطبيقات بلوكتشين المخصصة دون زيادة التحميل على السلسلة الرئيسية.
  على الرغم من أن السلاسل الجانبية هي شكل من أشكال حلول التوسع لشبكات بلوكتشين، إلا أنها لا تعتبر حل تحجيم الطبقة الثانية (L2)، وهو نوع محدد من حلول التحجيم التي تعمل على قمة السلسلة الرئيسية.

وعلى الرغم من المخاطر الأمنية المحتملة، تظل السلاسل الجانبية جزءًا أساسيًا من نظام بلوكتشين البيئي، مما يعزز قابلية التوسع والمرونة للسلاسل الرئيسية.

المجموعات (المتفائلة ومجموعات ZK)

المفهوم والوظيفة

التجميعات هي حل لتوسيع نطاق الطبقة الثانية يجمع أو «يجمع» معاملات متعددة في دليل واحد قبل إرسالها إلى السلسلة الرئيسية. وهي متوفرة في نوعين: المجموعات المتفائلة ومجموعات ZK-Rollups. يعمل كلا النوعين من عمليات الجمع على زيادة إنتاجية المعاملات وتقليل تكاليف الغاز، ولكنهما يختلفان في نهجهما للتحقق والأمان.

مجموعات متفائلة

تعتمد عمليات الجمع المتفائلة على نظام الافتراضات «المتفائلة»، حيث يُفترض أن المعاملات صالحة حتى يثبت العكس. يستخدمون آلية حل النزاعات تسمى «إثبات الاحتيال» التي تسمح للمستخدمين بالطعن في المعاملات غير الصالحة. إذا تبين أن المعاملة غير صالحة، يتم إرجاع مجموعة التحديثات ومكافأة المنافس.

زي كيه رولوبس

من ناحية أخرى، تستخدم مجموعات ZK-rollups براهين المعرفة الصفرية (ZK-SNARKS) لتوفير ضمان مشفر لصحة المعاملات قبل تقديمها إلى السلسلة الرئيسية. هذا يلغي الحاجة إلى آلية حل النزاعات، حيث لا يمكن تضمين المعاملات غير الصالحة في مجموعة التحديثات.

حالات الاستخدام والأمثلة

تعد المجموعات واحدة من أكثر حلول توسيع الطبقة الثانية الواعدة اليوم نظرًا لخصائص الأمان والكفاءة الخاصة بها. تتضمن بعض الفوائد وحالات استخدام المجموعات ما يلي:

• توفر البيانات المحسّن: تضمن المجموعات عدم حجب البيانات من خلال المطالبة بتمرير الكتلة أو الحالة الكاملة كوسيطة عند التقاط لقطة لكتلة.

• التحقق من صحة انتقال الحالة: توفر المجموعات ZK-SNARK (لـ ZK-rollups) أو دليلًا على الاحتيال (لـ Optimistic Rollups) لإثبات صحة انتقالات الحالة، مما يمنع إنشاء الكتل غير الصالحة.

• عدم وجود شوكات: تفضل قاعدة اختيار الشوكة في المجموعات دائمًا السلسلة التي تحتوي على آخر كتلة تم التقاطها، مما يمنع إنشاء الشوكات.

• انخفاض تكاليف الغاز: تقلل عمليات التدوير بشكل كبير من تكلفة الغاز للتحقق على السلسلة، مما يجعلها أكثر كفاءة من المعاملات على السلسلة.

• المخارج الفورية: إذا تعاون مشغلو التجميع، يمكن تنفيذ عمليات الخروج على الفور دون الحاجة إلى لعبة خروج.

أمثلة على تطبيقات مجموعة التحديثات

يعد Optimism أحد تطبيقات Optimistic Rollup الشائعة على شبكة Ethereum المصممة لتوسيع نطاق العقود الذكية والتطبيقات اللامركزية (dApps).

ZKSync هو حل ZK-Rollup لـ Ethereum يركز على توفير عمليات نقل رمزية منخفضة التكلفة وسريعة وآمنة.

البلازما

المفهوم والوظيفة

في عام 2017، اقترح جوزيف بون وفيتاليك بوتيرين البلازما لأول مرة كحل تحجيم من الطبقة الثانية. فهي تنشئ شجرة من السلاسل الفرعية المتجذرة في السلسلة الرئيسية، حيث تعمل كل سلسلة فرعية كسلسلة بلوكشين منفصلة يمكنها التعامل مع المعاملات بشكل مستقل. يؤدي ذلك إلى تفريغ المعالجة من السلسلة الرئيسية، مما يؤدي إلى زيادة الإنتاجية الإجمالية. يمكن نقل الأصول بين السلسلة الرئيسية والسلاسل الفرعية من خلال نظام العقود الذكية.

تعتمد سلاسل البلازما على مزيج من أشجار Merkle وأدلة الاحتيال لضمان أمن وسلامة المعاملات خارج السلسلة. يمكن تصنيف تصميمات البلازما إلى عدة أنواع، مثل البلازما الدنيا القابلة للحياة (MVP)، والبلازما النقدية، والبلازما المدينة، والبلازما الأكثر قابلية للتطبيق (MoreVP). يقدم كل نوع مقايضات مختلفة من حيث الأمان والكفاءة وسهولة الاستخدام، ويلبي حالات الاستخدام المحددة ومتطلبات التطبيق.

مزايا البلازما

• قابلية التوسع: يمكن لسلاسل البلازما التعامل مع عدد كبير من المعاملات بشكل مستقل عن السلسلة الرئيسية، مما يزيد بشكل كبير من الإنتاجية الإجمالية.

• رسوم معاملات أقل: يمكن أن يؤدي تفريغ المعاملات إلى سلاسل البلازما إلى تقليل الرسوم المرتبطة بالمعاملات على السلسلة.

• قابلية التخصيص: يمكن أن يكون لكل سلسلة بلازما آلية وقواعد إجماع خاصة بها، مما يسمح بحلول مخصصة لحالات استخدام محددة.

• الأمان: ترث سلاسل البلازما أمان السلسلة الرئيسية أثناء استخدام أدلة الاحتيال لضمان سلامة المعاملات خارج السلسلة.

حالات الاستخدام والأمثلة

تقدم البلازما العديد من الفوائد، مما يجعلها مناسبة لحالات الاستخدام المختلفة:

• التبادلات اللامركزية (DEXs): يمكن استخدام البلازما لإنشاء بورصات لامركزية عالية الإنتاجية ومنخفضة الكمون دون ازدحام السلسلة الرئيسية.

• الألعاب و NFTs: يمكن لسلاسل البلازما دعم منصات الألعاب القابلة للتطوير والفعالة وأسواق الرموز غير القابلة للاستبدال (NFT).

• إنترنت الأشياء وسلسلة التوريد: يمكن للبلازما تمكين معالجة البيانات في الوقت الفعلي وتتبع الأصول في النظم البيئية المعقدة لسلسلة التوريد.
  أمثلة على تطبيقات البلازما

• شبكة OMG (المعروفة سابقًا باسم OmiseGO): حل لتوسيع نطاق إيثريوم قائم على البلازما يركز على تمكين عمليات نقل الرموز السريعة ومنخفضة التكلفة ووظائف التبادل اللامركزي.

• شبكة Matic (الآن Polygon): سلسلة جانبية قائمة على البلازما لـ Ethereum توفر منصة لإنشاء تطبيقات dApps قابلة للتطوير وفعالة. تطورت Polygon منذ ذلك الحين إلى حل تحجيم متعدد السلاسل يدعم أيضًا تقنيات الطبقة الثانية الأخرى، مثل ZK-Rollups و Optimistic Rollups.