آشنایی با بلاک چین‌های لایه اول (Layer 1)، لایه دوم (Layer 2) و لایه سوم (Layer 3)

فناوری بلاک چین با سرعت بالایی در حال تکامل است و درک معماری لایه‌ای آن نقش مهمی در شناخت عملکرد این اکوسیستم دارد. این مقاله به‌صورت شفاف و کاربردی، تفاوت‌ها و کارکردهای اصلی بلاک چین‌های لایه اول (Layer 1)، لایه دوم (Layer 2) و لایه سوم (Layer 3) را بررسی می‌کند و به درک بهتر نقش هر لایه در بهبود مقیاس‌پذیری، کارایی و توسعه‌پذیری شبکه‌های بلاک چینی کمک می‌کند.

آشنایی با بلاک چین‌های لایه اول (Layer 1)، لایه دوم (Layer 2) و لایه سوم (Layer 3)

فناوری بلاک چین به‌عنوان یک نیروی تحول‌آفرین، صنایع مختلفی از امور مالی گرفته تا مدیریت زنجیره تأمین را تحت تأثیر قرار داده است. با این حال، هم‌زمان با بلوغ این فناوری، ساختار آن نیز پیچیده‌تر شده و سرعت بالای توسعه باعث شده نیاز به مقیاس‌پذیری به‌صورت تصاعدی افزایش یابد. یکی از مهم‌ترین راهکارها برای مدیریت این پیچیدگی و دستیابی به مقیاس‌پذیری، طراحی و توسعه لایه‌های مختلف در معماری بلاک چین است. در این مقاله تلاش می‌کنیم با بررسی بلاک چین‌های لایه اول (Layer 1)، لایه دوم (Layer 2) و لایه سوم (Layer 3)، تفاوت‌ها، کارکردها و موارد استفاده هر یک را به‌صورت شفاف و کاربردی توضیح دهیم.

نقش نودها (nodes) در بلاکچین؛ ستون فقرات امنیت و اجماع شبکه

بلاک چین لایه اول (Layer 1) چیست؟

بلاک چین‌های لایه اول، لایه پایه و اصلی شبکه‌های بلاک چینی هستند که وظیفه اعتبارسنجی و نهایی‌سازی تراکنش‌ها را بر عهده دارند. این بلاک چین‌ها همان شبکه‌های اولیه‌ای هستند که فناوری بلاک چین از آن‌ها آغاز شد. لایه اول به‌صورت غیرمتمرکز عمل می‌کند و برای تأیید تراکنش‌ها از مکانیزم‌های اجماعی مانند اثبات کار (Proof of Work – PoW) یا اثبات سهام (Proof of Stake – PoS) استفاده می‌کند. بلاک چین‌های لایه اول به هیچ شبکه دیگری وابسته نیستند و به‌صورت مستقل فعالیت می‌کنند.

نمونه‌هایی از بلاک چین‌های لایه اول

بیت کوین: نخستین و شناخته‌شده‌ترین بلاک چین که از مکانیزم اثبات کار استفاده می‌کند و تمرکز اصلی آن بر انجام تراکنش‌های همتا‌به‌همتا است.

اتریوم: شبکه‌ای که به دلیل پشتیبانی از قراردادهای هوشمند شناخته می‌شود. اتریوم فعالیت خود را با PoW آغاز کرد و در حال گذار به مکانیزم PoS است.

پولکادات: یک پلتفرم چندزنجیره‌ای که از نسخه‌ای از اثبات سهام استفاده می‌کند و هدف آن ایجاد قابلیت تعامل‌پذیری میان بلاک چین‌های مختلف است.

هر یک از این بلاک چین‌ها در لایه پایه فعالیت می‌کنند و دارای توکن بومی، مکانیزم اجماع و قابلیت‌های قرارداد هوشمند مختص خود هستند.

محدودیت‌ها و چالش‌های بلاک چین‌های لایه اول

با وجود اهمیت بنیادی، بلاک چین‌های لایه اول با چالش‌های قابل توجهی مواجه هستند. یکی از مهم‌ترین این چالش‌ها، سه‌گانه مقیاس‌پذیری بلاک چین است که به تعادل میان تمرکززدایی، امنیت و مقیاس‌پذیری اشاره دارد. دستیابی هم‌زمان به هر سه عامل در سطح بالا تقریباً غیرممکن است و معمولاً شبکه‌ها ناچار به ایجاد مصالحه میان این عناصر می‌شوند.

علاوه بر این، سرعت پایین پردازش تراکنش‌ها و کارمزدهای بالا، به‌ویژه در زمان ازدحام شبکه، از دیگر مشکلات لایه اول محسوب می‌شود. نیاز به منابع محاسباتی سنگین در بسیاری از این شبکه‌ها، عامل اصلی بروز چنین محدودیت‌هایی است. این مسائل تجربه کاربری را کاهش داده و دلیل اصلی شکل‌گیری و توسعه راهکارهای لایه دوم به‌شمار می‌روند.

5 استراتژی رایج برای محافظت از سرمایه

بلاک چین لایه دوم (Layer 2) چیست؟

بلاک چین‌های لایه دوم، چارچوب‌ها یا پروتکل‌هایی هستند که بر بستر یک بلاک چین موجود ایجاد می‌شوند. هدف اصلی این لایه‌ها، رفع محدودیت‌های ذاتی بلاک چین‌های لایه اول، به‌ویژه در حوزه مقیاس‌پذیری است. لایه دوم به‌صورت مستقل عمل نمی‌کند و امنیت و نهایی‌سازی تراکنش‌ها را از لایه اول به ارث می‌برد. این راهکارها معمولاً تراکنش‌ها را خارج از زنجیره اصلی یا با روش‌های کارآمدتر پردازش کرده و در نهایت نتیجه نهایی را روی بلاک چین لایه اول ثبت می‌کنند.

ارائه سرعت بالاتر و هزینه کمتر بدون قربانی کردن تمرکززدایی، لایه دوم را به یکی از ارکان اصلی اکوسیستم وب 3 (Web3) تبدیل کرده و مسیر پذیرش گسترده بلاک چین را هموار می‌سازد.

بسیاری از پروژه‌هایی که فعالیت خود را روی بلاک چین‌های لایه اول آغاز کرده‌اند، اکنون از راهکارهای لایه دوم استفاده می‌کنند. برای مثال، کیف پول Ambire از بیش از 10 شبکه سازگار با EVM پشتیبانی می‌کند و دارای بریج‌های داخلی است. این کیف پول با بهره‌گیری از شبکه‌های لایه دوم و مفهوم انتزاع حساب (Account Abstraction)، قابلیت‌هایی مانند کاهش کارمزد گس، افزایش سرعت تراکنش‌ها، تجمیع چند تراکنش در یک تراکنش و استفاده از Gas Tank را ارائه می‌دهد. Gas Tank به کاربران امکان می‌دهد کارمزد گس را از پیش و با استیبل‌کوین‌ها یا سایر توکن‌ها پرداخت کرده و در شبکه‌های مختلف از آن استفاده کنند.

انواع بلاک چین‌های لایه دوم (Layer 2)

رول‌آپ‌ها (Rollups)

رول‌آپ‌ها یکی از امیدوارکننده‌ترین راهکارهای لایه دوم هستند که چندین تراکنش را در قالب یک تراکنش تجمیع می‌کنند. این روش بار پردازشی شبکه اصلی را به‌طور قابل توجهی کاهش می‌دهد و برای محیط‌هایی با نیاز به توان عملیاتی بالا بسیار مناسب است. رول‌آپ‌ها به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند: زیرو نالج رول‌آپ‌ها (zk-Rollups) که از اثبات دانایی صفر استفاده می‌کنند و رول‌آپ‌های خوش‌بینانه (Optimistic Rollups) که مبتنی بر اثبات تقلب هستند. هر دو روش با هدف افزایش سرعت و کاهش هزینه تراکنش‌ها طراحی شده‌اند.

سایدچین‌ها (Sidechains)

سایدچین‌ها بلاک چین‌های مستقلی هستند که به‌صورت موازی با زنجیره اصلی فعالیت می‌کنند. این شبکه‌ها معمولاً برای انجام تراکنش‌های سریع‌تر و مقیاس‌پذیرتر و متناسب با کاربردهای خاص طراحی می‌شوند. سایدچین‌ها مکانیزم اجماع و قابلیت‌های متفاوتی نسبت به زنجیره اصلی دارند، اما اغلب برای امنیت به آن متکی هستند؛ موضوعی که می‌تواند سطح امنیت آن‌ها را نسبت به بلاک چین‌های لایه اول کاهش دهد.

کانال‌های وضعیت (State Channels)

کانال‌های وضعیت شبیه مسیرهای خصوصی هستند که به کاربران اجازه می‌دهند بدون ثبت هر تراکنش روی زنجیره اصلی، با یکدیگر تعامل داشته باشند. این روش خارج از زنجیره، کارمزدها را به‌شدت کاهش داده و سرعت تراکنش‌ها را افزایش می‌دهد. پس از پایان تعاملات، وضعیت نهایی روی بلاک چین اصلی ثبت می‌شود. این راهکار به‌ویژه برای ریزتراکنش‌ها کاربرد دارد و در حوزه‌هایی مانند بازی‌های بلاک چینی و سرویس‌های استریم مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بلاک چین‌های تو در تو (Nested Blockchains)

بلاک چین‌های تو در تو نوع پیشرفته‌تری از راهکارهای لایه دوم هستند که شامل چندین سایدچین تحت یک زنجیره والد می‌شوند. این ساختار سلسله‌مراتبی امکان افزایش مقیاس‌پذیری و توان پردازش تراکنش‌ها را فراهم می‌کند. هر زنجیره فرعی می‌تواند مکانیزم اجماع و قابلیت‌های خاص خود را داشته باشد، به همین دلیل این مدل برای راهکارهای سازمانی و شرکتی که بخش‌های مختلف نیاز به بلاک چین اختصاصی دارند، بسیار مناسب است.

سافت فورک و هارد فورک چیست؟ تعریف، نمونه‌های واقعی در بلاک چین و تفاوت‌های کلیدی

بلاک چین لایه سوم (Layer 3) چیست؟

بلاک چین‌های لایه سوم به‌عنوان لایه کاربردی شناخته می‌شوند و محل توسعه و اجرای اپلیکیشن‌های غیرمتمرکز (Decentralized Applications – dApps) هستند. این لایه‌ها همان رابط‌هایی هستند که کاربران نهایی با آن‌ها تعامل دارند و معمولاً بر بستر لایه دوم یا مستقیماً روی لایه اول ساخته می‌شوند. هدف اصلی لایه سوم، ساده‌سازی استفاده از فناوری بلاک چین و بهبود تجربه کاربری است. این لایه شامل رابط‌های کاربری، کیف پول‌ها و ابزارهایی می‌شود که تعامل با بلاک چین را برای کاربران عادی آسان‌تر می‌کند.

نمونه‌هایی از بلاک چین‌های لایه سوم (Layer 3)

• امور مالی غیرمتمرکز (DeFi): پلتفرم‌هایی مانند Uniswap و Sushiswap که امکان معامله ارزهای دیجیتال و کسب سود از طریق تأمین نقدینگی را فراهم می‌کنند.
• بازارهای NFT: پلتفرم‌هایی مانند OpenSea و Rarible که کاربران می‌توانند در آن‌ها توکن‌های غیرقابل تعویض (NFT) را خرید، فروش و معامله کنند.
• سازمان‌های خودگردان غیرمتمرکز (DAO): ابزارهایی مانند Aragon و DAOstack که امکان ایجاد و مدیریت سازمان‌های غیرمتمرکز را در اختیار کاربران قرار می‌دهند.

مزایا و معایب استفاده از انواع مختلف بلاک چین

بررسی مزایا و معایب لایه‌های مختلف بلاک چین نشان می‌دهد که هر لایه متناسب با هدف و کاربرد خود، نقاط قوت و محدودیت‌های مشخصی دارد. درک این تفاوت‌ها به انتخاب آگاهانه‌تر راهکارهای بلاک چینی کمک می‌کند.

لایه اول

مزایا: امنیت بالا، غیرمتمرکز بودن، برخورداری از زیرساخت پایدار و امتحان‌شده.

معایب: مقیاس‌پذیری محدود، سرعت پایین‌تر پردازش تراکنش‌ها و کارمزدهای بالاتر.

لایه دوم

مزایا: بهبود چشمگیر مقیاس‌پذیری، افزایش سرعت انجام تراکنش‌ها و کاهش هزینه‌ها.

معایب: احتمال کاهش سطح امنیت نسبت به لایه اول و پیچیدگی فنی که می‌تواند مانعی برای کاربران تازه‌وارد باشد.

لایه سوم

مزایا: رابط کاربری ساده‌تر، قابلیت‌های گسترده و پتانسیل بالای پذیرش عمومی و ورود به جریان اصلی بازار.

معایب: قرار داشتن در مراحل ابتدایی توسعه و وابستگی کامل به امنیت و پایداری لایه‌های زیرین.

جمع‌بندی

شناخت دقیق لایه‌های مختلف بلاک چین برای هر فردی که در این حوزه پویا و در حال رشد فعالیت می‌کند، ضروری است. هر لایه مزایا و چالش‌های خاص خود را دارد و هیچ راهکار واحدی برای تمام نیازها وجود ندارد. هنگام انتخاب یک راه‌حل بلاک چینی، عواملی مانند مقیاس‌پذیری، امنیت و سرعت انجام تراکنش‌ها باید به‌دقت مورد توجه قرار گیرند. با ادامه بلوغ فناوری بلاک چین، انتظار می‌رود لایه‌ها و زیرلایه‌های بیشتری شکل بگیرند که هر یک ویژگی‌ها و کاربردهای منحصربه‌فردی خواهند داشت و به غنای بیشتر این اکوسیستم پیچیده اما آینده‌دار کمک می‌کنند.

راستی! برای دریافت مطالب جدید در کانال تلگرام یا پیج اینستاگرام سورس باران عضو شوید.