لایه های اتریوم

اتریوم یک پلتفرم بلاکچین منبع باز و غیرمتمرکز است که اجرای قراردادهای هوش مصنوعی و توسعه برنامه‌های غیرمتمرکز (dApp) را امکان‌پذیر می‌کند. این پلتفرم توسط ویتالیک بوترین در سال 2013 پیشنهاد شد و در سال 2015 به صورت رسمی راه‌اندازی شد. اتریوم دارای واحد پول دیجیتال اختصاصی به نام اتر (ETH) است که برای انجام تراکنش‌ها و پرداخت هزینه محاسبات در شبکه استفاده می‌شود.



اصطلاحات لایه 1 و لایه 2 برای توصیف سطوح مختلف زیرساخت بلاکچین به خصوص در ارتباط با اتریوم و سایر پلتفرم‌های مشابه استفاده می‌شود.



لایه 1

لایه 1 (L1) به پروتکل بلاکچین پایه اشاره دارد که پایه‌ی شبکه است. برخی از شبکه‌های معروف دیگر لایه 1 شامل بیتکوین، کاردانو، سولانا، پلکادات و چندین دیگر هستند. در زمینه اتریوم، لایه 1 به خود بلاکچین اتریوم اشاره دارد. این لایه مسئول پردازش و ذخیره‌سازی تمام تراکنش‌ها و اجراهای قراردادهای هوش مصنوعی است که در شبکه رخ می‌دهند. اتریوم در حال حاضر پرجلوه‌ترین پلتفرم لایه 1 از نظر سرمایه‌گذاری بازار، فعالیت توسعه‌دهندگان و تعداد dAppهای بر روی آن ساخته شده است.



اما با رشد اتریوم، مشکلاتی مانند شلوغی شبکه، هزینه‌های تراکنش بالا و محدودیت‌های امکان توسعه مواجه شد. برای پیش‌برد این چالش‌ها، راهکارهای لایه 2 (L2) معرفی شدند.



لایه 2

لایه 2ها راهکارهای افزایش مقیاس‌پذیری بر روی لایه 1 بلاکچین هستند. هدف آن‌ها افزایش ظرفیت و کارآیی شبکه است با پردازش تراکنش‌ها خارج از زنجیره (off-chain) و دوره‌ای نمودن نتایج به زنجیره اصلی. این کاهش بار بر زنجیره اصلی را به ارمغان می‌آورد که تراکنش‌های سریعتر و هزینه‌های کمتری فراهم کند. برخی از راهکارهای معروف لایه 2 برای اتریوم عبارتند از:





Arbitrum: توسعه‌یافته توسط Offchain Labs، Arbitrum از تکنولوژی به نام "Optimistic Rollups" استفاده می‌کند تا چندین تراکنش را در یک اثبات تکیه‌گاه (proof) ترکیب کند که سپس به زنجیره اصلی اتریوم ارسال می‌شود. این کار منجر به کاهش قابل توجه هزینه‌های گاز و افزایش توان تراکنش می‌شود.



Optimism: مشابه Arbitrum، Optimism هم از "Optimistic Rollups" برای پردازش تراکنش‌های خارج از زنجیره استفاده می‌کند. هدف آن ارائه تجربه‌ای بی‌درز برای توسعه‌دهندگان و کاربران است، با نیاز به تغییرات حداقل برای مهاجرت dAppها از لایه 1 به لایه 2.



Polygon (قبلاً با نام شبکه Matic شناخته می‌شد): Polygon یک راهکار مقیاس‌پذیری چند-زنجیره‌ای برای اتریوم است که یک چارچوب برای ساخت و اتصال چندین شبکه بلاکچین فراهم می‌کند. این راهکار انواع رویکردهای مقیاس‌پذیری را از جمله Plasma، ZK-Rollups و Optimistic Rollups پشتیبانی می‌کند تا یک راهکار انعطاف‌پذیرتر و قابل تطبیق برای توسعه‌دهندگان dApp ارائه دهد.



این راهکارهای لایه 2 به دلیل توانایی ارائه تجربه کاربری بهتر، کاهش هزینه‌های تراکنش و افزایش قابلیت مقیاس‌پذیری برای اکوسیستم اتریوم، در سال‌های اخیر توجه زیادی جلب کرده‌اند. آنها نقش مهمی در توسعه و تکامل مداوم صنعت بلاکچین ایفا می‌کنند.



Optimistic Rollups vs. ZK-Rollups

Optimistic Rollups و ZK-Rollups هر دو راهکارهای مقیاس‌پذیری لایه 2 هستند که طراحی شده‌اند تا توان تراکنش و قابلیت مقیاس‌پذیری اتریوم و سایر شبکه‌های بلاکچین را افزایش دهند. اگرچه هدف مشترک آن‌ها پردازش تراکنش خارج از زنجیره است، اما در مکانیسم‌ها و تکنیک‌های اساسی‌شان تفاوت دارند.



Optimistic Rollups بر روی یک تکنیک به نام "اجرا به‌صورت سازی‌گرا" (optimistic execution) تکیه دارند، که فرض می‌کند که تمام تراکنش‌ها و به‌روزرسانی‌های وضعیتی که خارج از زنجیره پردازش می‌شوند به‌صورت پیش‌فرض صحیح هستند. در این رویکرد، تراکنش‌ها گروهی شده و خارج از زنجیره اجرا می‌شوند و فقط وضعیت نهایی به زنجیره اصلی ارسال می‌شود.



در صورت وقوع اختلاف یا تراکنش کلاهبرداری، هر کسی می‌تواند یک "اثبات تقلب" را ارائه دهد تا درستی به‌روزرسانی وضعیت خارج از زنجیره را چالش کند. اگر چالش موفقیت‌آمیز باشد، به‌روزرسانی تقلبی بازگردانده می‌شود و چالش‌گر پاداش داده می‌شود. این مکانیزم بر پایه شبکه‌ای از تأییدکنندگان (validators) استوار است تا درصد تقلب را نظارت کنند و امنیت و سالمیت سیستم را حفظ کنند.



مزایای Optimistic Rollups:



1. افزایش ظرفیت تازه: Optimistic Rollups قادر به پردازش هزاران تراکنش در ثانیه خارج از زنجیره هستند، که به طور چشمگیری ظرفیت کل شبکه را افزایش می‌دهد.



2. سازگاری: این راهکارها نسبت به پیاده‌سازی نسبتاً آسان هستند و با ماشین مجازی اتریوم (EVM) سازگار هستند، که به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد تا قراردادهای هوش مصنوعی و ابزارهای موجود را مجدداً استفاده کنند.



معایب Optimistic Rollups:



1. زمان بلندتر برای برداشت: به دلیل دوره چالش برای اثبات‌های تقلب، برداشت از Rollup به زنجیره اصلی ممکن است زمان بیشتری طول بکشد (معمولاً حدود 1 تا 2 هفته).



2. فشرده‌سازی داده پایین‌تر: Optimistic Rollups فشرده‌سازی داده کمتری نسبت به ZK-Rollups ارائه می‌دهند، به این معنی که برای تعداد مشابه تراکنش‌ها نیاز به فضای بیشتر در زنجیره اصلی دارند.



ZK-Rollups از یک رویکرد متفاوت به نام "اثبات‌های بدون اطلاع‌رسانی" (به طور خاص، zk-SNARKs یا zk-STARKs) برای تضمین صحت تراکنش‌های خارج از زنجیره استفاده می‌کنند. به جای اعتماد به اثبات‌های تقلب، ZK-Rollups اثبات‌های رمزنگاری برای هر دسته تراکنش ایجاد می‌کنند که سپس به زنجیره اصلی ارسال می‌شوند. این اثبات‌ها تضمین معتبر بودن تراکنش‌ها را بدون نیاز به اجرای آن‌ها توسط زنجیره اصلی ارائه می‌دهند.



مزایای ZK-Rollups:



1. فشرده‌سازی داده بیشتر: ZK-Rollups فشرده‌سازی داده بیشتری نسبت به Optimistic Rollups ارائه می‌دهند که به این معنی است که تعداد بیشتری از تراکنش‌ها می‌توانند با استفاده از همان فضای زنجیره اصلی پردازش شوند.



2. برداشت سریع‌تر: از آنجا که سیستم بر اساس دوره چالشی وابسته نیست، برداشت از Rollup به زنجیره اصلی می‌تواند تقریباً فوری باشد.



معایب ZK-Rollups:



1. پیچیدگی فنی: پیاده‌سازی و استفاده از ZK-Rollups پیچیده‌تر از Optimistic Rollups است، زیرا نیاز به درک عمیقی از اثبات‌های بدون اطلاع‌رسانی و رمزنگاری دارد.



2. سازگاری محدود: ZK-Rollups در حال حاضر دارای سازگاری محدود با ماشین مجازی اتریوم (EVM) هستند، که موجب می‌شود تا توسعه‌دهندگان برای مهاجرت قراردادهای هوش مصنوعی و dAppهای موجود به این راهکار لایه 2 سخت‌تر باشد.



به طور خلاصه، Optimistic Rollups راهکاری سازگارتر و قابل دسترس‌تر برای توسعه‌دهندگان ارائه می‌دهند، در حالی که ZK-Rollups فشرده‌سازی داده بیشتر و برداشت سریع‌تر را فراهم می‌کنند. هر دو رویکرد مزایا و معایب خود را دارند و انتخاب آن‌ها به نیازها و ترجیحات خاص توسعه‌دهندگان و کاربران وابسته است.



سرانجام، در چند ماه گذشته شاهد رقابت زیادی در راه به‌جستجوی بزرگ‌ترین لایه 2 بوده‌ایم و اگرچه بسیاری از شبکه‌ها واعد به نظر می‌رسند، اما هنوز زمان زودی است تا یکی از آن‌ها را به عنوان برنده اعلام کنیم.