قابلية التوسع في سلسلة الكتل: حلول خارج السلسلة للسلسلة الجانبية وقنوات الدفع

القدرة على التوسع هو مصطلح واسع يشير إلى قدرة النظام على التوسع لاستيعاب الطلب المتزايد. في مجال الحوسبة، يمكننا زيادة أداء الجهاز عن طريق ترقية أجهزته بحيث يصبح أسرع في أداء مهام معينة. في سياق blockchainsيشير مصطلح قابلية التوسع إلى القدرة على التعامل مع عدد متزايد من المعاملات.

البروتوكولات مثل إلى البيتكوين لديهم العديد من المزايا، ولكن قابلية التوسع ليست واحدة منها. إذا إلى البيتكوين إذا تم تشغيلها على قاعدة بيانات مركزية، فسيكون من السهل نسبيًا على المسؤول زيادة السرعة وقوة المعالجة. ومع ذلك، فإن المقترحات القيمة إلى البيتكوين، مثل مقاومة الرقابة، تتطلب من العديد من المشاركين مزامنة نسخة من سلسلة كتلة.

مشكلة قابلية التوسع في blockchain

يعد تشغيل عقدة Bitcoin أمرًا رخيصًا نسبيًا، وحتى الأجهزة البسيطة يمكنها القيام بذلك. ومع ذلك، نظرًا للحاجة إلى تحديث آلاف العقد مع بعضها البعض، هناك قيود معينة على قدرتها.

هناك حدود لعدد المعاملات التي يمكن معالجتها على السلسلة، لمنع حجم قاعدة البيانات من النمو خارج نطاق السيطرة. إذا حدث هذا بسرعة كبيرة جدًا، فلن تتمكن العقد من مواكبة ذلك. علاوة على ذلك، إذا كانت الكتل كبيرة جدًا، فلا يمكن تمريرها بسرعة عبر الشبكة.

ونتيجة لذلك نجد أنفسنا في ما يشبه عنق الزجاجة. يمكن مقارنة blockchain بخدمة القطار التي تغادر على فترات زمنية محددة. لا يوجد سوى عدد محدود من المقاعد في كل سيارة، وللحصول على التذكرة، يجب على الركاب المزايدة لتأمين مقعد. إذا حاول الجميع ركوب القطار في نفس الوقت، فسيكون السعر مرتفعًا. وبالمثل، فإن الشبكة المزدحمة بالمعاملات المعلقة ستتطلب من المستخدمين دفع رسوم أعلى لإدراج معاملاتهم في الوقت المناسب.

أحد الحلول هو زيادة حجم العربات. وهذا يعني المزيد من المقاعد وقدرة معالجة أكبر وأسعار تذاكر أقل. ومع ذلك، ليس هناك ما يضمن عدم شغل المقاعد مرة أخرى. لا يمكن زيادة حجم العربات إلى ما لا نهاية، تمامًا كما لا يمكن زيادة حجم الكتل أو أغطية الغاز إلى ما لا نهاية. هذا الأخير يجعل بقاء العقد على الشبكة أكثر تكلفة، لأنها ستحتاج إلى أجهزة أكثر تكلفة للبقاء متزامنة.

منشئ عملة الاثيريوم فيتاليك بوتيرينصاغ مصطلح "Scalability Trilemma" لوصف التحدي الذي تواجهه blockchain. ويرى أن البروتوكولات يجب أن تختار بين قابلية التوسع والأمن واللامركزية. هذه الجوانب، بطريقة ما، متعارضة مع بعضها البعض – إذا ركزنا أكثر من اللازم على اثنتين من هذه الخصائص، فإن الثالثة سوف تتضرر.

لهذا السبب، يرى الكثيرون أن قابلية التوسع أمر يجب تحقيقه خارج السلسلة، في حين يجب تعظيم الأمن واللامركزية على blockchain نفسها.

ما هي الحلول خارج السلسلة لقابلية التوسع؟

تشير الحلول خارج السلسلة إلى الأساليب التي تسمح بتنفيذ المعاملات دون ازدحام blockchain الأساسي. تسمح البروتوكولات التي تتصل بالسلسلة للمستخدمين بإرسال واستقبال الأموال دون ظهور المعاملات على السلسلة الرئيسية. دعونا نستكشف اثنين من التطورات الرئيسية في هذا المجال: السلسلة الجانبية وقنوات الدفع.

مقدمة إلى السلاسل الجانبية

ما هي السلسلة الجانبية؟

السلسلة الجانبية هي سلسلة كتل منفصلة. ومع ذلك، فهي ليست منصة مستقلة لأنها مرتبطة بطريقة أو بأخرى بالسلسلة الرئيسية. السلسلة الرئيسية والسلسلة الجانبية قابلة للتشغيل المتبادل، مما يعني أن الأصول يمكن أن تتدفق بحرية بينهما.

هناك عدة طرق لضمان إمكانية تحويل الأموال. في بعض الحالات، يتم نقل الأصول من السلسلة الرئيسية عن طريق إيداعها في عنوان خاص. ولا يتم إرسالها فعليًا – فهي مقفلة على العنوان ويتم إصدار مبلغ مماثل على السلسلة الجانبية. هناك خيار آخر أبسط (على الرغم من كونه مركزيًا) وهو إرسال الأموال إلى الوصي، الذي يقوم بتبادل الإيداع مقابل الأموال الموجودة على السلسلة الجانبية.

كيف تعمل السلسلة الجانبية؟

لنفترض أن صديقتنا أليس لديها خمس عملات بيتكوين. إنها تريد استبدالها بخمس وحدات مكافئة على سلسلة جانبية من البيتكوين - دعنا نسميها عملات جانبية. تستخدم السلسلة الجانبية المعنية "بصمة ثنائية الاتجاه"، مما يعني أنه يمكن للمستخدمين نقل أصولهم من السلسلة الرئيسية إلى السلسلة الجانبية والعكس.

تذكر أن السلسلة الجانبية عبارة عن blockchain منفصل. لذلك، سيكون لها كتل وعقد وآليات تحقق مختلفة. للحصول على عملاتها الجانبية، كانت أليس ترسل لها خمس عملات بيتكوين إلى عنوان آخر. يمكن أن يكون هذا العنوان هو الشخص الذي، عند استلام عملات البيتكوين، سيضيف بعد ذلك إلى عنوان السلسلة الجانبية الخاص بـ Alice خمس عملات جانبية. أو قد يكون هناك نوع من الحد الأدنى من إعدادات الثقة حيث يتم إضافة العملات الجانبية تلقائيًا بعد أن يكتشف البرنامج الدفع.

الآن، قامت أليس بتحويل عملاتها المعدنية إلى عملات جانبية، ولكن يمكنها دائمًا عكس العملية لاستعادة عملات البيتكوين الخاصة بها. والآن بعد أن انضمت إلى السلسلة الجانبية، فهي حرة في التعامل على سلسلة الكتل المنفصلة هذه. يمكنها إرسال العملات الجانبية أو استلامها من الآخرين، تمامًا كما تفعل في السلسلة الرئيسية.

على سبيل المثال، يمكنها أن تدفع لبوب عملة جانبية مقابل سترة Binance. عندما تريد العودة إلى استخدام البيتكوين، يمكنها إرسال العملات الجانبية الأربعة المتبقية لها إلى عنوان خاص. بعد تأكيد المعاملة، سيتم فتح أربع عملات بيتكوين وإرسالها إلى عنوان تتحكم فيه على السلسلة الرئيسية.

لماذا يتم استخدام السلاسل الجانبية؟

قد تتساءل ما هو الهدف من هذا. لماذا لا تستخدم أليس سلسلة Bitcoin blockchain فقط؟

الجواب هو أن السلسلة الجانبية قد تكون قادرة على القيام بأشياء لا يستطيع البيتكوين القيام بها. تعتبر سلاسل الكتل عبارة عن أنظمة مصممة بعناية مع التزامات. على الرغم من أن البيتكوين هو عملة معماة أكثر أمانًا ولامركزية، ولكنه ليس الأفضل من حيث قوة المعالجة. على الرغم من أن معاملات البيتكوين أسرع من الطرق التقليدية، إلا أنها لا تزال بطيئة نسبيًا مقارنة بأنظمة blockchain الأخرى. يتم تعدين الكتل كل عشر دقائق، ويمكن أن تزيد الرسوم بشكل كبير عندما تكون الشبكة مزدحمة.

من المسلم به أنه ربما لا تكون هناك حاجة لهذا المستوى من الأمان للمدفوعات اليومية الصغيرة. إذا كانت أليس تدفع ثمن القهوة، فلن ترغب في الانتظار حتى يتم تأكيد المعاملة. كانت تؤخر الصف، ويبرد مشروبها حتى قبل أن يتم تسليمه.

لا تخضع السلاسل الجانبية لنفس القواعد. في الواقع، لا يحتاجون حتى إلى استخدام دليل العمل لتعمل. يمكنك استخدام أي آلية إجماع، أو الوثوق بمدقق واحد، أو ضبط أي عدد من المعلمات. يمكنك إضافة تحسينات غير موجودة في السلسلة الرئيسية، وإنتاج كتل أكبر، وضمان التسويات السريعة.

ومن المثير للاهتمام أن السلاسل الجانبية يمكن أن تحتوي على أخطاء حرجة دون التأثير على السلسلة الأساسية. وهذا يسمح باستخدامها كمنصات للتجريب وتنفيذ الميزات التي قد تتطلب إجماعًا من غالبية الشبكة.

وطالما أن المستخدمين راضون عن الالتزامات، يمكن أن تكون السلسلة الجانبية خطوة رئيسية نحو التوسع الفعال. ليس من الضروري أن تقوم عقد السلسلة الرئيسية بتخزين جميع المعاملات الجانبية. يمكن لأليس الدخول إلى السلسلة الجانبية من خلال معاملة بيتكوين واحدة، وإجراء مئات من المعاملات الجانبية، ثم الخروج من السلسلة الجانبية. بالنسبة لـ Bitcoin blockchain، فقد تم تنفيذ معاملتين فقط – واحدة للدخول والأخرى للخروج.

يعتبر Ethereum Plasma مشابهًا، ولكن مع بعض الاختلافات المهمة. اقرأ المزيد عنه: ما هو Ethereum Plasma؟

مقدمة لقنوات الدفع

ما هي قناة الدفع؟

تخدم قنوات الدفع نفس الغرض الذي تؤديه الشبكات الجانبية من حيث قابلية التوسع، لكنها مختلفة بشكل أساسي. مثل السلاسل الجانبية، فإنها تنقل المعاملات خارج السلسلة الرئيسية لمنع ازدحام blockchain. ومع ذلك، فهي لا تتطلب blockchain منفصل لتعمل.

تستخدم قناة الدفع عقدًا ذكيًا للسماح للمستخدمين بتنفيذ المعاملات دون نشرها على blockchain. ويتم ذلك من خلال اتفاقية برمجية بين اثنين من المشاركين.

كيف تعمل قناة الدفع؟

في نماذج مثل شبكة Lightning Network الشهيرة، يقوم الطرفان أولاً بإيداع العملات المعدنية في عنوان مملوك بشكل مشترك. هذا عنوان متعدد التوقيع، مما يعني أنه يتطلب توقيعين حتى يتم إنفاق الأموال. ولذلك، إذا أنشأ أليس وبوب مثل هذا العنوان، فلا يمكن نقل الأموال إلا بموافقتهما.

لنفترض أنهم أودعوا 10 بيتكوين لكل منهم إلى عنوان يحتوي الآن على 20 بيتكوين. سيكون من السهل عليهم الاحتفاظ بميزانية عمومية تبدأ بالقول إن كل من أليس وبوب يمتلكان 10 بيتكوين. إذا أرادت أليس إعطاء بوب عملة معدنية، فيمكنهم تحديث جدول البيانات ليقول إن أليس لديها 9 بيتكوين وبوب لديه 11 بيتكوين. لن يحتاجوا إلى النشر على blockchain طالما استمروا في تحديث هذه الأرصدة.

عندما يحين الوقت، لنفترض أن أليس لديه 5 بيتكوين وبوب لديه 15 بيتكوين. يمكنهم إنشاء معاملة ترسل هذه الأرصدة إلى العناوين المملوكة للأطراف، وتوقيعها، وإرسالها.

كان من الممكن أن يسجل أليس وبوب عشرة أو مائة أو ألف معاملة في ميزانيتهما العمومية. ولكن بالنسبة لـ blockchain، قاموا بإجراء عمليتين فقط على السلسلة: واحدة لمعاملة التمويل الأولية والأخرى لإعادة تخصيص الأرصدة عند الانتهاء. وبصرف النظر عن هذين الأمرين، فإن جميع المعاملات الأخرى مجانية وفورية تقريبًا لأنها تحدث خارج السلسلة. لا توجد رسوم للتعدين يجب دفعها ولا يوجد تأكيد للحظر يجب انتظاره.

وبطبيعة الحال، فإن المثال الذي نوقش أعلاه يتطلب التعاون من الطرفين، وهو ليس الوضع المثالي بالنسبة للغرباء. ومع ذلك، يمكن استخدام آليات خاصة لمعاقبة أي محاولة غش، حتى يتمكن الطرفان من التفاعل بأمان دون الثقة في بعضهما البعض.

توجيه الدفع

من الواضح أن قنوات الدفع مناسبة للطرفين اللذين يتوقعان حجمًا كبيرًا من المعاملات. لكنها تتحسن. ويمكن إنشاء شبكة من هذه القنوات، مما يعني أن أليس يمكنها أن تدفع لطرف لا ترتبط به بشكل مباشر. إذا كان لدى بوب قناة مفتوحة مع كارول، فيمكن لأليس أن تدفع لها طالما أن هناك سعة كافية. سترسل الأموال إلى جانب بوب من القناة، والذي بدوره سيرسلها إلى كارول. إذا كانت كارول مرتبطة بمشارك آخر، دان، فيمكن القيام بنفس الشيء.

تتحول هذه الشبكة إلى طوبولوجيا موزعة حيث يتصل الجميع بأقران متعددين. غالبًا ما تكون هناك طرق متعددة للوصول إلى الوجهة، وسيتمكن المستخدمون من اختيار الطريق الأكثر كفاءة.

الاعتبارات النهائية

نناقش طريقتين لقابلية التوسع تسمحان بتنفيذ المعاملات دون زيادة التحميل على blockchain الأساسي. لا تزال كل من السلاسل الجانبية وتقنية قنوات الدفع قيد التطوير، ولكن يتم استخدامها بشكل متزايد من قبل المستخدمين الذين يرغبون في تجاوز قيود معاملات الطبقة الأساسية.

مع مرور الوقت وانضمام المزيد من المستخدمين إلى الشبكة، من المهم الحفاظ على اللامركزية. وهذا ممكن فقط من خلال وضع حدود لنمو blockchain بحيث يمكن للعقد الجديدة الانضمام بسهولة. يعتقد أنصار الحلول خارج السلسلة أنه بمرور الوقت، سيتم استخدام السلسلة الرئيسية فقط لتسوية المعاملات عالية القيمة أو للتفاعل مع السلاسل الجانبية وفتح/إغلاق القنوات.