البسكلتات الموديلية: إعادة تعريف قابلية التوسع والأمان للبلوكتشين
تمثل البلوكتشينات النمطية معمارية بلوكتشين جديدة تعزز قابلية التوسع والأمان والمرونة من خلال فصل الوظائف الرئيسية إلى طبقات متميزة. يعالج هذا التصميم Engمشاكل الأداء التي تواجهها البلوكتشينات الأحادية التقليدية عند التعامل مع أحجام معاملات كبيرة، مما يتيح أيضًا تخصيص أكبر للنظام.

ما هو البلوكتشين القابل للتعديل؟

الأنظمة البلوكتشين الأحادية التقليدية، مثل إيثيريوم وبيتكوين عادة ما تدير جميع المهام على سلسلة واحدة، بما في ذلك تنفيذ المعاملات، والتوافق (تحقق المعاملات)، وتخزين البيانات، والتسوية. بينما تستفيد هذه النهج من الأمان الشامل واللامركزية، إلا أنها غالباً ما تواجه قضايا أداء عند التعامل مع شدة معدل تدفق المعاملات، والتحقق السريع، وتطبيقات كبيرة الحجم. البلوكتشين المودولار، من خلال بنية متعددة الطبقات، تقسم هذه الوظائف إلى وحدات مختلفة، مما يسمح لكل وحدة بالتركيز على المهام الخاصة لتحقيق توزيع موارد أكثر كفاءة وتحسين الأداء.

وظائف رئيسية

البلوكتشين القائمة على الوحدات تتكون عادة من أربع وحدات وظيفية رئيسية:

1. التوافق: يحدد ترتيب المعاملات وإنشاء كتلة جديدة، مضمنًا أصالة المعاملات. يضمن طبقة التوافق أن يتفق أجهزة الشبكة على إصدار واحد من دفتر الأستاذ.
2. التنفيذ: يقوم بمعالجة المعاملات وتحديث حالة البلوكتشين، ويعمل كمحرك حسابي لتشغيل العقود الذكية.
3. توفر البيانات: يخزن بيانات المعاملات ، مما يضمن توفر البيانات دائما للعقد لتنزيلها والتحقق منها ، مما يشكل الأساس لشفافية وأمان blockchain.
4. التسوية: توفر نهائية المعاملة ، مما يضمن عدم إمكانية تغيير المعاملات بمجرد تأكيدها ، وتعمل كطبقة تحكيم للنزاعات عبر السلسلة.

كيف تعمل البلوكتشين المعتمدة

المفهوم الأساسي لسلاسل الكتل القابلة للتوسيع هو تحليل وظائف العديد من الكتل السلسلية إلى وحدات مختلفة، يتم التعامل مع كل منها على يد سلاسل مختلفة. تُدير الهنايات السلسلية الأحادية التقليدية عادةً جميع المهام - التنفيذ والتوافق والتسوية وتوافر البيانات - على سلسلة واحدة. في حين أن هذه الهيكلية بسيطة، إلا أن قدرتها على التوسيع وأداؤها تميل إلى الانخفاض مع زيادة النشاط على السلسلة. من خلال تقسيم هذه الوظائف، تمكّن سلاسل الكتل القابلة للتوسيع من التركيز على مهام محددة، محققة توازنًا بين التوسيعية واللامركزية والكفاءة. إليك تفصيل مفصل حول كيفية عمل سلاسل الكتل القابلة للتوسيع:

1. طبقة التنفيذ تتعامل طبقة التنفيذ مع جميع المعاملات وتتحقق منها ، وتدير تغييرات الحالة على blockchain. يمكن أن تتبنى السلاسل المختلفة بنى واستراتيجيات تحسين مختلفة على طبقة التنفيذ ، مثل تقنية Rollup وآليات التجزئة ، لزيادة سرعة تنفيذ المعاملات وكفاءتها. تسمح هذه المرونة لطبقة التنفيذ بالتوسع بناء على الاحتياجات المحددة ، مما يؤدي إلى تحسين وقت التنفيذ وتقليل رسوم المعاملات.
2. طبقة الإجماع طبقة الإجماع مسؤولة عن الاتصال والتنسيق بين العقد في الشبكة للتوصل إلى اتفاق بشأن ترتيب المعاملة. تحدد اللامركزية والأمن في هذه الطبقة متانة نظام blockchain بأكمله. على سبيل المثال ، يمكن أن يوفر إثبات الحصة (PoS) آلية إجماع فعالة لطبقة الإجماع ، وتحقيق إنتاجية أعلى مع ضمان الأمان. من خلال الفصل عن الطبقات المعيارية الأخرى ، يمكن تحجيم طبقة الإجماع وتحسينها بشكل مستقل.
3. طبقة التسوية تحقق صحة المعاملة وتدير ربط الأصول وتدفق بين طبقات التنفيذ، وتضمن أمان التفاعلات بين السلاسل. تعتمد هذه الطبقة عادةً على سلسلة كتل أساسية أكثر قوة وأمانًا (مثل إيثيريوم) وتكمل التحقق والتسوية من خلال العقود الذكية، مضمنةً نهائية المعاملات عبر السلاسل.
4. طبقة توفر البيانات (DA) تضمن طبقة توفر البيانات إمكانية وصول جميع بيانات المعاملات إلى عقد التحقق من الصحة. يوفر استقلال هذه الطبقة لسلاسل الكتل المعيارية آلية فعالة لإدارة البيانات ، باستخدام تقنيات مثل تجزئة البيانات وأخذ العينات لتقليل متطلبات التخزين وتمكين العقد الخفيفة من المشاركة في التحقق من صحة البيانات. على سبيل المثال ، تسمح تقنية "أخذ عينات توافر البيانات" من Celestia للعقد بتحديد مدى توفر البيانات بالكامل عن طريق أخذ عينات من كمية صغيرة من البيانات ، وبالتالي تحقيق التحقق الفعال من البيانات على السلسلة.
   يسمح النموذج التشغيلي لسلسلة الكتل القابلة للتعديل بتحسين كل طبقة بناءً على متطلباتها الخاصة، وتطورها بشكل مستقل. نظرًا لأن الطبقات لم تعد بحاجة إلى العمل على نفس السلسلة، يمكن للمطورين اختيار السلسلة المناسبة لأداء المهام المحددة، مما يعالج التناقضات بين القابلية للتوسع والأمان والكفاءة.

الأنواع الرئيسية

يمكن تكوين سلاسل الكتل بشكل مرن عن طريق دمج طبقات التنفيذ والتوافق والتسوية وتوافر البيانات لتشكيل تصاميم هيكلية مختلفة تلبي متطلبات سلسلة الكتل المختلفة. بناءً على الجمع بين هذه الوحدات، تشمل الأنواع الرئيسية لسلاسل الكتل النمطية ما يلي:

1. بنية الطبقة 1 والطبقة 2 أبسط بنية blockchain معيارية هي التصميم متعدد الطبقات للطبقة 1 والطبقة 2. تعمل الطبقة 1 كسلسلة أساسية أساسية ، حيث تتعامل بشكل أساسي مع الإجماع والتسوية ، في حين أن الطبقة 2 هي سلسلة مخصصة للتنفيذ ، باستخدام تقنية Rollup لزيادة قدرة المعالجة. تتبنى Celestia هذا النهج ، حيث تدعم شبكات متعددة من الطبقة 2 (مثل Arbitrum و Optimism) التي تستخدمها كطبقة توفر البيانات ، وبالتالي تحسين قابلية التوسع.
2. تنفيذ وتسوية وبنية طبقة DA في هذه البنية، يتم فصل طبقات التنفيذ والتسوية وتوافر البيانات بشكل أكبر. تركز طبقة التنفيذ على ربط ومعالجة المعاملات، بينما تحقق طبقة التسوية وتخزن الحالة النهائية للتنفيذ، وتضمن طبقة توافر البيانات إمكانية الوصول إلى البيانات وأمان التخزين. استقلالية كل وحدة أقوى. يعد Validium تطبيقًا لهذه البنية، ممثلاً شكلًا آخر من Rollup الذي يعالج المعاملات خارج السلسلة قبل تقديم البيانات إلى L1، مع طبقة توافر بيانات منفصلة.
3. هندسة النقل السيادي هندسة النقل السيادي تعمل كطبقة تنفيذ وتسوية، حيث يتم نشر كتل البيانات مباشرة على النقل السيادي. على عكس نقل العقود الذكية، تدير النقل السيادي صحة المعاملة وترتيبها من خلال خوادم التحقق الخاصة بها بدلاً من الاعتماد على التحقق في طبقة العقد الذكي. يتحكم النقل السيادي بشكل مستقل في عمليات التنفيذ والتسوية، بينما تضمن طبقة DA توافر البيانات.

المزايا والتحديات

مزايا:

• زيادة قابلية التوسع: يركز كل وحدة على مهمة محددة، مما يحسن بشكل كبير كفاءة سلسلة الكتل دون المساس باللامركزية.
• المرونة والتوافق: يسهل تصميم البلوكتشين القابل للتعديل التعاون بين سلاسل Layer 1 و Layer 2 المختلفة، مما يتيح للمطورين اختيار الآلات الافتراضية ومجموعات التقنيات بحرية استنادًا إلى الاحتياجات الفعلية.
• دعم لتطبيقات متعددة الوظائف: تتيح الهيكلة النمطية للمطورين إنشاء تطبيقات لامركزية فعالة وآمنة (DApps) بسهولة، مما يفتح المزيد من الإمكانيات لحالات الاستخدام المتنوعة.

تحديات:

• تعقيد التطوير: تصميم الطبقات المتعددة للبلوكتشينات القابلة للتعديل يزيد من صعوبة التطوير والمتطلبات التقنية على حد سواء للمستخدمين والمطورين، مما قد يبطئ من عملية الاعتماد.
• عدم وجود اختبار ناضج: بالمقارنة مع السلاسل المتجانسة التقليدية ، فإن سلاسل الكتل المعيارية لديها اختبار محدود والتحقق من الصحة في التطبيقات العملية. خضعت السلاسل الناضجة لاختبارات مكثفة ، بينما لا تزال الشبكات المعيارية تلحق بالركب.

أمثلة المشروع

سيليستيا: بوصفها رائدة في مجال سلسلة الكتل القابلة للتعديل، تعتبر سيليستيا سلسلة كتل قابلة للتعديل تركز على توافر البيانات وتضمن إمكانية الوصول إلى بيانات المعاملات من خلال عينات توافر البيانات. إنها تسمح للشبكات من الطبقة 2، مثل rollups، بالاستفادة من وظائف تخزين البيانات الخاصة بها مع تقليل عبء السلسلة الرئيسية.
ديمنشن: تقدم ديمنشن تطبيقات بلوكتشين القابلة للنشر السريعة "رولابس" وتقسم هيكل الشبكة إلى جزئين أمامي وخلفي، على غرار هندسة تكوين تطبيق التقديم التقليدي. تضمن ديمنشن التواصل الفعال بين رولابس وتستفيد من شبكة توافر البيانات لتخزين البيانات وتوفيرها.

استنتاج

توفر سلاسل الكتل المعيارية مسارا جديدا لمساحة blockchain ، مما يعزز قابلية التوسع والمرونة من خلال تعديل الوظائف الرئيسية ووضع الأساس التقني لمزيد من DeFi وغيرها من تطوير التطبيقات اللامركزية. على الرغم من أنها لا تزال في المراحل المبكرة ، إلا أن سلاسل الكتل المعيارية تبشر بالتغلب على التحديات التقنية الحالية ، مما يوفر أداء وأمانا أكبر للشبكات الموزعة.