مقیاس‌پذیری و راهکارهای لایه 2 اتریوم

اکوسیستم‌های بلاک‌چین در یک مسابقه بزرگ هستند که همان توسعه راه حل‌های مقیاس‌پذیری برای پاسخگویی به تقاضای کاربران بدون قربانی کردن امنیت یا تمرکززدایی است.

رشد سریع در امور مالی غیرمتمرکز، NFTها و بازی‌ها باعث ازدحام در شبکه اتریوم شده است، به ویژه که منجر به کارمزد بالای تراکنش‌ها با توجه به ظرفیت پایین برای پردازش تنها چند تراکنش در ثانیه شده است.

انتقال اتریوم به یک شبکه اثبات سهام ممکن است مقداری از این فشار را از لایه 1 کاهش دهد. با تقسیم شبکه اتریوم به زنجیره‌های جدید برای پخش بار، کاهش ازدحام و افزایش تراکنش‌ها در ثانیه رقم می‌خورد.

با این حال، با توجه به اینکه راه‌اندازی کامل اثبات سهام سال‌ها طول خواهد کشید، نیاز مبرم به راه‌حل‌های مقیاس‌پذیر، پذیرش فناوری لایه ۲ را تسریع کرده است.

لایه 2 و فناوری مربوط به آن چندین راه‌حل مختلف برای افزایش مقیاس‌پذیری اتریوم ارائه می‌دهد که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. مهم‌ترین این راهکارها عبارتند از:

 Plasma *

  Sidechains *

 State Channels and Payment Channels *

  Rollups *

  Validium *

  Aggregators *

پلاسما (Plasma)

زنجیره‌های پلاسما، بلاک‌چین‌های جداگانه‌ای هستند که به اتریوم متصل می‌شوند. این زنجیره‌ها گاهی اوقات زنجیره‌های فرزند نیز نامیده می‌شوند، زیرا به عنوان کپی‌های کوچک‌تر از شبکه اصلی اتریوم عمل می‌کنند. این زنجیره‌های فرزند از ترکیبی از قراردادهای هوشمند و تأیید رمزنگاری برای تخلیه تراکنش‌ها از زنجیره مادر استفاده می‌کنند.

زنجیره‌های پلاسما هر یک مکانیسم خاص خود را برای اعتبارسنجی بلاک دارند، زنجیره‌های پلاسما به صورت دوره‌ای به زنجیره اصلی اتریوم گزارش می‌دهند و از امنیت خود برای حل و فصل اختلافات در صورت به چالش کشیدن از طریق اثبات تقلب استفاده می‌کنند.

زنجیره‌های پلاسما توان عملیاتی بالا را با هزینه کم در هر تراکنش امکان‌پذیر می‌کنند. با این حال، فقط تراکنش‌های اساسی مانند انتقال توکن و سواپ پشتیبانی می‌شوند.

چندین پروژه پیاده‌سازی پلاسما را برای یکپارچه‌سازی dApp ارائه می‌کنند، از جمله OMG Network و LeapDAO.

زنجیره‌های جانبی (Sidechains)

زنجیره‌های جانبی لایه ۲، بلاک‌چین‌های مستقل سازگار با ماشین مجازی اتریوم (EVM) و موازی با زنجیره اصلی اتریوم هستند. نودهای اعتبارسنجی در زنجیره‌های جانبی ، مسئول تایید و پردازش تراکنش‌ها، افزودن بلاک‌ها و حفظ قوانین اجماع خود زنجیره‌های جانبی (مانند اثبات صلاحیت یا اثبات سهام) برای ارائه تراکنش‌های کارآمدتر هستند.

سازگاری و ارتباط این زنجیره‌ها از طریق یک پل دو طرفه به اتریوم به دست می‌آید، اگرچه امنیت این زنجیره‌ها مستقیماً از اتریوم به ارث نمی‌رسد و مسئولیت آن بر عهده زنجیره‌های جانبی است.

زنجیره‌های جانبی از فناوری تثبیت‌شده استفاده و از تراکنش‌های پیچیده‌تر با سازگاری EVM پشتیبانی می‌کنند. کمتر غیرمتمرکز هستند و به جای امنیت لایه 1، به مکانیسم‌های اجماع خود متکی هستند و بنابراین از نظر فنی لایه 2 نیستند.

پروژه هایی که اجرای زنجیره جانبی را ارائه می دهند شامل شبکه POA و زنجیره xDai است.

کانال‌های وضعیت و کانال‌های پرداخت (State Channels and Payment Channels )

یکی از اولین راه حل‌های مقیاس‌پذیری لایه 2 که به طور گسترده مورد بحث قرار گرفت، کانال‌های وضعیت است که با استفاده از قراردادهای چند امضایی، شرکت‌کنندگان را قادر می‌سازد تا به سرعت و مکرراً خارج از زنجیره تراکنش کنند و در صورت لزوم برای نهایی شدن به لایه 1 بازگردند. کانال‌های وضعیت می‌توانند تعاملات پیچیده‌تری را مانند یک بازی مدیریت کنند.

کانال‌های پرداخت، کانال‌های وضعیت ساده ‌شده‌ای هستند که فقط با پرداخت‌های بین دو شرکت‌کننده سروکار دارند. کانال‌های وضعیت امکان انجام تراکنش بسیار بالا را با هزینه بسیار کم فراهم می‌کنند و آنها را برای پرداخت‌های خرد ایده‌آل می‌سازد.

پروژه‌های اصلی که از کانال‌های وضعیت در اتریوم استفاده می‌کنند Celer، Perun و Raiden هستند.

رول‌آپ‌ها (Rollups)

رول‌آپ‌ها به موازات زنجیره اصلی اتریوم در لایه 2 قرار دارند. آنها اجازه می‌دهند تراکنش‌ها به صورت ارزان و مقیاس‌پذیر در دسته‌های خارج از لایه 1 اجرا شوند، در حالی که همچنان از امنیت لایه پایه اتریوم استفاده می‌کنند.

از آنجایی که محاسبات شبکه اتریوم کند و پرهزینه است، رول‌آپ‌ها تا 100 برابر بهبود مقیاس‌پذیری را ارائه می‌کنند، زیرا هیچ محاسباتی را به‌طور پیش‌فرض اجرا نمی‌کنند.

در عوض، رول‌آپ‌ها فرض می‌کنند که تراکنش‌ها معتبر هستند و تنها در صورتی محاسبات را اجرا می‌کنند که از طریق یک ضد تقلب به چالش کشیده شوند.

رول‌آپ‌ها می‌توانند هر کاری را که روی لایه 1 اتریوم انجام می‌شود انجام دهند، زیرا با EVM و Solidity سازگار هستند. از آنجایی که تمام داده‌های تراکنش در زنجیره لایه 1 ذخیره می‌شود، رول‌آپ‌ها امن و غیرمتمرکز هستند. در عین حال، آنها مقیاس‌پذیری اجرا را ارائه می دهند. با این حال، به دلیل تقلب‌های احتمالی، زمان‌ انتظار طولانی برای تراکنش‌های زنجیره‌ای امکان‌پذیر است.

از آنجایی که رول‌آپ‌ها از پرداخت‌های ساده و قراردادهای هوشمند پیچیده پشتیبانی می‌کنند، به نظر می‌رسد که برای برنامه‌های DeFi مناسب‌تر هستند.

 مهم‌ترین پروژه‌های این دسته Optimism، Arbitrum و Cartesi هستند.

ولیدیوم (Validium)

ولیدیوم از اثبات اعتبار استفاده می‌کند و داده‌ها در لایه 1 اتریوم ذخیره نمی‌شوند، که امکان مقیاس‌پذیری تا 10 هزار تراکنش در ثانیه را در هر زنجیره ولیدیوم فراهم می‌کند. لازم به ذکر است که چند زنجیره ولیدیوم می‌توانند به صورت موازی اجرا شوند.

ولیدیوم هیچ تاخیری در برداشت ندارد، کارایی سرمایه را بهبود می‌بخشد و در برابر حملات اقتصادی خاصی که توسط dAppها با استفاده از سیستم‌های مبتنی بر تقلب مواجه می‌شوند، آسیب پذیر نیست. با این حال، زنجیره‌های ولیدیوم پشتیبانی محدودی برای قراردادهای هوشمند دارند.

پروژه‌هایی که پیاده‌سازی ولیدیوم را ارائه می‌کنند شامل Loopring و StarkWare هستند. Immutable X، اولین راه‌حل مقیاس‌پذیری لایه ۲ برای NFT‌ها در اتریوم، از فناوری ولیدیوم و رول‌آپ‌ها استفاده می‌کند تا سرعت تراکنش‌ها به بیش از ۹۰۰۰ در ثانیه و کارمزد گس به صفر برسد و در عین حال امنیت اتریوم را برای اکوسیستم بازارها، برنامه‌ها و بازی‌های خود حفظ کند.

تجمیع‌کننده‌ها  (Aggregators)

پلی‌گان چیزی شبیه به تجمیع‌کننده‌های این راه‌حل‌های لایه 2 است که اجرای چندگانه چندین فناوری لایه 2 را ارائه می‌کند. در نتیجه، پلی‌گان به سریع‌ترین شبکه لایه 2 در حال رشد تبدیل شده است که زیرساخت بلاک‌چین را با باز کردن قابلیت دسترسی و موارد استفاده از برنامه‌های غیرمتمرکز در بلاک‌چین‌های اتریوم در اختیار عموم قرار می‌دهد.

مجموعه راه حل‌های مقیاس‌پذیری لایه 2 پلی‌گان شاهد استفاده از تراشه‌‍‌های Defi بوده است که با پلتفرم‌هایی مانند Aave، SushiSwap و 1inch ادغام شده‌اند.