بلاک‌چین لایه ۱ چیست و نقش آن چیست؟

درک بنیاد غیرمتمرکزسازی: بلاک‌چین‌های لایه ۱

در قلب انقلاب غیرمتمرکزسازی، فناوری بنیادینی به نام بلاک‌چین لایه ۱ (Layer 1) قرار دارد. این شبکه‌ها که اغلب به عنوان زنجیره‌های پایه یا پروتکل‌های زیربنایی شناخته می‌شوند، سنگ بنایی هستند که کل اکوسیستم ارزهای دیجیتال، اپلیکیشن‌های غیرمتمرکز (dApps) و چشم‌انداز گسترده‌تر وب۳ بر روی آن‌ها بنا شده است. بدون وجود لایه‌های ۱ قدرتمند، امن و کاربردی، زیرساخت دیجیتال برای یک اینترنت واقعاً غیرمتمرکز وجود نخواهد داشت.

تعریف پروتکل زنجیره پایه

بلاک‌چین لایه ۱ یک پروتکل شبکه مستقل و خودکفا است که برای انجام وظایف اصلی یک دفتر کل توزیع‌شده طراحی شده است. این وظایف عبارتند از:

• اعتبارسنجی (Validation): اطمینان از صحت تراکنش‌ها و بلوک‌ها مطابق با قوانین از پیش تعیین‌شده شبکه.
• ترتیب‌گذاری (Ordering): ایجاد یک توالی قطعی برای تراکنش‌ها و بلوک‌ها جهت جلوگیری از مشکلاتی مانند دوبار خرج کردن (Double-spending).
• نهایی‌سازی (Finalization): دستیابی به تاییدیه برگشت‌ناپذیر تراکنش‌ها، به این معنا که پس از ثبت، دیگر قابل تغییر یا حذف نباشند.

برخلاف راهکارهای لایه ۲ که بر روی لایه‌های ۱ موجود ساخته می‌شوند، یک بلاک‌چین لایه ۱ به عنوان یک شبکه حاکمیتی مستقل عمل می‌کند. این لایه مستقیماً امنیت، اجماع و در دسترس بودن داده‌های خود را مدیریت می‌کند. بلاک‌چین لایه ۱ را مانند سیستم‌عامل یک کامپیوتر غیرمتمرکز تصور کنید. همان‌طور که ویندوز یا مک‌او‌اس محیط اصلی را برای اجرای نرم‌افزارها فراهم می‌کنند، یک بلاک‌چین لایه ۱ نیز لایه بنیادین را برای فعالیت امن و شفاف اپلیکیشن‌های غیرمتمرکز و سایر راهکارهای بلاک‌چینی ارائه می‌دهد.

نمونه‌های برجسته بلاک‌چین‌های لایه ۱ شامل بیت‌کوین (BTC) و اتریوم (ETH) هستند که هر کدام به عنوان الگویی برای انواع مختلف قابلیت‌های غیرمتمرکز عمل می‌کنند. بیت‌کوین پیشگام مفهوم یک ارز دیجیتال امن و تغییرناپذیر بود، در حالی که اتریوم قراردادهای هوشمند برنامه‌پذیر را معرفی کرد و کاربرد بلاک‌چین را بسیار فراتر از انتقال ساده ارزش گسترش داد.

نقش حیاتی شبکه‌های لایه ۱

وظایف انجام شده توسط بلاک‌چین‌های لایه ۱ صرفاً مشخصات فنی نیستند؛ آن‌ها توانمندسازهای حیاتی برای کل فضای کریپتو محسوب می‌شوند. نقش آن‌ها را می‌توان به چندین حوزه کلیدی تقسیم کرد:

1. تأمین امنیت بنیادین و تغییرناپذیری: لایه‌های ۱ به گونه‌ای مهندسی شده‌اند که در برابر حملات بسیار مقاوم باشند، که این امر عمدتاً از طریق ماهیت توزیع‌شده و اصول رمزنگاری آن‌ها محقق می‌شود. زمانی که یک تراکنش در لایه ۱ نهایی می‌شود، به بخشی تغییرناپذیر از تاریخچه بلاک‌چین تبدیل می‌گردد که دستکاری در آن بسیار دشوار و تقریباً غیرممکن است. این امنیت برای حفظ اعتماد به دارایی‌های دیجیتال و توافق‌نامه‌های غیرمتمرکز حیاتی است.
2. تضمین در دسترس بودن داده‌ها: هر تراکنش و داده‌ای که روی یک بلاک‌چین لایه ۱ ثبت می‌شود، به صورت عمومی قابل دسترسی و توسط هر کسی قابل تایید است. این شفافیت و در دسترس بودن داده‌ها برای حسابرسی، حفظ مسئولیت‌پذیری و تقویت اعتماد در شبکه ضروری است. این به معنای باز بودن سوابق تاریخی برای نظارت است که از فعالیت‌های پنهان یا دستکاری متمرکز جلوگیری می‌کند.
3. توانمندسازی صدور دارایی و تسویه تراکنش‌ها: لایه‌های ۱ به عنوان زیرساخت اصلی برای ایجاد و انتقال دارایی‌های دیجیتال، اعم از ارزهای دیجیتال، استیبل‌کوین‌ها، توکن‌های غیرمثلی (NFT) یا دارایی‌های واقعی توکن‌شده عمل می‌کنند. آن‌ها سوابق قطعی مالکیت را فراهم کرده و تسویه این تراکنش‌ها را تسهیل می‌کنند. وقتی BTC یا ETH ارسال می‌کنید، شبکه لایه ۱ مستقیماً در حال پردازش و نهایی کردن آن انتقال است.
4. بنیادی برای لایه‌های ۲ و اپلیکیشن‌های غیرمتمرکز (dApps): بسیاری از پروژه‌های نوآورانه و راهکارهای مقیاس‌پذیری که به عنوان لایه ۲ شناخته می‌شوند، بر پایه تضمین‌های امنیتی و قطعیت لایه‌های ۱ ساخته شده‌اند. به همین ترتیب، dAppها که اپلیکیشن‌های غیرمتمرکز در حال اجرا روی بلاک‌چین هستند، امنیت و مقاومت در برابر سانسور خود را از لایه ۱ زیرین می‌گیرند. لایه ۱ به عنوان لایه نهایی داوری عمل کرده و تضمین می‌کند که لایه‌های ۲ و dAppها ویژگی‌های امنیتی اصلی آن را به ارث ببرند.

در واقع، بلاک‌چین‌های لایه ۱ اکوسیستم‌های مستقل و خودکفایی هستند که یکپارچگی، امنیت و عملکرد تمام لایه‌ها و اپلیکیشن‌های بعدی در دنیای غیرمتمرکز را تضمین می‌کنند.

اجزای اصلی و ویژگی‌های بلاک‌چین‌های لایه ۱

برای درک چگونگی ایفای نقش بلاک‌چین‌های لایه ۱، بررسی اجزای اساسی و ویژگی‌های ذاتی آن‌ها اهمیت دارد. این عناصر تعیین‌کننده عملکرد، امنیت و کارایی آن‌ها هستند.

مکانیزم‌های اجماع: تپش قلب اعتماد

مکانیزم اجماع احتمالاً حیاتی‌ترین جزء هر بلاک‌چین لایه ۱ است. این مکانیزم مجموعه‌ای از قوانین و فرآیندهاست که از طریق آن تمام نودهای شبکه در مورد وضعیت فعلی دفتر کل توافق می‌کنند و اطمینان حاصل می‌شود که همه شرکت‌کنندگان یک کپی سازگار و همگام از بلاک‌چین را نگه می‌دارند. مکانیزم‌های مختلف، موازنه‌های متفاوتی در زمینه امنیت، غیرمتمرکز بودن و مقیاس‌پذیری ارائه می‌دهند.

• اثبات کار (PoW):
  • توضیح: در PoW، شرکت‌کنندگانی به نام «ماینرها» برای حل معماهای پیچیده رمزنگاری با هم رقابت می‌کنند. اولین ماینری که راه حل را پیدا کند، اجازه می‌یابد بلوک بعدی تراکنش‌ها را پیشنهاد دهد و پاداش (سکه های تازه ضرب شده و کارمزد تراکنش‌ها) دریافت کند. «کار» انجام شده باعث می‌شود تولید بلوک‌های نامعتبر یا حمله به شبکه از نظر اقتصادی بسیار هزینه‌بر باشد.
  • مزایا: امنیت و غیرمتمرکز بودن بسیار بالا، زیرا نفوذ به آن از نظر محاسباتی گران است. بیت‌کوین نمونه بارز این مکانیزم است.
  • معایب: مصرف انرژی زیاد، سرعت پایین در توان عملیاتی تراکنش‌ها و اغلب کارمزدهای بالاتر در زمان شلوغی شبکه.
• اثبات سهام (PoS):
  • توضیح: در PoS، شرکت‌کنندگانی به نام «اعتبارسنج‌ها» (Validators) مقدار مشخصی از ارز دیجیتال بومی شبکه را به عنوان وثیقه «استیک» (قفل) می‌کنند. به جای استخراج، اعتبارسنج‌ها بر اساس میزان سهامی که دارند به صورت تصادفی برای پیشنهاد و تایید بلوک‌های جدید انتخاب می‌شوند. رفتار مخرب می‌تواند منجر به «جریمه» (Slashing) و از دست رفتن سهام آن‌ها شود.
  • مزایا: به مراتب بهینه‌تر از نظر مصرف انرژی نسبت به PoW، به طور کلی سرعت تراکنش بالاتر و کارمزد کمتر. اتریوم از PoW به PoS مهاجرت کرد و شبکه‌هایی مانند کاردانو و سولانا از انواع PoS استفاده می‌کنند.
  • معایب: پتانسیل متمرکز شدن در صورت تمرکز سهام، مشکل «بدون سهم در خطر» (که البته با مکانیزم‌های جریمه تعدیل شده) و نیاز شرکت‌کنندگان به قفل کردن سرمایه.
• سایر انواع: بسیاری از لایه‌های ۱ از انواع دیگر یا مکانیزم‌های کاملاً متفاوتی استفاده می‌کنند، مانند اثبات سهام واگذار شده (DPoS) در ایاس و ترون، اثبات تاریخ (PoH) در سولانا، یا مشتقات مختلف تحمل خطای بیزانس (BFT) در آوالانچ و فانتوم. هر یک از این‌ها هدفشان بهینه‌سازی ویژگی‌های عملکردی خاص است.

سه‌گانه مقیاس‌پذیری: یک چالش بنیادین

طراحی بلاک‌چین لایه ۱ اغلب از دریچه «سه‌گانه مقیاس‌پذیری» (Scalability Trilemma) توصیف می‌شود. این مفهوم بیان می‌کند که یک بلاک‌چین در هر زمان تنها می‌تواند دو مورد از سه ویژگی مطلوب زیر را به طور بهینه به دست آورد:

1. غیرمتمرکز بودن: میزانی که کنترل و مشارکت در شبکه بین نهادهای مستقل بسیاری توزیع شده است. غیرمتمرکز بودن بیشتر به معنای مقاومت بالاتر در برابر سانسور و امنیت بیشتر است.
2. امنیت: تاب‌آوری شبکه در برابر حملات و توانایی آن در محافظت از یکپارچگی داده‌ها.
3. مقیاس‌پذیری: ظرفیت شبکه برای پردازش حجم زیادی از تراکنش‌ها با سرعت بالا و هزینه کم.

اکثر بلاک‌چین‌های لایه ۱ ناچار به انتخاب موازنه بوده‌اند. بیت‌کوین غیرمتمرکز بودن و امنیت را بر مقیاس‌پذیری اولویت می‌دهد. اتریوم به لحاظ تاریخی با مقیاس‌پذیری دست و پنجه نرم کرده در حالی که سطح بالایی از غیرمتمرکز بودن و امنیت را حفظ نموده است. لایه‌های ۱ جدیدتر اغلب به دنبال جابجا کردن مرزهای این سه‌گانه هستند، گاهی اوقات با پذیرش موازنه‌های حساب‌شده در یک بخش برای به دست آوردن مزایای قابل توجه در بخش دیگر. برای مثال، برخی لایه‌های ۱ جدید با داشتن تعداد اعتبارسنج کمتر به توان عملیاتی بالا دست می‌یابند که پتانسیل تأثیر منفی بر غیرمتمرکز بودن را دارد.

ارزهای دیجیتال بومی و کاربرد آن‌ها

هر بلاک‌چین لایه ۱ دارای یک ارز دیجیتال بومی است که جزء لاینفک عملکرد و ارزش پیشنهادی آن محسوب می‌شود. این توکن‌ها چندین نقش حیاتی ایفا می‌کنند:

• کارمزد تراکنش (Gas): کاربران برای اجرای تراکنش‌ها یا تعامل با قراردادهای هوشمند، کارمزد را با ارز بومی پرداخت می‌کنند. این کارمزدها پاداش اعتبارسنج‌ها/ماینرها برای فعالیتشان است و از اسپم در شبکه جلوگیری می‌کند.
• استیکینگ و امنیت شبکه: در شبکه‌های PoS، اعتبارسنج‌ها ارز بومی را برای مشارکت در تایید بلوک و امنیت شبکه استیک می‌کنند.
• حاکمیت (Governance): دارندگان ارز بومی اغلب دارای حق حاکمیت هستند که به آن‌ها اجازه می‌دهد به تغییرات و ارتقاهای پیشنهادی پروتکل لایه ۱ رای دهند.
• واحد حساب و انتقال ارزش: ارز بومی معمولاً به عنوان واسطه اصلی مبادله در اکوسیستم خود عمل کرده و می‌تواند برای انتقال عمومی ارزش استفاده شود.

به عنوان مثال، BTC در بیت‌کوین برای کارمزد تراکنش و به عنوان ذخیره ارزش استفاده می‌شود. ETH در اتریوم برای هزینه‌های «گس»، استیکینگ و تامین قدرت اکوسیستم عظیم dAppها به کار می‌رود.

قابلیت‌های قرارداد هوشمند و ماشین‌های مجازی

معرفی قراردادهای هوشمند توسط اتریوم، قابلیت‌های لایه ۱ را متحول کرد. قراردادهای هوشمند توافق‌نامه‌هایی خوداجرا هستند که شرایط آن‌ها مستقیماً در کد نوشته شده است و امکان ایجاد پول برنامه‌پذیر و اپلیکیشن‌های غیرمتمرکز پیچیده را فراهم می‌کنند.

• ماشین مجازی اتریوم (EVM): ای‌وی‌ام یک ماشین مجازی تورینگ-کامل است که قراردادهای هوشمند را روی بلاک‌چین اتریوم اجرا می‌کند. فراگیری آن باعث شده بسیاری از لایه‌های ۱ دیگر (مانند آوالانچ، فانتوم، بایننس اسمارت چین) محیط‌های سازگار با EVM ایجاد کنند تا توسعه‌دهندگان بتوانند به راحتی dAppها را منتقل کرده و از ابزارهای موجود استفاده کنند.
• پلتفرم‌های قرارداد هوشمند غیر EVM: سایر لایه‌های ۱ ماشین‌های مجازی و زبان‌های قرارداد هوشمند خود را توسعه داده‌اند که مدل‌های برنامه‌نویسی جایگزین یا ویژگی‌های عملکردی متفاوتی ارائه می‌دهند. نمونه‌ها شامل سولانا (مبتنی بر Rust)، کاردانو (مبتنی بر Haskell، Plutus) و پروتکل Near (WebAssembly) هستند. این پلتفرم‌ها اغلب هدفشان کارایی بالاتر یا عملکردهای تخصصی است.

تنوع در پیاده‌سازی‌های لایه ۱

بلاک‌چین‌های لایه ۱ در عین به اشتراک گذاشتن اصول مشترک، تنوع قابل توجهی در طراحی، تمرکز و رویکردهای فنی خود نشان می‌دهند.

بیت‌کوین: پیشگام لایه ۱

بیت‌کوین که در سال ۲۰۰۹ راه‌اندازی شد، اولین و شناخته‌شده‌ترین بلاک‌چین لایه ۱ است. هدف اصلی طراحی آن ایجاد یک سیستم پول نقد الکترونیکی همتا‌به‌همتا بود.

• تمرکز: ذخیره ارزش، طلای دیجیتال.
• اجماع: اثبات کار (PoW).
• اسکریپت‌نویسی: زبان اسکریپت‌نویسی نسبتاً ساده (نه قراردادهای هوشمند تورینگ-کامل)، عمدتاً برای تراکنش‌های پایه. از مدل خروجی تراکنش خرج نشده (UTXO) استفاده می‌کند.
• ویژگی‌ها: امنیت و غیرمتمرکز بودن بی‌نظیر، توسعه محافظه‌کارانه، تغییرناپذیری مستحکم. طراحی آن به عمد این موارد را بر توان عملیاتی بالای تراکنش اولویت می‌دهد.

اتریوم: قدرت‌نمای قراردادهای هوشمند

اتریوم که در سال ۲۰۱۵ راه‌اندازی شد، با معرفی قراردادهای هوشمند و مفهوم کامپیوتر جهانی غیرمتمرکز، کاربرد بلاک‌چین را گسترش داد.

• تمرکز: برنامه‌پذیری، پلتفرم dApp، امور مالی غیرمتمرکز (DeFi)، توکن‌های غیرمثلی (NFT).
• اجماع: پیش‌تر PoW بود و در سال ۲۰۲۲ با رویداد «The Merge» با موفقیت به اثبات سهام (PoS) منتقل شد.
• قراردادهای هوشمند: از ماشین مجازی اتریوم (EVM) برای اجرای قراردادهای هوشمند پیچیده که عمدتاً به زبان Solidity نوشته شده‌اند، استفاده می‌کند.
• ویژگی‌ها: بزرگترین اکوسیستم dApp، جامعه توسعه‌دهندگان عظیم، هدف‌گذاری برای غیرمتمرکز بودن و امنیت بالا در حالی که فعالانه به دنبال راهکارهای مقیاس‌پذیری مانند شاردینگ (اتریوم ۲.۰) است.

شبکه‌های لایه ۱ نوظهور و رویکردهای آن‌ها

فراتر از بیت‌کوین و اتریوم، نسل جدیدی از لایه‌های ۱ ظهور کرده‌اند که هر کدام در تلاش برای حل مشکلات خاص یا دستیابی به بنچمارک‌های عملکردی متفاوت هستند.

• سولانا (SOL): به دلیل توان عملیاتی فوق‌العاده بالا و کارمزدهای ناچیز شناخته شده است. این شبکه از طریق ترکیب منحصر‌به‌فرد اجماع اثبات تاریخ (PoH) و پردازش موازی تراکنش‌ها به این هدف دست می‌یابد. با این حال، این طراحی گاهی منجر به قطعی شبکه شده و سوالاتی را در مورد غیرمتمرکز بودن بلندمدت آن ایجاد کرده است.
• آوالانچ (AVAX): برای مقیاس‌پذیری و سفارشی‌سازی طراحی شده است. این شبکه از یک مکانیزم اجماع نوآورانه (اجماع آوالانچ) و معماری چندزنجیره‌ای (X-chain برای تبادل دارایی، C-chain برای قراردادهای هوشمند سازگار با EVM، P-chain برای هماهنگی اعتبارسنج‌ها و ساب‌نت‌ها) استفاده می‌کند. «ساب‌نت‌های» آن امکان ایجاد بلاک‌چین‌های بسیار تخصصی و اپلیکیشن-محور را فراهم می‌کنند.
• کاردانو (ADA): بر رویکردی تحقیق‌محور و داوری‌شده (Peer-reviewed) در توسعه بلاک‌چین تاکید دارد. این شبکه از پروتکل اجماع Ouroboros PoS استفاده می‌کند و هدف آن ارائه پلتفرمی بسیار امن و مقیاس‌پذیر برای dAppها با تمرکز بر تایید رسمی (Formal Verification) و دقت آکادمیک است.
• پولکادات (DOT): نه یک بلاک‌چین واحد، بلکه یک متا-پروتکل «لایه ۰» است که برای اتصال چندین بلاک‌چین تخصصی لایه ۱ به نام «پاراچین» طراحی شده است. پاراچین‌ها امنیت خود را از یک «Relay Chain» مرکزی می‌گیرند و می‌توانند از طریق فرمت پیام‌رسانی متقاطع (XCMP) با یکدیگر ارتباط برقرار کنند که بر تعامل‌پذیری و امنیت مشترک تمرکز دارد.
• کازماس (ATOM): هدف آن ایجاد «اینترنت بلاک‌چین‌ها» است. کازماس چارچوبی (Cosmos SDK) برای توسعه‌دهندگان فراهم می‌کند تا بلاک‌چین‌های مستقل و اپلیکیشن-محور به نام «زون» (Zone) بسازند. این زون‌ها می‌توانند از طریق پروتکل ارتباط بین بلاک‌چینی (IBC) با هم ارتباط برقرار کنند که امکان حاکمیت مستقل و انتقال یکپارچه دارایی بین زنجیره‌های مختلف را فراهم می‌آورد.
• پروتکل نیر (NEAR): بر سهولت استفاده برای توسعه‌دهندگان و کاربران با مقیاس‌پذیری بالا از طریق شاردینگ و یک مکانیزم اجماع منحصر‌به‌فرد تمرکز دارد.
• الگوراند (ALGO): یک اجماع اثبات سهام خالص (Pure PoS) ارائه می‌دهد که بر سرعت، امنیت و قطعیت آنی تراکنش‌ها، به ویژه برای کاربردهای مالی تمرکز دارد.

این تنوع نشان‌دهنده نوآوری مداوم در طراحی لایه ۱ است، جایی که هر شبکه انتخاب‌های متمایزی برای بهینه‌سازی موارد استفاده خاص یا غلبه بر چالش‌های ذاتی فناوری بلاک‌چین انجام می‌دهد.

رسیدگی به محدودیت‌های لایه ۱: مسیر تکامل

اگرچه بلاک‌چین‌های لایه ۱ بنیاد را تشکیل می‌دهند، اما بدون محدودیت نیستند. چالش اصلی، به ویژه برای طرح‌های اولیه، دستیابی به مقیاس‌پذیری بالا بدون به خطر انداختن غیرمتمرکز بودن و امنیت بوده است.

چالش‌های مقیاس‌پذیری و پیامدهای آن‌ها

«سه‌گانه مقیاس‌پذیری» در مسائل عملی متعددی برای لایه‌های ۱، به ویژه در دوره‌های تقاضای بالای شبکه، خود را نشان می‌دهد:

• هزینه‌های بالای تراکنش (Gas Fees): وقتی شبکه شلوغ می‌شود، تقاضا برای فضای بلوک از عرضه پیشی می‌گیرد و باعث افزایش کارمزدها می‌شود. این موضوع می‌تواند کاربران عادی را از شبکه خارج کرده و ریزتراکنش‌ها را غیرعملی کند.
• قطعیت کند تراکنش‌ها: بسیاری از لایه‌های ۱، به ویژه زنجیره‌های PoW، زمان تایید تراکنش نسبتاً طولانی دارند. این برای اپلیکیشن‌هایی که نیاز به تسویه آنی دارند، مشکل‌ساز است.
• احتقان شبکه: حجم بالای تراکنش‌ها می‌تواند باعث کندی شبکه شود که منجر به تاخیر در پردازش و تجربه کاربری ضعیف می‌گردد.
• نگرانی‌های زیست‌محیطی (PoW): مصرف انرژی بلاک‌چین‌های اثبات کار مانند بیت‌کوین انتقادات زیادی را برانگیخته و باعث حرکت به سمت جایگزین‌های بهینه‌تر شده است.

راهکارهای مقیاس‌پذیری داخلی برای لایه‌های ۱

توسعه‌دهندگان لایه ۱ به طور مستمر در حال نوآوری برای بهبود مقیاس‌پذیری ذاتی شبکه‌های خود هستند. این راهکارهای مقیاس‌پذیری «درون‌زنجیره‌ای» (On-chain) با هدف ارتقای خود پروتکل انجام می‌شوند:

• شاردینگ (Sharding): این روش شامل تقسیم شبکه بلاک‌چین به بخش‌های کوچکتر و قابل مدیریت‌تر به نام «شارد» است. هر شارد بخشی از تراکنش‌ها را پردازش کرده و وضعیت خود را حفظ می‌کند، اما همه آن‌ها با یکدیگر ارتباط دارند و از امنیت زنجیره اصلی بهره می‌برند. نقشه راه بلندمدت اتریوم شامل شاردینگ برای افزایش چشمگیر توان عملیاتی است.
• بهینه‌سازی انتشار و اندازه بلوک: تغییر در نحوه ایجاد، انتشار بلوک‌ها و حداکثر اندازه آن‌ها می‌تواند منجر به پردازش کارآمدتر تراکنش‌ها شود.
• پردازش موازی تراکنش‌ها: برخی لایه‌های ۱ جدیدتر مانند سولانا و آپتوس/سویی، معماری خود را به گونه‌ای طراحی کرده‌اند که به چندین تراکنش اجازه می‌دهد به جای پردازش متوالی، به صورت همزمان پردازش شوند که توان عملیاتی را به شدت افزایش می‌دهد.
• مکانیزم‌های اجماع جدیدتر: همان‌طور که گفته شد، PoS و مشتقات آن ذاتاً مقیاس‌پذیرتر از PoW هستند و بسیاری از شبکه‌ها را به سمت پذیرش یا مهاجرت به این مکانیزم‌ها سوق داده‌اند.

ضرورت تعامل‌پذیری

بلاک‌چین‌های اولیه لایه ۱ به عنوان جزیره‌های جدا از هم عمل می‌کردند. انتقال دارایی یا داده بین آن‌ها پیچیده، پرخطر و اغلب نیازمند واسطه‌های متمرکز بود. این عدم تعامل‌پذیری باعث تکه‌تکه شدن اکوسیستم و مانع رشد کلی دنیای چندزنجیره‌ای می‌شد.

• پل‌ها (Bridges): راهکارهای اولیه شامل «پل‌ها» بودند؛ پروتکل‌هایی که اجازه می‌دهند دارایی‌ها بین بلاک‌چین‌های مختلف جابجا شوند. با این حال، این پل‌ها اغلب هدف هک‌های بزرگ قرار گرفته‌اند که آسیب‌پذیری‌های امنیتی آن‌ها را برجسته می‌کند.
• پروتکل‌های تعامل‌پذیری بومی: طرح‌های جدیدتر لایه ۱ مانند پاراچین‌های پولکادات با XCMP یا IBC در کازماس، تعامل‌پذیری را مستقیماً در معماری اصلی خود می‌سازند. این راهکارها با هدف فراهم کردن ارتباط امن‌تر و یکپارچه‌تر و انتقال دارایی بین زنجیره‌های مستقل، راه را برای یک اینترنت بلاک‌چینی واقعاً متصل هموار می‌کنند.

رابطه همزیستی با راهکارهای لایه ۲

در حالی که لایه‌های ۱ برای بهبود مقیاس‌پذیری داخلی خود تلاش می‌کنند، راهکارهای لایه ۲ نقش مکمل حیاتی را با گسترش قابلیت‌های آن‌ها بدون تغییر در پروتکل اصلی ایفا می‌کنند. این یک رابطه همزیستی ایجاد می‌کند که در آن لایه‌های ۲ حجم تراکنش‌ها را مدیریت کرده و لایه‌های ۱ امنیت نهایی و قطعیت را فراهم می‌کنند.

گسترش قابلیت‌های لایه ۱

راهکارهای لایه ۲ پروتکل‌هایی هستند که بر روی یک بلاک‌چین لایه ۱ ساخته شده‌اند و برای بهبود مقیاس‌پذیری و کارایی از طریق پردازش تراکنش‌ها در خارج از زنجیره اصلی طراحی شده‌اند. آن‌ها سپس به صورت دوره‌ای این تراکنش‌ها را در لایه ۱ تسویه کرده و از تضمین‌های امنیتی آن بهره‌مند می‌شوند.

• رول‌آپ‌ها (Optimistic و ZK): این‌ها برجسته‌ترین راهکارهای مقیاس‌پذیری لایه ۲ هستند. آن‌ها صدها یا هزاران تراکنش خارج از زنجیره را در یک تراکنش واحد بسته‌بندی (یا Rollup) کرده و سپس به لایه ۱ ارسال می‌کنند.
  • رول‌آپ‌های آپتیمیستیک (Optimistic Rollups): فرض را بر معتبر بودن تراکنش‌ها می‌گذارند و یک «دوره چالش» فراهم می‌کنند که در آن هر کسی می‌تواند یک تراکنش مخرب را به چالش بکشد.
  • رول‌آپ‌های دانش صفر (ZK-Rollups): از اثبات‌های رمزنگاری (اثبات دانش صفر) برای تایید آنی اعتبار تراکنش‌های خارج از زنجیره بدون فاش کردن جزئیات آن‌ها استفاده می‌کنند.
• کانال‌های وضعیت (State Channels): به شرکت‌کنندگان اجازه می‌دهند چندین تراکنش را خارج از زنجیره انجام داده و تنها وضعیت نهایی را به لایه ۱ ارسال کنند. شبکه لایتنینگ بیت‌کوین نمونه‌ای از این مورد است.
• سایدچین‌ها (Sidechains): بلاک‌چین‌های مستقلی با مکانیزم‌های اجماع خاص خود که موازی با یک لایه ۱ اجرا می‌شوند. آن‌ها از طریق یک پل دوطرفه به زنجیره اصلی متصل هستند و اجازه انتقال دارایی را می‌دهند.
• پلاسما (Plasma): چارچوبی برای ساخت محاسبات مقیاس‌پذیر خارج از زنجیره که برای امنیت و حل اختلافات به لایه ۱ متکی است.

لایه ۱ به عنوان لایه تسویه

جنبه حیاتی راهکارهای لایه ۲، اتکای آن‌ها به لایه ۱ برای امنیت نهایی و قطعیت است. صرف‌نظر از اینکه چه تعداد تراکنش خارج از زنجیره پردازش می‌شود، بلاک‌چین لایه ۱ به عنوان موارد زیر عمل می‌کند:

• لایه در دسترس بودن داده‌ها: لایه ۲ به طور دوره‌ای داده‌های تراکنش فشرده شده یا اثبات‌های اعتبار خود را در لایه ۱ ثبت می‌کند تا اطمینان حاصل شود که تاریخچه عمومی و قابل حسابرسی است.
• لایه حل اختلاف: در صورت بروز تقلب یا اختلاف نظر در لایه ۲، لایه ۱ به عنوان داور نهایی عمل کرده و از تضمین‌های امنیتی خود برای اجرای وضعیت صحیح استفاده می‌کند.
• لایه قطعیت: در حالی که لایه‌های ۲ پردازش سریع تراکنش را فراهم می‌کنند، تایید نهایی و برگشت‌ناپذیر آن تراکنش‌ها زمانی رخ می‌دهد که در لایه ۱ تسویه شوند.

این معماری به لایه‌های ۱ اجازه می‌دهد تا به شدت غیرمتمرکز و امن باقی بمانند و بر نقش اصلی خود تمرکز کنند، در حالی که لایه‌های ۲ حجم تراکنش‌ها را بر عهده گرفته و توان عملیاتی بالای مورد نیاز برای پذیرش انبوه را فراهم می‌کنند.

چشم‌انداز آینده بلاک‌چین‌های لایه ۱

تکامل بلاک‌چین‌های لایه ۱ سفری مداوم از نوآوری است که با جستجو برای کارایی بیشتر، کاربرد گسترده‌تر و تجربه کاربری بهبود یافته هدایت می‌شود.

نوآوری و تخصصی‌شدن مداوم

آینده احتمالاً شاهد اصلاح مداوم لایه‌های ۱ موجود و ظهور شبکه‌های جدید خواهد بود که هر کدام مرزهای ممکن را جابجا می‌کنند:

• تخصصی‌شدن: با بلوغ اکوسیستم، ممکن است شاهد لایه‌های ۱ بیشتری باشیم که برای موارد استفاده خاص طراحی شده‌اند. برای مثال، برخی ممکن است صرفاً برای بازی (Gaming)، برخی دیگر برای زنجیره‌های تامین سازمانی و برخی برای معاملات فرکانس بالای دیفای (DeFi) بهینه شوند. این تخصصی‌شدن اجازه می‌دهد راهکارهایی بسیار کارآمد و متناسب با نیاز ارائه شود.
• تجربه کاربری: لایه‌های ۱ آینده احتمالاً بر انتزاع پیچیدگی‌های بلاک‌چین اولویت می‌دهند و تعاملات را برای کاربران عادی به صورت یکپارچه و بصری، مشابه تجربیات فعلی اینترنت، در می‌آورند.
• بهینه‌سازی انرژی: حرکت به سمت فناوری‌های بلاک‌چین پایدار ادامه خواهد یافت و PoS و سایر مکانیزم‌های اجماع بهینه از نظر انرژی به استاندارد تبدیل خواهند شد.

اکوسیستم چندزنجیره‌ای

به طور فزاینده‌ای روشن می‌شود که آینده بلاک‌چین سناریوی «برنده همه چیز را می‌برد» نیست. در عوض، یک اکوسیستم «چندزنجیره‌ای» (Multi-chain) یا «بین‌زنجیره‌ای» در حال ظهور است که در آن چندین لایه ۱ همزیستی کرده و با هم تعامل دارند.

• عدم تسلط یک زنجیره واحد: لایه‌های ۱ مختلف احتمالاً در حوزه‌های متفاوتی برتری خواهند داشت و به نیازها و ترجیحات متنوع پاسخ خواهند داد.
• اهمیت حیاتی تعامل‌پذیری: توانایی لایه‌های ۱ برای برقراری ارتباط و انتقال بی‌وقفه دارایی‌ها بسیار مهم خواهد بود. پروژه‌هایی مانند پولکادات و کازماس در ساخت این لایه‌های تعامل‌پذیری بنیادین پیشرو هستند.
• رویکرد کاربر-محور: کاربران و توسعه‌دهندگان آزادی انتخاب لایه ۱ متناسب با نیازهای خاص خود را بر اساس عواملی مانند هزینه، سرعت، امنیت و ویژگی‌ها خواهند داشت.

حاکمیت و قابلیت ارتقا

توانایی بلاک‌چین‌های لایه ۱ برای انطباق و تکامل برای بقای بلندمدت آن‌ها حیاتی است. این موضوع به شدت به مدل‌های حاکمیتی آن‌ها بستگی دارد.

• مشارکت جامعه: مکانیزم‌های حاکمیت غیرمتمرکز، که در آن دارندگان توکن یا استیک‌کننده‌ها می‌توانند در مورد ارتقای پروتکل پیشنهاد داده و رای دهند، تضمین می‌کنند که لایه‌های ۱ سازگار و پاسخگوی نیازهای جامعه باقی بمانند.
• فورک شدن و تکامل: ماهیت متن‌باز اکثر لایه‌های ۱ اجازه ایجاد «هارد فورک» را می‌دهد که می‌تواند تغییرات قابل توجهی ایجاد کرده یا حتی منجر به ایجاد زنجیره‌های جدید شود که نشان‌دهنده ماهیت پویا و زنده این پروتکل‌های بنیادین است.

در نتیجه، بلاک‌چین‌های لایه ۱ موتورهای اصلی دنیای غیرمتمرکز هستند. آن‌ها امنیت اصلی، تغییرناپذیری و در دسترس بودن داده‌ها را که برای عملکرد تمام لایه‌ها و اپلیکیشن‌های بعدی ضروری است، فراهم می‌کنند. با بلوغ این اکوسیستم، این شبکه‌های زیربنایی به تکامل خود ادامه خواهند داد و چالش‌های ذاتی خود را از طریق نوآوری‌های داخلی و رابطه همزیستی با راهکارهای لایه ۲ برطرف می‌کنند و راه را برای آینده‌ای مقیاس‌پذیرتر، متصل‌تر و غیرمتمرکز هموار می‌سازند.