رؤية مستقبلية لتقنية البلوكشين هي اللامركزية، والأمان، وقابلية التوسع. لكن عادةً ما يمكن لتقنية البلوكشين تحقيق اثنين فقط من هذه الأهداف، وهذا ما يُعرف بمشكلة مثلث البلوكشين المستحيلة. على مدار سنوات، كان الناس يستكشفون كيفية تحسين قدرة البلوكشين وسرعة المعاملات، مع ضمان اللامركزية والأمان، أي حل مشكلة التوسع.
تعريف اللامركزية والأمان وقابلية التوسع في blockchain:
لامركزية: يمكن لأي شخص أن يصبح عقدة للمشاركة في إنتاج والتحقق من نظام blockchain، كلما زاد عدد العقد، زادت درجة اللامركزية.
الأمان: كلما زادت التكلفة اللازمة للحصول على السيطرة على نظام البلوك تشين، زادت الأمان.
القابلية للتوسع: قدرة blockchain على معالجة عدد كبير من المعاملات.
أول انقسام كبير في شبكة البيتكوين نشأ عن مشكلة التوسع. كما اختار شبكة الإيثيريوم التضحية بجزء من إمكانية التوسع لضمان أمان الشبكة ولامركزيتها. منذ عام 2017، زادت السوق من الطلب على القدرة على المعالجة، لكن الإيثيريوم يمكنه معالجة 15-45 معاملة في الثانية فقط، مما أدى إلى زيادة تكاليف المعاملات وطول أوقات التسوية. الحل المثالي للتوسع هو: زيادة سرعة المعاملات وقدرة معالجة شبكة البلوكشين دون التضحية باللامركزية والأمان.
2. فئات خطط التوسع
بناءً على "ما إذا كانت شبكة الطبقة الرئيسية ستتغير" كمعيار، يمكن تقسيم خطط التوسع إلى نوعين رئيسيين: توسيع على السلسلة وتوسيع خارج السلسلة.
2.1 توسيع السلسلة
المفهوم الأساسي: حل لتحقيق تأثير التوسع من خلال تغيير طبقة بروتوكول الشبكة الرئيسية، والخطة الرئيسية هي التقسيم.
الخطة الرئيسية:
توسيع مساحة الكتلة: زيادة عدد المعاملات المعبأة في كل كتلة، ولكن سيؤدي ذلك إلى تقليل درجة اللامركزية.
التقسيم: تقسيم دفتر الأستاذ للبلوكشين إلى عدة أجزاء، حيث تتولى عُقد مختلفة مسؤولية تسجيل الحسابات المختلفة، مما يمكن أن يزيد من سرعة معالجة المعاملات، ولكنه سيقلل من أمان الشبكة ككل.
قد يؤدي تغيير بروتوكول الشبكة الرئيسية إلى آثار سلبية يصعب توقعها، مما يهدد أمان الشبكة بأكملها.
2.2 خارج السلسلة التوسع
المفهوم الأساسي: حل توسيع لا يغير بروتوكول الشبكة الرئيسية من الطبقة الأولى الحالي.
يمكن تقسيمها إلى Layer 2 وحلول أخرى:
Layer 2: شبكة من الطبقة الثانية مبنية على السلسلة الرئيسية
خيارات أخرى: مثل السلاسل الجانبية وغيرها
3. خطة توسيع خارج السلسلة
3.1 قنوات الدولة
3.1.1 ملخص
تنص قناة الحالة على أنه يجب على المستخدمين التفاعل مع الشبكة الرئيسية فقط عند فتح القناة أو إغلاقها أو حل النزاعات، بينما يتم إجراء التفاعلات بين المستخدمين خارج السلسلة لتقليل وقت المعاملات وتكاليفها، مما يحقق عدم وجود قيود على عدد المعاملات.
قناة الحالة هي بروتوكول بسيط من نظير إلى نظير، مناسب للتطبيقات القائمة على الجولات. يتم إدارة كل قناة بواسطة عقد ذكي متعدد التوقيع يعمل على الشبكة الرئيسية، حيث يتحكم هذا العقد في الأصول المودعة في القناة، ويحقق في تحديثات الحالة، ويقوم بتحكيم النزاعات بين المشاركين.
2015/11: جيف كولمان يلخص لأول مرة مفهوم قناة الدولة بشكل نظامي
2016/01: تم نشر الوثيقة البيضاء لشبكة بيتكوين الضوئية رسميًا
2017/11: تم تقديم أول مواصفات تصميم قناة الدولة Sprites
2018/06: قدمت Counterfactual تصميمًا مفصلًا لقنوات الحالة العامة
2018/10: تم اقتراح مفهومي شبكات القنوات الحكومية والقنوات الافتراضية
2019/02: ظهر مفهوم قنوات N-Party، وكان Nitro هو البروتوكول الأول القائم على هذه الفكرة
2019/10: توسع مفهوم Watchtowers في Pisa، لحل مشكلة الحاجة إلى بقاء المشاركين متصلين باستمرار.
2020/03: قدمت Hydra قنوات إسومورفية سريعة
3.1.3 المبادئ التقنية
Workflow لقنوات الحالة:
يقوم المستخدم بإيداع الأموال في العقد على السلسلة، لفتح القناة
يقوم المستخدمون بإجراء المعاملات خارج السلسلة، ويتواصلون مع بعضهم البعض من خلال رسائل التوقيع
عند إغلاق القناة، قدم الحالة النهائية إلى العقد
إذا لم تكن هناك نزاعات، يتم تخصيص الأموال وفقًا للحالة النهائية
في حالة وجود نزاع، يدخل إلى فترة التحدي، ويتم التحكيم بواسطة العقد
3.1.4 المزايا والعيوب
المميزات:
تأكيد المعاملات الفوري
قدرة عالية على المعالجة
رسوم منخفضة
الخصوصية جيدة
العيوب:
يجب قفل الأموال
تأخير إغلاق الممر
من الصعب دعم التطبيقات المعقدة
يجب على المستخدم مراقبة عبر الإنترنت
3.1.5 التطبيق
التطبيقات الرئيسية:
شبكة البيتكوين الضوئية: شبكة قنوات الدفع الصغيرة
شبكة الإيثريوم الوميضية: خطة توسيع الإيثريوم المشابهة لشبكة الوميض
شبكة سيلر: إضافة طبقة تحفيزية لشبكة القنوات الحالة
3.1.6 مقارنة التطبيقات
شبكة البرق للبيتكوين:
تطور مبكر, بيئة ناضجة
تدعم فقط دفع BTC
شبكة إيثيريوم البرق:
يدعم تحويل ETH و ERC20
تطور ببطء، معدل الاستخدام منخفض
شبكة سيلر:
يدعم سيناريوهات التطبيقات العامة
زيادة حوافز الرموز, تنمية النظام البيئي سريعة
3.2 سلاسل جانبية
3.2.1 ملخص
الجانب هو شكل من أشكال blockchain التي ظهرت لتسريع معاملات البيتكوين، ويمكن استخدام عقود أكثر تعقيدًا أو تحسين آلية الإجماع. سيتم تسجيل نتائج معاملات الجانب في النهاية على السلسلة الرئيسية.
3.2.2 خط الزمن
2012/01: تم طرح مفهوم سلسلة جانبية للبيتكوين لأول مرة
2014/10: نشر ورقة عمل حول سلسلة جانبية للبيتكوين
2017/04: إطلاق شبكة POA Network على شبكة الاختبار
2017/10: بدأ شبكة ماتيك
2017/12: إطلاق الشبكة الرئيسية لـ POA Network
2018/01: إطلاق شبكة اختبار Skale
2018/10: إطلاق شبكة اختبار xDai Chain
2020/06: إطلاق الشبكة الرئيسية لـ Skale
2020/06: إطلاق الشبكة الرئيسية لـ Matic PoS Chain
2021/02: تشغيل الشبكة الرئيسية لطبقة Axie Infinity Ronin
2021/12: اندمجت سلسلة xDai مع Gnosis Dao
2022/03: تم دمج شبكة POA في Gnosis Chain
3.2.3 المبادئ التقنية
هناك طريقتان رئيسيتان للتواصل بين السلسلة الجانبية والسلسلة الرئيسية:
الربط الثنائي: يقوم المدققون في السلسلة الرئيسية والسلسلة الجانبية بتسجيل حالة بعضهم البعض.
عدم التنسيق المربوط: يتحكم مدققو السلاسل الجانبية في السلسلة الرئيسية، حيث تتواصل السلسلة الرئيسية من خلال إدخال المصدقين.
آلية السلسلة الجانبية:
السلسلة الجانبية: السلسلة الرئيسية تقفل الأصول، السلسلة الجانبية تولد أصول مكافئة
الشبكة الرئيسية: حرق الأصول من الشبكة الجانبية، فك قفل الأصول على الشبكة الرئيسية
تعتمد أمان أصول السلسلة الجانبية على آلية توافق السلسلة الجانبية.
3.2.4 الإيجابيات والسلبيات
المميزات:
قابل للتخصيص بدرجة عالية
يدعم العقود الذكية المعقدة
يمكن تحقيق تأكيد سريع للصفقات
العيوب:
درجة اللامركزية منخفضة
تعتمد الأمان على المدققين
تأخير كبير في التحويلات الثنائية الاتجاه
3.2.5 تطبيق
التطبيقات الرئيسية:
xDai Chain( الآن Gnosis Chain): سلسلة جانبية قائمة على DAI
بوليجون( قبل Matic Network): حل توسيع الإيثيريوم المجمع
Ronin: سلسلة جانبية مخصصة للعبة Axie Infinity
3.2.6 مقارنة التطبيقات
سلسلة xDai:
تكلفة المعاملات منخفضة, السرعة عالية
التنمية البيئية بشكل عام
بوليجون:
حلول توسيع متعددة
التنمية البيئية جيدة
رونين:
مصمم خصيصًا للألعاب
تعرض لأحداث أمان كبيرة
3.3 بلازما
3.3.1 ملخص
Plasma هو إطار لبناء تطبيقات لامركزية قابلة للتوسع، يهدف إلى تقليل ثقة المستخدمين في مشغلي السلسلة الجانبية. حتى لو قام المشغل بعمل شرير، يمكن للمستخدمين استرداد أصولهم بأمان من الشبكة الرئيسية.
3.3.2 الجدول الزمني
2017/08: إصدار ورقة بيضاء عن Plasma
2018/01: تم تقديم Plasma MVP
2018/03: تم اقتراح Plasma Cash
2018/06: تم اقتراح Plasma Debit
2018/11: تم اقتراح مفهوم بلازما برايم
منذ عام 2019: بدأت مجتمع الإيثريوم في استكشاف Rollups
3.3.3 المبادئ التقنية
فكرة Plasma الأساسية:
خارج السلسلة التنفيذ: تتم معالجة معظم العمل خارج الشبكة الرئيسية
التزام الحالة: تأكيد حالة الحساب خارج السلسلة على الشبكة الرئيسية من خلال جذر ميركل
آلية الخروج: يمكن للمستخدمين سحب الأموال بأمان من سلسلة Plasma إلى الشبكة الرئيسية
سير العمل:
يقوم المستخدم بإيداع الأصول في عقد الشبكة الرئيسية
إجراء المعاملات على سلسلة Plasma
يقوم المشغل بتقديم جذر الحالة إلى الشبكة الرئيسية بشكل دوري
يمكن للمستخدم تقديم طلب خروج في أي وقت
بعد فترة التحدي، يمكن سحب الأصول من عقد الشبكة الرئيسية
3.3.4 المميزات والعيوب
المميزات:
قدرة عالية على المعالجة
رسوم منخفضة
الأمان مرتفع نسبياً
العيوب:
وقت الخروج طويل
يجب على المستخدم مراقبة الحالة على السلسلة
من الصعب دعم التطبيقات المعقدة
3.3.5 تطبيق
التطبيقات الرئيسية:
مجموعة بلازما: التحول إلى أوبتيميزم
OMG Network: تحول إلى شبكة بوبا
Polygon: دمج حلول توسيع متعددة
3.3.6 الملخص
Plasma هي حل تقني انتقالي، ولديها بعض المشاكل الجوهرية. معظم المشاريع تتجه نحو حلول توسيع أخرى، مثل Rollups، بعد التجربة.
3.4 المجموعات
3.4.1 ملخص
الفكرة الأساسية لـ Rollups هي وضع الحساب وتخزين الحالة خارج السلسلة، فقط وضع التزام الحالة وبيانات المعاملات المضغوطة على السلسلة. تنقسم Rollups إلى نوعين: Optimistic Rollups و ZK Rollups.
3.4.2 المبادئ التقنية
آلية عمل Rollups:
المستخدم يرسل المعاملة إلى Layer 2
يقوم المجمع بتجميع وتنفيذ المعاملات
تقديم دفعة المعاملات وجذر الحالة إلى عقد Layer 1
التحقق من العقد من الطبقة 1 وتحديث الحالة
المشكلة الأساسية في Rollups: كيف نضمن صحة دفعات المعاملات المحملة
حلان:
برهان الاحتيال → Rollups متفائلة
إثبات فعال → ZK Rollups
3.4.3 المزايا والعيوب
المميزات:
وراثة الأمان في الطبقة 1
قدرة عالية على المعالجة
رسوم منخفضة
العيوب:
تحديات توفر البيانات
زمن السحب طويل ( رول أب المتفائلين )
مشكلة التوافق مع EVM(ZK Rollups)
3.4.5 Rollups المتفائلة
3.4.5.1 ملخص
تستند Rollups المتفائلة(OPRUs) إلى إثبات الاحتيال لضمان صحة التنفيذ خارج السلسلة. يتم افتراض صحة جميع المعاملات، ويتم تنفيذ التحقق على السلسلة الرئيسية فقط في حال وجود نزاع.
قد تحتوي هذه الصفحة على محتوى من جهات خارجية، يتم تقديمه لأغراض إعلامية فقط (وليس كإقرارات/ضمانات)، ولا ينبغي اعتباره موافقة على آرائه من قبل Gate، ولا بمثابة نصيحة مالية أو مهنية. انظر إلى إخلاء المسؤولية للحصول على التفاصيل.
خارج السلسلة توسيع كل التحليلات: من قنوات الحالة إلى ZK Rollups
تحليل العمق لتوسيع خارج السلسلة
1. ضرورة التوسع
رؤية مستقبلية لتقنية البلوكشين هي اللامركزية، والأمان، وقابلية التوسع. لكن عادةً ما يمكن لتقنية البلوكشين تحقيق اثنين فقط من هذه الأهداف، وهذا ما يُعرف بمشكلة مثلث البلوكشين المستحيلة. على مدار سنوات، كان الناس يستكشفون كيفية تحسين قدرة البلوكشين وسرعة المعاملات، مع ضمان اللامركزية والأمان، أي حل مشكلة التوسع.
تعريف اللامركزية والأمان وقابلية التوسع في blockchain:
أول انقسام كبير في شبكة البيتكوين نشأ عن مشكلة التوسع. كما اختار شبكة الإيثيريوم التضحية بجزء من إمكانية التوسع لضمان أمان الشبكة ولامركزيتها. منذ عام 2017، زادت السوق من الطلب على القدرة على المعالجة، لكن الإيثيريوم يمكنه معالجة 15-45 معاملة في الثانية فقط، مما أدى إلى زيادة تكاليف المعاملات وطول أوقات التسوية. الحل المثالي للتوسع هو: زيادة سرعة المعاملات وقدرة معالجة شبكة البلوكشين دون التضحية باللامركزية والأمان.
2. فئات خطط التوسع
بناءً على "ما إذا كانت شبكة الطبقة الرئيسية ستتغير" كمعيار، يمكن تقسيم خطط التوسع إلى نوعين رئيسيين: توسيع على السلسلة وتوسيع خارج السلسلة.
2.1 توسيع السلسلة
المفهوم الأساسي: حل لتحقيق تأثير التوسع من خلال تغيير طبقة بروتوكول الشبكة الرئيسية، والخطة الرئيسية هي التقسيم.
الخطة الرئيسية:
قد يؤدي تغيير بروتوكول الشبكة الرئيسية إلى آثار سلبية يصعب توقعها، مما يهدد أمان الشبكة بأكملها.
2.2 خارج السلسلة التوسع
المفهوم الأساسي: حل توسيع لا يغير بروتوكول الشبكة الرئيسية من الطبقة الأولى الحالي.
يمكن تقسيمها إلى Layer 2 وحلول أخرى:
3. خطة توسيع خارج السلسلة
3.1 قنوات الدولة
3.1.1 ملخص
تنص قناة الحالة على أنه يجب على المستخدمين التفاعل مع الشبكة الرئيسية فقط عند فتح القناة أو إغلاقها أو حل النزاعات، بينما يتم إجراء التفاعلات بين المستخدمين خارج السلسلة لتقليل وقت المعاملات وتكاليفها، مما يحقق عدم وجود قيود على عدد المعاملات.
قناة الحالة هي بروتوكول بسيط من نظير إلى نظير، مناسب للتطبيقات القائمة على الجولات. يتم إدارة كل قناة بواسطة عقد ذكي متعدد التوقيع يعمل على الشبكة الرئيسية، حيث يتحكم هذا العقد في الأصول المودعة في القناة، ويحقق في تحديثات الحالة، ويقوم بتحكيم النزاعات بين المشاركين.
3.1.2 الجدول الزمني
3.1.3 المبادئ التقنية
Workflow لقنوات الحالة:
3.1.4 المزايا والعيوب
المميزات:
العيوب:
3.1.5 التطبيق
التطبيقات الرئيسية:
3.1.6 مقارنة التطبيقات
شبكة البرق للبيتكوين:
شبكة إيثيريوم البرق:
شبكة سيلر:
3.2 سلاسل جانبية
3.2.1 ملخص
الجانب هو شكل من أشكال blockchain التي ظهرت لتسريع معاملات البيتكوين، ويمكن استخدام عقود أكثر تعقيدًا أو تحسين آلية الإجماع. سيتم تسجيل نتائج معاملات الجانب في النهاية على السلسلة الرئيسية.
3.2.2 خط الزمن
3.2.3 المبادئ التقنية
هناك طريقتان رئيسيتان للتواصل بين السلسلة الجانبية والسلسلة الرئيسية:
آلية السلسلة الجانبية: السلسلة الجانبية: السلسلة الرئيسية تقفل الأصول، السلسلة الجانبية تولد أصول مكافئة الشبكة الرئيسية: حرق الأصول من الشبكة الجانبية، فك قفل الأصول على الشبكة الرئيسية
تعتمد أمان أصول السلسلة الجانبية على آلية توافق السلسلة الجانبية.
3.2.4 الإيجابيات والسلبيات
المميزات:
العيوب:
3.2.5 تطبيق
التطبيقات الرئيسية:
3.2.6 مقارنة التطبيقات
سلسلة xDai:
بوليجون:
رونين:
3.3 بلازما
3.3.1 ملخص
Plasma هو إطار لبناء تطبيقات لامركزية قابلة للتوسع، يهدف إلى تقليل ثقة المستخدمين في مشغلي السلسلة الجانبية. حتى لو قام المشغل بعمل شرير، يمكن للمستخدمين استرداد أصولهم بأمان من الشبكة الرئيسية.
3.3.2 الجدول الزمني
3.3.3 المبادئ التقنية
فكرة Plasma الأساسية:
سير العمل:
3.3.4 المميزات والعيوب
المميزات:
العيوب:
3.3.5 تطبيق
التطبيقات الرئيسية:
3.3.6 الملخص
Plasma هي حل تقني انتقالي، ولديها بعض المشاكل الجوهرية. معظم المشاريع تتجه نحو حلول توسيع أخرى، مثل Rollups، بعد التجربة.
3.4 المجموعات
3.4.1 ملخص
الفكرة الأساسية لـ Rollups هي وضع الحساب وتخزين الحالة خارج السلسلة، فقط وضع التزام الحالة وبيانات المعاملات المضغوطة على السلسلة. تنقسم Rollups إلى نوعين: Optimistic Rollups و ZK Rollups.
3.4.2 المبادئ التقنية
آلية عمل Rollups:
المشكلة الأساسية في Rollups: كيف نضمن صحة دفعات المعاملات المحملة
حلان:
3.4.3 المزايا والعيوب
المميزات:
العيوب:
3.4.5 Rollups المتفائلة
3.4.5.1 ملخص
تستند Rollups المتفائلة(OPRUs) إلى إثبات الاحتيال لضمان صحة التنفيذ خارج السلسلة. يتم افتراض صحة جميع المعاملات، ويتم تنفيذ التحقق على السلسلة الرئيسية فقط في حال وجود نزاع.
3.4.5.2 خط الزمن