همانطور که می دانید فناوری بلاکچین و کریپتوکارنسی ها امروز بخشی از زندگی روزمره شده است و اخبار افزایش و کاهش قیمت هر ارز دیجیتال، حملاتی که به ارزهای دیجیتال می شود و … زندگی بسیاری از ما را تحت تاثیر خود قرار می دهد. فناوری بلاکچین با تمام مزایایی که دارد معایبی نیز دارد که به مرور و با گسترش این فناوری بروز کرده و کارشناسان نیز تلاش به رفع این مشکلات دارند. امنیت شبکه بلاکچین و مقیاس پذیر نبودن آن از جمله مشکلاتی که به واسطه طراحی لایه اول و دوم بلاکچین ها قابل حل هستند.
در ابتدا بد نیست چند تعریف ساده اما مهم را با هم بررسی کنیم و در ادامه به اهمیت طراحی لایه اول و دوم بلاکچین ها بپردازیم:
بلاکچین چیست؟
قبل از بررسی لایه اول و دوم بلاکچین بد نیست تعریف کلی از بلاکچین داشته باشیم. بلاکچین که در انگلیسی Blockchain نوشته می شود به معنی بلوک های زنجیره واری است که در کنار هم اطلاعات شامل تاریخ، زمان، مبلغ خرید و اطلاعاتی از این قبیل را در خود نگه می دارد. امنیت در این بلوک ها به قدری اهمیت دارد که برای ایجاد آن بلاکچین را به دو لایه مجزا تقسیم نموده اند. لایه اول اکوسیستمی غیرمتمرکز است و لایه دوم با افزایش تعداد نودها بحث امنیتی شبکه را تضمین می کند.
مقیاس پذیری در بلاکچین
کارشناسان تعاریف بسیاری از معقوله مقیاس پذیری در بلاکچین ارائه داده اند اما اگر بخواهیم به زبان ساده درباره این موضع صحبت کنیم؛ مقیاس پذیری به افزایش نرخ توان عملیاتی سیستم است. به عبارتی شبکه بلاکچین باید توانایی پاسخگویی به تمام کاربران خود را در هر ثانیه داشته باشد. در اینجا توان عملیاتی به تعداد تراکنش هایی دلالت دارد که در هر سیستم و در هر ثانیه انجام می شود. در زنجیره اصلی بیت کوین هر ثانیه تنها 3 تا 7 تراکنش پشتیبانی می شود و این در مقایسه با شبکه های پرداخت الکترونیکی که در هر ثانیه بیش از 20 هراز تراکنش را پردازش می کنند میزان بسیار اندکی است. اما نباید از این موضوع غافل شد که شبکه بیت کوین، شبکه ای غیر متمرکز است و اطلاعات تراکنش چندین مرحله اعم از پذیرش، ماینینگ، توزیع، تایید اعتبار را توسط نودها طی می کند و شبکه پرداخت الکترونیکی شبکه ای متمرکز است و تراکنش ها چنین مراحلی را طی نمی کنند. کارشناسان برای کاهش مراحل در عین حفظ امنیت از لایه اول و دوم بلاکچین کمک گرفته اند.
همه لایه های بلاکچین
بلاکچین تنها از لایه اول و دوم تشکیل نشده است بلکه به صورت کلی چندین لایه در بلاکچین وجود دارد:
لایه صفر بلاکچین چیست؟
لایه صفر تمام سخت افزار، اینترنت و اتصالاتی را شامل می شود که دیگر لایه ها را فعال می نمایند. در واقع لایه صفر سبب ایجاد عملکرد در شبکه بلاکچین می شود. شاید چیز زیادی درباره لایه صفر بلاکچین نشنیده باشید اما این لایه رکن مهم زنجیره بلاک ها که شامل مقیاس پذیری، پنهان کردن منشا بلوک با استفاده از رله P2P، بی طرف بودن، رمزگذاری بلوک و … می شود.
لایه اول بلاکچین چیست؟
در یک شبکه غیرمتمرکز لایه اول همان بلاکچین است. لایه اول پایه و اساس بلاکچین بوده و شامل زبان برنامه نویسی، زمان بلوک، پروسه اجماع و … می شود. از جمله مشکلاتی که این لایه دارد می توان به عدم توسعه با افزایش تعداد کاربران و نبود امنیت کافی در این لایه اشاره کرد. لایه یک، خود به خود با افزایش تعداد کاربران گسترش پیدا نمی کند و به مرور قادر به پاسخگویی به نیاز کاربران جدید نخواهد بود. از طرفی ورود کاربران جدید در یک زیرساخت ثابت باعث ایجاد باگ هایی نیز می شود و قدرت محاسباتی شبکه را تحت تاثیر قرار می دهد.
لایه دوم بلاکچین چیست؟
لایه دوم بلاکچین برای حل مشکلات لایه اول استفاده می شود. در این لایه میزان مقیاس پذیری شبکه بلاکچین به عنوان هدف معرفی شده و این لایه با حذف اطلاعات اضافی در دیگر لایه ها سرعت پاسخگویی به نیاز کاربران را افزایش می دهد. به این شکل قراردادهای هوشمند در پروتکل بلاکچین مراحل اضافی تایید را با سپرده ها و برداشت و ایجاد اطمینان از پیروی تراکنش ها از مقررات تعیین شده جایگزین کرده و در نتیجه امنیت شبکه را افزایش داده و بر سرعت پاسخگویی به تراکنش ها می افزاید. پس می توان گفت لایه اول و دوم بلاکچین در تعامل با هم به افزایش کارایی شبکه بلاکچین کمک می کنند.
لایه سوم بلاکچین چیست؟
لایه سوم یا بهتر بگوییم L3 تکنولوژی بلاکچین را به دنیای واقعی وارد می کنند.
تفاوت لایه اول و دوم بلاکچین
حال که با مفاهیم کلی بلاکچین و لایه های آن آشنا شدید می توانید به تفاوت این دولایه با هم اشراف داشته باشید. این دو لایه در ارتباط با یکدیگر، به افزایش بهره وری شبکه بلاکچین کمک می کنند. در جایی که لایه اول کلیت شبکه را تشکیل می دهد اما به دلایل مختلف سرعت کمتری برای حل تراکنش ها و حفظ اطلاعات دارد، لایه دوم دست به کار شده و با افزایش تعداد نودها سرعت ثبت اطلاعات را افزایش می دهد و همین امر سرعت حل تراکنش ها را افزایش می دهد. این لایه با حذف تراکنش و اطلاعات اضافی و بررسی تبعیت زنجیرها از مقررات به امنیت شبکه می افزاید. از جمله راه حل های لایه دوم بلاکچین می توان به موارد زیر اشاره داشت:
بلاکچین شبکه ای (Plasma):
درست مانند یک شرکت که مدیر وظایف را بین اعضا تقسیم می کند در یک بلاکچین شبکه ای لایه اول وظایف را به لایه دوم تبیین می کند و به این شکل وظایف با سرعت بیشتری انجام می شوند.
کانال های وضعیت (State Channels):
در این راه حل اشخاص سومی مانند ماینرها حذف می شوند و ارتباط دو طرفه بین کاربران بلاکچین ایجاد می شود. نتیجه این سیستم کاهش زمان انتظار کاربران است.
بررسی عملکرد کانال های وضعیت:
شبکه Raiden اتریوم و شبکه Lightning بیت کوین مثال های بارزی از کانال های وضعیت هستند. در این شبکه های امن فقط شرکت کنندگان به اطلاعات تراکنش ها دسترسی دارند.
ساید چین از دیگر راه حل های لایه اول و دوم بلاکچین برای توسعه مقیاس پذیری شبکه است. در ساید چین یک زنجیره از تراکنش ها، وظیفه تسهیل انجام دیگر تراکنش ها را بر عهده می گیرند.
رول آپ ها (Rollup):
از دیگر راه حل های افزایش مقیاس پذیری رول آپ ها هستند. رول آپ تراکنش ها را خارج از لایه یک انجام داده و اطلاعات تراکنش را به لایه یک ارسال می کند. اما لایه یک مسئولیت امنیت رول اپ را برعهده دارد.