چکیده

شبکه لایه ۲ در ارز دیجیتال به راه‌حل‌هایی اشاره دارد که با هدف بهبود قابلیت مقیاس‌پذیری و کارایی شبکه‌های بلاک چین اصلی (لایه ۱) طراحی شده‌اند. این فناوری‌ها بر روی شبکه اصلی ساخته می‌شوند و با کاهش بار تراکنش‌ها و افزایش سرعت پردازش، هزینه‌های تراکنش را در نقل و انتقال و خرید ارز دیجیتال کاهش داده و تجربه کاربری را بهبود می‌بخشند. راه‌حل‌های لایه ۲ مانند شبکه لایتنینگ برای بیت‌کوین (BTC) و پلاسما برای اتریوم (ETH)، از تکنیک‌هایی چون کانال‌های پرداخت، زنجیره‌های جانبی و رول‌آپ‌ها بهره می‌برند تا تراکنش‌ها را به صورت خارج از زنجیره اصلی پردازش کنند و سپس نتایج را به شبکه اصلی برگردانند. این امر باعث می‌شود که بلاک چین‌های اصلی بتوانند حجم بیشتری از تراکنش‌ها را بدون کاهش امنیت و تمرکززدایی مدیریت کنند.

پروتکل لایه دوم چیست و چه کاربردی دارد؟

شبکه لایه ۲ در ارزهای دیجیتال به مجموعه‌ای از راه‌حل‌ها و تکنولوژی‌ها اشاره دارد که برای بهبود مقیاس‌پذیری و کارایی بلاک چین‌های اصلی طراحی شده‌اند. این پروتکل‌ها بر روی بلاک چین اصلی (لایه اول) ساخته می‌شوند و به گونه‌ای طراحی شده‌اند که با کاهش بار تراکنش‌ها و افزایش سرعت پردازش، هزینه‌های تراکنش را کاهش دهند. ایده اصلی پشت پروتکل‌های لایه دوم این است که بسیاری از تراکنش‌ها را خارج از زنجیره اصلی (off-chain) پردازش کرده و تنها نتایج نهایی را به زنجیره اصلی برگردانند. این امر منجر به کاهش ازدحام شبکه و افزایش سرعت و کارایی تراکنش‌ها می‌شود.

یکی از کاربردهای اصلی پروتکل‌های لایه دوم، افزایش سرعت تراکنش‌ها و کاهش هزینه‌ها در شبکه‌های بلاکچین و صرافی ارز دیجیتال است. به عنوان مثال، شبکه لایتنینگ برای بیت‌کوین از کانال‌های پرداخت استفاده می‌کند تا تراکنش‌ها را به صورت مستقیم بین کاربران پردازش کند و تنها وقتی که کانال بسته می‌شود، نتیجه نهایی را به زنجیره اصلی ارسال می‌کند. این رویکرد نه تنها سرعت تراکنش‌ها را بهبود می‌بخشد، بلکه هزینه‌ها را نیز به طرز چشمگیری کاهش می‌دهد، زیرا تعداد کمتری از تراکنش‌ها باید به صورت آن‌چین (on-chain) ثبت شوند.

از دیگر کاربردهای شبکه لایه ۲ می‌توان به افزایش مقیاس‌پذیری اشاره کرد. برای مثال، پلاسما و رول‌آپ‌ها در اتریوم از تکنیک‌های مختلفی استفاده می‌کنند تا تعداد زیادی از تراکنش‌ها را در یک زنجیره جانبی (sidechain)  یا رول‌آپ پردازش کرده و سپس یک خلاصه از این تراکنش‌ها را به زنجیره اصلی ارسال کنند. این روش‌ها به اتریوم و دیگر بلاک چین‌ها اجازه می‌دهند که بدون کاهش امنیت و تمرکززدایی، حجم بیشتری از تراکنش‌ها را مدیریت کنند. در نتیجه، پروتکل‌های لایه دوم نقش بسیار مهمی در آینده بلاک چین‌ها ایفا می‌کنند و به رفع مشکلات فعلی این تکنولوژی کمک می‌کنند.

شبکه لایه دوم چگونه کار می‌کند؟

شبکه‌های لایه دوم دارای دو بخش اصلی هستند: یک شبکه که تراکنش‌ها را پردازش می‌کند و یک قرارداد هوشمند بر روی بلاک چین اصلی که هرگونه اختلافات را حل و فصل کرده و اجماع بر روی وضعیت شبکه لایه دوم را با تثبیت آن به بلاک چین اصلی برقرار می‌کند. در این شبکه‌ها، تراکنش‌ها و محاسبات به سرعت انجام می‌شوند و هر لایه دوم روش‌های خاص خود را برای رسیدن به این کارایی به کار می‌گیرد. این شبکه‌ها باید هنگام تسویه در زنجیره پایه، نوعی “اثبات” رمزنگاری و قابل تأیید از درستی تغییر وضعیت پیشنهادی ارائه دهند.

در شبکه‌های لایه دوم، اجرای سریع تراکنش‌ها و محاسبات انجام می‌شود. این شبکه‌ها می‌توانند در نحوه دستیابی به این توان پردازشی بسیار متفاوت باشند. با این حال، یک ویژگی مشترک بین تمام محیط‌های لایه دوم این است که باید هنگام تسویه حساب در زنجیره پایه، نوعی اثبات رمزنگاری شده و قابل تأیید از یکپارچگی تغییر وضعیت پیشنهادی ارائه دهند. این اثبات می‌تواند به صورت پیش‌فعالانه یا پس‌فعالانه ارائه شود. این امر باعث می‌شود که شبکه‌های لایه دوم بتوانند حجم بالایی از تراکنش‌ها را به سرعت و با هزینه کمتر پردازش کنند و سپس نتایج را به صورت امن به زنجیره اصلی ارسال کنند.

اجرای قراردادهای هوشمند در لایه دوم می‌تواند متفاوت باشد، اما وظایف اصلی این قراردادها همیشه شامل نگهداری و آزادسازی وجوه منتقل شده به لایه دوم، دریافت نوعی اثبات تولید شده توسط لایه دوم، اعتبارسنجی آن، حل اختلافات و سپس نهایی‌سازی تراکنش‌ها است. به عنوان مثال، در کانال‌های پرداخت، کاربران می‌توانند به صورت مستقیم و سریع بین خود تراکنش انجام دهند و فقط وقتی که کانال بسته می‌شود، نتیجه نهایی به زنجیره اصلی ارسال می‌شود. در مقابل، رول‌آپ‌ها تراکنش‌های متعددی را در یک زنجیره جانبی پردازش می‌کنند و یک خلاصه از این تراکنش‌ها را به زنجیره اصلی ارسال می‌کنند.

چرا به شبکه‌های لایه دوم نیاز است؟

شبکه‌های لایه دوم به عنوان یک راه‌حل اساسی برای مقابله با محدودیت‌های مقیاس‌پذیری بلاک چین‌ها مطرح شده‌اند. از زمان ظهور فناوری بلاک چین، مشکلاتی نظیر کارمزدهای بالا و زمان‌های طولانی اجرا، عملکرد و پذیرش گسترده این فناوری را محدود کرده‌اند. این مشکلات از ناتوانی بلاک چین‌ها در مقیاس‌پذیری کارآمد ناشی می‌شوند، به طوری که بتوانند همزمان شبکه را امن و غیرمتمرکز نگه دارند. به این محدودیت‌ها، مقیاس‌پذیری سه‌گانه بلاک چین گفته می‌شود که توسط ویتالیک بوترین (Vitakik Buterin)، موسس اتریوم، مطرح شده است. این تئوری بیان می‌کند که بلاک چین‌ها نمی‌توانند به طور همزمان سه ویژگی امنیت، تمرکززدایی و مقیاس ‌پذیری را به طور کامل داشته باشند و باید بین این سه ویژگی توازن برقرار کنند.

شبکه‌های لایه دوم بر اساس این فرضیه ایجاد شده‌اند که این محدودیت مقیاس ‌پذیری به دلیل وظایف زیادی است که بلاک چین‌ها باید انجام دهند. بلا کچین‌های کنونی سه وظیفه اصلی دارند: اجرای تراکنش‌ها، دسترسی به داده‌ها و اجماع. اجرای تراکنش‌ها شامل پردازش و جریان تراکنش‌ها است و میزان محاسباتی که یک بلاک چین می‌تواند در هر ثانیه انجام دهد را اندازه‌گیری می‌کند. دسترسی به داده‌ها شامل نیازهای ذخیره‌سازی برای گره‌ها و اعتباردهندگان شبکه برای تراکنش‌ها، وضعیت و سایر داده‌ها است. اجماع به توافق گسترده گره‌ها و اعتباردهندگان بر روی وضعیت شبکه و ترتیب تراکنش‌ها اشاره دارد و به میزان تمرکززدایی و زمان تا نهایی‌شدن تراکنش‌ها اندازه‌گیری می‌شود.

شبکه‌های لایه دوم با جدا کردن برخی از این وظایف از بلاک چین اصلی و پردازش آن‌ها به صورت خارج از زنجیره، مشکلات مقیاس ‌پذیری را حل می‌کنند. به عنوان مثال، اجرای تراکنش‌ها و محاسبات می‌تواند در شبکه‌های لایه دوم به سرعت و با هزینه کمتر انجام شود و سپس نتایج نهایی به بلاک چین اصلی ارسال شود. این روش به بلاک چین‌ها اجازه می‌دهد تا کارایی و مقیاس‌پذیری خود را بدون کاهش امنیت و تمرکززدایی بهبود بخشند.

بزرگ‌ترین رویداد ارز دیجیتال ایران با شرکت در این رویداد و دعوت از دوستان خود می‌توانید بدون قرعه‌کشی BMW X3 برنده شوید.

شرکت در رویداد

بررسی مزایا و معایب شبکه لایه دوم

پروتکل‌های لایه دوم راه‌حلی نوین برای بهبود مقیاس‌پذیری و کارایی شبکه‌های بلاک چین هستند. این پروتکل‌ها با کاهش بار تراکنش‌ها بر روی زنجیره اصلی، هزینه‌ها را کاهش داده و سرعت پردازش را افزایش می‌دهند. با این حال، استفاده از این تکنولوژی‌ها مزایا و معایب خاص خود را دارد که باید مورد بررسی قرار گیرند.

مزایا شبکه لایه دوم

• کاهش هزینه‌ها: با پردازش تراکنش‌ها خارج از زنجیره اصلی، هزینه‌های مربوط به کارمزد تراکنش‌ها کاهش می‌یابد.
• افزایش سرعت تراکنش‌ها: شبکه‌های لایه دوم قادر به پردازش تراکنش‌ها با سرعت بیشتری نسبت به زنجیره اصلی هستند.
• افزایش مقیاس ‌پذیری: با کاهش بار تراکنش‌ها بر روی زنجیره اصلی، این پروتکل‌ها امکان پذیرش تعداد بیشتری از تراکنش‌ها را فراهم می‌کنند.
• حفظ امنیت و تمرکززدایی: با انتقال برخی از وظایف به لایه دوم، شبکه اصلی می‌تواند امنیت و تمرکززدایی خود را حفظ کند.

معایب شبکه لایه دوم

• پیچیدگی فنی: اجرای پروتکل‌های لایه دوم نیازمند پیاده‌سازی تکنولوژی‌های پیچیده‌ای است که ممکن است برای توسعه‌دهندگان و کاربران چالش‌برانگیز باشد.
• مشکلات امنیتی بالقوه: با وجود مزایای امنیتی، پروتکل‌های لایه دوم ممکن است به دلیل طراحی یا پیاده‌سازی نادرست با مشکلات امنیتی مواجه شوند.
• عدم پذیرش گسترده: این تکنولوژی‌ها هنوز در مراحل اولیه خود هستند و ممکن است تا پذیرش گسترده و یکپارچه‌سازی کامل زمان زیادی نیاز باشد.
• نیاز به زیرساخت‌های جدید: استفاده از شبکه‌های لایه دوم ممکن است نیازمند زیرساخت‌ها و ابزارهای جدیدی باشد که باید توسعه و نگهداری شوند.

معرفی پروتکل‌های لایه دوم مطرح بازار ارزهای دیجیتال

پروتکل‌های لایه دوم نقش مهمی در بهبود مقیاس ‌پذیری و کارایی شبکه‌های بلاک چین ایفا می‌کنند. در ادامه به معرفی چندین پروتکل لایه دوم مطرح در بازار ارزهای دیجیتال می‌پردازیم:

شبکه لایتنینگ  (Lightning Network)

شبکه لایتنینگ یک راه‌حل مقیاس ‌پذیری لایه دوم برای بیت کوین است که از کانال‌های پرداخت استفاده می‌کند. این شبکه به کاربران اجازه می‌دهد تا تراکنش‌ها را به صورت خارج از زنجیره انجام دهند و فقط نتایج نهایی را به زنجیره اصلی ارسال کنند. این امر باعث کاهش هزینه‌ها و افزایش سرعت تراکنش‌ها می‌شود.

رول‌ آپ‌ها  (Rollups)

رول‌آپ‌ها تکنولوژی نوینی هستند که تراکنش‌های متعدد را خارج از زنجیره اصلی پردازش کرده و یک خلاصه از این تراکنش‌ها را به زنجیره اصلی ارسال می‌کنند. دو نوع رول ‌آپ وجود دارد:

• Optimistic Rollups: این نوع رول ‌آپ‌ها فرض می‌کنند که تراکنش‌ها درست هستند مگر اینکه خلاف آن ثابت شود. در صورت وجود اعتراض، صحت تراکنش‌ها بررسی می‌شود.
• ZK-Rollups: این نوع رول‌آپ‌ها از اثبات‌های رمزنگاری (Zero-Knowledge Proofs) برای تضمین صحت تراکنش‌ها استفاده می‌کنند.

پلاسما  (Plasma)

پلاسما یک چارچوب مقیاس‌پذیری برای اتریوم است که زنجیره‌های جانبی (Sidechains) را به کار می‌گیرد. این زنجیره‌ها تراکنش‌ها را به صورت مستقل پردازش کرده و نتایج نهایی را به زنجیره اصلی ارسال می‌کنند. این روش باعث افزایش مقیاس‌پذیری و کاهش هزینه‌ها می‌شود.

کانال حالت  (State Channels)

کانال‌های حالت به کاربران اجازه می‌دهند تا تراکنش‌ها را خارج از زنجیره اصلی و در یک کانال خصوصی انجام دهند. تراکنش‌ها تنها زمانی به زنجیره اصلی ارسال می‌شوند که کانال بسته شود. این روش باعث افزایش سرعت و کاهش هزینه‌های تراکنش می‌شود.

xDai

xDai زنجیره جانبی برای اتریوم است که به صورت خاص برای تراکنش‌های کوچک و سریع طراحی شده است. این زنجیره با استفاده از توکن xDai به عنوان ارز پایدار، تراکنش‌های ارزان و سریعی را فراهم می‌کند و برای کاربردهای روزمره بسیار مناسب است.

جمع‌بندی

شبکه‌های لایه ۲ به عنوان یک نوآوری کلیدی در دنیای ارزهای دیجیتال، توانسته‌اند با بهبود مقیاس ‌پذیری و کارایی شبکه‌های بلاک چین، چشم‌انداز جدیدی برای آینده این فناوری‌ها ایجاد کنند. با استفاده از پروتکل‌هایی مانند شبکه لایتنینگ، رول‌آپ‌ها، پلاسما و کانال وضعیت، مشکلاتی نظیر کارمزدهای بالا و زمان‌های طولانی اجرای تراکنش‌ها کاهش یافته و امکان انجام تراکنش‌های سریع‌تر و ارزان‌تر فراهم شده است. این راه‌حل‌ها نه تنها بار تراکنش‌ها را از زنجیره اصلی کاهش می‌دهند بلکه با حفظ امنیت و تمرکززدایی، به افزایش پذیرش و کاربرد بلاک چین‌ها در مقیاس جهانی کمک می‌کنند. به طور کلی، شبکه‌های لایه ۲ نقش مهمی در توسعه و تکامل اکوسیستم بلاک چین ایفا کرده و مسیر را برای نوآوری‌های بیشتر در این حوزه هموار می‌سازند.

سوالات متداول

شبکه لایه ۲ چیست؟ شبکه لایه ۲ به راه‌حل‌هایی گفته می‌شود که برای بهبود مقیاس ‌پذیری و کارایی بلاک چین‌ها با پردازش تراکنش‌ها خارج از زنجیره اصلی طراحی شده‌اند.

چرا به شبکه‌های لایه ۲ نیاز داریم؟ شبکه‌های لایه ۲ برای کاهش هزینه‌ها و افزایش سرعت تراکنش‌ها ایجاد شده‌اند تا بتوانند مشکلات مقیاس‌ پذیری و کارمزدهای بالا در بلاک چین‌های اصلی را حل کنند.

پروتکل‌های لایه ۲ چگونه کار می‌کنند؟ این پروتکل‌ها با پردازش تراکنش‌ها به صورت خارج از زنجیره اصلی و ارسال نتایج نهایی به بلاک چین، کارایی و سرعت را بهبود می‌بخشند.

مزایای استفاده از پروتکل‌های لایه ۲ چیست؟ مزایا شامل کاهش هزینه‌ها، افزایش سرعت تراکنش‌ها، بهبود مقیاس‌پذیری و حفظ امنیت و تمرکززدایی بلاک چین‌های اصلی است.

معایب پروتکل‌های لایه ۲ چیست؟ معایب شامل پیچیدگی فنی، مشکلات امنیتی بالقوه، عدم پذیرش گسترده و نیاز به زیرساخت‌های جدید می‌شود.