مؤخرًا أدرس حلول توسيع شبكة إيثريوم، واكتشفت أن هذا الموضوع أكثر تعقيدًا مما كنت أتصور. الكثير من الناس سمعوا عن Layer 2، لكن القليل منهم يفهم كيف يعمل فعليًا. يمكن القول إنه ليس حلاً واحدًا، بل هو مجموعة من التقنيات لمواجهة ارتفاع رسوم الغاز وازدحام الشبكة.

لنبدأ بخلفية: شبكة إيثريوم الرئيسية الآن يمكنها معالجة من 15 إلى 45 معاملة في الثانية، يبدو الأمر جيدًا، لكن بمجرد أن تصبح الشبكة نشطة، ترتفع رسوم الغاز بشكل كبير. ولهذا السبب يتطلع الجميع إلى آلية تقسيم الشبكة في ETH 2.0 — التي يمكنها تقسيم سلسلة كبيرة إلى عدة سلاسل صغيرة، بحيث يتم توزيع عمليات التحقق على عدة مدققين. لكن حتى مع ذلك، فإن التحسينات على الطبقة الأولى وحدها غير كافية، ولهذا ظهر مفهوم Layer 2.

قسمت شبكات إيثريوم من الطبقة الثانية بشكل تقريبي إلى ثلاث فئات، كل منها لها منطقها الخاص. أولها السلاسل الجانبية، مثل Polygon. وهي في جوهرها سلسلة كتل مستقلة تعمل جنبًا إلى جنب مع شبكة إيثريوم الرئيسية، ولها آلية إجماع خاصة بها. الميزة هي مرونتها العالية، والعيب هو ضعف الأمان نسبيًا — فهي لا تعتمد على أمان إيثريوم بشكل كامل. تستخدم Polygon آلية إجماع PoS بالإضافة إلى جسر السلسلة، حيث يقوم المستخدمون بقفل ETH لسك عملة MATIC، لكن هذه العملية أحيانًا تستغرق وقتًا طويلاً، وحتى جسر Plasma قد يستغرق أسبوعًا كاملًا.

الفئة الثانية هي قنوات الحالة، مثل ما تقوم به شبكة Celer. تعتمد على إجراء العديد من المعاملات خارج السلسلة، ويتم فقط إرسال معاملة افتتاح وإغلاق القناة إلى الشبكة الرئيسية. الميزة هنا أن رسوم المعاملات منخفضة جدًا، والتسوية تقريبًا فورية. لكن تكاليف إنشاء وإغلاق القناة ليست رخيصة، وإذا لم يتفق المشاركون على حالة خروج فعالة، فإن سحب الأموال قد يستغرق وقتًا طويلًا. تستخدم Celer بنية طبقية، حيث تعالج الطبقة الأساسية قنوات الحالة والسلاسل الجانبية، والطبقة الوسطى تتولى التوجيه، والطبقة العليا توفر إطار عمل للمطورين، مما يسمح للمطورين بالتركيز أكثر على منطق التطبيق.

الفئة الثالثة هي الحلول المكدسة، وهي الأكثر اهتمامًا حاليًا. تعتمد فكرة الحل المكدس على تنفيذ المعاملات خارج السلسلة، ثم تجميع البيانات وإرسالها مرة أخرى إلى الشبكة الرئيسية. هذا يخفف من ضغط الشبكة الأساسية، وفي الوقت نفسه يحتفظ بأمان الشبكة الرئيسية. ينقسم الحل المكدس إلى نوعين: أحدهما الحل المكدس التلقائي، والآخر ZK-Rollup.

الحل المكدس التلقائي يفترض أن جميع المعاملات صحيحة، إلا إذا اعترض أحدهم. كل من Optimism و Arbitrum يتبعان هذا النهج، لكن بأساليب مختلفة. يستخدم Optimism تقنية إيثريوم الحالية مع تعديلات طفيفة، ولهذا يفضله المطورون. لكن هناك مشكلة: أن عقد الترتيب (Sequencer) لا يزال مركزيًا، على الرغم من أن الفريق وعد بنقلها إلى اللامركزية مستقبلًا. أما Arbitrum، فتصميمه أكثر تعقيدًا، ويستخدم أسلوب حل النزاعات عبر جولات متعددة، مما يمكنه من التحقق من المعاملات بكفاءة أكبر، لكنه يتطلب تكلفة تعلم أعلى وصعوبة في التنفيذ.

أما ZK-Rollup، فهي تتبع مسارًا مختلفًا، حيث تستخدم إثباتات المعرفة الصفرية للتحقق من صحة المعاملات. شركة Loopring تمثل هذا الاتجاه. كل دفعة من المعاملات تترافق مع إثبات zk-SNARK، ويمكن للعقدة في الطبقة الأولى التحقق بسرعة، ورفض المعاملات غير الصحيحة على الفور. وبهذا، لا توجد فترة سحب طويلة. لكن التكلفة هي أن التنفيذ معقد جدًا، ويستهلك الكثير من الحسابات.

من حيث الأداء الفعلي، يمكن لحلول الحل المكدس رفع قدرة المعالجة على شبكة إيثريوم إلى ما بين 1000 و 4000 TPS، وتقليل رسوم المعاملات إلى عشرات المئين من رسوم الشبكة الرئيسية. على سبيل المثال، Loopring يمكنه تحقيق تقريبًا 2000 معاملة في الثانية، مع رسوم تساوي 1/30 إلى 1/100 من رسوم الشبكة الرئيسية. هذا يمثل تغييرًا كبيرًا للمستخدمين.

لكن كل حل من هذه الحلول له موازناته. السلاسل الجانبية تضحي بالأمان مقابل المرونة، والقنوات تتطلب تنسيقًا كافيًا بين المشاركين، والحلول المكدسة رغم أمانها العالي إلا أن تنفيذها يختلف في الصعوبة. بشكل عام، الجمع بين الحل المكدس وتقنية تقسيم الشبكة في ETH 2.0 هو الاتجاه المستقبلي لتوسعة إيثريوم.

نحن لا نزال في المراحل المبكرة من تطوير هذه التقنيات، والعديد من المشاريع لا تزال في مرحلة الاختبار. لكن إذا نضجت هذه الحلول، وأُكملت عملية تنفيذ ETH 2.0، فإن قابلية التوسع والأمان واللامركزية في إيثريوم ستشهد قفزة نوعية. ولهذا السبب أتابع باستمرار تطور شبكات الطبقة الثانية، لأنها تحدد بشكل مباشر ما إذا كانت إيثريوم ستتمكن حقًا من أن تصبح طبقة التسوية العالمية.