مقایسه راهکارهای لایه دوم اتریوم؛ کدام برنده بازی خواهند بود؟

در حوزه رمزارزها و بلاک چین، یکی از بحث‌های مهم مربوط به افزایش مقیاس‌پذیری شبکه‌های بلاک چین، بخصوص اتریوم، است. لایه دوم اتریوم  (Layer 2) راهکارهایی هستند که با هدف کاهش کارمزد و افزایش تعداد تراکنش‌ها در ثانیه (TPS) روی شبکه موجود در این مورد اتریوم  پیاده‌سازی می‌شوند.

از جمله راهکارهای لایه دوم اتریوم که توجه زیادی را جلب کرده‌اند، می‌توان به رول‌آپ‌ها (Rollups) و شبکه‌های پرداخت (Payment Networks) اشاره کرد. در دسته‌بندی رول‌آپ‌ها، دو نوع عمده اپتیمیستیک رول‌آپ‌ها (Optimistic Rollups) و زی‌کی رول‌آپ‌ها (zk-Rollups) وجود دارد. هر کدام از این راهکارها مزایا و معایب خود را دارند.

اپتیمیستیک رول‌آپ‌ها با فرض بنیادین صداقت تراکنش‌ها عمل می‌کنند و از این رو، نیازی به اثبات تمامی تراکنش‌ها در زمان واقعی ندارند. این امر به آنها امکان می‌دهد تا با کارمزد کمتر و سرعت بالاتری نسبت به شبکه اصلی عمل کنند؛ اما زمان تایید تراکنش‌ها می‌تواند بیشتر باشد.

زی‌کی رول‌آپ‌ها از اثبات‌های دانش صفر (Zero-Knowledge Proofs) برای تایید تراکنش‌ها استفاده می‌کنند. این روش تراکنش‌ها را بدون افشای اطلاعات تراکنش تایید می‌کند و امکان پردازش سریع‌تر تراکنش‌ها را فراهم می‌آورد، با این حال پیاده‌سازی پیچیده‌تری دارد و ممکن است در مقایسه با اپتیمیستیک رول‌آپ‌ها کارمزد بیشتری داشته باشد.

موفقیت راه‌حل‌های لایه دوم به تعدادی از عوامل بستگی دارد، از جمله پذیرش توسط کاربران، همکاری با توسعه‌دهندگان، هزینه‌های تراکنش، سرعت، امنیت، و در نهایت استقرار یک اجماع از طرف جامعه توسعه‌دهندگان و کاربران.

پیش‌بینی کردن برنده این رقابت ممکن است دشوار باشد، زیرا عوامل متعددی روی آینده این فن‌آوری‌ها موثر هستند. تکنولوژی به سرعت تغییر می‌کند و همواره امکان دارد که راهکارهای جدیدتر و بهینه‌تری وارد میدان شوند.

مقیاس‌پذیری در شبکه‌های بلاک‌چینی

مقیاس‌پذیری در شبکه‌های بلاک‌چین به توانایی شبکه برای پردازش تعداد زیادی تراکنش در زمان کم و با کارمزد مناسب اشاره دارد. این یکی از چالش‌های اساسی‌ای است که شبکه‌های بلاک‌چین مانند بیت‌کوین و اتریوم با آن روبرو هستند، زیرا با رشد کاربران و تراکنش‌ها، نیاز به پردازش سریع‌تر و کارآمدتر تراکنش‌ها افزایش می‌یابد.

مشکلات مقیاس‌پذیری در بلاک‌چین:

محدودیت تعداد تراکنش‌ها در هر بلاک: هر بلاک در بلاک‌چین تنها می‌تواند تعداد معینی از تراکنش‌ها را در خود جای دهد.

زمان تولید بلاک: در شبکه‌هایی مثل بیت‌کوین، تولید یک بلاک جدید معمولاً 10 دقیقه طول می‌کشد.

کارمزد تراکنش‌ها: با افزایش تقاضا برای پردازش تراکنش، کارمزدها افزایش یافته و ممکن است برای برخی کاربردها نامناسب شوند.

تاثیر بر دیگر عوامل: افزایش سرعت تراکنش‌ها ممکن است بر امنیت و غیرمتمرکز بودن شبکه تاثیر منفی بگذارد.

راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری

افزایش اندازه بلاک: با افزایش اندازه هر بلاک، تعداد تراکنش‌های بیشتری می‌توانند در آن جای گیرند.

شاردینگ (Sharding): تقسیم دیتابیس بلاک‌چین به بخش‌های کوچکتر که به صورت موازی کار می‌کنند.

پروتکل‌های توافقی جدید: استفاده از مکانیزم‌های توافق جدید مانند اثبات سهام (Proof of Stake) که می‌توانند فرآیند تایید تراکنش‌ها را سریع‌تر کنند.

لایه 2 راهکارها: استفاده از شبکه‌های جانبی یا راه حل‌های روی لایه دوم که تراکنش‌ها را خارج از بلاک‌چین اصلی پردازش می‌کنند، مانند شبکه Lightning یا رول‌آپ‌های اتریوم.

عقود خودکار و اسمارت‌ کنترکت‌های بهینه‌شده: طراحی اسمارت‌ کنترکت‌هایی که منابع سیستم کمتری مصرف می‌کنند.

هر یک از این راه‌حل‌ها ممکن است در کوتاه مدت یا بلندمدت موثر واقع شوند، اما همچنان به پذیرش جامعه و تداوم توسعه فناوری نیاز دارند. بلاک‌چین‌ها برای حفظ امنیت، غیرمتمرکز بودن و بهره‌وری باید به دنبال تعادل در راهکارهای مقیاس‌پذیری خود باشند.

بلاک چین لایه دوم

بلاک چین های لایه دوم (Layer 2)، راهکارهایی هستند که بر روی بلاک چین اصلی، موسوم به لایه اول (Layer 1)، ساخته می‌شوند تا به مقیاس‌پذیری، سرعت و کارایی شبکه‌های بلاک چین کمک کنند. این تکنولوژی‌ها به نوعی به کاهش بار شبکه لایه اول و بهبود تجربه کاربری کمک می‌کنند.

انواع بلاک چین‌های لایه دوم:

راه‌حل‌های افزایش دهنده زنجیره‌ای (On-chain scaling solutions): همچون شاردینگ که شبکه را به قطعات مختلف تقسیم می‌کند تا تراکنش‌ها به صورت موازی پردازش شوند.

شبکه‌های دولتی (State Channels): مثل شبکه Lightning برای بیت کوین و Raiden برای اتریوم. این شبکه‌ها می‌توانند تراکنش‌ها را خارج از زنجیره اصلی و به صورت برخط (off-chain) انجام دهند.

راه‌حل‌های Rollup: که در اتریوم بسیار محبوب هستند، مانند Optimistic Rollups و ZK-Rollups. این روش‌ها تراکنش‌ها را به صورت خارج از زنجیره جمع‌آوری می‌کنند و فقط اطلاعات نهایی را به بلاک چین اصلی می‌فرستند.

شبکه‌های جانبی (Sidechains): بلاک چین‌های جداگانه‌ای که به شبکه اصلی متصل هستند و می‌توانند تراکنش‌ها را با قوانین و الگوریتم‌های اجماع متفاوتی پردازش کنند.

Plasma: که سیستمی از قراردادهای هوشمند است که تعداد زیادی از بلاک چین های کوچکتر را، که به عنوان child chains شناخته می‌شوند، مدیریت می‌کند.

مزایای بلاک چین‌های لایه دوم:

کاهش هزینه‌ها: انتقال تراکنش‌های کوچکتر به خارج از زنجیره اصلی می‌تواند هزینه‌های تراکنش را کاهش دهد.

افزایش سرعت: تراکنش‌ها می‌توانند به جای اینکه در هر بلاک تایید شوند، سریع‌تر پردازش شوند.

قابلیت همکاری: این لایه‌ها می‌توانند با زیرساخت‌ها و بلاک چین‌های مختلف همکاری کنند و تبادلات بین زنجیره‌ای را تسهیل بخشند.

چالش‌ها:

همزمان با فواید بلاک چین‌های لایه دوم، چالش‌هایی نیز وجود دارند که باید به آنها توجه شود. امنیت، استانداردسازی، مدیریت دارایی‌ها در لایه‌های مختلف، و حفظ سطحی از غیرمتمرکزی، همگی باید در طراحی و پیاده‌سازی این راه‌حل‌ها لحاظ شوند. این مسائل به خصوص در حین انتقال از لایه‌های دوم به لایه اصلی یا بین لایه‌های مختلف مهم هستند.

مقایسه برترین راهکارهای لایه دوم اتریوم

در زمینه راه‌حل‌های لایه دوم اتریوم، پروژه‌های زیادی رشد کرده‌اند و هر کدام ادعا می‌کنند که می‌توانند پردازش حجم زیادی از تراکنش‌ها را بهتر از دیگری انجام دهند. اما در این میان سه پروژه توانسته است از دیگر رقبا پیشی بگیرد. Polygon، Arbitrum و Optimism از جمله راهکارهای برتر لایه دوم اتریوم هستند. در ادامه نگاهی به هر یک از این شبکه ها خواهیم داشت و از آمار عملکرد آنها خواهیم گفت:

پالیگان (Polygon)

پالیگان، که پیش از این به نام ماتیک نتورک (Matic Network) شناخته می‌شد، یک راه‌حل لایه دوم برای اتریوم است که سعی در حل مشکل مقیاس‌پذیری در شبکه اتریوم دارد. پالیگان به عنوان یک پلتفرم چندزنجیره‌ای (multi-chain) عمل می‌کند و شبکه‌ها و اکوسیستم‌های مختلفی را به یکدیگر متصل می‌سازد. هدف از طراحی پالیگان این است که توسعه‌دهندگان بتوانند با کارمزد بسیار پایین‌تر و سرعت بالاتری نسبت به بلاک‌چین اتریوم برنامه‌های غیرمتمرکز (DApps) خود را اجرا کنند.

ویژگی‌های کلیدی پالیگان:

مقیاس‌پذیری: با استفاده از sidechains که تراکنش‌ها را پردازش می‌کنند و سپس به زنجیره اصلی اتریوم گزارش می‌دهند، مقیاس‌پذیری قابل توجهی را فراهم می‌آورد.

سازگاری با اتریوم: هسته پالیگان با استانداردها و ابزارهای اتریوم سازگار است، بنابراین توسعه‌دهندگان می‌توانند به راحتی DApps اتریومی خود را به پالیگان منتقل کنند.

امنیت: پالیگان با یک سیستم اثبات سهام (Proof of Stake) کار می‌کند که به تأمین امنیت شبکه و پردازش تراکنش‌ها کمک می‌کند.

سرعت تراکنش و کارمزد کم: سرعت بالا و کارمزد بسیار پایین تراکنش‌ها از ویژگی‌های اصلی شبکه پالیگان است که این برنامه را برای کاربران و توسعه‌دهندگان جذاب کرده است.

بستر اکوسیستم باز: پالیگان به عنوان یک پلتفرم چندزنجیره‌ای، از گونه‌های مختلف بلاکچین‌ها پشتیبانی می‌کند، مانند اثبات سهام، sidechains محلی، و بسیاری دیگر.

توکن MATIC: توکن بومی پالیگان، که اکنون MATIC نام دارد، برای پرداخت کارمزد شبکه، مشارکت در ساز و کار اثبات سهام شبکه و برای معاملات و تعاملات شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کاربردهای پالیگان:

پالیگان برای طیف وسیعی از کاربردها مناسب است، از جمله بازی‌های بلاکچینی، صرافی‌های غیرمتمرکز (DEX)، بازارهای NFT و بسیاری از برنامه‌های غیرمتمرکز دیگر که به مقیاس‌پذیری و کارمزد کم نیاز دارند.

پالیگان توانسته شهرت قابل توجهی در میان توسعه‌دهندگان و کاربران کسب کند و به عنوان یکی از پر استفاده‌ترین راه‌حل‌های لایه دوم در اکوسیستم اتریوم شناخته می‌شود.

 آربیتروم (Arbitrum)

آربیتروم (Arbitrum) یکی از راه‌حل‌های لایه دوم بلاک چین است که برای بهبود مقیاس‌پذیری و کمک به کاهش هزینه‌ها و زمان تایید تراکنش‌ها در شبکه اتریوم طراحی شده است. هدف آربیتروم ارائه یک بستری است که در آن توسعه‌دهندگان می‌توانند برنامه‌های غیرمتمرکز (dApps) را با کارایی بالا و هزینه‌ی پایین به اجرا درآورند.

ویژگی‌های کلیدی آربیتروم:

1Optimistic Rollups: آربیتروم از تکنولوژی Optimistic Rollups استفاده می‌کند که تراکنش‌ها را به صورت گروهی به شبکه اصلی اتریوم گزارش می‌دهد و پس از یک دوره چالشی (challenge period)، تایید نهایی آن‌ها انجام می‌پذیرد.

سازگاری با اتریوم: آربیتروم با EVM (ماشین مجازی اتریوم) سازگار است، که این به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد با تغییرات اندک یا بدون نیاز به تغییر، برنامه‌های مبتنی بر اتریوم را به آربیتروم منتقل کنند.

امنیت: چون آربیتروم به شبکه اتریوم متکی است، از امنیت بالایی برخوردار شده و قادر است تمام حملات احتمالی را کاهش دهد و به کاربران اطمینان دهد.

کاهش هزینه‌های تراکنش: به دلیل پردازش خارج از زنجیره تراکنش‌ها و تعدیل هزینه‌ها از طریق batch processing، آربیتروم هزینه‌های تراکنش را کاهش می‌دهد.

کارایی: با توجه به این که تراکنش‌ها به صورت گروهی پردازش و تایید می‌شوند، کارایی بالایی را برای برنامه‌های کاربردی فراهم می‌کند.

Bridge های قابل اتکا: سیستم بریج آربیتروم اتصال دوسویه با بلاک‌چین اصلی اتریوم را فراهم می‌آورد، که امکان انتقال دارایی‌ها به طور مطمئن و با هزینه‌ی کم را می‌دهد.

کاربردهای آربیتروم:

آربیتروم برای اجرای انواع مختلفی از dApps طراحی شده، از جمله صرافی‌های غیرمتمرکز (DEX)، بازارهای NFT، بازی‌ها و سیستم‌های مالی غیرمتمرکز (DeFi). استراتژی‌های بهینه‌سازی هزینه و افزایش سرعت تراکنش‌ها آربیتروم را به یک گزینه جذاب برای توسعه‌دهندگان و کاربرانی که به دنبال تجربه کاربری بهتر در اتریوم هستند، تبدیل کرده است.

در نهایت، انتخاب بین راه حل‌های لایه دوم به موارد کاربردی و ترجیحات فردی توسعه‌دهندگان و کاربران بستگی دارد، اما راهکارهایی مانند آربیتروم با ارائه راه‌حل‌های نوآورانه به بهبود اکوسیستم دیجیتال کمک می‌کنند.

اپتیمیسم (Optimism)

اپتیمیسم (Optimism) نیز یکی دیگر از راه‌حل‌های لایه دو برای شبکه اتریوم است که با هدف بهبود مقیاس‌ پذیری و کاهش هزینه‌های تراکنش به کار گرفته می‌شود. اپتیمیسم از تکنیک‌های Optimistic Rollup برای انجام تراکنش‌ها بهره می‌برد و تلاش می‌کند تا تجربه کاربری نزدیک‌تر به بلاک‌چین اصلی اتریوم را فراهم آورد.

ویژگی‌های کلیدی اپتیمیسم:

1Optimistic Rollups: این تکنولوژی به اپتیمیسم اجازه می‌دهد که تراکنش‌ها را در لایه خود انجام دهد و فقط داده‌های تراکنش را به زنجیره اصلی ارسال کند. تراکنش‌ها به صورت دسته‌ای اجرا می‌شوند و در صورت نیاز توسط نودهای واچ‌تاور بررسی می‌شوند.

سازگاری با EVM: اپتیمیسم سازگاری کامل با ماشین مجازی اتریوم (EVM) دارد و به همین دلیل، توسعه‌دهندگان می‌توانند برنامه‌های غیرمتمرکز (DApps) موجود را بدون نیاز به تغییرات قابل‌ توجه به اپتیمیسم منتقل کنند.

زمان تایید نهایی: به دلیل استفاده از Optimistic Rollups، یک دوره چالشی (challenge period) وجود دارد که طی آن تراکنش‌ها قابل بررسی هستند پیش از اینکه نهایی شوند. این باعث می‌شود که زمان تایید نهایی تراکنش‌ها طولانی‌تر از روش‌های معمول تراکنش در شبکه اصلی باشد.

کاهش هزینه‌های تراکنش: اپتیمیسم عنوان می‌کند که هزینه اجرای تراکنش‌ها در شبکه خود تا چندین برابر کمتر از شبکه اصلی اتریوم است.

بالا بردن ظرفیت پردازش تراکنش: با تجمیع تراکنش‌ها و کاهش داده‌های مورد نیاز برای ثبت در بلاک‌چین اصلی، اپتیمیسم به کاهش ازدحام شبکه اتریوم و افزایش توان پردازش کمک می‌کند.

کاربرد اپتیمیسم:

اپتیمیسم راه‌حل مناسبی برای صرافی‌های غیرمتمرکز، پروژه‌های دیفای (DeFi)، بازارهای NFT و برنامه‌های غیرمتمرکز دیگر است که به دنبال کاهش هزینه و افزایش سرعت تراکنش‌ها هستند. انجام تراکنش‌های پیچیده‌تر و اجرای کدهای قراردادهای هوشمند با هزینه کمتر، اپتیمیسم را به یکی از گزینه‌های جالب توجه در میان توسعه‌دهندگان تبدیل کرده است.

اپتیمیسم با ارایه یک بستر کارا و اقتصادی برای اجرای اپلیکیشن‌های مبتنی بر اتریوم، نقش مهمی در گسترش کاربرد اتریوم و بهبود تجربه کاربری شبکه دارد.

تفاوت‌های کلیدی میان شبکه‌های پالیگان، آربیتروم و اپتیمیسم

شبکه‌های پالیگان، آربیتروم و اپتیمیسم هر سه راه‌حل‌های لایه دو برای بهبود مقیاس‌پذیری و کاهش هزینه‌های تراکنش در شبکه اتریوم به شمار می‌روند. با این حال، تفاوت‌‌هایی در نحوه کارکرد، اهداف و قابلیت‌های آن‌ها وجود دارد. در ادامه تفاوت‌های کلیدی بین این سه شبکه آورده شده است:

پالیگان (سابقاً ماتیک نتورک):

پلتفرم چندزنجیره‌ای: پالیگان یک پلتفرم multi-chain است که هدف آن ایجاد یک اکوسیستم چندزنجیره‌ای است که شامل Sidechains، شبکه‌های مستقل، و عناصر دیگر است.

توکن بومی: پالیگان از توکن MATIC خود استفاده می‌کند که هم در جنبه‌های امنیتی (PoS) و هم به عنوان واحد پرداخت هزینه‌های شبکه به کار می‌رود.

سازگاری جامع: پالیگان سازگاری کامل با اتریوم را ارائه می‌دهد و به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا برنامه‌های موجود را به راحتی بر پلتفرم خود عرضه کنند.

آربیتروم:

1Optimistic Rollup: آربیتروم بر پایه تکنولوژی Optimistic Rollups کار می‌کند و امکان تایید تراکنش‌ها بدون نیاز به اثبات مداوم دارایی‌ها را فراهم می‌کند.

دوران تأخیر: دوران تأخیر (Challenge Period) در آربیتروم وجود دارد جایی که تراکنش‌ها قبل از نهایی سازی قابل انکار هستند.

بریج‌ها: آربیتروم از بریج‌های خاص خود برای انتقال توکن‌ها بین شبکه آربیتروم و اتریوم استفاده می‌کند.

اپتیمیسم:

Optimistic Virtual Machine: اپتیمیسم از ماشین مجازی بهینه (OVM) برای اجرای قراردادهای هوشمند به صورت مقیاس‌پذیر استفاده می‌کند.

دوران تایید: مشابه آربیتروم، اپتیمیسم نیز دارای یک دوره‌ی اعتراض است تا امکان انکار تراکنش‌های نادرست وجود داشته باشد.

پروتکل آپگرید اتوماتیک: اپتیمیسم دارای یک سیستم آپگرید است که اجازه می‌دهد شبکه به روزرسانی شود بدون اینکه نیاز به توقف عملکرد آن باشد.

تفاوت‌های کلیدی:

تکنیک‌های مقیاس‌پذیری: پالیگان با sidechains و سایر زنجیره‌ها کار می‌کند، در حالی که آربیتروم و اپتیمیسم هر دو از Optimistic Rollups بهره می‌برند.

سرعت و هزینه‌های تراکنش: پالیگان به دلیل استفاده از sidechains می‌تواند سرعت بسیار بالا و هزینه‌های پایین‌تری نسبت به آربیتروم و اپتیمیسم داشته باشد، هرچند که سرعت تایید نهایی تراکنش‌ها در آربیتروم و اپتیمیسم ممکن است طولانی‌تر باشد.

توسعه و سازگاری با اتریوم: هر سه پلتفرم بر سازگاری با اکوسیستم اتریوم تأکید دارند، اما پالیگان انعطاف‌پذیری بیشتری در ارتباط با بلاک چین‌های دیگر ارائه می‌دهد.

توکن بومی: MATIC توکن بومی شبکه پالیگان است، در حالی که آربیتروم و اپتیمیسم به طور مستقیم از توکن‌های اتریوم استفاده می‌کنند.

در نهایت، انتخاب بین این سه بستگی به نیازهای خاص هر پروژه، ترجیحات توسعه‌دهنده و نیازهای کاربر نهایی دارد.

اکوسیستم

اکوسیستم در مفهوم عمومی به یک جامعه از موجودات زنده و محیط غیرزنده متقابل با آن‌ها در یک منطقه خاص اطلاق می‌شود. هر اکوسیستم دارای عناصر اصلی متعددی است، از جمله تولیدکنندگان (گیاهان که انرژی نورانی را به انرژی شیمیایی تبدیل می‌کنند)، مصرف‌کنندگان (جانورانی که گیاهان یا سایر جانوران را مصرف می‌کنند) و تجزیه‌کنندگان (باکتری‌ها و قارچ‌ها که مواد آلی را تجزیه کرده و مواد مغذی را به خاک بازمی‌گردانند).

در دنیای تکنولوژی و کسب‌وکار، اکوسیستم به یک مجموعه متشکل از محصولات، خدمات، مشتریان، فراهم‌کنندگان و سایر جنبه‌های عملیاتی که در اطراف یک صنعت خاص، پلتفرم، فناوری یا محصول پایه سازماندهی شده‌اند، اشاره دارد. در این مفهوم، اکوسیستم‌ها می‌توانند جنبه‌های مختلفی داشته باشند:

اکوسیستم دیجیتال: شامل تمامی اجزایی که در فضای مجازی و دیجیتال فعالیت دارند، نظیر برنامه‌های نرم‌افزاری، پلتفرم‌های آنلاین، بازارهای دیجیتال و خدمات ابری.

اکوسیستم کسب‌وکار: شامل شرکت‌ها، مشتریان، فراهم‌کنندگان و شرکای تجاری که همگی در یک بازار خاص فعالیت می‌کنند.

اکوسیستم استارتاپی: جامعه‌ای از کسب‌وکارهای نوپا، سرمایه‌گذاران، حامیان، مراکز نوآوری و دولت‌ها که با هدف ترویج نوآوری و توسعه کارآفرینی همکاری می‌کنند.

اکوسیستم بلاک‌چین و رمزارزها: شامل توسعه‌دهندگان، کاربران، ماینرها، تبادلات، کیف پول‌ها، دیفای و سایر خدمات مرتبط که در حول و حوش فناوری بلاک‌چین و ارزهای دیجیتال قرار دارند.

در هر حال، اکوسیستم‌ها اجزا و تعاملات پیچیده‌ای دارند. توسعه و رشد یک اکوسیستم موفق نیازمند هماهنگی مؤثر بین این اجزا و ایجاد روابط متقابل و پایدار است.

الگوریتم‌های اجماع

الگوریتم‌های اجماع مکانیزم‌هایی هستند که در شبکه‌های بلاک چین و سیستم‌های توزیع‌شده به کار گرفته می‌شوند تا اطمینان حاصل شود که تمام نودهای شبکه بر روی یک نسخه واحد و درست از واقعیت به توافق رسیده‌اند، بدون اینکه نیازی به یک مقام مرکزی اعتمادی باشد. در زیر به چند نوع رایج الگوریتم اجماع اشاره می‌کنم:

Proof of Work (PoW) یا اثبات کار

این الگوریتم، که در بیت‌کوین به کار رفته، نیازمند حل کردن مسائل ریاضی پیچیده توسط ماینرها است.
امنیت شبکه از طریق مقدار قابل توجهی از قدرت محاسباتی تأمین می‌شود.
مصرف انرژی بالا و مقیاس‌پذیری پایین از معایب این روش است.

Proof of Stake (PoS) یا اثبات سهام

در این سیستم، که در اتریوم 2.0 و سایر بلاک‌چین‌های جدید به کار می‌رود، نودها بر اساس مقدار سرمایه‌ای که در شبکه قفل کرده‌اند (staking)، اجازه مشارکت در فرایند اجماع را دارند.
کمتر انرژی مصرف می‌کند و بر پایه مقدار دارایی نودها کار می‌کند.

Delegated Proof of Stake (DPoS) یا اثبات سهام همراه با نمایندگی

یک ورژن بهبودیافته از PoS است که در آن دارندگان توکن‌ها به نمایندگانی‌ برای افزایش کارایی تصمیم‌گیری رأی می‌دهند.
می‌تواند بسیار سریع‌تر از PoW باشد و معمولاً به توان محاسباتی کمتری نیاز دارد.

Proof of Authority (PoA) یا اثبات مقام

در این سیستم، اجماع توسط گروه کوچکی از نودهای تاییدکننده‌ای که از قبل شناخته شده‌اند، ایجاد می‌شود.
بسیار کارآمد است و مصرف انرژی پایینی دارد، اما متمرکزتر و به اعتماد بیشتری نیاز دارد.

Proof of Elapsed Time (PoET) یا اثبات زمان سپری‌شده

نودها برای شرکت در فرایند اجماع مدت زمانی را می‌گذرانند.
این روش معمولاً در شبکه‌های کسب‌وکار به کار می‌رود و بر مبنای روش‌های امنیتی سخت‌افزاری استوار است.

Proof of Space (PoSpace) یا اثبات مکان

این روش که در شبکه‌هایی مانند Chia استفاده می‌شود، بر مقدار فضای ذخیره‌سازی که نودها در اختیار شبکه قرار می‌دهند تکیه دارد.

Proof of Burn (PoB) یا اثبات سوزاندن

در این روش، نودها توکن‌ها را می‌سوزانند یعنی فرستادن توکن‌ها به یک آدرس که امکان بازیابی از آن وجود ندارد، و در ازای آن حق مشارکت در فرایند اجماع را به دست می‌آورند.

هر یک از این الگوریتم‌ها مزایا و معایب خاص خود را دارد و بسته به کاربردها و خصوصیات مورد نیاز شبکه، انتخاب می‌شوند.

آزادسازی توکن

آزادسازی توکن (Token Release) یا آنلاک کردن توکن‌ها (Token Unlocking) در دنیای رمزارزها و بلاک چین به فرآیندی گفته می‌شود که طی آن توکن‌هایی که پیش‌تر «قفل‌شده» یا نگه‌داری شده‌اند (به معنای عدم قابلیت معامله یا استفاده)، برای انتقال یا استفاده در دسترس قرار می‌گیرند. این امر معمولاً بر اساس برنامه زمان‌بندی شده یا قوانین مشخصی که در قرارداد هوشمند یا شرایط عرضه اولیه سکه (ICO) یا عرضه اولیه توکن (ITO) گنجانده شده است، انجام می‌پذیرد.

انواع آزادسازی توکن‌ها

Vesting Periods: زمانی که توکن‌های اختصاص یافته به سرمایه‌گذاران، توسعه‌دهندگان یا کارکنان پروژه‌ها تحت قراردادهایی با دوره‌های نگهداری معین قرار می‌گیرند. پس از گذشت زمان تعیین شده، این توکن‌ها «آزاد» می‌شوند و قابل فروش یا مبادله هستند.

Gradual Release Schedules: برنامه‌های زمان‌بندی‌شده که طی آن توکن‌ها به تدریج و در دوره‌های مشخص آزاد می‌شوند تا از فروش یکباره و فشار فروش ناشی از آن در بازار جلوگیری کنند.

Unlocking Events: رویدادهایی خاص که طی آن توکن‌های مربوط به یک پروژه بر اساس رسیدن به نقاط عطف یا تکمیل مراحل خاص پروژه آزاد می‌شوند.

دلایل و اثرات آزادسازی توکن‌ها

کنترل عرضه: آزادسازی توکن‌ها می‌تواند بر عرضه در دسترس توکن‌ها در بازار تأثیر گذارد و به طور بالقوه بر قیمت آن‌ها اثر بگذارد.

جلب اعتماد سرمایه‌گذاران: داشتن یک برنامه زمانی شفاف برای آزادسازی توکن‌ها می‌تواند به تقویت اعتماد و اطمینان سرمایه‌گذاران کمک کند که بدانند قیمت توکن بی‌رویه کاهش نمی‌یابد.

تاثیر بر روی بازار: ورود ناگهانی حجم زیادی از توکن‌ها به بازار می‌تواند باعث ایجاد نوسانات قیمت شود، به ویژه اگر تقاضا برای خریداری آن‌ها کمباشد.

مدیریت آزادسازی توکن‌ها

Smart Contracts: بسیاری از پروژه‌ها از قراردادهای هوشمند استفاده می‌کنند تا فرآیند آزادسازی توکن‌ها به طور خودکار و طبق شرایط تعیین‌شده در زمان مشخص انجام شود.

Community Governance: برخی از پروژه‌ها ممکن است جامعه کاربران خود را در تصمیم‌گیری‌ها مربوط به آزادسازی توکن‌ها دخیل کنند.

مدیریت صحیح آزادسازی توکن‌ها از جمله عواملی است که می‌تواند در موفقیت یا شکست یک پروژه رمزنگاری نقش داشته باشد. توانایی پروژه در حفظ تعادل بین حمایت از ارزش توکن و جلوگیری از تاثیرهای منفی آزادسازی بر بازار امری اساسی است.

درجه تمرکززدایی

درجه تمرکززدایی اشاره دارد به تا چه اندازه یک شبکه، سازمان یا سیستم دور از حالت متمرکز عمل می‌کند و قدرت و کنترل در آن بین شرکت‌کنندگان گوناگون تقسیم شده است. در دنیای فناوری اطلاعات و به طور خاص در حوزه بلاک چین و ارزهای دیجیتال، تمرکززدایی به عنصر کلیدی در ارزیابی امنیت، شفافیت، مقاومت در برابر سانسور و توزیع قدرت تعریف می‌شود. در اینجا به برخی از جنبه‌های مهم تمرکززدایی اشاره می‌شود:

تمرکززدایی در شبکه‌های بلاک چین

تمرکززدایی شبکه‌ای: مربوط به تعداد نودها یا رایانه‌هایی که در یک بلاک چین شرکت می‌کنند و کنترل و مدیریت شبکه را بین آن‌ها توزیع می‌کنند.

تمرکززدایی داده‌ای: به اشتراک‌گذاری داده‌ها در سراسر شبکه به گونه‌ای که هیچ نقطه واحدی از شکست وجود نداشته باشد و داده‌ها از دسترسی غیرمجاز محفوظ باشند.

تمرکززدایی مالی: در دیفای (DeFi) اجرا می‌شود و به معنای عدم کنترل موسسات مالی متمرکز بر محصولات و خدمات مالی است.

تمرکززدایی حاکمیتی: که در آن تصمیم‌گیری‌های مربوط به تغییرات در بلاک چین از طریق رأی‌گیری دموکراتیک توسط کل شبکه اعمال می‌شود.

درجات مختلف تمرکززدایی

 متمرکز (Centralized): کنترل و قدرت تصمیم‌گیری در دست یک نهاد یا گروه معدود است.

توزیع‌شده (Distributed): کنترل به بخش‌های گسترده‌‌تری تقسیم می‌شود اما همچنان ممکن است تمرکز قدرت دیده شود.

تمرکززدایی شده (Decentralized): قدرت و کنترل در میان بسیاری از جنبه‌ها تقسیم شده و اصول دموکراتیک و جلوگیری از کنترل نقطه واحد پیاده‌سازی شده است.

کاملاً تمرکززدایی شده (Fully Decentralized): هیچ نقطه انفرادی از کنترل وجود ندارد و تمامی شرکت‌کنندگان با اختیارات مساوی در حوزه‌های مختلف مشارکت دارند.

اهمیت درجه تمرکززدایی در سیستم‌های بلاک چین از آن رو است که می‌تواند بینش‌هایی را در مورد امنیت، مقاومت در برابر حمله، حریم خصوصی، و مقاومت در برابر تغییر ناخواسته یا سانسور ارائه دهد. هرچه سیستمی تمرکز زدایی بیشتری داشته باشد، معمولاً دشوارتر است که بتوان علیه آن حملات موفقیت‌آمیز انجام داد یا آن را تحت کنترل درآورد.

مقیاس‌پذیری و کارمزد تراکنش‌ها

مقیاس‌پذیری و کارمزد تراکنش‌ها دو جنبه مهم در ارزیابی عملکرد شبکه‌های بلاک‌چین هستند. این دو عامل به‌ویژه در زمینه‌هایی مانند اتریوم یا بیت‌کوین، که بالاترین حجم معاملاتی را دارند و گاهی اوقات با چالش‌های مربوط به تراکم شبکه مواجه می‌شوند، اهمیت بیشتری پیدا می‌کنند.

مقیاس‌پذیری

مقیاس‌پذیری به توانایی یک شبکه بلاک‌چین برای پردازش تعداد زیادی تراکنش‌ها در یک بازه زمانی خاص می‌پردازد. بیت‌کوین و اتریوم که دو شبکه بلاک‌چین اصلی هستند و براساس الگوریتم اجماع Proof of Work (PoW) کار می‌کنند، در مقایسه با نیازهای فزاینده بازار، مقیاس‌پذیری نسبتاً پایینی دارند.

استراتژی‌هایی که برای بهبود مقیاس‌پذیری ایجاد شده‌اند شامل موارد زیر است:

شبکه‌های لایه دو: مانند Lightning Network برای بیت‌کوین و شبکه‌های Rollup برای اتریوم که توانایی پردازش تراکنش‌ها را به خارج از بلاک‌چین اصلی منتقل می‌کنند.

تغییر الگوریتم اجماع: مانند گذار اتریوم از PoW به Proof of Stake (PoS) در اتریوم 2.0 که قرار است سرعت و کارآیی شبکه را تا حد زیادی بهبود بخشد.

شاردینگ: تقسیم بلاک‌چین به قطعات کوچکتر که هر قطعه می‌تواند به طور مستقل تراکنش‌ها را پردازش کند.

کارمزد تراکنش‌ها

کارمزد تراکنش‌ها به مبلغی گفته می‌شود که کاربران باید برای انجام تراکنش‌های خود پرداخت کنند. این کارمزدها در بیت‌کوین و اتریوم، به دلیل استفاده از ماینینگ در الگوریتم‌های PoW، می‌تواند گاهی اوقات بسیار بالا باشد. علت این امر محدودیت‌های اندازه بلاک و زمان ایجاد بلاک در این بلاک‌چین‌ها است. زمانی که شبکه شلوغ می‌شود، کاربران برای تسریع در پردازش تراکنش‌های خود، کارمزدهای بالاتری پیشنهاد می‌دهند.

تلاش‌هایی برای کاهش کارمزدها نیز وجود دارد از جمله:

بهبود الگوریتم‌های اجماع: الگوریتم‌های جدید‌تر مانند PoS یا الگوریتم‌های مبتنی بر دارایی (Proof of Authority (PoA))، که می‌توانند کارمزد کمتری داشته باشند.

بهینه‌سازی شبکه‌های لایه دو: که کارمزدهای بسیار کمتری نسبت به شبکه اصلی دارند.

با این حال، همیشه تعادلی بین امنیت، مقیاس‌پذیری و هزینه وجود دارد. به طور کلی، شبکه‌هایی مثل بیت‌کوین که تمرکز بیشتری بر امنیت دارند، ممکن است در صورت افزایش حجم معاملات، با کارمزدهای بالاتر و مقیاس‌پذیری پایین‌تری مواجه شوند. در مقابل، شبکه‌هایی که تمرکز بیشتری بر مقیاس‌پذیری دارند، ممکن است در جنبه‌هایی مانند امنیت یا تمرکززدایی از بیت‌کوین عقب‌تر باشند.

جدول مقایسه برترین راهکارهای لایه دوم اتریوم

نام پروژه	کاربران فعال روزانه	توان عملیاتی (تراکنش‌برثانیه)	توکن بومی	مجموع ارزش سپرده‌گذاری‌ها (TVL)
پالیگان	۳۳۷٫۷۹۸	۶۵٫۰۰۰	ماتیک (MATIC)	۸۶۷.۰۱ میلیون دلار
آربیتروم	۱۳۱٫۶۹۳	۴۰٫۰۰۰	ای‌آربی (ARB)	۱.۹۲۷ میلیارد دلار
اپتیمیسم	۹۱٫۵۷۹	۲٬۰۰۰	اوپی (OP)	۸۴۲.۲۲ میلیون دلار

محدودیت‌های راهکارهای لایه دوم

راهکارهای لایه دوم (Layer 2 solutions) برای بلاک چین‌ها، از جمله اتریوم و بیت‌کوین، برای حل مشکلات مقیاس‌پذیری و کاهش هزینه‌های تراکنش طراحی شده‌اند. این راهکارها با ایجاد یک لایه جداگانه بر روی بلاک چین اصلی (Layer 1) عمل می‌کنند که در آن تراکنش‌ها به صورت کارآمدتری پردازش می‌شوند. با وجود مزایای فراوان، راهکارهای لایه دوم دارای چندین محدودیت هستند:

محدودیت‌های امنیتی
وابستگی به امنیت لایه اول: امنیت راهکارهای لایه دوم تا حد زیادی به امنیت لایه اصلی بلاک چین وابسته است. اگر یک حمله موفقیت‌آمیز به لایه اصلی انجام پذیرد، راهکارهای لایه دوم نیز ممکن است تحت تأثیر قرار گیرند.

نقاط ضعف خاص: سیستم‌های لایه دوم ممکن است نقاط ضعف یا اشتباهات طراحی اختصاصی داشته باشند که باید شناسایی و بهبود یابند.

محدودیت‌های فنی
پیچیدگی: اجرای و تعامل با راهکارهای لایه دوم می‌تواند فرآیندهایی پیچیده‌تر را نسبت به کار با بلاک چین اصلی به وجود آورد، که برای کاربران عادی ممکن است گمراه‌کننده باشد.

همگرایی: همگرایی بین راهکارهای لایه دوم و لایه اصلی می‌تواند چالش‌برانگیز باشد، به‌ویژه در زمینه‌های نظیر تأیید تراکنش‌ها و دریافت و ارسال وجوه.

محدودیت‌های اقتصادی و اجتماعی
ادغام بازار: با وجود اینکه راهکارهای لایه دوم کارمزدها را کاهش می‌دهند، آنها ممکن است بازارهای خود را ایجاد کنند که ممکن است کمتر مایع باشند (liquidity).

برخورد ذینفعان: کاربران، توسعه‌دهندگان و استخراج‌کنندگان ممکن است منافع متفاوتی داشته باشند، که می‌تواند به تداول و اجرای گسترده راهکارهای لایه دوم آسیب بزند.

محدودیت‌های عملیاتی
هماهنگی: هماهنگ‌سازی داده‌ها بین لایه اول و لایه دوم می‌تواند مشکل باشد، به‌ویژه زمانی که تعداد زیادی تراکنش‌ها وجود دارد.

دسترسی و پشتیبانی: کاربران ممکن است نیاز به ابزارهای جدید یا پشتیبانی تخصصی برای استفاده از راهکارهای لایه دوم داشته باشند.

محدودیت‌های تکنولوژیکی
تاخیر در تراکنش‌ها: در برخی از راهکارهای لایه دوم، پردازش تراکنش‌ها و تأیید نهایی آنها ممکن است زمان‌بر باشد.

نیاز به نگهداری: برخی از راهکارهای لایه دوم نیاز به نگهداری دوره‌ای دارند تا کانال‌ها باز و عملکردی بمانند.

به‌طور کلی، هرچند راهکارهای لایه دوم گام‌های بزرگی در جهت کاهش هزینه‌ها و افزایش قابلیت مقیاس‌پذیری بر داشته‌اند، اما هنوز چالش‌هایی در پیش رو دارند که باید قبل از پذیرش و استفادهٔ گستردهٔ آنها حل و فصل شوند.

آینده راهکارهای لایه دوم

آینده‌ی راهکارهای لایه دوم (Layer 2 solutions) وابسته به چندین عامل است، از جمله توسعه‌ی فناوری، پذیرش توسط کاربران و توسعه‌دهندگان، همچنین به تصمیمات سیاسی و تنظیمات قانونی. در اینجا چند دیدگاه را بررسی می‌کنیم که می‌توانند بر آینده‌ی راهکارهای لایه دوم تأثیر بگذارند:

ادغام و بهبود مداوم
راهکارهای لایه دوم همچنان در حال توسعه و بهبود هستند. به مرور زمان، انتظار می‌رود که این سیستم‌ها کارآمدتر و کاربرپسندتر شوند. با پیشرفت تکنولوژی و بهبود UX/UI، پذیرش کاربران عادی نیز بیشتر خواهد شد.

توسعه‌ی اکوسیستم دیفای
رشد بخش دیفای (DeFi) به طور مستقیم تأثیر مثبتی بر پذیرش راهکارهای لایه دوم خواهد داشت؛ زیرا انگیزه‌ای برای انجام تراکنش‌ها با سرعت بالا و کارمزد پایین ایجاد می‌کند.

تنظیم‌گری
تغییرات در مقررات می‌تواند هم به عنوان مانع و هم به عنوان محرک برای راهکارهای لایه دوم عمل کند. تنظیم‌گرها ممکن است استانداردهای خاصی را برای حفظ حریم خصوصی، امنیت یا مقابله با پولشویی وضع کنند که می‌تواند نحوه‌ی عملکرد این راهکارها را تحت تأثیر قرار دهد.

تکامل بلاک‌چین‌های لایه اول
امکانات و عملکرد بلاک چین‌های لایه اول می‌تواند بر نیاز به راهکارهای لایه دوم تأثیر بگذارد. به طور مثال، اگر بلاک‌چین‌های لایه اول بتوانند مقیاس‌پذیری خود را به طور قابل ملاحظه‌ای افزایش دهند، شاید نیاز به راهکارهای لایه دوم کمتر شود.

پیشرفت‌های تکنولوژیکی
پیشرفت در زمینه‌هایی مانند رمزنگاری، الگوریتم‌های اجماع و کامپیوترهای کوانتومی می‌تواند فرصت‌های جدیدی را برای بهینه‌سازی راهکارهای لایه دوم فراهم آورد یا حتی نیاز به آن‌ها را منسوخ کند.

مشارکت فراتر از بلاک‌چین
فناوری‌های مرتبط با راهکارهای لایه دوم می‌توانند در صنایع دیگر مانند گردش کار توزیع‌شده (Distributed Workflow) یا اینترنت اشیاء (IoT) مورد استفاده قرار گیرند و پذیرش آن‌ها را در سطح جهانی توسعه دهند.

سازگاری و استانداردسازی
استانداردسازی راهکارهای لایه دوم می‌تواند به همکاری بین بلاک چین‌های مختلف و راه‌حل‌های متقابل کمک کند، که می‌تواند منجر به یک شبکه بزرگتر و قوی‌تر شود.

با در نظر گرفتن این دیدگاه‌ها، می‌توان انتظار داشت که راهکارهای لایه دوم در آینده اقدامات و تغییرات قابل توجهی را تجربه کنند و یک نقش کلیدی در توسعه و بهبود بلاک چین‌ها و اکوسیستم‌های مرتبط با آن‌ها ایفا کنند.