راه حل های مقیاس بندی blockchain Layer-1 و Layer-2

دو روش اصلی برای دستیابی به مقیاس پذیری blockchain وجود دارد: راه حل های لای ه-1 و لای ه-2.

به روز شده در 8 مارس 2022 • 5 دقیقه بخوانید

خلاصه

برای رقابت با سیستم های میراث پردازش پرداخت ، شبکه های blockchain باید بسیار مقیاس پذیر شوند - قادر به داشتن تعداد در حال رشد گسترده ای از کاربران ، معاملات و داده ها هستند. شبکه های blockchain فقط با درج کافی مقیاس پذیری در ساختار خود ، برای برتری در سایر سیستم های میراث قرار دارند. راه حل های Layer-1 برای بهینه سازی عملکرد آن ، ابزار را به یک blockchain بومی اضافه می کند. راه حل های Layer-2 پروتکل های شخص ثالث هستند که با یک blockchain لایه 1 زیرین برای افزایش توان معامله ادغام می شوند.

فهرست

مقیاس پذیری blockchain چیست؟

در حالی که فناوری blockchain خود را به عنوان ستون جدیدی از اقتصاد جهانی اثبات می کند ، ساختار اساسی شبکه های غیرمتمرکز آن با یک چالش منحصر به فرد شناخته می شود که به عنوان Trilemma blockchain شناخته می شود: عمل تعادل بین عدم تمرکز ، امنیت و مقیاس پذیری در زیرساخت های blockchain.

عدم تمرکز blockchain به توزیع معنی دار قدرت محاسباتی و اجماع در سراسر یک شبکه اشاره دارد ، در حالی که امنیت منعکس کننده دفاع یک پروتکل blockchain در برابر بازیگران مخرب و حملات شبکه است. هر دو برای عملکرد یک شبکه blockchain غیر قابل مذاکره محسوب می شوند.

همچنین مقیاس پذیری ضروری است ، که به توانایی شبکه blockchain در پشتیبانی از توان معامله بالا و رشد آینده اشاره دارد. مقیاس پذیری بسیار مهم است زیرا تنها راه برای شبکه های blockchain برای رقابت منطقی با میراث ، سیستم عامل های متمرکز با زمان تسویه سریع است. یک مقایسه متداول برای نشان دادن خلیج فارس در مقیاس پذیری این است که فرآیندهای بیت کوین بین 4-7 معاملات در ثانیه (TPS). از طرف دیگر ویزا هزاران TP را پردازش می کند. برای رقابت با این سیستم های موجود ، فناوری blockchain باید با این سطوح بالای مقیاس پذیری مطابقت داشته باشد یا از آن فراتر رود. در حال حاضر یک بخش کامل از صنعت blockchain وجود دارد که در جهت بهبود مقیاس پذیری کار می کند.

خوشبختانه ، نسل کاملاً جدیدی از blockchains و راه حل های مقیاس گذاری که به طور خاص برای حل این مشکل ظرفیت معامله ساخته شده اند ، به صورت تصاعدی محدودیت های مقیاس گذاری blockchain و پیشرفت معنی دار را افزایش می دهد. این پروژه ها به دو روش مختلف مقیاس پذیری می دهند: راه حل های مقیاس بندی Layer-1 و Layer-2.

راه حل های مقیاس بندی لایه 1

در اکوسیستم غیر متمرکز ، یک شبکه Layer-1 به یک blockchain اشاره دارد ، در حالی که یک پروتکل لایه 2 یک ادغام شخص ثالث است که می تواند در رابطه با یک blockchain لایه 1 استفاده شود. به عنوان مثال ، بیت کوین ، Litecoin و Ethereum Blockchains Layer-1 هستند. راه حل های مقیاس بندی لایه 1 لایه پایه پروتکل blockchain خود را به منظور بهبود مقیاس پذیری تقویت می کند. در حال حاضر تعدادی از روشها در حال توسعه - و تمرین شده - که باعث بهبود مقیاس پذیری شبکه های blockchain می شوند.

در اینجا نحوه عملکرد آن آورده شده است: راه حل های Layer-1 قوانین پروتکل را مستقیماً برای افزایش ظرفیت و سرعت معامله تغییر می دهد ، در حالی که کاربران و داده های بیشتری را در خود جای می دهد. به عنوان مثال ، راه حل های مقیاس بندی لایه 1 می تواند میزان داده های موجود در هر بلوک را افزایش دهد یا سرعت تأیید بلوک ها را تسریع کند ، به گونه ای که باعث افزایش توان کلی شبکه می شود.

سایر به روزرسانی های بنیادی در یک blockchain برای دستیابی به مقیاس بندی شبکه Layer-1 شامل موارد زیر است:

بهبود پروتکل اجماع: برخی از مکانیسم های اجماع نسبت به سایرین کارآمدتر هستند. اثبات کار (POW) پروتکل اجماع است که در حال حاضر در شبکه های محبوب blockchain مانند بیت کوین مورد استفاده قرار می گیرد. اگرچه POW امن است ، اما می تواند کند باشد. به همین دلیل بسیاری از شبکه های جدیدتر blockchain از مکانیسم اجماع اثبات سهام (POS) حمایت می کنند. به جای نیاز به معدنچیان برای حل الگوریتم های رمزنگاری با استفاده از قدرت محاسباتی قابل توجه ، فرآیند سیستم های POS و اعتبار بلوک های جدید داده های معامله را بر اساس شرکت کنندگان وثیقه در شبکه تأیید می کنند.

با اتریوم 2. 0 ، اتریوم به الگوریتم اجماع POS منتقل می شود ، که انتظار می رود ضمن افزایش عدم تمرکز و حفظ امنیت شبکه ، ظرفیت شبکه اتریوم را به طرز چشمگیری و اساسی افزایش دهد.

Sharding: Sharding مکانیسمی است که از پایگاه داده های توزیع شده اقتباس شده است که با وجود ماهیت تا حدودی تجربی در بخش blockchain ، به یکی از محبوب ترین راه حل های مقیاس بندی لایه 1 تبدیل شده است. Sharding مستلزم شکستن وضعیت کل شبکه blockchain به مجموعه داده های مجزا به نام "shards" است - یک کار قابل کنترل تر از نیاز به نیاز به همه گره ها برای حفظ کل شبکه. این بخش های شبکه به طور همزمان به طور موازی توسط شبکه پردازش می شوند و امکان انجام کار متوالی در معاملات بی شماری را فراهم می کنند.

علاوه بر این، هر گره شبکه به جای حفظ یک کپی از زنجیره بلوکی به طور کامل به یک قطعه خاص اختصاص داده می شود. تکه تکه ها اثبات هایی را برای زنجیره اصلی فراهم می کنند و با استفاده از پروتکل های ارتباطی متقاطع، با یکدیگر برای به اشتراک گذاشتن آدرس ها، تعادل ها و حالت های کلی تعامل دارند. اتریوم 2. 0 یکی از پروتکل های بلاک چین با سابقه است که به همراه Zilliqa، Tezos و Qtum در حال بررسی خرده ها است.

Layer-2 Scaling Solutions

لایه 2 به شبکه یا فناوری ای اطلاق می شود که در بالای پروتکل بلاک چین زیربنایی عمل می کند تا مقیاس پذیری و کارایی آن را بهبود بخشد. این دسته از راه حل های مقیاس بندی مستلزم انتقال بخشی از بار تراکنش پروتکل بلاک چین به معماری سیستم مجاور است، که سپس عمده پردازش شبکه را کنترل می کند و تنها پس از آن به بلاک چین اصلی گزارش می دهد تا نتایج آن نهایی شود. با انتزاع اکثر پردازش داده ها به معماری کمکی، بلاک چین لایه پایه کمتر شلوغ می شود - و در نهایت مقیاس پذیرتر می شود.

به عنوان مثال، بیت کوین یک شبکه لایه 1 است و شبکه لایتنینگ یک راه حل لایه 2 است که برای بهبود سرعت تراکنش به این روش در شبکه بیت کوین ساخته شده است. نمونه های دیگر از راه حل های لایه 2 عبارتند از:

بلاک چین های تودرتو: یک بلاک چین تودرتو اساساً یک بلاک چین در بلاک چین دیگر - یا، بهتر است بگوییم، در بالای آن است. معماری بلاک چین تودرتو معمولاً شامل یک بلاک چین اصلی است که پارامترهایی را برای یک شبکه گسترده تر تنظیم می کند، در حالی که اجراها بر روی یک شبکه به هم پیوسته از زنجیره های ثانویه انجام می شوند. چندین سطح بلاک چین را می توان بر روی یک زنجیره اصلی ایجاد کرد که در هر سطح از اتصال والد-فرزند استفاده می شود. زنجیره والد کار را به زنجیره های فرزند واگذار می کند که پردازش می کنند و پس از تکمیل آن را به والدین باز می گردانند. بلاک چین پایه زیربنایی در عملکردهای شبکه زنجیره های ثانویه شرکت نمی کند مگر اینکه حل اختلاف ضروری باشد.

توزیع کار تحت این مدل، بار پردازش را بر روی زنجیره اصلی کاهش می دهد تا مقیاس پذیری را به طور تصاعدی بهبود بخشد. پروژه OMG Plasma نمونه ای از زیرساخت بلاک چین تودرتو لایه ۲ است که در بالای پروتکل Layer-1 Ethereum برای تسهیل تراکنش های سریع تر و ارزان تر استفاده می شود.

کانال های دولتی: یک کانال دولتی ارتباط دو طرفه بین کانال های تراکنش بلاک چین و خارج از زنجیره را تسهیل می کند و ظرفیت و سرعت کلی تراکنش را بهبود می بخشد. یک کانال حالت نیازی به اعتبار سنجی توسط گره های شبکه Layer-1 ندارد. در عوض، این یک منبع مجاور شبکه است که با استفاده از مکانیزم چند امضایی یا قرارداد هوشمند بسته می شود. هنگامی که یک تراکنش یا دسته ای از تراکنش ها در یک کانال دولتی تکمیل می شود، "وضعیت" نهایی "کانال" و تمام انتقال های ذاتی آن در بلاک چین زیرین ثبت می شود. شبکه Liquid، Celer، Bitcoin Lightning و Ethereum's Raiden Network نمونه هایی از کانال های دولتی هستند. در مبادله Trilemma Blockchain، کانال های دولتی درجاتی از تمرکززدایی را قربانی می کنند تا به مقیاس پذیری بیشتری دست یابند.

زنجیره های جانبی: زنجیره جانبی یک زنجیره تراکنش مجاور بلاک چین است که معمولاً برای تراکنش های دسته ای بزرگ استفاده می شود. زنجیره های جانبی از یک مکانیسم اجماع مستقل استفاده می کنند - یعنی جدا از زنجیره اصلی - که می تواند برای سرعت و مقیاس پذیری بهینه شود. با معماری زنجیره جانبی، نقش اصلی زنجیره اصلی حفظ امنیت کلی، تایید سوابق تراکنش دسته ای و حل و فصل اختلافات است. زنجیره های جانبی به روش های انتگرالی از کانال های حالت متمایز می شوند. اولاً، تراکنش های زنجیره جانبی بین شرکت کنندگان خصوصی نیستند - آنها به صورت عمومی در دفتر ثبت می شوند. علاوه بر این، نقض امنیت زنجیره جانبی روی زنجیره اصلی یا سایر زنجیره های جانبی تأثیری ندارد. ایجاد یک زنجیره جانبی ممکن است به تلاش قابل توجهی نیاز داشته باشد، زیرا زیرساخت ها معمولاً از ابتدا ساخته می شوند.

افزایش مقیاس پذیری شبکه بلاک چین

راه حل های مقیاس پذیری لایه ۱ و لایه ۲ دو روی یک سکه رمزنگاری هستند: آنها استراتژی هایی هستند که برای سریع تر کردن شبکه های بلاک چین و سازگاری بیشتر با پایگاه کاربران به سرعت در حال رشد طراحی شده اند. این استراتژی ها نیز متقابلاً منحصر به فرد نیستند و بسیاری از شبکه های بلاک چین در حال بررسی ترکیبی از راه حل های مقیاس بندی لایه ۱ و لایه ۲ برای دستیابی به مقیاس پذیری بیشتر بدون قربانی کردن امنیت کافی یا عدم تمرکز هستند.

Cryptopedia قابلیت اطمینان محتوای سایت را تضمین نمی کند و هیچ گونه مسئولیتی در قبال خطاها، حذفیات یا نادرستی ندارد. نظرات و نظرات بیان شده در هر مقاله Cryptopedia صرفاً متعلق به نویسنده یا نویسنده است و منعکس کننده نظرات Gemini یا مدیریت آن نیست. اطلاعات ارائه شده در سایت فقط برای مقاصد اطلاعاتی است و هیچ یک از محصولات و خدمات مورد بحث یا مشاوره سرمایه گذاری، مالی یا تجاری را تایید نمی کند. قبل از تصمیم گیری مالی باید با یک متخصص واجد شرایط مشورت شود. لطفاً برای کسب اطلاعات بیشتر از سیاست سایت Cryptopedia ما دیدن کنید.