نقش راهکار رول آپ در مقیاس پذیری لایه دو بلاکچین
باوجود اینکه شبکه‌های غیرمتمرکز، پیشرفت زیادی کرده‌اند؛ اما هنوز از معضل مقیاس پذیری رنج می‌برند. همزمان با افزایش تعداد کاربران پروژه‌های بلاک چین، تراکم شبکه و به دنبال آن هزینه هر تراکنش افزایش می‌یابد. این کار، در نهایت باعث کاهش سرعت عملیات شده و تاثیر ناخوشایندی روی تجربه کاربران می‌گذارد. خوشبختانه در پاسخ به این چالش‌ها، راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری مختلفی ارائه شده است. در این مقاله، به یکی از معروف‌ترین راهکارهای مقیاس‌پذیری لایه ۲، به نام راهکار رول آپ (Rollup)، خواهیم پرداخت و مهمترین رول آپ ها و کاربرد آنها را شرح می‌دهیم.
منظور از مشکل مقیاس پذیری بلاک چین چیست؟
برای اینکه با راهکار رول آپ، آشنا شویم، ابتدا بهتر است به مفهوم مقیاس پذیری، بپردازیم. برای اینکه بتوانیم تعداد تراکنش‌های بیشتری را در بلاکچینهای لایه اول ثبت کنیم؛ باید بلاکچینها را از نظر مقیاس پذیری بهبود دهیم. اما چرا بلاکچینهای لایه اول از نظر مقیاس پذیری مشکل دارند؟ انجام تراکنش‌ها در بلاکچینهای لایه اول، مثل بیت کوین (Bitcoin) و اتریوم (Ethereum)، با سرعت بسیار کمی صورت می‌گیرد.
دلیل این کندی را باید در نحوه پردازش تراکنش‌ها دانست. در این بلاکچینها، هر عملیات باید توسط اکثریت گره‌ها، پردازش شود. این تراکنش‌ها به طور دائم، در معرض عموم کاربران قرار دارند و به همین دلیل، از نظر امنیت و حریم خصوصی نیز با چالش‌هایی روبه‌رو هستیم. برای فعال‌کردن شبکه‌های بلاک چین، با حفظ حریم خصوصی بهتر و تمرکززدایی، باید راهکارهای بهتری ارائه شود. درصورتی‌که مقیاس‌پذیری بهبود پیدا نکند؛ همچنان شاهد افزایش نرخ گس (Gas) و هزینه سخت‌افزارهای لازم برای اجرای یک نود خواهیم بود. علاوه بر این، کاربرانی که می‌خواهند با خرید اتریوم، از دارایی خود برای پرداخت در پلتفرم‌های غیرمتمرکز استفاده کنند، مجبورند نرخ کارمزد بیشتری بپردازند.
نکته اصلی در طراحی یک سیستم غیر متمرکز مقیاس‌پذیر، این است که عملیات روی گره‌های مختلف عمدتاً مستقل باشد. این بینش ساده نشان می‌دهد که تنها راه برای مقیاس‌پذیری کامل برنامه‌های غیرمتمرکز، این است که بیشتر تراکنش‌ها را خارج از زنجیره قرار دهیم.
چه راهکارهایی برای بهبود مقیاس پذیری ارائه شده است؟
برای حل مشکل مقیاس‌پذیری، راهکارهای مختلفی مثل کانال‌های پرداخت، ساید چین (Sidechain)، رول آپ و راه‌حل‌های ترکیبی ارائه شده‌اند. کانال پرداخت، روشی است که در آن، برای افزایش مقیاس‌پذیری، کانالی بین کاربران ایجاد می‌شود. با این کار، تمام عملیات تراکنش به‌جای ثبت در بلاکچین اصلی، داخل کانال انجام می‌شود و تنها وضعیت نهایی در بلاک چین ثبت خواهد شد. این روش، در شبکه بیت کوین هم استفاده شده است.
در ساید چین، یک بلاک چین مجزا از بلاک چین اصلی ایجاد می‌شود و با کمک یک پل بلاک‌چینی، به شبکه اصلی متصل می‌شود. با کمک این پل، می‌توان ارزهای مختلف را بین لایه‌ها انتقال داد. روش بعدی و بسیار مهم، راهکار رول آپ است. Rollup یا راهکار جمع‌آوری تراکنش‌ها، یک روش بهبود مقیاس‌پذیری لایه دو است. که در ادامه بیشتر با آن آشنا می‌شویم.
راهکار رول آپ (Rollup) چیست؟
رول آپ، یک راه‌حل مقیاس‌پذیری لایه ۲ است که عملیات تراکنش‌ها را بیرون از بلاک چین اصلی اتریوم انجام می‌دهد. با این‌وجود، داده‌های مرتبط با تراکنش را به همان لایه ۱ ارسال می‌کند. باتوجه‌به اینکه داده‌های تراکنش در لایه ۱ هستند، شبکه‌ها با همان اقدامات امنیتی لایه ۱، به کاربران خدمات می‌دهند. به‌طورکلی راهکار رول آپ، دارای سه ویژگی زیر است:
۱. تمام تراکنش‌ها را خارج از لایه ۱ انجام می‌دهد (برای کاهش نرخ گس و افزایش سرعت تراکنش).
۲. داده‌ها و اثبات تراکنش‌ها در لایه ۱ قرار دارند (برای حفظ امنیت).
۳. با کمک قرارداد هوشمندی که در لایه ۱ تعریف می‌شود، تراکنش‌ها به‌طور دقیق و استاندارد در لایه ۲ اجرا می‌شوند.
معمولاً از کاربران خواسته می‌شود که در قرارداد هوشمند راهکار رول آپ، مشارکت داشته باشند تا آنها به تایید و اجرای صحیح تراکنش‌ها تشویق شوند. راهکار Rollup بسیار مفید است؛ زیرا کارمزدها را کاهش و در مقابل، توان عملیاتی تراکنش و مشارکت را افزایش می‌دهد. جالب است بدانید که برای انتقال دارایی و توکن بین یک راهکار با راهکار دیگر، از پروتکل‌هایی همچون هاپ پروتکل استفاده می‌شود. این پروتکل‌ها، کمک می‌کنند تا شما دارایی را از راهکار رول آپ به راهکار دیگر انتقال دهید.
نحوه عملکرد رول آپ ها
در این بخش قصد داریم به این سؤال بپردازیم که راهکار رول آپ، چگونه کار می‌کند؟ این راهکار برای کاهش هزینه کارمزد، تراکنش‌ها را فشرده‌سازی می‌کند؛ اما چگونه؟ نحوه کار به این صورت است که رول آپ، تعداد زیادی تراکنش را در خارج از زنجیره اصلی، جمع‌آوری یا بسته‌بندی می‌کند و در نهایت به شکل یک تراکنش به لایه اول انتقال می‌دهد. این کار، هزینه تراکنش‌ها را کاهش داده و کارایی شبکه را بهبود می‌دهد.
رول آپ، چگونه به مقیاس پذیری شبکه کمک می‌کند؟
راهکارهای رول آپ، نوعی قراردادهای هوشمند در شبکه اتریوم هستند که به‌عنوان رله بین زنجیره اصلی و لایه ۲، عمل می‌کنند. رول‌آپ‌ها، در حقیقت با انتقال عملیات محاسباتی تراکنش‌ها به یک زنجیره جانبی، به مقیاس‌پذیری شبکه کمک می‌کنند. از آنجا که زنجیره اصلی و زنجیره جانبی قابل‌تعامل هستند، به‌صورت موازی اجرا می‌شوند و با هم مرتبط خواهند بود. در نتیجه، شبکه‌های بلاک چین مقیاس‌پذیرتر می‌شوند؛ زیرا فرایندهای محاسباتی پیچیده از زنجیره اصلی خارج و ازدحام شبکه کاهش پیدا می‌کند. برای مثال بلاکچین اتریوم می‌تواند ۱۵ تراکنش را طی یک ثانیه پردازش کند؛ بااین‌حال، اگر راهکار رول آپ اجرا شود، این مقدار به ۱۰۰۰ تراکنش در ثانیه خواهد رسید!
مهمترین رول‌آپ‌ها و کاربرد آنها
در این بخش به مهمترین رول‌آپ‌های ارائه شده خواهیم پرداخت و در ادامه به کاربرد و برنامه‌های مهم هرکدام اشاره خواهیم کرد.
راهکار رول آپ اپتیمستیک (Optimistic)
در این رول آپ، هیچ اثبات اعتباری برای اینکه تراکنش‌ها مورد قبول هستند به بلاکچین اتریوم ارسال نمی‌شود. بااین‌حال، برای اینکه امنیت اطلاعات تضمین شود، مدت زمانی به‌عنوان زمان چالش در اختیار کاربران قرار می‌گیرد. در این مدت، کاربران می‌توانند نتیجه تراکنش‌ها را به چالش بکشند. با این کار درصورتی‌که تراکنش‌ها تأیید نشدند، همه آنها از لیست تراکنش‌های معتبر شبکه اصلی حذف می‌شوند. اگر تراکنش‌ها تایید شوند، کاربران می‌توانند توکن‌های خود را که در هنگام تراکنش ارسال کردند، برداشت کنند.
از جمله ویژگی‌های مثبت رول آپ اپتیمستیک می‌توان به هزینه گس کم، افزایش توان عملیاتی و پشتیبانی از قابلیت قرارداد هوشمند اشاره کرد. همچنین یکی از معایب این راهکار زمان طولانی خروج است؛ زیرا دوره‌های چالش می‌تواند هفته‌ها طول بکشد. از جمله مهمترین برنامه‌های مبتنی بر راهکار رول آپ خوش‌بینانه عبارتند از:
- آربیتروم (Arbitrum)
- بوبا (Boba)
- کارتزی (Cartesi)
- شبکه سوخت (Fuel Network)
- خوش‌بینی (Optimism)
راهکار رول آپ دانش صفر (ZK Rollup)
راهکار رول آپ دانش صفر (Zk-Rollups)، به عنوان اثبات اعتبار هم شناخته می‌شود. با استفاده از این راهکار، می‌توانید از طیف گسترده‌ای از عملکردها را برای توکن‌های قابل تعویض، توکن‌های غیرقابل تعویض (NFT) و برنامه‌های غیرمتمرکز (dApps) پشتیبانی کنید. گواه دانش صفر، راهکاری است که در آن، به جای استفاده از مدت زمان چالش، به‌صورت همزمان تاییدیه‌های تراکنش به شبکه اصلی یعنی بلاکچین اتریوم ارسال می‌شود. این مساله باعث می‌شود که مدت زمان لازم برای بررسی صحت تراکنش‌ها حذف و کاربران بتوانند در سریع‌ترین زمان ممکن، تراکنش‌های خود را نهایی و اجرا کنند.
از جمله مزیت‌های این راهکار Zk Rollup، می‌توان به انتقال سریع تراکنش‌ها، امنیت بالا و غیرمتمرکز بودن اشاره کرد. یکی از معایب راهکار رول آپ دانش صفر، امکان تأثیرگذاری کاربران روی سفارش تراکنش است؛ همچنین این راهکار از برخی ماشین‌های مجازی اتریوم پشتیبانی نمی‌کند. مهمترین برنامه‌های مبتنی بر این راهکار عبارت‌اند از:
- آزتک (Aztec)
- تغییرناپذیر (Immutable X)
- لوپرینگ (Loopring)
- Matter Labs zkSync
- پلیگان هرمز (Polygon Hermez)
چالش‌های پیشرو برای رول آپ ها
هرچند راهکارهای رول آپ، بسیار پیشرفت کرده‌اند؛ اما بااین‌وجود، باز هم با کاستی‌ها و چالش‌هایی روبه‌رو هستند که باید در آینده برطرف شوند. برای مثال یکی از این چالش‌ها، ادغام خدمات مربوط به پرداخت‌های مالی غیر متمرکز یا DeFi است. در واقع ایجاد ارتباط بین برنامه‌های غیرمتمرکز در زنجیره‌های راهکار رول آپ، دشوار به نظر می‌رسد. بااین‌وجود، پتانسیل بالایی در Rollups وجود دارد و احتمالاً در آینده شاهد محبوبیت بیشتر این راهکارها خواهیم بود.
