معماری و لایه های بلاکچین
آیا با مفهوم معماری بلاکچین برخورد داشته‌‌اید؟
معماری بلاکچین به ساختار و اجزای اساسی که یک شبکه بلاکچین را تشکیل می دهند اشاره دارد. این شامل عناصر مختلفی است که با هم کار می کنند تا تراکنش های غیرمتمرکز، ایمن و شفاف را فعال کنند.
فناوری بلاکچین به عنوان یک نوآوری پیشگامانه با پیامدهای قابل توجهی در سراسر صنایع ظاهر شده است. در هسته‌ی خود، بلاکچین یک دفتر کل غیرمتمرکز و غیرقابل تغییر (تغییرناپذیر) است که تراکنش های ایمن و شفاف را امکان پذیر می کند. با این حال، بلاکچین از طریق یک ساختار چند لایه عمل می کند که پایه و اساس عملکرد آن را تشکیل می دهد. هر لایه نقش خاصی در اکوسیستم بلاکچین دارد.
در این مقاله، لایه‌های یک بلاکچین را بررسی می‌کنیم و در مورد اهمیت و نحوه‌ی همکاری آنها برای تقویت این فناوری تحول‌آفرین بحث می‌کنیم.
بریم سراغ توضیحات:
لایه ۰: لایه‌ی زیرساخت فیزیکی
این لایه، به لایه‌ی زیرساخت فیزیکی اکوسیستم بلاکچین اشاره دارد. این لایه، شامل اجزای سخت‌افزاری زیربنایی مانند سرورها، رایانه‌ها و دستگاه‌های شبکه است که از عملکرد شبکه‌ی بلاکچین پشتیبانی می‌کنند، که تضمین کننده‌ی در دسترس بودن، قابلیت اطمینان و عملکرد زیرساخت زیربنایی مورد نیاز برای اجرای بلاکچین است. پروتکل‌های این لایه به عنوان زیرساخت زیربنایی برای ساخت بلاکچین های لایه ۱ عمل می کنند.
هنگامی که پایه محکم پروتکل های لایه ۰ ساخته شد، می توانیم به لایه ۱، لایه پروتکل برویم.
لایه ۱: لایه پروتکل
این لایه، لایه‌ی بنیادین معماری بلاکچین است که فناوری اصلی شبکه بلاکچین را تعریف می کند. این لایه شامل مکانیسم های اجماع است. اغلب از آن به عنوان لایه “روی زنجیره” on- chain یاد می شود زیرا مستقیماً عملکردهای اصلی بلاکچین را کنترل می کند که شامل پردازش تراکنش، اجماع، و اجرای هوشمند قرارداد.
بیایید کمی در مورد آنها بحث کنیم تا آنها را بهتر درک کنیم:
مکانیسم اجماع: لایه ۱ شامل مکانیسم اجماع است که تعیین می کند چگونه بین شرکت‌کنندگان شبکه در مورد اعتبار و ترتیب تراکنش ها توافق حاصل شود.
۲ نوع از مکانیسم‌های معمول اجماع عبارتند از:
- اثبات کار (PoW)
یک مکانیسم اجماع غیرمتمرکز است که اعضای شبکه را ملزم می کند تا برای حل یک عدد رمزگذاری شده تلاش کنند. اثبات کار با اشاره به دریافت پاداش برای کار انجام شده، استخراج نیز نامیده می شود.
- اثبات سهام (PoS)
یک پروتکل توافقی در بلاکچین است. این راهی است برای تصمیم‌گیری اینکه کدام کاربر یا کاربران بلوک‌های جدید تراکنش‌ها را اعتبارسنجی می‌کنند و برای انجام صحیح این کار پاداش دریافت می‌کنند.
پردازش تراکنش ها:
لایه ۱ وظیفه پردازش و اعتبارسنجی تراکنش ها را بر عهده دارد. تراکنش ها در قالب بلوک هایی قرار می گیرند که به صورت متوالی و تغییرناپذیر به زنجیره بلوک اضافه می شوند. لایه ۱ تضمین می کند که تراکنش ها به درستی تأیید شده و به بلاکچین اضافه می شوند و تاریخچه تراکنش های ثابت و شفافی را حفظ می کنند.
اجرای قراردادهای هوشمند:
بلاکچین های لایه ۱ اغلب از اجرای قراردادهای هوشمند پشتیبانی می کنند که قراردادهایی خوداجرا با قوانین از پیش تعریف شده‌ی نوشته شده در کد هستند. قراردادهای هوشمند امکان اتوماسیون منطق کسب و کار را فراهم می کند و امکان توسعه برنامه های غیرمتمرکز (dApps) و اجرای تراکنش های پیچیده در بلاکچین را فراهم می کنند.
امنیت شبکه:
لایه ۱ بر تضمین امنیت شبکه بلاکچین تمرکز دارد. این شامل مکانیسم هایی برای جلوگیری از حملات دوبار خرج کردن(خرج مضاعف یک نقص اساسی در پروتکل پول نقد دیجیتالی است که در آن یک توکن دیجیتال واحد را می توان بیش از یک بار خرج کرد.)، محافظت در برابر فعالیت های مخرب و حفظ یکپارچگی مکانیسم توافق است. بلاکچین های لایه ۱ از تکنیک های رمزنگاری استفاده می کنند و انگیزه ای برای تشویق شرکت کنندگان به عمل صادقانه و ایمن سازی شبکه ایجاد می کنند.
رمزارز بومی:
لایه ۱ اغلب ارز رمزنگاری شده بومی خود را دارد که به عنوان واسطه مبادله در شبکه عمل می کند و مشوق هایی را برای مشارکت کنندگان شبکه فراهم می کند. به عنوان مثال می توان به بیت کوین (BTC) برای بلاکچین بیت کوین و اتر (ETH) برای شبکه اتریوم،TONCoin برای شبکه (TON) اشاره کرد.
ساختار داده بلاکچین:
لایه ۱ ساختار داده بلاکچین را تعریف می کند، که معمولاً از زنجیره ای از بلوک ها تشکیل شده است که به ترتیب زمانی به هم مرتبط شده اند. هر بلوک شامل مجموعه ای از تراکنش ها، ارجاع به بلوک قبلی و ابرداده های اضافی است. این ساختار داده، تغییرناپذیری و یکپارچگی بلاکچین را تضمین می کند.
بر اساس پایه‌ی قدرتمند لایه ۱، به لایه‌ی ۲، لایه‌ی مقیاس پذیری، که محدودیت های مقیاس پذیری بلاکچین های لایه ۱ را برطرف می کند، حرکت می کنیم.
لایه ۲: لایه مقیاس پذیری
لایه دوم معماری بلاکچین اغلب برای رسیدگی به مسائل مقیاس پذیری بلاکچین های لایه ۱ طراحی شده است. لایه ۲ به یک چارچوب یا پروتکل اضافی اشاره دارد که در بالای یک سیستم بلاکچین ایجاد شده ساخته شده است. هدف اصلی این پروتکل‌ها رسیدگی به چالش‌های سرعت تراکنش و مقیاس‌پذیری شبکه‌های ارزهای دیجیتال برجسته است. به عنوان مثال، بیت کوین و اتریوم در حال حاضر برای انجام تعداد زیادی تراکنش در ثانیه با مشکل مواجه هستند که پتانسیل آنها را برای پذیرش گسترده محدود می کند. افزایش توان عملیاتی شبکه برای تسهیل توسعه بلندمدت و استفاده گسترده تر آن ضروری است. مانند بیت کوین یا اتریوم؛ هدف راه‌حل‌های لایه ۲ بهبود توان عملیاتی تراکنش و کاهش هزینه‌ها با جابجایی برخی عملیات‌ها از بلاکچین اصلی است، چه از طریق تکنیک‌هایی مانند کانال‌های پرداخت (به عنوان مثال، شبکه لایتنینگ برای بیت‌کوین) یا از طریق زنجیره‌های جانبی که با زنجیره اصلی تعامل دارند. راه حل های لایه ۲ برای بهینه سازی و بهبود کارایی شبکه های بلاکچین طراحی شده اند.
با تکیه بر راه حل های مقیاس پذیری معرفی شده در لایه ۲، به لایه ۳، لایه برنامه کاربردی میرویم.
لایه ۳: لایه کاربردی
این لایه جایی است که برنامه های غیرمتمرکز (DApps) توسعه یافته و اجرا می شوند. این لایه، ابزارها و زبان های برنامه نویسی و چارچوب های لازم را برای ایجاد قراردادهای هوشمند فراهم می کند. قراردادهای هوشمند قراردادهایی هستند که خوداجرا با قوانین و شرایط از پیش تعریف شده هستند. آنها اجرای تراکنش ها را به صورت خودکار انجام می دهند و امکان توسعه برنامه های مختلف از جمله خدمات مالی، مدیریت زنجیره تامین، امور مالی غیرمتمرکز (DeFi) و غیره را فراهم می کنند. با توجه به مقاله Vitalik Buterin در مورد لایه ۳، هدف نهایی لایه ۳ ارائه تجربه کارآمدتر و کاربرپسندتر برای برنامه ها و تراکنش های غیرمتمرکز در شبکه های بلاکچین است.
با توسعه و اجرای برنامه های غیرمتمرکز در لایه ۳، ما به لایه ۴، لایه میان افزار منتقل میرویم.
لایه ۴: لایه واسطه
لایه چهارم نشان دهنده لایه میان افزار است که به عنوان پلی بین شبکه بلاکچین و برنامه های کاربردی ساخته شده در بالای آن عمل می کند. لایه میان افزار به عنوان یک واسطه بین شبکه بلاکچین و سیستم های خارجی عمل می کند. خدمات و عملکردهای اضافی را برای افزایش تعامل و ادغام با بلاکچین ارائه می دهد. این لایه شامل API ها (رابط برنامه نویسی برنامه) است که به برنامه ها اجازه دسترسی و تعامل با داده های بلاکچین را می دهد. همچنین شامل سیستم های مدیریت هویت برای رسیدگی به احراز هویت و مجوز کاربر است. سایر اجزای میان‌افزار می‌توانند یکپارچه‌سازی داده‌ها، قابلیت همکاری، ویژگی‌های امنیتی و ابزارهای تحلیلی را برای تسهیل یکپارچگی روان بلاکچین با سیستم‌ها و برنامه‌های موجود فراهم کنند.
با گسترش عملکردها و خدمات ارائه شده توسط لایه ۴، به لایه ۵، لایه برنامه یا لایه رابط کاربری می رویم.
۵: لایه رابط کاربری
که بر تجربه کاربر نهایی و برنامه های کاربردی ساخته شده در بالای بلاکچین تمرکز دارد. این لایه شامل برنامه‌ها و رابط‌های مختلف روبه‌روی کاربر مانند کیف پول‌های ارزهای دیجیتال، صرافی‌ها، صرافی‌های غیرمتمرکز (DEX)، بازارها و سایر پلتفرم‌ها است که به کاربران امکان تعامل با شبکه بلاکچین را می‌دهد. این برنامه ها عملکردهایی مانند مدیریت دارایی های بلاکچین، اجرای تراکنش ها، مشارکت در فروش توکن ها و دسترسی به خدمات غیرمتمرکز را ارائه می دهند.
در مجموع،
سفر به لایه‌های اکوسیستم بلاکچین، زیرساخت فن‌آوری قابل‌توجهی را با قدرت تغییر شکل صنایع، توانمندسازی افراد و پرورش دوره جدیدی از اعتماد و شفافیت نشان می‌دهد.
این سفری است که همه‌ی ما را به کشف، پذیرش و مشارکت در پتانسیل تحول آفرین فناوری بلاکچین دعوت می کند.
