با گسترش استفاده از فناوری بلاک چین، محدودیت‌های شبکه‌های اولیه آشکار شد. برای مثال، اتریوم به‌عنوان بزرگ‌ترین بلاک چین لایه 1 دارای مشکلات مختلفی، مانند سرعت، مقیاس‌پذیری و هزینه‌ی بالای تراکنش‌ها است. ازاین‌رو، توسعه‌دهندگان به فکر ارائه‌ی راهکارهایی برای مواجهه با این چالش‌ها افتادند. زنجیره جانبی (Sidechain) یکی از همین راه‌حل‌ها است که مزایای مختلفی را برای بلاک چین لایه 1 به‌همراه دارد.
اگرچه در اغلب موارد، زنجیره جانبی با راه‌حل لایه 2 اشتباه گرفته می‌شود، اما در اصل این روش‌ها با یکدیگر تفاوت‌هایی بنیادین دارند. به همین خاطر، در این مقاله از اکسبیتو، قصد داریم که زنجیره جانبی را به‌طور کامل بررسی کنیم و نحوه عملکرد آن را توضیح دهیم.
زنجیره‌های جانبی (Sidechain) چیست؟
تعاریف مختلفی برای زنجیره جانبی (Sidechain) مطرح می‌شود. در حالت کلی، زنجیره جانبی یک بلاک چین است که با بلاک چینی دیگر ارتباط دارد. اصولاً دو نوع زنجیره جانبی در دنیای فناوری مشاهده می‌شوند:
- دو بلاک چین مستقل: در این روش، هر دو بلاک چین را می‌توان زنجیره جانبی دیگری در نظر گرفت؛ یعنی این دو نسبت به یکدیگر برتری‌ای ندارند. همچنین، هردوی آن‌ها می‌توانند توکن بومی خودشان را داشته باشند.
- یک بلاک چین وابسته به دیگری: در این مدل، یک زنجیره «والد» (Parent Chain) است و زنجیره دیگر به‌عنوان وابسته یا «فرزند» (Child) شناخته می‌شود. معمولاً در چنین رابطه‌ای، زنجیره فرزند دارایی‌های اختصاصی خود را نمی‌سازد، بلکه از دارایی‌های موجود بر روی زنجیره والد بهره می‌برد.
زنجیره‌های جانبی می‌توانند به روش‌های مختلفی با یکدیگر ارتباط داشته باشند؛ بااین‌حال، اصلی‌ترین تعامل بین آن‌ها، مربوط به مبادله دارایی‌ها می‌شود. اغلب چنین تعاملی با استفاده از «گیره دوطرفه» (Two-way peg) صورت می‌گیرد.
ساده‌ترین کارکرد گیره دوطرفه در صرافی‌ها است. تصور کنید شما ارز دیجیتال بیت کوین (BTC) را در اختیار دارید و می‌خواهید که با آن خرید و فروش اتریوم (ETH) انحام دهید. حالا صرافی باید از طریق جفت‌ارز BTC/ETH این مبادله را برای شما انجام دهد. بااین‌حال، استفاده از صرافی‌های متمرکز، برای انجام این مبادله، مستلزم پرداخت هزینه‌های زیادی است. در عوض، زنجیره جانبی همین کار را برای شما با هزینه‌ی بسیار کمتری انجام می‌دهد.
علاوه‌بر آن، زنجیره‌های جانبی پروتکل اجماع مستقل خود را دارند. ازاین‌طریق، آن‌ها می‌توانند حریم خصوصی و امنیت را بهبود ببخشند و تمرکززدایی بیشتری را برای زنجیره والد فراهم کنند.
موارد استفاده زنجیره‌های جانبی (Sidechain) چیست؟
زنجیره‌های جانبی (Sidechains) به‌طور مستقیم به بهبود کارایی شبکه اصلی بلاک چین کمک می‌کنند. ازآنجایی‌که این زنجیره‌ها فواید بسیاری دارند، در این بخش، قصد داریم که موارد استفاده از آن‌ها را مورد بررسی قرار دهیم.
مقیاس‌پذیری (Scalability)
اصلی‌ترین کاربرد زنجیره‌های جانبی در زمینه‌ی بهبود مقیاس‌پذیری شبکه است. ازآنجایی‌که این زنجیره‌ها به‌صورت مستقل از بلاک چین اصلی عمل می‌کنند، می‌توانند تراکنش‌ها را سریع‌تر پردازش کرده و کارایی شبکه را افزایش دهند. به‌این‌ترتیب، چنین زنجیره‌ای باعث افزایش سرعت و کاهش هزینه‌های بلاک چین والد خواهد شد.
انعطاف‌پذیری (Flexibility)
زنجیره‌های جانبی، نسبت به بلاک چین اصلی، انعطاف‌پذیری بسیار بالاتری دارند. به‌خاطر همین، توسعه‌دهندگان می‌توانند نرم‌افزارهای کاربردی مورد نظر خود را بر روی این زنجیره‌ها آزمایش کنند. این آزمایشات هیچ خطری برای زنجیره والد نخواهند داشت و امنیت آن را به چالش نمی‌کشند. همچنین، تراکم کمتر زنجیره جانبی باعث می‌شود که انجام آزمایش بر روی آن بسیار مقرون‌به‌صرفه‌تر باشد.
قابلیت ارتقا (Upgradability)
زنجیره‌های جانبی قابلیت بالایی برای ارتقا دارند. به‌این‌ترتیب، توسعه‌دهندگان می‌توانند ویژگی‌ها و عملکردهای چنین زنجیره‌ای را به‌راحتی ارتقا دهند. این تغییرات نیازی به دستکاری در بلاک چین والد ندارند. علاوه‌بر آن، توسعه‌دهندگان یک بلاک چین لایه 1، می‌توانند به‌روزرسانی سیستم خود را بر روی یک زنجیره جانبی آزمایش کنند. ازآنجایی‌که زنجیره جانبی شباهت زیادی به بلاک چین اصلی دارد، این آزمایش بسیار راهگشا خواهد بود و در عین حال، زنجیره والد را هم با خطر مواجه نخواهد کرد.
عملکرد (Functionality)
یکی از کاربردهای زنجیره‌های جانبی ایجاد و آزمایش نرم‌افزارهای غیرمتمرکز (dApps) است. در واقع، زمانی که بلاک چین والد از این نرم‌افزارها پشتیبانی نمی‌کند، می‌توان آن‌ها را بر روی زنجیره جانبی ایجاد کرد. برای مثال، شبکه بیت کوین از قراردادهای هوشمند پشتیبانی نمی‌کند؛ اما توسعه‌دهندگان می‌توانند نرم‌افزارهای مبتنی بر قراردادهای هوشمند را بر روی زنجیره‌های جانبی بیت کوین بسازند. این نرم‌افزارها مصارف مختلفی، مانند سیستم پرداخت، راه‌حل هویت دیجیتال و... را شامل می‌شوند. ازاین‌طریق، زنجیره‌های جانبی باعث افزایش عملکردهای یک بلاک چین والد خواهند شد.
سازگاری با ماشین مجازی اتریوم (EVM compatible)
اتریوم به‌عنوان بزرگ‌ترین بلاک چین دنیا از نظر قراردادهای هوشمند، به‌صورت یک ماشین مجازی یا کامپیوتر بزرگ در ابعاد جهانی طراحی شده است. ماشین مجازی اتریوم (EVM) امکان استقرار و اجرای قراردادهای هوشمند را برای توسعه‌دهندگان فراهم میکند. ازاین‌طریق، آن‌ها می‌توانند نرم‌افزارهای غیرمتمرکز (dApps) خود را با مقاصد مختلفی راه‌اندازی کنند.
بااین‌حال، اتریوم از مشکل مقیاس‌پذیری رنج می‌برد و همین مسئله نرم‌افزارهای موجود بر روی این شبکه را با چالش مواجه کرده است. ازاین‌رو، زنجیره‌های جانبی اتریوم طوری کدنویسی می‌شوند که با ماشین مجازی این شبکه، یعنی EVM، سازگاری داشته باشند. این سازگاری به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد که از مزایای سرعت و مقیاس‌پذیری زنجیره جانبی بهره‌مند شوند و در عین حال، به قراردادهای هوشمند اتریوم نیز دسترسی داشته باشند.
زنجیره‌های جانبی (Sidechain) چگونه کار می‌کنند؟
دیدیم که زنجیره‌های جانبی کاربردهای مختلفی دارند و مزایای گسترده‌ای را برای یک بلاک چین لایه 1 فراهم می‌کنند. اگرچه ممکن است که عملکرد این زنجیره‌ها ساده به نظر برسد، اما در اصل، نکات ظریفی در این زمینه وجود دارند که باید مورد بررسی قرار گیرند. به همین خاطر، در این بخش، به نحوه عملکرد این زنجیره‌ها خواهیم پرداخت.
گیره دوطرفه (Two-way peg)
یکی از دلایل اصلی توسعه زنجیره‌های جانبی، ایجاد امکان انتقال دارایی‌های دیجیتال بین بلاک چین‌ها است. این انتقال باید بدون نیاز به نظارت شخص ثالث انجام شود و هیچ‌کس نباید بتواند جلوی آن را بگیرد. برای اینکه امکان رفت و برگشت دارایی‌ها فراهم شود، به یک «گیره دوطرفه» (Two-way peg) نیاز است. این گیره مانند یک تونل دوسویه عمل میکند که ماشین‌ها می‌توانند از دو سمت آن رفت و آمد داشته باشند.
به‌این‌ترتیب، گیره دوطرفه امکان نقل و انتقال دارایی‌ها را بین زنجیره‌های جانبی و یا یک زنجیره با بلاک چین اصلی فراهم میکند. البته در عمل هیچ انتقالی رخ نمی‌دهد، بلکه دارایی ارسال‌شده در زنجیره مبدأ قفل شده و معادل آن در زنجیره مقصد آزاد خواهد شد. در نتیجه، در این انتقال، اعتبارسنج‌ها باید به‌صورت صادقانه دارایی‌های دو طرف را تأیید کنند، وگرنه امکان انجام تقلب در این فرایند وجود خواهد داشت.
قراردادهای هوشمند (Smart contracts)
برای انتقال دارایی‌های دیجیتال بین دو بلاک چین، به یک فرایند خارج از زنجیره نیاز است. همان‌طور که گفتیم، این انتقال به‌صورت خیالی انجام می‌شود؛ بنابراین، وقتی یک دارایی در زنجیره مبدأ قفل شد، به مکانیزمی برای آزادسازی معادل آن در زنجیره مقصد احتیاج داریم. این فرایند از طریق قراردادهای هوشمند صورت می‌گیرد. این قراردادها امکان انجام رفتارهای مخرب را به حداقل می‌رسانند و با استفاده از اعتبارسنج‌ها، عملکرد صادقانه‌ای را برای انتقال دارایی‌ها رقم می‌زنند.
زمانی که تراکنشی انجام می‌شود، یک قرارداد هوشمند به بلاک چین اصلی خبر می‌دهد که چنین اتفاقی رخ داده است. سپس، اطلاعات این تراکنش به یک قرارداد هوشمند در زنجیره جانبی منتقل شده و جابه‌جایی دارایی تأیید می‌شود. در نهایت، معادل دارایی دیجیتال در زنجیره جانبی آزاد شده و انتقال صورت می‌گیرد. این فرایند می‌تواند از بلاک چین اصلی به زنجیره جانبی و یا برعکس انجام شود.
پل بلاک چین (Blockchain Bridge)
پل بلاک چین که به‌عنوان «پل میان زنجیره‌ای» (Cross-chain Bridge) هم شناخته می‌شود، مانند یک پل فیزیکی، دو نقطه را به یکدیگر متصل میکند. در واقع، این پل‌ها انتقال دادهها و دارایی‌ها را بین دو زنجیره امکان‌پذیر می‌کنند. دو زنجیره‌ای که با پل به یکدیگر متصل می‌شوند، می‌توانند پروتکل‌ها، قوانین و مکانیزم‌های اجماع اختصاصی خود را داشته باشند. ازاین‌طریق، پل بلاک چینی قابلیت همکاری را بین دو زنجیره فراهم میکند.
یکی از موارد اصلی استفاده از پل‌های بلاک چین، اتصال زنجیره والد به زنجیره جانبی است. به‌این‌ترتیب، مبادله دادهها و دارایی‌ها بین این دو بلاک چین تسهیل می‌شود. این پل‌ها می‌توانند هر نوع اطلاعاتی را مانند تراکنش‌های قراردادهای هوشمند، هویت دیجیتالی و... بین زنجیره‌ها مبادله کنند.
تفاوت زنجیره‌های جانبی با لایه دو بلاک چین چیست؟
زنجیره‌های جانبی (Sidechains) و راهحلهای لایه 2 (Layer 2 Solutions)، هردو برای حل مشکل مقیاس‌پذیری بلاک چین لایه 1 ساخته می‌شوند و در عین حال، می‌توانند تمرکززدایی و امنیت بالایی را نیز فراهم کنند. بااین‌حال، تفاوت اصلی این دو فناوری مربوط به امنیت آن‌ها است. در واقع، راهحلهای لایه 2 امنیت خود را از بلاک چین اصلی به ارث می‌برند، اما زنجیره‌های جانبی بر تدابیر امنیتی اختصاصی خود متکی هستند.
برخلاف راهحلهای لایه 2 که به شبکه اصلی وابسته‌اند، زنجیره‌های جانبی بلاک چین‌های مستقلی به حساب می‌آیند که از طریق گیره دوطرفه به زنجیره اصلی متصل می‌شوند. اگرچه این زنجیره‌ها دارایی‌های بومی خود را ندارند و فقط توکن‌های بلاک چین اصلی را جابه‌جا می‌کنند؛ اما از مکانیزم اجماع اختصاصی خود بهره می‌برند. در نتیجه، وقتی شما از یک زنجیره جانبی استفاده می‌کنید، دیگر از امنیت بلاک چین اصلی سود نمی‌برید و به پروتکل اجماع زنجیره جانبی متکی خواهید بود.
زنجیره‌های جانبی بر روی کدام بلاک چین‌ها اجرا شده است؟
تا اینجای مقاله، با مفهوم زنجیره جانبی آشنا شدید و کاربردهای آن را دانستید. بااین‌حال، برای اینکه این زنجیره‌ها را بهتر درک کنید، باید نمونه‌های عملی آن را مورد بررسی قرار دهیم. زنجیره‌هایی که در این بخش توضیح خواهیم داد، بسیار پرکاربرد هستند و حجم تراکنش‌های آن‌ها با بلاک چین‌های لایه 1 کوچک برابری میکند.
پالیگان (Polygon)؛ زنجیره جانبی اتریوم
پالیگان، در سال 2017، به‌عنوان یک زنجیره جانبی برای شبکه اتریوم راه‌اندازی شد. در ابتدا، این شبکه «متیک نتورک» (Matic Network) نام داشت و توکن بومی خود را با نماد اختصاری MATIC ارائه می‌داد. در سال 2021، نام تجاری این شبکه به پالیگان تغییر کرد و برخی از مزایای راهحلهای لایه 2 نیز به آن اضافه شدند. بنیان‌گذاران این پروژه معتقدند که پالیگان می‌تواند مشکل مقیاس‌پذیری اتریوم را حل کرده و هزینه‌ی تراکنش‌ها را تا حد زیادی کاهش دهد.
علاوه‌بر آن، پالیگان با ماشین مجازی اتریوم (EVM) نیز سازگاری دارد و می‌تواند به‌طور یکپارچه از نرم‌افزارهای غیرمتمرکز (dApps) مبتنی بر اتریوم پشتیبانی کند. ازاین‌رو، این شبکه محبوبیت بسیار زیادی دارد و با شرکت‌های معتبر دنیا شراکت داشته است. برای مثال، استارباکس از پالیگان برای توسعه برنامه‌های وفاداری مشتریان خود استفاده میکند.
روت استاک (Rootstock)؛ سایدچینی برای قراردادهای هوشمند بیت کوین
روت استاک که با عنوان RSK نیز شناخته می‌شود، یک زنجیره جانبی برای بیت کوین است که در سال 2016 آغاز به کار کرد. همان‌طور که می‌دانید، شبکه بیت کوین ذاتاً امکان پشتیبانی از قراردادهای هوشمند را ندارد؛ ازاین‌رو، روت استاک با هدف فراهم کردن امکان استقرار و مدیریت قراردادهای هوشمند و نرم‌افزارهای غیرمتمرکز (dApps) پایه‌گذاری شد.
عملکرد روت استاک به‌این‌صورت است که بیت کوین (BTC) را روی شبکه اصلی قفل کرده و بیت کوین هوشمند (sBTC) را برای حضور روی زنجیره جانبی صادر میکند. در نتیجه، برای استفاده از قراردادهای هوشمند این شبکه، نیازی ندارید که بیت کوین را به دارایی‌های دیگری تبدیل کنید. به‌این‌ترتیب، کاربردهای بیت کوین نسبت گذشته افزایش خواهد یافت.
زنجیره گنوسیس (Gnosis Chain)
گنوسیس ادعا میکند که یکی از اولین زنجیره‌های جانبی اتریوم است. این زنجیره از ارز xDAI برای تسهیل اقتصاد قراردادهای هوشمند و پرداخت کارمزد تراکنش‌ها استفاده میکند. این شبکه از «پروتکل اثبات حضور و غیاب» (Proof of Attendance Arotocol) یا POAP بهره می‌برد. پروتکل اثبات حضور و غیاب به کاربران اجازه می‌دهد که به‌ازای شرکت در رویدادهای مختلف، توکن‌های غیرقابل تعویض (NFTs) را به دست آورند و با استفاده از این توکن‌ها، حضور خود را به اثبات برسانند.
مزایا و معایب زنجیره‌های جانبی کدامند؟
فناوری بلاک چین همچنان درحال توسعه است و نوآوری‌های این حوزه، در کنار مزایایشان، معایبی نیز دارند. به همین خاطر، در این بخش، قصد داریم که مزایا و معایب زنجیره‌های جانبی را بررسی کنیم.
مزایای زنجیره‌های جانبی
مزایای این فناوری عبارت‌اند از:
- مقیاس‌پذیری: زنجیره‌های جانبی با پردازش مستقل زیرمجموعه‌ای از تراکنش‌ها، باعث بهبود مقیاس‌پذیری بلاک چین‌های اصلی می‌شوند. ازاین‌طریق، سرعت تراکنش‌ها افزایش یافته و توان عملیاتی شبکه بالا می‌رود.
- قابلیت سفارشی‌سازی: زنجیره‌های جانبی انعطاف‌پذیری بالاتری نسبت به بلاک چین والد دارند؛ ازاین‌رو، امکان پیاده‌سازی آزمایشی قراردادهای هوشمند، نرم‌افزارهای غیرمتمرکز و پروتکل‌های اجماع را فراهم می‌کنند. این آزمایشات بدون آسیب رساندن به امنیت زنجیره اصلی انجام می‌شوند.
- قابلیت همکاری: زنجیره‌های جانبی اتصال خود را به بلاک چین والد حفظ کرده و امکان انتقال دارایی‌ها را بین زنجیره‌ها فراهم می‌کنند. این قابلیت همکاری فرصت‌های متعددی را برای تعاملات میان‌زنجیره‌ای، یکپارچه‌سازی نرم‌افزارهای غیرمتمرکز و ادغام با شبکه‌های دیگر در اختیار توسعه‌دهندگان می‌گذارد.
- حریم خصوصی پیشرفته: زنجیره‌های جانبی از تدابیر امنیتی ویژه‌ای، مانند «اثبات‌های دانش صفر» (Zero-Knowledge Proofs) و یا «امضاهای حلقوی» (Ring Signatures)، استفاده می‌کنند تا لایه‌های ایمنی جدیدی را به شبکه بیفزایند. این فناوری‌ها امکان انجام تراکنش‌های محرمانه را فراهم خواهند کرد.
معایب زنجیره‌های جانبی
معایب زنجیره‌های جانبی شامل موارد زیر هستند:
- ریسک‌های امنیتی: زنجیره‌های جانبی ویژگی‌های امنیتی بلاک چین والد را به ارث نمی‌برند و خودشان مسئول ایجاد امنیت تراکنش‌هایشان هستند. در نتیجه، این زنجیره‌ها نمی‌توانند از مزایای امنیتی بلاک چین‌های بزرگی، مانند بیت کوین و اتریوم، بهره‌مند شوند.
- چالش‌های تمرکز: میزان تمرکززدایی زنجیره‌های جانبی به پروتکل اجماعی که اتخاذ می‌کنند، بستگی دارد؛ بنابراین، ممکن است که هرکدام از آن‌ها درجات مختلفی از تمرکززدایی را ارائه کنند.
- الزامات اعتماد: زنجیره‌های جانبی از کاربران می‌خواهند که به اعتبارسنجی‌های انجام‌شده در این شبکه‌ها اعتماد داشته باشند. اگرچه معمولاً این فرایندها ایمن هستند، اما ماهیت «اعتماد کردن» با فلسفه «غیراعتماد بودن» فناوری بلاک چین در تضاد است.
سخن پایانی
زنجیره‌های جانبی (Sidechains) یکی از روش‌های خوب برای بهبود عملکرد بلاک چین‌های لایه 1 هستند. این زنجیره‌ها مقیاس‌پذیری شبکه را افزایش داده و امکان پردازش تراکنش‌های سریع و ارزان را فراهم می‌کنند. در ضمن، انعطاف‌پذیری بالای این زنجیره‌ها به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد که نرم‌افزارهای غیرمتمرکز و قراردادهای هوشمند را آزمایش کنند. اگرچه معمولاً این زنجیره‌ها با راهحلهای لایه 2 اشتباه گرفته می‌شوند، اما در اصل این فناوری‌ها با یکدیگر تفاوت دارند.
