به احتمال زیاد شما نیز چیزهای بسیاری در مورد فناوری بلاک چین «Blockchain» و دنیای ارزهای دیجیتال یا کریپتوکارنسی‌ها «Cryptocurrency» شنیده‌اید. حتی ممکن است در این زمینه فعالیت‌هایی هم داشته باشید. در هر صورت زمانی می‌توان به‌شکل حرفه‌ای و مؤثر در دنیای ارزهای دیجیتال فعالیت کرد که با زیرساخت‌ها و بستر طراحی چنین ارزهایی آشنایی داشته باشید. ارزهای دیجیتال تحت شبکه بلاک چین عرضه می‌شوند و این شبکه خود دارای 5 لایه است. شناخت لایههای بلاک چین به شما کمک میکند تا با آگاهی از چگونگی کارکرد این شبکه، به ماهیت ارزهای دیجیتال نیز پی ببرید. این موضوع می‌تواند بر دانش کریپتوی شما بیفزاید که در آموزش تحلیل و سود بردن از این بازار می‌تواند به شما کمک کند.
مفهوم لایه بلاک چین (blockchain layers) چیست؟
لایههای بلاک چین «Blockchain Layers» لایه‌هایی هستند که سبب ایجاد و فعالیت یک شبکه بلاک چین می‌شوند. بلاک چین یک شبکه مانند تمام شبکه‌هایی است که تا به امروز از آن‌ها استفاده کرده‌ایم؛ مانند شبکه تلفن، شبکه رادیویی، شبکه اینترنت و هر نوع شبکه عمومی یا خصوصی دیگر. اما بین شبکه بلاک چین و سایر شبکه‌هایی که تا به امروز از آن‌ها استفاده کرده‌ایم، یک تفاوت عمده وجود دارد و آن غیرمتمرکز بودن شبکه بلاک چین است. این در حالی است که سایر انواع شبکه‌ها از نوع متمرکز هستند و توسط یک نهاد یا سرور مرکزی، کنترل می‌شوند. اما بلاک چین تحت نفوذ یا کنترل هیچ نهاد، حکومت یا سرور مرکزی نیست. حالا ممکن است این سؤال برای شما ایجاد شود که «اگر بلاک چین متمرکز نیست، پس چگونه اداره یا کنترل میشود؟» پاسخ این سؤال در لایههای بلاک چین نهفته است. ساختار این شبکه به صورتی طراحی شده است که می‌تواند بدون نیاز به رهبر یا کنترل کننده، به‌صورت دموکراتیک و همگانی هدایت شود!!
5 لایه اصلی در معماری بلاک چین کدامند؟
در معماری شبکه غیرمتمرکز بلاک چین، 5 لایه وجود دارد که هر یک از این لایه‌ها دارای ویژگی‌ها و فعالیت‌های مختص به خود هستند. معرفی این لایه‌ها به قرار زیر است:
1_ لایه سخت‌افزاری «Hardware infrastructure layer»
اولین لایه بلاک چین، لایه زیرساخت یا لایه سخت‌افزاری آن است. این لایه شامل اجزای فیزیکی مانند رایانه‌ها و سرورهایی است که از شبکه بلاک چین پشتیبانی می‌کنند. لایه سخت‌افزار در بلاک چین، شبکه‌ای گسترده از دستگاه‌های مختلف است که با همدیگر تبادل اطلاعات دارند. این موضوع به معنای تشکیل دفتر کل توزیع شده در این شبکه است. به واسطه‌ی این لایه، یک شبکه همتا به همتا «P2P» بسیار عظیم از کامپیوترها (گره‌ها یا نودهای) مختلف ایجاد میشود. آن‌گاه تراکنش‌ها در این شبکه بزرگ تأیید و سپس در دفتر کل برای همیشه ثبت می‌شوند.
2_ لایه داده «Data layer»
پس از لایه سخت افزار، لایه داده قرار دارد که جزئیات تراکنش‌ها در آن ذخیره میشود. در این لایه، اطلاعات تراکنش‌ها ثبت شده و در یک بلاک قرار می‌گیرد (بلاک- Block- واحد اصلی ذخیره در یک شبکه بلاک چین) است. وقتی تعداد تراکنش‌های یک نود یا گره در شبکه بلاکچین به حد معینی برسد، دادهها در یک بلوک دسته‌بندی شده و سپس در شبکه آپلود می‌شوند. تمام بلاک‌ها در بلاک چین به بلاک قبل از خود متصل می‌شوند و یک زنجیره بزرگ را ایجاد می‌کنند که مفهوم بلاک چین نیز از آن اتخاذ شده است (بلاک چین به‌معنای زنجیره بلاک‌ها است). تراکنش‌ها در این لایه به‌صورت دیجیتالی امضا می‌شوند تا امنیت و یکپارچگی بلاک چین حفظ شود. برای این منظور از کلیدهای عمومی و خصوصی استفاده میشود. با استفاده از این کلیدها، امکان دستکاری دادهها در بلاک چین وجود نخواهد داشت.
3_ لایه شبکه «Network layer»
سومین لایه در بلاک چین، لایه شبکه است که به آن «لایه انتشار» هم گفته میشود. این لایه ارتباط بین گره‌های بلاک چین را مدیریت میکند، گره‌ها را به هم متصل میکند، تراکنش‌ها را منتشر کرده و دادهها را در سراسر شبکه توزیع میکند. از آنجایی که بلاک چین یک سیستم منبع‌باز «Open Source» است، هر گره باید از اعتبارسنجی تراکنش‌ها توسط گره‌های دیگر آگاه باشد. لایه شبکه این ارتباط را تسهیل میکند.
4_ لایه اجماع «Consensus layer»
لایه چهارم بلاک چین، لایه اجماع است که می‌توان آن را مهمترین لایه این شبکه دانست. لایه شبکه، مسئول اعتبارسنجی بلاک‌ها و سفارش‌ها در شبکه بلاک چین است. در واقع این لایه تضمین میکند که تمام گره‌های شبکه با اعتبار هر تراکنش موافق هستند. این لایه از یک مکانیسم اجماع مانند اثبات کار «PoW»، اثبات سهام «PoS» یا سایر الگوریتم‌های اجماع برای اعتبارسنجی و افزودن تراکنش‌ها به بلاک چین استفاده میکند. (منظور از اجماع در شبکه بلاک چین، روشی برای رأی‌گیری بین نودهای شبکه بلاک چین برای تایید تراکنش‌ها و اتفاقات این شبکه و اداره آن است؛ چرا که این شبکه نهاد مرکزی ندارد، پس با استفاده از روش اجماع و رای اکثریت نودها اداره میشود که در این موضوع در لایه اجماع اجرا میشود.)
5_ لایه اپلیکیشن «Application layer»
لایه برنامه یا لایه اپلیکیشن در بلاک چین، لایه‌ای است که برنامه‌ها بر روی آن ساخته می‌شوند. این لایه شامل قراردادهای هوشمند، برنامه‌های کاربردی غیرمتمرکز «dApps» و سایر نرم‌افزارهایی است که بر روی شبکه بلاک چین اجرا می‌شوند. این لایه به توسعه دهندگان اجازه می‌دهد تا برنامه‌های کاربردی و خدمات جدیدی ایجاد کنند که امنیت و شفافیت بلاک چین را افزایش می‌دهد. این پیاده‌سازی‌ها ممکن است شامل هر چیزی مانند کیف‌پول، برنامه رسانه‌های اجتماعی، مرورگرها، برنامه‌های مالی غیر متمرکز یا دیفای «Defi» و پلتفرم‌های مربوط به دارای‌هایی‌های دیجیتالی منحصربه‌فرد «NFT» باشند. در حالی که رابط کاربری و تجربه کاربری «UI/UX» برنامه‌های تحت بلاک چین با هر برنامه متمرکزی که استفاده می‌کنیم، یکسان است، اما ذخیره‌سازی داده‌های «Backend» این برنامه‌ها به‌صورت غیرمتمرکز است.
هر یک از لایههای نامبرده در سیستم بلاک چین، برای تضمین امنیت، شفافیت و کارایی تراکنش‌ها در این شبکه ضروری هستند و هرکدام وظایف خاص خود را دارند. در واقع همکاری هماهنگ این لایه‌ها است که می‌تواند یک شبکه عظیم بلاک چینی را قادر سازد تا بدون نیاز به هیچ سرور مرکزی، کنترل و هدایت شود.
مفهوم لایههای L0، L1، L2 و L3 در پروتکل‌های بلاک چین چیست؟
در یک تقسیم‌بندی کلی دیگر که بر حسب مقیاس‌پذیری در شبکه بلاک چین ایجاد شده است، لایههای این شبکه را به‌صورت لایههای صفر تا 3 طبقه‌بندی کرده‌اند که وظیفه هریک از این لایه‌ها در شبکه بلاک چین به قرار زیر است:
1_ لایه صفر یا زیرو «Layer 0»
لایه صفر بلاک چین که به‌عنوان «L0» هم شناخته میشود، اینترنت، سخت‌افزار و انواع دیگر اتصالات برای پیاده‌سازی فناوری بلاک چین را در بر می‌گیرد. لایه صفر مرحله اولیه بلاک چین است که بیت‌کوین، اتریوم و سایر شبکه‌ها را قادر می‌سازد تا بر روی این شبکه فعالیت کنند. لایه صفر همچنین ارتباطات متقابل زنجیره‌ای از لایه بالایی به لایههای مختلف بلاکچین را تسهیل میکند. به‌صورت کلی می‌توان گفت که لایه صفر، زیرساخت‌های اساسی بلاک چین، از جمله پروتکل‌ها، سخت‌افزارها، اتصالات و استانداردهای حاکم بر شبکه بلاک چین را فراهم میکند. در واقع معماری شبکه بلاک چین بر اساس لایه صفر این شبکه عمل میکند.
2_ لایه یک «Layer 1»
لایه اول بلاک چین که به‌عنوان «L1» یا لایه یک هم شناخته میشود، لایه پایه شبکه بلاک چین است. در زیر این لایه، عملکرد شبکه بلاک چین حفظ میشود. مشکلات مقیاس‌پذیری بلاک چین در این لایه نمایان می‌شوند. در واقع با افزایش تعداد کاربران در یک شبکه بلاکچین، این لایه تحت فشار قرار می‌گیرد. در نتیجه علی‌رغم وجود امنیت در شبکه، سرعت آن به شدت کاهش پیدا میکند. روش‌های مختلفی مانند الگوریتم اثبات سهام «PoS» به‌جای اثبات کار «PoW»، شاردینگ «Sharding» و .... برای بهبود مقیاس‌پذیری در این لایه به کار گرفته شده است. هرگونه تغییر یا چالش با هر پروتکل جدید در لایه صفر بلاک چین، بر روی لایه 1 نیز تاثیر می‌گذارد. این لایه به عنوان «لایه پیاده‌سازی» نیز شناخته میشود. از جمله بلاک چین‌های لایه یک می‌توان بیت‌کوین «BTC»، اتریوم «ETH»، کاردانو «ADA»، ریپل «XRP» و .... را نام برد.
3_ لایه دو «Layer 2»
لایه دو بلاکچین که به‌عنوان «L2» هم شناخته میشود، به بهبود مقیاس‌پذیری لایه یک کمک میکند. این لایه با ترکیب یک شبکه شخص ثالث «Third-Party» محدودیت‌های مقیاس‌پذیری لایه 1 را از طریق اضافه‌کردن نودهای جدید، حل میکند. لایه دو متشکل از چندین شبکه دیگر است که روی لایه اصلی یک شبکه بلاک چین پیاده‌سازی می‌شوند. از جمله راه‌حل‌های لایه دوم بلاک چین برای افزایش مقیاس‌پذیری لایه یک، می‌توان چنین مواردی را نام برد:
- بلاک چین‌های تودرتو «Nested Layers»
- رول‌آپ‌ها «Rollups»
- سایدچین‌ها «Sidechains»
- پالیگان و آپتیمیسم شبکه اتریوم «Optimism / OP»
می‌توان گفت که این لایه، بهترین راه‌حل برای حل مشکل مقیاس‌پذیری در لایههای دیگر شبکه بلاک چین است که می‌تواند روش‌ها متنوعی را در بر بگیرد.
4_ لایه سه «Layer 3»
لایه سوم بلاک چین که به‌عنوان «L3» هم شناخته میشود، لایه نهایی شبکه بلاک چین است که کاربران می‌توانند از آن استفاده کنند. این لایه علاوه بر ارائه رابط کاربری، قادر به کنترل عملکردهای درون زنجیره‌ای و بین زنجیره‌ای همچون تامین نقدینگی، صرافی‌های غیرمتمرکز و اجرای برنامه‌های کاربردی است. فناوری بلاک چین از طریق این لایه می‌تواند در تعاملات دنیای واقعی نیز به کار گرفته شود. از جمله دستاوردهای این لایه، صرافی‌های غیرمتمرکزی همچون یونی‌سواپ «Uniswap» و سیستم‌های وام‌دهی کریپتویی همچون آوه «Aave» است.
به‌طور کلی، لایههای مختلف بلاک چین برای ایجاد یک فناوری قدرتمند و متحول کننده که پتانسیل ایجاد یک انقلاب بزرگ در صنایع مختلف را دارد، با هم کار می‌کنند. تراکنش‌های ایمن، شفاف و کارآمد بدون نیاز به واسطه، کاهش چشمگیر هزینه‌ها و افزایش شفافیت و اعتماد از جمله ویژگی‌هایی است که توسط این لایه‌ها در بلاک چین تأمین می‌شوند. همانطور که شرکت‌ها و سازمان‌های بیشتری شروع به پذیرش فناوری بلاک چین می‌کنند، می‌توان انتظار برنامه‌های ابتکاری بیشتری از این فناوری را داشت.
سخن پایانی
فناوری بلاک چین یک انقلاب بزرگ در ذخیره سازی و انتقال دادهها ایجاد کرده است. به همین خاطر است که بلاک چین به‌عنوان یکی از بزرگترین پیشرفت‌های قرن بیست و یکم شناخته میشود. اما با توجه به پیچیدگی‌هایی که در ساختار این فناوری وجود دارد، برخی از کاربران از معماری و عملکرد لایههای آن، بی اطلاع هستند. لازم به ذکر است که تکنولوژی غیرمتمرکز بلاک چین تنها به ارزهای دیجیتال محدود نمی‌شود. اگرچه بلاک چین اولین پلتفرمی بود که قابلیت اجرای تراکنش‌های رمز ارزی را فراهم کرد، اما استفاده از این تکنولوژی می‌تواند بسیار وسیع‌تر باشد. بلاک چین پس از به رسمیت شناخته شدن توسط جامعه جهانی، با مشکلات مقیاس‌پذیری روبه‌رو شد. همین مسئله هم نیاز به پیاده‌سازی لایههای مختلف در این شبکه را ایجاد کرد. اگرچه لایههای مقیاس‌پذیری بلاکچین می‌توانند به‌صورت مستقل عمل کنند، اما فعالیت خود را تحت امنیت شبکه بلاک چین انجام می‌دهند.
اگر شما اطلاعات بیشتری در مورد لایههای مختلف شبکه بلاک چین دارید که می‌تواند به تکمیل این مطلب کمک کند یا در این مورد سوالی برایتان بخ وجود آمده است، می‌توانید آن را در بخش نظرات مطرح نمایید.
