به‌فاصله بسیارکمی از ظهور شبکه بیت‌کوین ، برنامه‌نویسان به‌فکر ایجاد شبکه‌ای افتادند که علاوهبر ایفای نقش به‌عنوان زیرساخت غیرمتمرکز پرداخت، قابلیت پشتیبانی از ایجاد و توسعه نرم‌افزارهای غیرمتمرکز یا dApp را هم داشته‌باشند. به‌عبارت‌دیگر، متخصصان می‌خواستند شبکه‌ای را ایجاد کنند که “قابل برنامه‌نویسی” باشد.
یکی از شناخته‌شده‌ترین این شبکه‌ها، اتریوم نام دارد که توسط ویتالیک بوترین، دکتر گوین وود و عده‌ای دیگر ایجاد و راه‌اندازی شد. اتریوم علاوهبر اینکه از ایجاد اپلیکیشن‌ها و برنامه‌های مختلف با کاربردهای متنوع پشتیبانی می‌کند (اصطلاحا Turing completeاست) ، امنیت فوق‌العاده‌ای بالایی هم دارد.
اما این لیوان یک نیمه خالی هم دارد: مقیاس‌پذیری و سرعت پردازش بسیارکم شبکه اتریوم، چیزی در حدود ۱۰ تا ۱۵ تراکنش بر ثانیه. باوجود چنین مشکلی در شبکه اتریوم، کارمزدی که باید برای پردازش و تایید تراکنش‌ها پرداخت کرد افزایش شدیدی پیدا خواهدکرد. بنابراین عملا تجربه‌ای که کاربران و توسعه‌دهندگان هنگام کار با شبکه اتریوم پیدا خواهندکرد، رضایت‌بخش نخواهدبود.
لایه دوم اتریوم چیست
به‌منظور رفع این مشکل، توسعه‌دهندگان به‌تکاپو افتادند تا راه‌حلی بی‌اندیشند. درنتیجه، راهکارهایی ارایه شد که به دو دسته کلی داخل شبکه یا on-chain و خارج شبکه یا off-chain بخش‌بندی می‌شوند.
راهکارهای مقیاس‌پذیری لایه دوم، همانند سایدچین و پلاسما، در گروه راهکارهای مقیاس‌پذیری‌ای قرار می‌گیرند که در خارج از شبکه اصلی (Mainnet) انجام می‌شوند (Off-chain).
تفاوت راهکارهای لایه دوم با روش سایدچین و پلاسما، در این است که امنیت آن‌ها وابسته به شبکه اصلی است، یعنی اجماع (Consensus) نه در لایه دوم، بلکه در خود شبکه اصلی انجام می‌شود.
در هر ثانیه در شبکه اتریوم، تنها حدود ۱۰ تا ١۵ تراکنش قابل‌پردازش و تایید هستند، و به‌دلیل همین سرعت و مقیاس‌پذیری بسیار کم، کارمزد یا اصطلاحا Gas Fee شبکه بسیار بالاست و افراد مجبور خواهند شد برای پردازش سریع‌تر تراکنش‌های خود، در نوعی مزایده شرکت کنند؛ یعنی هرکس حاضر باشد کارمزد بیشتری پرداخت کند، تراکنشش هم زودتر به سرانجام می‌رسد.
باتوجه به اینکه شبکه اتریوم مشابه یک سیستم‌عامل است و برای برنامه‌ها و نرم‌افزارها (قراردادهای هوشمند و dApps) خلق شده است، وجود چنین مشکل مهمی عملا اتریوم را از اهداف خود دور خواهدکرد و یک محیط مطلوب برای توسعه‌دهندگان و کاربران فراهم نخواهد کرد.
در راهکارهای لایه دوم، تراکنش‌ها ابتدا در خارج از شبکه اصلی پردازش و تایید می‌شوند، سپس اطلاعات این تراکنش‌های موردتایید به شبکه اصلی ارسال و اجماع (ساخت بلاک) صورت می‌گیرد. دربرخی از روش‌های لایه دوم، پس از تایید تراکنش‌ها و پیش از ارسالشان به شبکه اصلی، آن‌ها را دسته‌بندی می‌کنند تا سرعت کار حتی بیشتر هم بشود.
تمامی راهکارهای لایه دوم برروی یک یا چندین سرور و به صورت متمرکز یا غیرمتمرکز سوار هستند. به عبارت دیگر ممکن است مثلا یک شرکت، از سرورهای خود به منظور تسریع پردازش تراکنش‌ها استفاده کند.
مهم‌ترین مواردی که استفاده از راهکارهای لایه دوم را جذاب می‌کنند عبارت‌اند از:
1. سرعت تایید و پردازش تراکنش‌ها بالاتر می‌رود و بنابراین فشار روی شبکه اصلی اتریوم کمتر می‌شود، که همه این‌ها درنهایت منجر به یک تجربه کاربری فوق‌العاده می‌شوند.
2. علاوه بر افزایش مقیاس‌پذیری، به‌دلیل تجمیع تراکنش‌ها در یک تراکنش (که پیش از انتقال به شبکه اصلی صورت می‌گیرد)، کارمزد شبکه بازهم کمتر می‌شود و این دسترسی به امکانات اتریوم را، از انحصار خارج می‌کند و هرکسی با هر مقدار دارایی، خواهدتوانست در شبکه مشارکت کند.
3. استفاده از مدل‌های لایه دوم، درعین اینکه مقیاس‌پذیری شبکه را بالا می‌برد، اما امنیت و غیرمتمرکز بودن آن را خدشه‌دار نمی‌کند.
4. به کمک روش‌های لایه دوم، می‌توان شبکه‌هایی ایجاد کرد که تنها برای یک کاربرد خاص باشند.
حال اجازه بدهید به سراغ انواع راهکارهای لایه دوم برویم:
1. رول‌آپ‌ها (Rollups):
طی این فرآیند، چند تراکنش بسته‌بندی شده، به‌صورت یک تراکنش واحد درآمده و به شبکه اصلی فرستاده می‌شوند تا اجماع و تولید بلاک انجام شود. خود سازوکار رول‌آپ به دو مدل انجام می‌شود:
الف) آپتیمیستیک رول‌آپ (Optimistic Rollups):
واژه Optimistic به معنای “خوش‌بین” است. در این مدل فرض می‌شود که همه تراکنش‌ها معتبر هستند، مگر اینکه خلافش ثابت شود.
ب) zk-Rollups:
در این مدل از راهکارهای لایه دوم، از فناوری اثبات بدون‌دانش (Zero knowledge proof) استفاده می‌شود. به‌کمک این فناوری، شما می‌توانید صحت و اعتبار چیزی را تایید کنید، بدون آن‌که بدانید محتوای آن چیست.
2. State Channels:
استیت چنل‌ها درواقع قراردادهای هوشمندی هستند که قوانین خاصی (مثلا حداکثر مقدار قابل انتقال) را برای انجام تراکنش‌ها وضع می‌کنند. در این مدل علاوه بر اجماع، تایید نهایی تراکنش‌ها هم در شبکه اصلی صورت خواهدگرفت. این روش بیشتر برای شبکه‌هایی کاربرد دارد که کاربران زیادی دارند و اکثر آن‌ها هم فعال هستند، چراکه هزینه مالی و زمانی راه‌اندازی و نگه‌داری از آن‌ها بیشتر است.
یک مدل ساده‌تر و بسیار سریع‌تر از State channelها هم وجود دارد که سازوکارش یکسان است، اما تنها و تنها پرداخت بربستر آن قابل‌انجام است. نام این مدل Payment Channel است.
