لایه ۲ اتریوم چیست؟ | معرفی بهترین پروژه‌های لایه ۲

اتریوم، که توسط ویتالیک بوترین در سال ۲۰۱۳ ایده‌پردازی و در ژوئیه ۲۰۱۵ راه‌اندازی شد، یک پلتفرم بلاک‌چینی غیرمتمرکز است که به دلیل توانایی اجرای قراردادهای هوشمند و میزبانی برنامه‌های غیرمتمرکز (dApps) شناخته می‌شود. این شبکه به‌عنوان ستون فقرات اقتصاد دیجیتال نوظهور، از امور مالی غیرمتمرکز (DeFi) گرفته تا توکن‌های غیرقابل‌معاوضه (NFT) و بازی‌های بلاک‌چینی، عمل می‌کند. با این حال، محبوبیت روزافزون اتریوم به مشکلات مقیاس‌پذیری جدی منجر شده است. این مشکلات شامل هزینه‌های بالای گس (Gas Fees)، تأخیر در تأیید تراکنش‌ها و شلوغی شبکه در زمان اوج استفاده است که تجربه کاربری را تحت تأثیر قرار داده و پذیرش گسترده‌تر را محدود کرده است.

لایه ۲ اتریوم چیست؟

لایه ۲ (Layer 2) به مجموعه‌ای از فناوری‌ها و پروتکل‌ها اشاره دارد که خارج از زنجیره اصلی اتریوم (لایه ۱) عمل می‌کنند و با هدف افزایش کارایی و مقیاس‌پذیری طراحی شده‌اند.

مقیاس‌پذیر بودن به معنای تایید تراکنش و ساخت یک بلوک از اطلاعات تراکنش و ثبت آن در بلاکچین انجام شود شود و این فرایند زمانی که تعداد تراکنش‌های شبکه در اترویم زیاد شود، تایید و ثبت زمان‌بر و نیاز به مصرف انرژی بالایی است که کاربران مجبور به صبر طولانی برای تایید تاکنش‌های خود هستند. این راه‌حل‌ها تراکنش‌ها را خارج از زنجیره پردازش می‌کنند و سپس داده‌های فشرده‌شده یا تأییدشده را به لایه ۱ ارسال می‌کنند تا از امنیت و تمرکززدایی بلاک‌چین اصلی بهره‌مند شوند. هدف اصلی لایه ۲ بهبود توان عملیاتی (Throughput)، کاهش هزینه‌ها، افزایش سرعت تراکنش‌ها و حفظ اصول اساسی اتریوم، یعنی امنیت و غیرمتمرکز بودن، است. بعنوان مثال مقایسه سرعت پاسخگویی یک فروشگاه با یک صندوق‌دار برای مشتریان (لایه یک)، یا استفاده از چند صندوق‌دار (لایه ۲) که همزمان به همه مشتریان رسیدگی کنند.

در سال‌های اخیر، ارتقاء اتریوم به نسخه ۲.۰ (Ethereum 2.0) با انتقال از مکانیزم اجماع اثبات کار (PoW) به اثبات سهام (PoS) در سپتامبر ۲۰۲۲ (رویداد Merge) بخشی از این مشکلات را بهبود بخشیده است. با این حال، این تغییر به‌تنهایی برای پاسخگویی به تقاضای روبه‌رشد کافی نیست و راه‌حل‌های لایه ۲ به‌عنوان مکملی حیاتی برای آینده اتریوم مطرح شده‌اند. لایه ۲ برخلاف زنجیره‌های جانبی (Sidechains) که بلاک‌چین‌های مستقل هستند، به‌طور کامل به لایه ۱ وابسته است و از مکانیزم‌های امنیتی آن استفاده می‌کند. این تمایز باعث می‌شود که لایه ۲ به‌عنوان یک راه‌حل مقیاس‌پذیر و امن برای اتریوم برجسته شود.

چرا اتریوم به راه‌حل‌های لایه ۲ نیاز دارد؟

بلاک‌چین‌ها با یک معضل سه‌گانه (Trilemma) روبه‌رو هستند: نمی‌توانند به‌طور همزمان مقیاس‌پذیری، امنیت و تمرکززدایی را به‌طور کامل بهینه کنند. اتریوم در حالت پایه خود، در هر ثانیه تنها حدود ۱۵ تا ۳۰ تراکنش را پردازش می‌کند، که در مقایسه با سیستم‌های متمرکز مانند ویزا (با ظرفیت ۱۷۰۰ تراکنش در ثانیه) بسیار محدود است. این محدودیت‌ها در زمان‌هایی مانند رونق NFT‌ها در سال ۲۰۲۱ یا افزایش فعالیت DeFi به وضوح نمایان شد، زمانی که هزینه گس به صدها دلار برای یک تراکنش ساده رسید.

راه‌حل‌های لایه ۲ با انتقال بخش عمده پردازش تراکنش‌ها به خارج از زنجیره اصلی و کاهش بار روی لایه ۱، این مشکلات را برطرف می‌کنند. این رویکرد نه‌تنها تجربه کاربری را بهبود می‌بخشد، بلکه اتریوم را برای کاربردهای گسترده‌تر مانند پرداخت‌های خرد، بازی‌های بلاک‌چینی و تعاملات روزمره آماده می‌کند.

✔️  بیشتر بخوانید: اتریوم چیست؟ صفر تا صد Ethereum

انواع راه‌حل‌های لایه ۲ اتریوم

تا اکتبر ۲۰۲۳، اکوسیستم لایه ۲ اتریوم به‌طور قابل‌توجهی رشد کرده و چندین فناوری کلیدی ظهور کرده‌اند. در ادامه به مهم‌ترین انواع راه‌حل‌های لایه ۲ و نحوه عملکرد آنها پرداخته می‌شود:

1. رول‌آپ‌ها (Rollups)

رول‌آپ‌ها اصلی‌ترین راه‌حل لایه ۲ اتریوم هستند که تراکنش‌ها را خارج از زنجیره پردازش کرده و داده‌های فشرده‌شده را به لایه ۱ ارسال می‌کنند. دو نوع اصلی رول‌آپ وجود دارد:

• رول‌آپ‌های خوش‌بینانه (Optimistic Rollups):
  این رول‌آپ‌ها فرض می‌کنند که تراکنش‌ها معتبر هستند مگر اینکه خلاف آن ثابت شود. آنها از یک دوره چالش (Challenge Period) استفاده می‌کنند که طی آن هر کسی می‌تواند تراکنش‌های نادرست را گزارش دهد.
  • مزایا: سازگاری بالا با ماشین مجازی اتریوم (EVM)، هزینه کم و انتقال آسان قراردادهای هوشمند.
  • معایب: تأخیر در برداشت به دلیل دوره چالش (معمولاً ۷ روز).
• رول‌آپ‌های بدون دانش (ZK-Rollups):
  این رول‌آپ‌ها از اثبات‌های رمزنگاری بدون دانش (Zero-Knowledge Proofs) برای تأیید تراکنش‌ها استفاده می‌کنند و نیازی به دوره چالش ندارند.
  • مزایا: سرعت بالا در نهایی‌سازی تراکنش‌ها، امنیت قوی‌تر و حریم خصوصی بهتر.
  • معایب: پیچیدگی فنی و سازگاری محدودتر با EVM در برخی موارد.

2. کانال‌های حالت (State Channels)

کانال‌های حالت به کاربران اجازه می‌دهند تا تراکنش‌ها را خارج از زنجیره انجام دهند و تنها نتیجه نهایی را به لایه ۱ ثبت کنند. این روش برای کاربردهایی مانند پرداخت‌های مکرر یا بازی‌ها مناسب است.

3. پلاسما (Plasma)

پلاسما از زنجیره‌های فرعی متصل به لایه ۱ استفاده می‌کند که داده‌ها را به‌صورت دوره‌ای به زنجیره اصلی گزارش می‌دهند. این روش به دلیل مشکلات خروج و عدم سازگاری با قراردادهای پیچیده، کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

4. ولیدیوم (Validium)

ولیدیوم ترکیبی از ZK-Rollup و ذخیره‌سازی داده خارج از زنجیره است که هزینه‌ها را به حداقل می‌رساند، اما داده‌ها را در دسترس همه نگه نمی‌دارد.

5. آپگرید (Surge)

آپگرید یا ارتقاء Surge بخشی از نقشه راه بلندمدت اتریوم برای بهبود مقیاس‌پذیری است که بر پیاده‌سازی کامل شاردینگ (Sharding) تمرکز دارد. این ارتقاء با تقسیم بلاک‌چین به چندین بخش کوچک‌تر (شارد)، توان پردازش تراکنش‌ها را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهد و به اتریوم اجازه می‌دهد تا هزاران تراکنش در ثانیه را مدیریت کند. Surge با ترکیب شاردینگ و راه‌حل‌های لایه ۲ مانند رول‌آپ‌ها، هدفش تبدیل اتریوم به یک شبکه بسیار مقیاس‌پذیر و کارآمد است. این ارتقاء، که پس از Merge در سال ۲۰۲۲ آغاز شد، به‌تدریج با به‌روزرسانی‌هایی مانند Dencun (مارس ۲۰۲۴) پیشرفت کرده و انتظار می‌رود در سال‌های آتی تکمیل شود. Surge نه‌تنها هزینه‌ها را کاهش می‌دهد، بلکه ظرفیت شبکه را برای پشتیبانی از برنامه‌های غیرمتمرکز در مقیاس بزرگ افزایش می‌دهد.

✔️  بیشتر بخوانید: فاز Surge در ارتقای اتریوم ۲.۰ چیست؟

6. آپگرید (Pectra)

آپگرید یا ارتقاء Pectra، که در مارس ۲۰۲۵ روی تست‌نت Sepolia فعال شد، ترکیبی از به‌روزرسانی‌های Prague و Electra است و بر بهبود مقیاس‌پذیری، کارایی و تجربه کاربری تمرکز دارد. این ارتقاء با افزایش ظرفیت بلاب‌ها (Blobs) لایه ۲ از ۳ به ۶، تراکنش‌های ارزان‌تر و سریع‌تر را برای رول‌آپ‌ها فراهم می‌کند. همچنین، معرفی Account Abstraction (EIP-7702) به کاربران اجازه می‌دهد تا هزینه‌های گس را با توکن‌هایی غیر از ETH (مانند USDC) پرداخت کنند و سقف استیکینگ ولیدیتورها را از ۳۲ به ۲۰۴۸ اتر افزایش می‌دهد (EIP-7251). Pectra با بهینه‌سازی ذخیره‌سازی داده‌ها و تعامل بین لایه ۱ و ۲، گامی مهم در جهت آماده‌سازی اتریوم برای شاردینگ کامل و افزایش پذیرش در اکوسیستم Web3 برمی‌دارد. انتظار می‌رود این ارتقاء در اواسط آوریل ۲۰۲۵ روی شبکه اصلی فعال شود.

✔️  بیشتر بخوانید: پگرید Pectra در اتریوم چیست؟ ویژگی‌های اصلی آپگرید Pectra

بهترین پروژه‌های لایه ۲ اتریوم

در سال ۲۰۲۳، چندین پروژه لایه ۲ به دلیل عملکرد، پذیرش و نوآوری برجسته شده‌اند. در زیر به برخی از بهترین پروژه‌ها و ویژگی‌های آنها اشاره می‌کنیم:

1. Arbitrum
   • نوع: رول‌آپ خوش‌بینانه
   • ویژگی‌ها: پراستفاده‌ترین راه‌حل لایه ۲ با بیش از ۵ میلیارد دلار ارزش قفل‌شده (TVL). نسخه ارتقاءیافته Arbitrum Nitro توان عملیاتی را افزایش داده است.
   • مزایا: سازگاری کامل با EVM، هزینه‌های پایین، اکوسیستم گسترده dApps.
   • معایب: دوره چالش ۷ روزه برای برداشت‌ها.
   • کاربرد: DeFi، NFT و بازی‌ها.
2. Optimism
   • نوع: رول‌آپ خوش‌بینانه
   • ویژگی‌ها: با به‌روزرسانی Bedrock در سال ۲۰۲۳، هزینه‌ها و تأخیرها کاهش یافته است. بخشی از درآمد خود را به پروژه‌های عمومی اهدا می‌کند.
   • مزایا: سازگاری با EVM، جامعه‌محور بودن، هزینه کم.
   • معایب: مشابه Arbitrum، تأخیر در برداشت‌ها دارد.
   • کاربرد: پروژه‌های اجتماعی و DeFi.
3. zkSync Era
   • نوع: ZK-Rollup
   • ویژگی‌ها: اولین ZK-Rollup کاملاً سازگار با EVM که در مارس ۲۰۲۳ راه‌اندازی شد.
   • مزایا: نهایی‌سازی سریع تراکنش‌ها، امنیت بالا، حریم خصوصی بهتر.
   • معایب: پیچیدگی توسعه و پذیرش هنوز در حال رشد است.
   • کاربرد: پرداخت‌ها، DeFi و برنامه‌های کاربردی عمومی.
4. Polygon zkEVM
   • نوع: ZK-Rollup
   • ویژگی‌ها: توسط تیم Polygon توسعه یافته و در سال ۲۰۲۳ راه‌اندازی شد. ترکیبی از مقیاس‌پذیری ZK و سازگاری با اتریوم.
   • مزایا: هزینه پایین، سازگاری با ابزارهای اتریوم، اکوسیستم Polygon.
   • معایب: رقابت شدید با سایر ZK-Rollup‌ها.
   • کاربرد: توسعه dApps و تعاملات گسترده.
5. StarkNet
   • نوع: ZK-Rollup
   • ویژگی‌ها: از فناوری STARK استفاده می‌کند که امنیت و مقیاس‌پذیری بالایی ارائه می‌دهد.
   • مزایا: توان عملیاتی بالا، هزینه‌های بسیار پایین، امنیت کوانتومی.
   • معایب: عدم سازگاری کامل با EVM، نیاز به زبان برنامه‌نویسی خاص (Cairo).
   • کاربرد: پروژه‌های پیشرفته و تخصصی.

✔️  بیشتر بخوانید: برنامه‌های غیرمتمرکز (dApps) چیست؟ مزایا و معایب برنامه‌های غیرمتمرکز

 مقایسه توان عملیاتی پروژه‌ها

یکی از معیارهای کلیدی برای ارزیابی پروژه‌های لایه ۲، توان عملیاتی یا تعداد تراکنش‌هایی است که می‌توانند در هر ثانیه پردازش کنند. تا مارس ۲۰۲۵، پروژه‌های پیشرو در این حوزه عملکرد متفاوتی از خود نشان داده‌اند که نشان‌دهنده تنوع رویکردهای مقیاس‌پذیری است. Arbitrum با بهینه‌سازی‌های اخیر در نسخه Nitro خود، به توان عملیاتی ۴۰,۰۰۰ تراکنش در ثانیه (TPS) دست یافته است که آن را به یکی از سریع‌ترین رول‌آپ‌های خوش‌بینانه تبدیل کرده است. این توان بالا، همراه با کاهش ۹۵٪ هزینه‌های گس نسبت به لایه ۱، Arbitrum را به گزینه‌ای ایده‌آل برای برنامه‌های DeFi و بازی‌های بلاک‌چینی تبدیل کرده است. در مقابل، Polygon zkEVM در تست‌های آزمایشگاهی خود از ۶۵,۰۰۰ TPS فراتر رفته است که بالاترین رقم در میان پروژه‌های ZK-Rollup گزارش‌شده تا کنون است.

این عملکرد فوق‌العاده به دلیل استفاده از فناوری‌های پیشرفته اثبات بدون دانش و ادغام با اکوسیستم گسترده Polygon به‌دست آمده است. از سوی دیگر، zkSync Era با تمرکز بر پایداری و امنیت، توان عملیاتی خود را در ۲,۰۰۰ TPS تثبیت کرده است، اما نهایی‌سازی سریع‌تر تراکنش‌ها و حریم خصوصی بهتر را به‌عنوان مزیت‌های اصلی خود ارائه می‌دهد. این تفاوت‌ها نشان می‌دهد که هر پروژه با توجه به نیازهای خاص کاربران و توسعه‌دهندگان، رویکرد متفاوتی را در پیش گرفته است: Arbitrum بر سرعت و هزینه کم، Polygon zkEVM بر مقیاس‌پذیری عظیم و zkSync بر تعادل بین امنیت و کارایی تمرکز دارد.

مزایا و معایب لایه ۲ اتریوم

مزایا:

• کاهش هزینه‌ها: هزینه تراکنش‌ها در لایه ۲ معمولاً کمتر از ۱ دلار است، در حالی که در لایه ۱ گاهی به ده‌ها دلار می‌رسد.
• افزایش توان عملیاتی: پروژه‌هایی مانند Arbitrum و zkSync می‌توانند هزاران تراکنش در ثانیه را پردازش کنند، در مقابل ۱۵-۳۰ تراکنش لایه ۱.
• تجربه کاربری بهتر: زمان تأیید سریع‌تر و هزینه‌های پایین‌تر، استفاده از اتریوم را برای کاربران عادی و توسعه‌دهندگان آسان‌تر می‌کند.
• انعطاف‌پذیری توسعه: سازگاری با EVM در بسیاری از پروژه‌ها، انتقال dApps موجود را ساده می‌کند.
• حفظ امنیت: با استفاده از لایه ۱ برای تأیید نهایی، امنیت بلاک‌چین اصلی حفظ می‌شود.
• پشتیبانی از Web3: لایه ۲ امکان استفاده گسترده‌تر از بلاک‌چین در برنامه‌های روزمره را فراهم می‌کند.

معایب:

• پیچیدگی فنی: توسعه‌دهندگان باید با پروتکل‌های جدید و ابزارهای خاص هر پروژه سازگار شوند.
• تجربه کاربری ناپیوسته: انتقال دارایی‌ها بین لایه ۱ و ۲ گاهی زمان‌بر (مثلاً دوره چالش در رول‌آپ‌های خوش‌بینانه) یا نیازمند پل‌های پیچیده است.
• تمرکز نسبی: برخی پروژه‌ها از اپراتورهای متمرکز (Sequencers) برای پردازش تراکنش‌ها استفاده می‌کنند که می‌تواند نقطه ضعف امنیتی باشد.
• رقابت بین پروژه‌ها: تنوع زیاد راه‌حل‌ها ممکن است منجر به پراکندگی اکوسیستم و سردرگمی کاربران شود.
• وابستگی به لایه ۱: اگر لایه ۱ با مشکلاتی مانند شلوغی مواجه شود، لایه ۲ نیز تحت تأثیر قرار می‌گیرد.
• پذیرش محدود: برخی پروژه‌ها مانند StarkNet هنوز در مراحل اولیه پذیرش هستند و اکوسیستم کاملی ندارند.
• ریسک‌های امنیتی جدید: با گسترش استفاده از راه‌حل‌های لایه ۲، ریسک‌های امنیتی جدیدی نیز پدیدار شده‌اند که کاربران و توسعه‌دهندگان باید به آنها توجه کنند. بر اساس گزارش‌ها، در سال ۲۰۲۴ بیش از ۵۰ میلیون دلار به دلیل سوءاستفاده از آسیب‌پذیری‌ها در پروتکل‌های لایه ۲ از دست رفت. یکی از مشکلات رایج، خرابی اپراتورها (Sequencer Failures) است که در برخی پروژه‌ها مانند Optimism و Arbitrum، که از اپراتورهای متمرکز برای ترتیب‌دهی تراکنش‌ها استفاده می‌کنند، رخ داده است. اگر این اپراتورها از کار بیفتند یا مورد حمله قرار گیرند، تراکنش‌ها ممکن است متوقف شوند یا دستکاری شوند، که این امر به‌طور موقت اعتماد کاربران را تحت تأثیر قرار می‌دهد. علاوه بر این، باگ‌های قرارداد هوشمند همچنان یک تهدید جدی هستند؛ به‌ویژه در پروژه‌های جدیدتر مانند zkSync یا StarkNet که از فناوری‌های پیچیده‌تر مانند اثبات بدون دانش استفاده می‌کنند، احتمال خطای انسانی در کدنویسی بیشتر است. به عنوان مثال، یک آسیب‌پذیری در قرارداد هوشمند می‌تواند به هکرها اجازه دهد دارایی‌ها را از پل‌های بین لایه ۱ و ۲ سرقت کنند. این ریسک‌ها نشان می‌دهند که هرچند لایه ۲ مزایای زیادی ارائه می‌دهد، اما همچنان در مراحل توسعه و بلوغ قرار دارد و نیاز به آزمایش‌های امنیتی گسترده‌تر و تمرکززدایی بیشتر در ساختار خود دارد تا اعتماد کامل کاربران را جلب کند.

✔️  بیشتر بخوانید: وب ۳ یا Web3 چیست؟ معرفی نسل سوم اینترنت به زبان ساده

لایه ۲ و آینده اتریوم

راه‌حل‌های لایه ۲ بخشی جدایی‌ناپذیر از نقشه راه اتریوم هستند که توسط ویتالیک بوترن به‌عنوان “آینده مقیاس‌پذیری رول‌آپ‌محور” توصیف شده است. پس از Merge در سال ۲۰۲۲، تمرکز اتریوم بر ارتقاء‌هایی مانند Sharding است که با لایه ۲ ادغام خواهد شد تا ظرفیت شبکه را به‌طور چشمگیری افزایش دهد. انتظار می‌رود که تا سال ۲۰۲۴، با پیاده‌سازی کامل Danksharding و Proto-Danksharding (EIP-4844)، لایه ۲ حتی کارآمدتر شود.

در اکوسیستم فعلی (اکتبر ۲۰۲۳)، پروژه‌های لایه ۲ بیش از ۱۰ میلیارد دلار ارزش قفل‌شده (TVL) را در خود جای داده‌اند و نشان‌دهنده پذیرش گسترده این فناوری هستند. ظهور پلتفرم‌هایی مانند Base (توسعه‌یافته توسط Coinbase) و ابتکارات جدید مانند Linea نیز نشان می‌دهد که لایه ۲ به‌زودی به جریان اصلی تبدیل خواهد شد.

تأثیر ارتقاء Dencun بر لایه ۲

ارتقاء Dencun که در مارس ۲۰۲۴ روی شبکه اتریوم پیاده‌سازی شد، نقطه عطفی برای راه‌حل‌های لایه ۲ به شمار می‌رود. این ارتقاء با معرفی Proto-Danksharding (بر اساس EIP-4844) هزینه‌های تراکنش در شبکه‌های لایه ۲ را تا ۹۰٪ کاهش داد و توان عملیاتی را به‌طور قابل‌توجهی افزایش داد. Proto-Danksharding با استفاده از مفهوم “بلاب‌ها” (Blobs) به جای داده‌های سنتی calldata، امکان ذخیره‌سازی ارزان‌تر و کارآمدتر داده‌ها را فراهم کرد. این تغییر به پروژه‌هایی مانند Arbitrum، Optimism و zkSync اجازه داد تا تراکنش‌هایی با هزینه‌های ناچیز (کمتر از ۰.۰۱ دلار) ارائه دهند، در حالی که سرعت پردازش آنها نیز به‌طور چشمگیری بهبود یافت.

به عنوان مثال، پس از این ارتقاء، برخی شبکه‌های لایه ۲ گزارش دادند که توانسته‌اند تعداد تراکنش‌های پردازش‌شده در ثانیه را تا دو برابر افزایش دهند، بدون اینکه به امنیت لایه ۱ اتریوم خدشه‌ای وارد شود. این پیشرفت نه‌تنها تجربه کاربری را بهبود بخشیده، بلکه توسعه‌دهندگان را تشویق کرده است تا برنامه‌های غیرمتمرکز پیچیده‌تری را روی لایه ۲ پیاده‌سازی کنند. با نگاهی به آینده، انتظار می‌رود که تکمیل Danksharding در سال ۲۰۲۵ این اثرات را تقویت کند و لایه ۲ را به‌عنوان ستون اصلی اکوسیستم اتریوم تثبیت نماید.

سخن پایانی

زیرساخت‌های لایه ۲ اتریوم نه‌تنها راه‌حلی برای مشکلات فعلی مقیاس‌پذیری هستند، بلکه پایه‌ای برای آینده‌ای هستند که در آن بلاک‌چین می‌تواند به‌طور گسترده در زندگی روزمره استفاده شود. با پروژه‌های برجسته‌ای مانند Arbitrum، Optimism و zkSync، و پیشرفت‌های مداوم در فناوری رول‌آپ، اتریوم در مسیر تبدیل شدن به یک پلتفرم واقعاً جهانی قرار دارد. در سال‌های آتی، این فناوری نقشی کلیدی در شکل‌دهی به نسل بعدی اینترنت غیرمتمرکز (Web3) ایفا خواهد کرد.

لطفا نظر و سوالات خود را درباره این مقاله ارسال کنید تا کارشناسان ما به شما پاسخ دهند.