Available on
شیر یا خط فصل ششم - قسمت دوم
مقیاسپذیری گلوگاهی در بلاکچینها (۲)
در دومین قسمت از فصل ششم «شیر یا خط»، مهدی و حمید سراغ ادامهی بحث مقیاسپذیری (Scaling) رفتهاند و اینبار دو دستهی بزرگ از راهکارها را مرور میکنند: تغییر مدل اجماع بلاکچین و راهکارهای لایه دومی. هدف این اپیزود یک جمعبندی کلی است تا در قسمتهای بعدی بتوان تکتک راهکارها را با جزئیات کالبدشکافی کرد و دید کدامیک در چه شرایطی بهتر عمل میکند.
🇬🇧 English Summary
This episode (S06E02 of Shir Ya Khat) is the second part of a deep dive into blockchain scalability, focusing on Ethereum and Bitcoin scaling solutions beyond the Layer 1 logic changes covered in Part 1, framed around the blockchain trilemma of decentralization, security, and scalability. The hosts first examine scaling via consensus model changes—contrasting the slow, permissionless Proof of Work with faster alternatives like Proof of Authority (BNB Smart Chain, Hyperledger Besu), Proof of Stake with BFT and committee/leaderboard selection, and Delegated Proof of Stake (Tron, EOS) along its centralization spectrum—while also touching on Avalanche’s random-sampling consensus, DAG-based DLTs, and delegation in Cardano and Polkadot. The bulk of the discussion covers Layer 2 approaches that use the base chain as a settlement layer, walking through one-way payment channels, HTLC-based routing, and payment networks like Lightning, including invoices/hashes, stateless vs. stateful (source-based, onion) routing borrowed from Tor, and Lightning’s liquidity, inbound-capacity, hub-centralization, and data-availability limitations. It then surveys state channels (gaming, composability issues), sidechains (xDai, Stacks, Rootstock, wrapped pegs), commit chains and Plasma (Polygon/Matic validators, slashing, the punishment-incentive and data-availability problems), and Bitcoin’s Stack Chains and colored-coins debate. Finally, it explains rollups as hybrid Layer 2 that separate computation from storage—optimistic rollups (Arbitrum, Optimism) with fraud proofs, Merkle/state roots, sequencers, and week-long finality windows plus exit liquidity (Hop, Across), versus zk-rollups using zero-knowledge validity proofs and zk-SNARKs (zkSync) for instant finality despite EVM compatibility and proving-cost challenges. The hosts argue data availability and universal fraud-detection incentives are the defining requirements of a true Layer 2 and predict zk-proofs will eventually dominate scaling across networks.
توضیحات اپیزود
اپیزود با یک مرور سریع بر قسمت قبل آغاز میشود؛ جایی که مثلث سهگانهی بلاکچین یعنی غیرمتمرکز بودن (Decentralization)، امنیت (Security) و مقیاسپذیری (Scalability) معرفی شد و این نکته که با بهبود یکی از اینها معمولاً باید دو مورد دیگر را تا حدی قربانی کرد. همچنین تأکید شد که مقایسهی بلاکچینها باید در بستر کارکرد (Functionality) آنها انجام شود و مثلاً نمیتوان لایه دوی اتریوم را از این جهت با خودِ اتریوم مقایسه کرد. در قسمت قبل دستهی اول راهکارها یعنی تغییر در لایهی منطق بلاکچین (افزایش سایز بلاک، بهینهسازی و شاردینگ) بررسی شده بود.
در بخش نخست این قسمت، دستهی دوم یعنی مقیاسپذیری از طریق تغییر مدل اجماع بررسی میشود. توضیح داده میشود که چرا Proof of Work کند است — چون همهی نودها باید تکتک تراکنشها و بلاکها را وریفای کنند و در اتریوم بهدلیل نیاز به بررسی تغییر استیت این کار سنگینتر است — و چگونه محدود کردن تعداد نودها در مدلهایی مانند Proof of Authority سرعت را بالا میبرد اما تمرکز را افزایش میدهد. سپس Proof of Stake، مفهوم Byzantine Fault Tolerance و آستانهی ۶۶٪، استفاده از کمیته و لیدربورد، مدل Delegated Proof of Stake (مانند ترون و EOS) و مدل اجماع بسیار سریع Avalanche با ایدهی Random Sampling معرفی میشوند. در پایان این بخش، به DLTها و ساختارهای مبتنی بر DAG بهعنوان مواردی که دیگر بلاکچینِ کنونیکال محسوب نمیشوند اشاره میشود.
بخش دوم اپیزود به راهکارهای لایه دومی اختصاص دارد؛ ایدهی استفاده از بلاکچین اصلی بهعنوان لایهی توافق (Settlement Layer) و انجام بقیهی تراکنشها در خارج از زنجیره. بحث از کانال پرداخت یکطرفه و شبکههای پرداخت (مانند لایتنینگ با راوتینگ مبتنی بر HTLC) شروع میشود، به استیتچنلها، سایدچینها (مانند xDai و استکس برای بیتکوین) و کامیتچینها (مانند Polygon) میرسد و در نهایت با معرفی دو مشکل بزرگ اکثر راهکارهای لایه دوم — یعنی در دسترس بودن اطلاعات (Data Availability) و مدل مشوقها — به رولآپها و تفاوت Optimistic Rollup و ZK-Rollup ختم میشود.
نکات اصلی بحثشده
تغییر مدل اجماع بهعنوان راهکار مقیاسپذیری
- Proof of Work کند است چون همهی نودها باید تمام تراکنشها و بلاکها را وریفای و ذخیره کنند؛ در اتریوم بهدلیل بررسی تغییر استیت این بار سنگینتر است.
- Proof of Authority: محدود کردن تعداد نودها (مثلاً حدود ۲۱ نود در Binance Smart Chain) سرعت را بالا و کارمزد را پایین میآورد، اما شبکه را متمرکز و پرمیشندار میکند.
- Proof of Stake بهتنهایی سرعت را بالا نمیبرد و حتی بهخاطر آستانهی ۶۶٪ (BFT) میتواند کندتر باشد؛ راهحل، استفاده از کمیته/لیدربورد و انتخاب رندوم اعضاست.
- Delegated Proof of Stake: تعداد محدودی ولیدیتور با رأیگیری انتخاب میشوند (ترون، EOS)؛ خطر اصلی، تمرکز رأی در دست صرافیها بهواسطهی دارایی کاربران است.
- Avalanche: فاینالیتی بسیار سریع با Random Sampling و چک کردن چندباره (حدود ۱۷ راوند برای هر بلاک).
- DLTها و ساختارهای DAG-محور، ساختارهای متفاوتی هستند و دیگر بلاکچینِ کنونیکال محسوب نمیشوند.
- از نظر تمرکز یک طیف داریم: PoA کاملاً متمرکز، DPoS نیمهمتمرکز، و PoS/PoW در سر دیگر طیف.
راهکارهای لایه دومی و شبکههای پرداخت
- استفاده از بلاکچین اصلی بهعنوان لایهی توافق (Settlement Layer) و انجام تراکنشها در خارج از زنجیره.
- کانال پرداخت یکطرفه: اولین ایده (منسوب به ساتوشی و ویتالیک)، اما یکطرفه بودن، زمان انتظار طولانی برای خروج پول و نیاز به کانال جدا برای هر طرف از مشکلات آن است.
- شبکههای پرداخت با HTLC امکان راوتینگ و پرداخت دوطرفه را فراهم میکنند و مدل تنبیه برای ارسال تراکنش/چک قدیمی دارند.
- لایتنینگ: راوتینگ آن بسیار مشابه شبکهی Tor است (Source-based Routing و انکریپشن پیازی/Onion)، در برابر IP Routing که Stateless است.
- بزرگترین مشکل لایتنینگ از نگاه گوینده: نیاز فروشندهها به ظرفیت دریافت و گرایش آنها به سمت هابهای خاص، که شبکه را به مدل سرویسمحور و غیرِپرمیشنلس نزدیک میکند؛ بهعلاوه لزوم آنلاین بودن هر دو طرف و دشواری بکاپ و مدیریت کانال.
استیتچنل، سایدچین و کامیتچین
- استیتچنلها: مفهومی مشابه پیمنتچنل اما با امکان اجرای عملیات EVM؛ کاربرد بیشتر در حوزهی بازی؛ مشکل اصلی، کامپوزیبیلیتی است.
- سایدچینها: یک بلاکچین جدا با یک بریج به زنجیرهی اصلی (مانند xDai با PoA)؛ استکس و RSK نمونههای سایدچین برای بیتکویناند که چیزی به کور بیتکوین اضافه نمیکنند.
- کامیتچینها (مانند Polygon/Matic): ثبت ولیدیتورها، تعهدات و روشهای تنبیه روی اتریوم انجام میشود، اما بهدلیل نبودِ Data Availability بیشتر شبیه سایدچین است تا یک لایه دوی واقعی.
- استیتچین برای بیتکوین (منسوب به وبن سمسون) امکان سواپ طرفِ کانال را میدهد، اما کاملاً تراستلس نیست و نیازمند اعتماد به یک انتیتی و مالتیسیگ ۲ از ۲ است.
مشکلات لایه دوم و ظهور رولآپها
- دو مشکل اصلی اکثر راهکارها: در دسترس بودن اطلاعات (Data Availability) و مدل مشوق/مسئولیت برای گزارش خطا (dispute).
- در پلاسما و پیمنتچنل مسئولیت گزارش خطا محدود است و انگیزهی بیرونی وجود ندارد؛ در کامیتچینهایی مانند Polygon انگیزه هست اما داده در دسترس نیست.
- رولآپها با جدا کردن محاسبات (Computation) از ذخیرهسازی، فشردهسازی تراکنشها و ثبت استیتروت (Merkle Root) روی بلاکچین این دو مشکل را حل میکنند؛ به آنها Hybrid Layer Two میگویند چون بخشی از داده روی لایهی یک ذخیره میشود.
Optimistic Rollup در برابر ZK-Rollup
- Optimistic Rollup: فرض پیشفرض بر درستی نودهاست؛ در صورت خطا هر کسی میتواند با ساخت مجدد استیت از روی داده و ارائهی Merkle Path، خطا را اثبات کند، فرد خطاکار اسلش (تنبیه) و گزارشدهنده پاداش میگیرد؛ اما دورهی چالش (حدود یک هفته) و فاینالیتی کند دارد (Arbitrum، Optimism).
- ZK-Rollup: استفاده از Zero-Knowledge Proof (Validity Proof / SNARK) برای اثبات درستی محاسبات بدون اجرای کامل آنها؛ فاینالیتی سریع و بدون نیاز به دورهی دیسپیوت؛ اما ساخت پروف پیچیده است، به سختافزار قوی برای سیکوینسر نیاز دارد و اجرای هر قرارداد هوشمند دلخواه دشوار است (مثال zkSync برای یونیسواپ).
- راهکار Exit Liquidity (مانند Hop و Connext) برای دور زدن زمان انتظار Optimistic Rollup.
- جمعبندی فنی: ZK-SNARK بر پایهی عملیات جبری خطی است اما عملیات EVM غیرخطی است و ترکیب این دو پیچیدگی زیادی ایجاد میکند.
نتیجهگیری
در این اپیزود تقریباً تمام راهکارهای مقیاسپذیری بهصورت کلی جمعبندی شد؛ از تغییر مدل اجماع تا راهکارهای لایه دومی و رولآپها. گویندهها بر این باورند که در نهایت شبکهها به سمت ZK-Proofها و ZK-Rollupها حرکت خواهند کرد و حتی بیتکوین نیز به این سمت خواهد رفت، چون زیبایی این راهکار در کریپتوگرافی آن است. در قسمتهای بعدی، هر یک از راهکارهای لایه دومی — از پیمنتچنلها گرفته تا لایتنینگ و رولآپها — بهصورت جداگانه و با جزئیات کامل بررسی خواهند شد.
لینک های این اپیزود:
-
توضیجات وبسایت اتریوم در مورد Rollup ها: https://ethereum.org/en/developers/docs/scaling/layer-2-rollups/
-
توضیحاتی در مورد شبکهی Polygon: https://finematics.com/polygon-commit-chain-explained/
-
اپیزود شیریاخط در مورد لایتنینگ : https://shiryakhat.net/2019/08/lightning-segwit.html
-
توضیحات جامع تیم پارادایم در مورد راهکار لایه دومی Optimism : https://research.paradigm.xyz/optimism
قسمتهای مرتبط
- مقیاسپذیری - قسمت اول — قسمت اول همین مجموعه که راهکارهای کلی مقیاسپذیری و مثلث سهگانه بلاکچین را معرفی کرد و این اپیزود مستقیماً ادامهی آن است.
- شبکه لایتنینگ - قسمت اول — لایتنینگ بهعنوان اولین راهکار لایه دوم و پیمنتچنلها در این اپیزود مطرح شد و بارها گفتند در اپیزودهای بعدی کامل بازش میکنند.
- شبکه لایتنینگ - قسمت دوم — ادامهی بررسی لایتنینگ و سناریوهای پیمنتچنل، راوتینگ و مشکلات هابها که در این اپیزود فقط کلیاتشان گفته شد.
- فورک بیتکوین و بحث بلاکسایز — در اپیزود صراحتاً به بحث بلاکسایز بهعنوان راهکار افزایش حجم بلاک ارجاع داده شد و رفرنس همان اپیزود را دادند.
- شبکه لایتنینگ - قسمت سوم — سومین بخش بررسی لایتنینگ که تکمیلکنندهی مباحث پیمنتنتورک و لایه دوم بیتکوین مطرحشده در این اپیزود است.
زمانبندی فصلها
- 00:00 خلاصه قسمتهای قبل
- 05:28 مقیاس پذیری از طریق تغییر مدل اجماع
- 07:35 مدل اجماع PoA
- 08:55 مدل اجماع PoS
- 11:46 مدل اجماع DPoS
- 14:27 مدل اجماع Avalanche
- 16:21 مدل اجماع DLT ها و بحثهای تکمیلی
- 21:21 مقیاس پذیری از طریق راهکارهای لایه دومی
- 25:05 کانالهای پرداخت یک طرفه
- 28:05 شبکههای پرداخت یا payment networks
- 34:38 مشکلات شبکه پرداخت یا شبکهی لایتنینگ
- 42:22 کانال های حالت یا state channels
- 44:57 کانالهای جانبی یا side chain ها
- 47:27 مدل commit chain هایی مانند Polygon
- 52:25 ها state-chain
- 53:47 مشکل در دسترس بودن داده
- 54:58 مشکل انگیزشی در dispute لایه دوم
- 59:50 پیدایش rollup ها و مزایای آن
- 01:07:29 ها و مزایا معایب آن optimistic -rollup
- 01:11:23 ها و مزایا معایب آن Zk-rollup
