ما هي ZK-Rollups؟ حل قابلية التوسع للطبقة الثانية

سباق قابلية التوسع في البلوكشين

مع الانتشار المتزايد لـالعملات الرقمية عالمياً، أصبح حل تحديات قابلية التوسع في شبكات البلوكشين أمراً حاسماً. عندما تتعرض شبكة البلوكشين للازدحام، تنخفض سرعات المعاملات بشكل كبير وترتفع الرسوم، ما يضر بتجربة المستخدم. لمواجهة هذا التحدي، طور مجتمع البلوكشين إطارين رئيسيين للحلول: حلول الطبقة الأولى وحلول الطبقة الثانية.

حلول الطبقة الأولى تعزز بنية البلوكشين الأساسية مباشرة عبر تطوير البروتوكول الرئيسي، ما يرفع الطاقة الاستيعابية. ويجسد مفهوم تقسيم السلسلة (Sharding) هذا النهج، إذ يقسم البلوكشين إلى أجزاء مستقلة لزيادة السعة وتمكين معالجة المعاملات بالتوازي.

حلول الطبقة الثانية تعمل فوق البلوكشين دون تعديل هيكله الأساسي. في هذه الطبقة، تُعالج المعاملات خارج السلسلة ثم تُجمع وترسل للسلسلة الرئيسية. تشمل التقنيات الرئيسية في هذا السياق قنوات الحالة (State Channels)، والسلاسل الجانبية (Sidechains)، والرول أب (Rollups). وتعد ZK-rollups نوعاً متخصصاً من الرول أب يعتمد على Zero-Knowledge Proofs للتحقق من صحة المعاملات.

ما هي ZK-Rollups؟

لفهم ZK-rollups بعمق، ينبغي إدراك مفهومين أساسيين: آلية عمل الرول أب عموماً، وميكانيكية Zero-Knowledge Proofs. يجتمع هذان العنصران لتقديم حل توسعي رائد يعزز قدرة البلوكشين على معالجة المعاملات بشكل كبير.

ما هي الرول أب؟

الرول أب آليات توسعية تجمع عدداً كبيراً من المعاملات وتُعالجها خارج السلسلة الرئيسية. بعد المعالجة، تسجل النتيجة المجمعة على السلسلة الأساسية. من خلال نقل الجزء الأكبر من المعاملات خارج السلسلة، تمنع الرول أب الازدحام وتسمح بحوسبة أسرع وأقل تكلفة.

هناك نوعان رئيسيان للرول أب حسب آلية التحقق:

Optimistic rollups تفترض صحة جميع المعاملات المجمعة بشكل تلقائي. قبل تثبيت هذه المعاملات على السلسلة، توجد فترة انتظار محددة تتيح للشبكة الاعتراض على أي معاملة مشكوك بصحتها. وقد اعتمدت المنصات الرائدة هذه التقنية لبساطتها في التنفيذ.

ZK-rollups تتحقق من صحة كل معاملة عبر براهين الصحة المعتمدة على Zero-Knowledge Proofs. رغم تعقيدها التقني أعلى، إلا أن ZK-rollups تلغي الحاجة لفترة الاعتراض وتوفر معالجة أسرع وأكثر كفاءة.

ما هي Zero-Knowledge Proofs؟

Zero-Knowledge Proofs (ZKPs) هي تقنيات تشفير متقدمة تتيح للمُثبِت إثبات صحة معلومة ما للمدقق دون كشف أي تفاصيل إضافية أو حساسة. هذه الآلية الثورية في التحقق تعزز خصوصية وأمان التعاملات الرقمية.

على ZKP أن يحقق ثلاثة معايير أساسية ليكون صحيحاً:

السلامة: إذا كانت المعلومة صحيحة وتصرف الطرفان بنزاهة، فإن البرهان يؤكد دائماً صحتها، ما يضمن الاعتراف السليم بالمعاملات الشرعية.

المتانة: تمنع الطرف غير النزيه من إقناع المدقق بصحة معلومة خاطئة، باستثناء حالات نادرة للغاية، ما يقي من الاحتيال والتزوير.

عدم المعرفة: يضمن أن المدقق، بعد التحقق، يعرف فقط صحة المعلومة دون الحصول على أي تفاصيل أخرى عنها، وهو أمر جوهري لحماية خصوصية البيانات.

تتم عملية ZKP عبر ثلاث مراحل:

في مرحلة الشاهد، يقدم المُثبِت معلومة سرية للمدقق لإثبات امتلاكه للبيانات دون كشفها مباشرة، من خلال إجابات على مجموعة من الأسئلة لا يعرفها إلا من يمتلك المعرفة الحقيقية.

في مرحلة التحدي، يختار المدقق أسئلة عشوائية، ما يمنع المُثبِت من التحضير لإجابات مزيفة.

في مرحلة الاستجابة، يجيب المُثبِت عن الأسئلة بدقة، مثبتاً أنه يملك المعلومة السرية.

كيف تعمل ZK-Rollups؟

تعتمد ZK-rollups على عنصرين معماريين متكاملين:

العقود الذكية على السلسلة تشكل الأساس للبروتوكول، حيث تحدد القواعد الكاملة للنظام، بما في ذلك العقدة الرئيسية لتخزين كتل الرول أب وتتبع ودائع المستخدمين وإدارة تحديثات الحالة، وعقدة المراجعة المسؤولة عن فحص Zero-Knowledge Proofs لجميع المعاملات المجمعة.

الآلات الافتراضية خارج السلسلة تنفذ المعاملات في الطبقة الثانية بشكل مستقل عن السلسلة الرئيسية، ما يتيح كفاءة المعالجة المتوازية دون تحميل الشبكة الأساسية.

ZK-rollups متصلة ارتباطاً وثيقاً بالسلسلة الرئيسية، لكنها تعمل على طبقة منفصلة، حيث يتم إرسال ملخصات مشفرة وآمنة بدلاً من تفاصيل جميع المعاملات، ما يحافظ على كفاءة الشبكة الأساسية.

مزايا وعيوب ZK-Rollups

ZK-rollups تقدم مزايا قوية إلى جانب بعض العيوب التي يجب أخذها بالاعتبار عند التطبيق.

مزايا ZK-Rollups

زيادة الطاقة الاستيعابية: تنقل ZK-rollups تنفيذ المعاملات إلى بيئة متخصصة وأكثر كفاءة، مما يرفع السعة بشكل ملحوظ.

انخفاض الازدحام: نقل المعاملات خارج السلسلة يسمح للعمليات على الطبقة الأولى بالمرونة، حيث تخزن العقد فقط Zero-Knowledge Proofs المجمعة، ما يقلل الحاجة للتخزين.

رسوم أقل: دمج العديد من المعاملات في برهان واحد يقلل التكلفة الإجمالية للشبكة.

حماية الأمان: يمكن للمستخدمين سحب أموالهم حتى في حال حدوث مشاكل تقنية في الشبكة، بعكس السلاسل الجانبية التي تعرض أموال المستخدمين للخطر عند الأعطال.

تقليل فترات التحقق: يكفي التحقق من براهين الصحة، ما يسرّع إنهاء المعاملات مقارنة بـ Optimistic rollups.

عيوب ZK-Rollups

التعقيد: تتطلب ZK-rollups معرفة متخصصة في التشفير والرياضيات، ما يجعلها أكثر صعوبة في التطوير والتشغيل من Optimistic rollups.

قيود الطبقة الأساسية: لا تزال ZK-rollups تعتمد على حدود البلوكشين الأساسي، ما قد يحد من أقصى إمكانيات التوسع.

تجزئة السيولة: يؤدي نقل النشاط إلى الطبقة الثانية إلى توزيع السيولة عبر بروتوكولات متعددة، ما يقلل من عمق السوق على السلسلة الأساسية ويعقد تنفيذ الصفقات الكبيرة.

Optimistic Rollups مقابل ZK-Rollups

يوضح الجدول التالي الفروقات الجوهرية بين هذين الحلين:

الخلاصة

تُعد قابلية التوسع بمثابة "الكأس المقدسة" لتقنية البلوكشين: إذ يجب أن يكون النظام سريعاً وسهل الاستخدام لتحقيق الانتشار الواسع. كل من Optimistic وZK-rollups يقدمان حلولاً عملية للعقبات التقنية التي أعاقت تبني العملات الرقمية.

ZK-Rollups، المعتمدة على التشفير بعدم المعرفة، توفر معاملات أسرع، وتقلل ازدحام الشبكة، وتقدم أماناً رياضياً متيناً. ورغم ارتفاع تعقيدها التقني، فإنها تحمل إمكانات هائلة لتحويل قابلية التوسع في البلوكشين. على كل من يهتم بمستقبل العملات الرقمية والتمويل اللامركزي أن يفهم ZK-rollups وآلياتها وتأثيرها على القطاع. مع استمرار السعي لتحسين أداء البلوكشين وتوسيع انتشاره، حان الوقت للتعرّف على الرول أب—وخاصة ZK-rollups—ووعودها الثورية لمستقبل لامركزي.

الأسئلة الشائعة

ما هو الرول أب وما الغرض منه؟

الرول أب هو حل توسع يجمع العديد من المعاملات في معاملة واحدة، ما يخفض التكاليف ويزيد السرعة. يُستخدم لتعزيز أداء البلوكشين مع الحفاظ على الأمان اللامركزي.

ما هي الرول أب في قطاع الأعمال؟

الرول أب حلول توسع للبلوكشين تجمع عدة معاملات في دفعة واحدة لتقليل التكاليف وزيادة السرعة. تُعالج المعاملات خارج السلسلة ويُتحقق منها لاحقاً، ما يعزز كفاءة الشبكات اللامركزية.

ما معنى رول أب؟

الرول أب هو حل توسع يجمع معاملات متعددة في معاملة واحدة، ما يقلل التكاليف ويرفع سرعة الشبكات المبنية على البلوكشين. هناك نوعان رئيسيان: Optimistic rollups وZero-Knowledge rollups.

كيف تعمل الرول أب كاستراتيجية استثمارية؟

تجمع الرول أب عدة معاملات في دفعة واحدة، ما يقلل التكاليف ويزيد القدرة الاستيعابية. يستفيد المستثمرون من المشاريع التي تعتمد هذه التقنية، حيث تعزز قابلية التوسع وتحسن العوائد على المدى الطويل.

ما هي مزايا وعيوب الرول أب؟

المزايا: رسوم معاملات أقل، سرعات أعلى، وتحسين قابلية التوسع. العيوب: الاعتماد على السلسلة الرئيسية للأمان وارتفاع التعقيد التقني للمستخدمين.