بررسی پروتکل‌ها و شبکه‌های بلاکچینی مبتنی بر معماری ماژولار

در این مقاله، به تحلیل نرم‌افزارها و پروتکل‌های مرتبط با بلاکچین‌های ماژولار می‌پردازیم. در هر بخش، شباهت‌ها و تفاوت‌های این سیستم‌ها با نمونه‌های مشابه بررسی می‌شود تا درک بهتری از عملکردشان به دست آید. همچنین، به معماری این نوع بلاکچین‌ها و عملکرد شبکه سلستیا (Celestia) به‌عنوان یکی از پروژه‌های برجسته پرداخته می‌شود. در پایان، لایه‌های مختلف این ساختار و نقش رول‌آپ‌ها در آن مورد ارزیابی قرار می‌گیرد.

 

آشنایی با معماری بلاکچین‌های ماژولار

ابتدا باید با مفاهیم پایه این فناوری آشنا شویم و سپس بلاکچین‌های یکپارچه را با نوع ماژولار مقایسه کنیم. در نهایت، لایه‌های گوناگون این شبکه‌ها را تشریح خواهیم کرد. تعریف دقیق بلاکچین ماژولار از این قرار است: سیستمی قطعه‌ای که امکان استفاده مستقل از بخش‌هایش، مانند لایه امنیت، لایه داده، و لایه اجرای تراکنش‌ها، برای ساخت زنجیره‌های جداگانه را فراهم می‌کند. این نوع بلاکچین مزایایی مثل امنیت توزیع‌شده، راه‌اندازی زنجیره‌های جدید بدون نیاز به مکانیزم اجماع اختصاصی، و افزایش مقیاس‌پذیری بدون وابستگی به سخت‌افزار نودها را به همراه دارد.
در بلاکچین‌های یکپارچه، این سه لایه در یک سیستم واحد ادغام شده‌اند، اما در مدل ماژولار، هر بخش به‌صورت مستقل عمل می‌کند. برای فهم بهتر، ابتدا باید با معماری ماژولار و شبکه‌هایی که از این روش بهره می‌برند، آشنا شویم.

 

مفهوم معماری ماژولار

معماری ماژولار شامل مجموعه‌ای از اجزای استاندارد است که با هم ترکیب می‌شوند تا یک سرویس کامل ارائه دهند. این اجزا می‌توانند به شکل‌های مختلف کنار هم قرار گیرند تا نیازهای خاصی را برآورده کنند. اصطلاح ماژولاسیون در مخابرات نیز به ترکیب موج‌ها بر روی هم اشاره دارد که مفهومی مشابه را منتقل می‌کند.

 

تفاوت بلاکچین‌های یکپارچه با معماری ماژولار

برای شناخت بهتر بلاکچین‌های ماژولار، ابتدا باید تفاوت آن‌ها با پروتکل‌های دیگر و نرم‌افزارهای قطعه‌ای را مشخص کنیم. نکته کلیدی این است که استفاده از نرم‌افزار ماژولار به‌تنهایی، یک بلاکچین را ماژولار نمی‌کند. ممکن است بلاکچینی از نرم‌افزار ماژولار استفاده کند، اما همچنان در ثبت تراکنش‌ها و اجماع مستقل عمل کند.
برای مثال، کازموس با پروتکل تندرمینت کار می‌کند، اما معماری ماژولار ندارد. همچنین، AVAX C-Chain هر سه وظیفه (امنیت، داده، اجرا) را خود بر عهده دارد؛ بنابراین کازموس جزو بلاکچین‌های ماژولار محسوب نمی‌شود. نرم‌افزارهای ماژولار، امکانات سیستم را به‌صورت جداگانه ارائه می‌دهند تا کاربر فقط از بخش‌های موردنیاز استفاده کند.

 

مقایسه بلاکچین‌های سنتی با شبکه‌های قطعه‌ای

تشخیص یک شبکه ماژولار از پروتکل سنتی با بررسی نقش هر بخش امکان‌پذیر است. برای نمونه، سلستیا صرفاً وظیفه تأمین و ذخیره داده‌ها را به‌صورت تخصصی بر عهده دارد. در این مدل، لایه‌های اجرایی و پرداخت روی سلستیا پیاده‌سازی می‌شوند تا فقط از ظرفیت ذخیره‌سازی آن استفاده کنند. رول‌آپ‌هایی مثل آربیتروم و ZKSync نیز همین عملکرد را دارند؛ این سیستم‌ها اجرای تراکنش‌ها را مدیریت می‌کنند، اما برای اجماع و ثبت نهایی به اتریوم وابسته‌اند. به همین دلیل، این پروژه‌ها در دسته بلاکچین‌های ماژولار قرار می‌گیرند.

 

اپلیکیشن‌های مبتنی بر معماری ماژولار

برای تحلیل دقیق‌تر، ابتدا روند شکل‌گیری اپلیکیشن‌های بلاکچینی را بررسی می‌کنیم. بیشتر اپلیکیشن‌های غیرمتمرکز (Dapps) روی ماشین مجازی اتریوم (EVM) ساخته می‌شوند، زیرا این پلتفرم طی سال‌ها پاسخگوی نیازها بوده است. اما با معرفی Cosmos SDK و موتور تندرمینت، امکان ساخت اپلیکیشن‌های مستقل روی زنجیره‌های اختصاصی فراهم شده است.
در ادامه، ساختار کازموس را با مدل نوین سلستیا مقایسه می‌کنیم تا تفاوت‌ها روشن‌تر شود.

 

معماری بلاکچین کازموس چگونه است؟

در اکوسیستم کازموس، به‌جای ساخت اپلیکیشن‌ها روی یک بلاکچین واحد، زنجیره‌های اختصاصی برای هر اپلیکیشن طراحی می‌شود. توسعه‌دهندگان می‌توانند Dapps را به‌صورت بلاکچین مستقل بسازند و تنها باید نوع تراکنش‌ها و به‌روزرسانی‌ها را مشخص کنند. این روش، سرعت و مقیاس‌پذیری را بهبود می‌بخشد. با این حال، کازموس یک اکوسیستم یکپارچه است و با بلاکچین‌های ماژولار تفاوت دارد.

 

اجزای شبکه Celestia

سلستیا رویکرد متفاوتی را با ارائه ساختار ماژولار برای اپلیکیشن‌های زنجیره‌ای دنبال می‌کند. این شبکه لایه‌ای برای ذخیره داده‌های بلاکچین‌ها، از جمله رول‌آپ‌ها، فراهم می‌کند. با جداسازی اجماع و اجرای قراردادهای هوشمند، نیازی به ذخیره تمام داده‌های درون‌زنجیره‌ای نیست؛ فقط داده‌های اجماع و ثبت اطلاعات حفظ می‌شوند. سلستیا به‌عنوان لایه داده، امکان ساخت لایه‌های اجماع و قراردادهای هوشمند را برای توسعه‌دهندگان مهیا می‌کند. این زنجیره‌ها باید داده‌های خود را روی سلستیا منتشر کنند، که امنیت بالا و وابستگی کم به اعتماد را به دنبال دارد.
بلاکچین‌های ماژولار از سه بخش اصلی تشکیل می‌شوند: لایه اجماع، لایه داده، و لایه اجرای تراکنش‌ها.

 

عملکرد لایه ذخیره‌سازی داده‌ها

این لایه با دانلود بخش کوچکی از هر بلاک، صحت داده‌ها را تضمین می‌کند. باید قادر به شناسایی تقلب و در صورت نیاز، از سرگیری فرآیند ثبت باشد. رول‌آپ‌ها برای امنیت خود به این لایه وابسته‌اند. برخلاف همکاری زنجیره‌ها با داده‌های محدود و فرض درستکاری نودها، سلستیا این فرض را کنار گذاشته و فقط روی اجماع و ذخیره تمرکز دارد، که امکان ساخت سیستم بین‌زنجیره‌ای امن را فراهم می‌کند. وظیفه اصلی لایه داده، محافظت از اطلاعات است، نه تسویه یا اجرای قراردادها.

 

چرا رول‌آپ‌ها به لایه پرداخت نیاز دارند؟

لایه پرداخت، ارتباط مطمئن بین زنجیره‌ها را برقرار می‌کند و نیاز به اعتماد را کاهش می‌دهد. تسویه‌ها از طریق قرارداد هوشمند در این لایه انجام می‌شود. رول‌آپ‌ها معمولاً از اتریوم به‌عنوان لایه پرداخت استفاده می‌کنند، اما این روش به دلیل محدودیت ظرفیت و تمرکز اتریوم روی قراردادهای هوشمند، ایده‌آل نیست. یک لایه پرداخت مناسب باید برای انتقال دارایی‌ها و تعامل رول‌آپ‌ها طراحی شود و سایر اپلیکیشن‌ها را به استفاده از آن ترغیب کند. این لایه با رول‌آپ‌های اجرایی برای ساده‌سازی فرآیندها همکاری می‌کند.

 

جایگاه رول‌آپ‌ها در بلاکچین‌های ماژولار

در این سیستم، تراکنش‌ها با سرعت و مقیاس بالا تأیید می‌شوند و لایه میانی (پرداخت) به‌صورت یک رول‌آپ مجزا عمل می‌کند. در بلاکچین‌های سنتی، اجماع و اجرای قراردادها در یک لایه انجام می‌شود، اما سلستیا این دو را جدا کرده تا توسعه‌دهندگان داده‌های اجرایی را روی آن ذخیره کنند. داده‌های تراکنش‌ها روی بلاکچین اختصاصی باقی می‌مانند و بهینه‌سازی‌ها روی آن‌ها اعمال می‌شود.
بخش اجرای قرارداد شامل زنجیره‌های مبتنی بر EVM یا SDK کازمس است. رول‌آپ‌ها با تأیید تراکنش‌ها در لایه اول، شرایط بهتری برای کاربران و توسعه‌دهندگان فراهم می‌کنند. سلستیا نقش لایه داده و EVMOS نقش لایه پرداخت و اجرای قراردادها را بر عهده دارد، که مقیاس‌پذیری بالایی را ممکن می‌کند.

 

استقلال بلاکچین‌های ماژولار

یکی از مزیت‌های اصلی، تقسیم حاکمیت در بخش‌های مختلف شبکه است. هر اپلیکیشن می‌تواند سیستم مدیریتی مستقل داشته باشد و مشکلات یک برنامه، دیگر بخش‌ها را تحت تأثیر قرار نمی‌دهد. در گذشته، هک یک برنامه در اتریوم و از دست رفتن دارایی‌ها تنها با هاردفورک و تأیید جامعه قابل بازیابی بود که به اعتماد کاربران آسیب می‌زد. اما در سلستیا، رول‌آپ‌ها به‌صورت مستقل فورک می‌شوند، بدون نیاز به تغییر کل شبکه. این برخلاف اتریوم است که برای فورک رول‌آپ‌ها به تغییر کل بلاکچین نیاز دارد.
در مقابل، سابنت‌های Avalanche به‌طور کامل مستقل عمل می‌کنند، اما همه زنجیره‌های مبتنی بر نرم‌افزار ماژولار، ماژولار نیستند؛ ماژولار بودن به تفکیک کامل و استفاده مستقل از اجزا وابسته است.

 

آیا بلاکچین‌های ماژولار آینده مقیاس‌پذیری را تضمین می‌کنند؟

مقیاس‌پذیری همیشه دغدغه اصلی توسعه‌دهندگان بلاکچین بوده است. افزایش کاربران و تراکنش‌ها، ترافیک شبکه‌های سنتی را بالا برده و کارایی را کاهش داده است. بلاکچین‌های ماژولار برای حل این مشکل طراحی شده‌اند. با جداسازی مسئولیت‌ها بین لایه‌های اجماع، داده، و اجرا، بار پردازشی متمرکز نمی‌شود و هر لایه به‌طور مستقل بهینه می‌شود. این امکان را می‌دهد که بدون تغییر کل شبکه، فقط لایه موردنیاز بهبود یابد.
رول‌آپ‌ها و زنجیره‌های جانبی روی این بلاکچین‌ها به‌صورت جداگانه توسعه می‌یابند و سرعت پردازش را افزایش می‌دهند، بدون تهدید امنیت لایه اجماع. پروژه‌هایی مثل سلستیا و کازموس به‌عنوان پیشگامان، راه‌حل‌های امیدوارکننده‌ای برای مقیاس‌پذیری ارائه کرده‌اند و کارشناسان معتقدند مدل ماژولار می‌تواند آینده پایداری برای بلاکچین‌ها رقم بزند.