در سالهای اخیر، رشد بیسابقه بلاکچین و برنامههای غیرمتمرکز، نیاز به زیرساختهایی انعطافپذیرتر و مقیاسپذیرتر را بهوضوح نشان داده است. اگرچه در گذشته تمرکز اصلی توسعهدهندگان بر ساخت شبکههای لایه اول مانند بیتکوین و اتریوم بود، اما محدودیتهایی مانند مقیاسپذیری، تعاملپذیری بین زنجیرهها و کارمزدهای بالا، راه را برای تولد یک لایه عمیقتر و بنیادیتر باز کرد: لایه صفر یا Layer 0.
برخلاف تصور رایج، لایه صفر نه صرفاً یک پروتکل بلاکچینی دیگر، بلکه بستر مشترکی است که امکان ساخت چندین بلاکچین مستقل اما هماهنگ را فراهم میکند. این لایه به جای تمرکز بر اجرای تراکنشها، نقش «ستون فقرات ارتباطی و ساختاری» اکوسیستم بلاکچین را ایفا میکند. در این مقاله از بلاگ کیف پول من با مفهوم لایه صفر، تفاوت آن با سایر لایهها و همچنین معروفترین پروتکلهای Layer 0 آشنا خواهیم شد.
لایههای مختلف در معماری بلاکچین و نقش هر یک در توسعه شبکههای غیرمتمرکز
بلاکچین تنها یک دفتر کل توزیعشده ساده نیست، بلکه اکوسیستمی چندلایه و پیچیده است که هر بخش آن وظایف مشخصی بر عهده دارد. برای درک بهتر عملکرد یک شبکه بلاکچینی و نحوه رشد و مقیاسپذیری آن، شناخت این لایهها ضروری است. ساختار کلی بلاکچین به چهار لایه اصلی تقسیم میشود: لایه 0، لایه 1، لایه 2 و لایه 3.
لایه صفر (Layer 0)؛ زیرساخت بنیادین و شبکه ارتباطی
لایه صفر پایهگذار ساختار کلی بلاکچین است؛ جایی که شبکه، سختافزار، ارتباطات بینزنجیرهای و پروتکلهای زیرین تعریف میشوند. این لایه امکان تعامل چندین بلاکچین مختلف را فراهم کرده و زیربنای شبکههای لایه اول را تشکیل میدهد. پروژههایی مانند Polkadot و Cosmos در این لایه فعالیت میکنند و هدفشان ایجاد قابلیت همکاری بین زنجیرهها و بهبود مقیاسپذیری سطح پایین است.
لایه اول (Layer 1)؛ لایه پایه بلاکچینها
در این لایه، ما با خود پروتکل اصلی بلاکچین روبهرو هستیم؛ جایی که الگوریتمهای اجماع مانند اثبات کار (PoW) یا اثبات سهام (PoS)، ساختار دادهها، قوانین اعتبارسنجی و امنیت کلی شبکه پیادهسازی میشوند. بیتکوین، اتریوم و لایتکوین نمونههایی از شبکههای لایه اول هستند. تمامی تراکنشها در این لایه پردازش شده و نودهای اعتبارسنج، صحت آنها را تایید میکنند.
لایه دوم (Layer 2)؛ راهحلهای مقیاسپذیری خارج از زنجیره اصلی
با رشد کاربران و افزایش تعداد تراکنشها، بسیاری از شبکههای لایه اول با مشکل ازدحام و کارمزد بالا مواجه شدند. اینجاست که لایه دوم وارد عمل میشود. در لایه ۲، پروتکلهایی طراحی شدهاند که بر بستر لایه اول کار میکنند اما بسیاری از تراکنشها را خارج از زنجیره اصلی پردازش کرده و فقط نتایج نهایی را در لایه اول ثبت میکنند. راهکارهایی مانند شبکه لایتنینگ بیتکوین و Optimistic Rollups برای اتریوم، نمونههایی از فناوریهای این لایه هستند که سرعت و کارایی شبکه را بهطور چشمگیری افزایش میدهند.
لایه سوم (Layer 3)؛ لایه اپلیکیشن و تعامل کاربر
آخرین لایه، جایی است که بلاکچین به کاربران نهایی میرسد. لایه سوم شامل برنامههای غیرمتمرکز (DApps)، قراردادهای هوشمند، بازار NFT، پروژههای دیفای، سیستمهای رایگیری دیجیتال، پلتفرمهای هویت غیرمتمرکز و دیگر خدمات کاربردی بلاکچین میشود. در این لایه، توسعهدهندگان با استفاده از زیرساخت ایمن و غیرمتمرکز لایههای زیرین، اپلیکیشنهایی میسازند که مستقیماً با کاربران تعامل دارند و تجربهای ملموس از فناوری بلاکچین ارائه میدهند.
در نهایت ساختار چندلایه در بلاکچین نهتنها موجب تقسیم وظایف و بهینهسازی عملکرد شبکه میشود، بلکه مسیر توسعه سریعتر، مقیاسپذیرتر و کاربرپسندتری را نیز برای این فناوری نوظهور فراهم میکند. از زیرساختهای بنیادی لایه صفر تا اپلیکیشنهای کاربردی لایه سوم، هر بخش نقشی کلیدی در شکلگیری آینده غیرمتمرکز اینترنت دارد.
چرا به لایه صفر در بلاک چین نیاز داریم؟
با گسترش روزافزون برنامههای غیرمتمرکز و ورود سرمایههای کلان به دنیای بلاکچین، فشار فزایندهای بر شبکههای لایه اول وارد شده است؛ شبکههایی که به دلیل طراحی یکپارچه، همزمان باید بار اجرا، اجماع و ذخیرهسازی داده را به دوش بکشند. همین معماری متمرکز باعث شده است که توسعهدهندگان و کاربران با چالشهایی جدی روبهرو شوند؛ از هزینههای سرسامآور گس در شبکههایی مانند اتریوم گرفته تا اختلالهای مکرر در بلاکچینهایی نظیر سولانا.
در واقع، شبکههای Layer 1 اغلب ناچارند میان سه مؤلفه اصلی فناوری بلاکچین، یعنی مقیاس پذیری، تمرکززدایی و امنیت، یکی را فدای دیگری کنند. این وضعیت که به معضل سهگانه بلاکچین معروف است، مانعی بزرگ بر سر راه دستیابی به یک شبکه ایدهآل و متوازن ایجاد میکند. از سوی دیگر، توسعهدهندگان نیز در چنین بستری آزادی عمل محدودی دارند؛ چرا که امکان تغییر یا بهینهسازی مکانیزمهای اجماع یا مدلهای مشوقی در اختیارشان نیست و وابستگی آنها به زیرساخت بلاکچین مادر، گریزناپذیر است.
اینجاست که لایه صفر یا Layer 0 وارد میدان میشود. این لایه با فراهم کردن یک چارچوب زیربنایی منعطف و ماژولار، امکان ساخت بلاکچینهای مستقل را فراهم میکند؛ زنجیرههایی که میتوانند متناسب با نیاز خود، اجماع، ساختار داده و سیستم تشویقی دلخواهشان را طراحی و پیادهسازی کنند. با بهرهگیری از لایه صفر، وابستگی به معماری محدود لایه اول کاهش یافته و فضا برای توسعه بلاکچینهای قابلسفارشیسازی که در عین حال مقیاسپذیر، ایمن و غیرمتمرکز هستند، مهیا میشود. این همان تحولی است که اکوسیستم بلاکچین برای عبور از محدودیتهای فعلی و ورود به نسل بعدی اینترنت غیرمتمرکز به آن نیاز دارد.
لایه صفر چیست و چگونه مشکل سهگانه بلاکچین را حل میکند؟
در قلب تحولات نسل سوم وب، لایه صفر (Layer 0) به عنوان زیرساختی نوین و بنیادی برای ساخت و توسعه بلاکچینهای سفارشی، نقش پررنگی ایفا میکند. برخلاف لایه اول که خود یک بلاکچین واحد با معماری یکپارچه است، لایه صفر بستری برای راهاندازی چندین بلاکچین مستقل فراهم میسازد؛ زنجیرههایی که بهرغم اتصال به یک شبکه پایه، استقلال کامل در طراحی و پیادهسازی دارند. این رویکرد تحولآفرین نه تنها ظرفیت توسعه برنامههای غیرمتمرکز را گسترش میدهد، بلکه امکان مقابله با چالش تاریخی بلاکچینها یعنی معضل سهگانه «مقیاسپذیری، امنیت و تمرکززدایی» را نیز ممکن میسازد.
مقیاسپذیری: عبور از محدودیتهای ساختاری با تخصیص وظایف
یکی از اصلیترین محدودیتهای بلاکچینهای کلاسیک، ناتوانی در ترکیب بهینه سه عنصر کلیدی است. شبکههای سنتی مجبورند بین مقیاسپذیری، تمرکززدایی و امنیت، یکی را قربانی کنند. مثلاً تمرکز بر مقیاسپذیری، میتواند منجر به تمرکز بیشتر شود، در حالی که امنیت بیشتر ممکن است سرعت و توان عملیاتی را کاهش دهد.
لایه صفر این چالش را با تفکیک وظایف بین بلاکچینهای مختلف حل میکند. بهجای قرار دادن تمام عملیات در یک شبکه، میتوان وظایف مربوط به اجرای تراکنشها، اجماع و ذخیرهسازی داده را به بلاکچینهای تخصصی جداگانه سپرد. این مدل ماژولار به توسعهدهندگان اجازه میدهد تا بلاکچینی با تمرکز بر سرعت و عملکرد بالا برای اپلیکیشنهایی مانند صرافیهای غیرمتمرکز یا بازیهای درآمدزا بسازند، در حالی که یک زنجیره دیگر با تمرکز بر اجماع نهایی و امنیت، نقش ستون فقرات کل سیستم را ایفا میکند.
لایه صفر همچنین با افزایش توان عملیاتی شبکه (Throughput)، مقیاسپذیری عملی بلاکچینها را ممکن میکند. برخلاف توجه صرف به تعداد تراکنشهای قابل انجام در هر ثانیه (TPS)، توان عملیاتی تعداد کل تراکنشهایی را که شبکه میتواند همزمان پردازش کند، اندازهگیری میکند که عامل کلیدی در مقیاسپذیری واقعی است.
انعطافپذیری: بلاکچینی مطابق میل شما
یکی از ویژگیهای متمایز لایه صفر، فراهمسازی بستر ایجاد بلاکچینهای کاملاً سفارشی است. در این مدل، توسعهدهنده میتواند بر اساس اهداف پروژه، ساختار اجماع، نحوه صدور توکن (تورمی یا ضدتورمی)، سطح تمرکززدایی، مدل حاکمیتی و حتی عمومی یا خصوصی بودن شبکه را تعیین کند. در این ساختار، نودهای اعتبارسنج مختص به هر زنجیره عمل کرده و دیگر نیازی به وابستگی به نودهای یک شبکه مرکزی نیست. ابزارهای توسعه مانند SDKها نیز فرایند ساخت و استقرار زنجیره را تا حد زیادی ساده کردهاند، بهطوریکه راهاندازی یک بلاکچین جدید، تفاوت زیادی از نظر پیچیدگی با راهاندازی یک برنامه غیرمتمرکز روی یک شبکه لایه اول ندارد. این سطح از انعطافپذیری، راه را برای ظهور اکوسیستمهای منحصر بهفرد و بلاکچینهایی با ویژگیهای خاص هموار میسازد.
تعاملپذیری: پلهای ارتباطی بین زنجیرهای
یکی از موانع رشد اکوسیستم بلاکچین در سالهای گذشته، عدم توانایی زنجیرهها در ارتباط مؤثر با یکدیگر بوده است. لایه صفر این مشکل را با پیادهسازی پروتکلهای ارتباطی میانزنجیرهای برطرف میکند. این پروتکلها نه تنها انتقال دارایی بین زنجیرهها را تسهیل میکنند، بلکه امکان تبادل داده و تعامل بین ماشینهای لایه صفر و لایه یک را نیز فراهم میسازند.
به عنوان مثال، پروتکل IBC در شبکه کازماس (Cosmos) به بلاکچینهای مستقلی به نام Zone اجازه میدهد از طریق یک هاب مرکزی، دادهها و توکنها را بهصورت ایمن و غیرمتمرکز با یکدیگر رد و بدل کنند. نمونه دیگر، هورایزن (Horizon) است که با بهرهگیری از پروتکل CCTP، تعامل و انتقال ارزش میان زنجیرههای جانبی و زنجیره اصلی را ممکن کرده است. این تعاملپذیری در لایه صفر، یادآور ایجاد بزرگراههایی بین شهرهای مستقل است؛ راههایی که رشد اقتصادی و تبادل اطلاعات را برای کل اکوسیستم ممکن میسازند.
در نتیجه لایه صفر با تبدیل شدن به سکوی پایهای برای توسعه بلاکچینهای مستقل، به نقطه عطفی در مسیر پیشرفت وب ۳ بدل شده است. این لایه نه تنها پاسخ روشنی برای چالشهای لایه اول ارائه میدهد، بلکه با ارائه امکاناتی مانند مقیاسپذیری بالا، انعطافپذیری بینظیر و تعاملپذیری بین زنجیرهای، زیرساختی آماده برای آیندهای غیرمتمرکز، هوشمند و مقیاسپذیر را فراهم میکند. بلاکچینهای آینده، بهجای رقابت، روی همکاری و ارتباط با یکدیگر متمرکز خواهند شد و لایه صفر ستون اصلی این تحول خواهد بود.
اجزای حیاتی پروتکلهای لایه صفر و نقش آنها در خلق اکوسیستم بلاک چینی چندزنجیرهای
پروتکلهای لایه صفر (Layer 0) بهعنوان پایهایترین سطح معماری در فضای بلاک چین، زیربنای ایجاد و رشد شبکههایی هستند که تمرکز بر مقیاسپذیری، تعاملپذیری و توسعه انعطافپذیر دارند. برخلاف لایههای بالاتر که عموماً درگیر تعامل مستقیم کاربران یا اجرای قراردادهای هوشمند هستند، لایه صفر زیرساختی برای خلق بلاک چینهای مستقل است؛ چیزی شبیه به بستری که توسعهدهندگان میتوانند در آن اکوسیستمهای زنجیرهای اختصاصی خود را بنا کنند. این ساختار به بلاک چینها اجازه میدهد بدون تکیه کامل به شبکههای موجود، مسیری مستقل و سفارشی را در پیش بگیرند. اما سؤال مهم این است که پروتکلهای Layer 0 چگونه کار میکنند و اجزای اصلی آنها چیست؟
برای دستیابی به عملکرد بهینه، هر بلاک چین لایه صفر از سه جزء کلیدی تشکیل شده است که در کنار یکدیگر، امکان ساخت اکوسیستمهای چند زنجیرهای، توزیع مناسب وظایف و حفظ امنیت و سرعت را فراهم میسازند: زنجیره اصلی (Main Chain)، زنجیرههای جانبی (Sidechains) و پروتکلهای ارتباط بین زنجیرهای (Cross-Chain Protocols). این سه مؤلفه، ستونهای معماری شبکهای را تشکیل میدهند که از آن میتوان برای توسعه بلاک چینهای تخصصی، مقیاسپذیر و تعاملپذیر استفاده کرد.
زنجیره اصلی: ستون فقرات امنیت و اجماع
زنجیره اصلی که در بسیاری از پروتکلهای لایه صفر با عنوان زنجیره رله نیز شناخته میشود، بهمنزله مرکز ثقل شبکه عمل میکند. این زنجیره محل اجرای الگوریتمهای اجماع و ثبت تاریخچه تراکنشهای زنجیرههای مختلف است. بهعبارتی، لایه صفر با نگهداری دادههای حیاتی مربوط به زنجیرههای متصل، نقش دفترکل جهانی و ایمن را ایفا میکند. همین ویژگی است که امکان اتکای زنجیرههای دیگر به قدرت امنیتی و سازوکار تصمیمگیری این لایه را فراهم میسازد.
زنجیرههای جانبی: بستر توسعه بلاک چینهای سفارشی
زنجیرههای جانبی یا سایدچینها، همان شبکههای لایه اولی هستند که بهصورت مستقل بر بستر لایه صفر ساخته میشوند. این زنجیرهها غالباً توسط توسعهدهندگان طراحی شده و بهگونهای پیکربندی میشوند که بتوانند بهصورت تخصصی پاسخگوی نیازهای خاص برنامههای غیرمتمرکز باشند. مهمترین مزیت سایدچینها، امکان بهرهگیری از مکانیزمهای اجماع مستقل و سفارشی است. این یعنی هر توسعهدهنده میتواند بر اساس اهداف پروژهاش، بین گزینههایی مثل تمرکززدایی، سرعت یا امنیت، اولویتبندی کند. همچنین، این سایدچینها میتوانند بخشی از امنیت خود را از زنجیره اصلی وام بگیرند که منجر به صرفهجویی در منابع و تمرکز بیشتر بر مقیاسپذیری میشود.
پروتکلهای بین زنجیرهای: راهکار تعامل مؤثر بین بلاک چینها
جزء سوم از معماری لایه صفر، پروتکلهایی هستند که ارتباط بین زنجیرهها را تسهیل میکنند. این پروتکلها به سایدچینها اجازه میدهند تا دادهها، توکنها و دیگر اطلاعات حیاتی را میان یکدیگر تبادل کنند، بدون آنکه بهصورت مستقیم روی یک شبکه باشند. این قابلیت تعامل متقابل باعث میشود اپلیکیشنها بتوانند در عین حفظ تمرکز بر عملکرد تخصصی خود، به منابع و کاربران دیگر شبکهها نیز دسترسی داشته باشند.
برای مثال، یک بازی بلاک چینی روی یک سایدچین خاص میتواند از توکنها یا دادههای یک برنامه مالی غیرمتمرکز روی زنجیرهای دیگر استفاده کند، بدون نیاز به جابهجایی دستی یا پلهای پیچیده. این ساختار به توسعهدهندگان قدرت خلق سیستمهای ماژولار و متصل را میدهد، جایی که هر بخش میتواند بر اساس اهداف خودش طراحی شود اما همچنان در یک اکوسیستم هماهنگ فعالیت کند.
برترین بلاکچینهای لایه صفر؛ ستون فقرات اکوسیستمهای غیرمتمرکز
در ساختار چندلایه بلاکچین، لایه صفر نقشی بنیادین و زیرساختی دارد. برخلاف لایه اول که خود مستقیماً میزبان قراردادهای هوشمند و اپلیکیشنهای غیرمتمرکز است، لایه صفر بستر ارتباطی میان بلاکچینها و مقیاسپذیری در سطحی کلان را فراهم میسازد. این لایه زمینهای را برای تعامل میان شبکههای مختلف، ایجاد شاردهای مستقل و پیادهسازی بلاکچینهای جدید بدون نیاز به ساخت همهچیز از صفر فراهم میکند. در این مقاله با پنج مورد از شناختهشدهترین بلاکچینهای لایه صفر آشنا میشویم که هر یک با ویژگیهای خاص خود، تحول بزرگی در معماری غیرمتمرکز به وجود آوردهاند.
ونوم (Venom)؛ همزیستی قدرت و انعطاف
ونوم یکی از پیشرفتهترین پروژههای لایه صفر است که با تأکید بر امنیت، مقیاسپذیری و قابلیت تطبیق بالا طراحی شده است. توانایی این شبکه در پردازش همزمان تا یک میلیون تراکنش در ثانیه، آن را به گزینهای ایدهآل برای میزبانی از اپلیکیشنهای بزرگ تبدیل کرده است.
ساختار منحصربهفرد سهلایهای ونوم شامل
- مسترچین ها: زنجیرههای اصلی مبتنی بر الگوریتمهای ترکیبی PoS و BFT،
- ورکچینها: بلاکچینهایی تخصصی برای کاربردهای متنوع،
- شاردچین ها: زنجیرههای خرد شده برای افزایش انعطافپذیری شبکه،
باعث شده این بلاکچین در عین پیچیدگی فنی، از نظر توسعهپذیری بسیار کارآمد باشد. همچنین ثبت رسمی بنیاد ونوم در بازار جهانی ابوظبی، نشاندهنده رویکرد قانونی و ساختاریافته این پروژه است.
پولکادات (Polkadot)؛ بلاکچینی برای اتصال بلاکچینها
پولکادات به رهبری گوین وود، یکی از طراحان اولیه اتریوم، با هدف رفع مشکل عدم تعامل میان بلاکچینهای مستقل متولد شد. این پروژه، با استفاده از ساختاری بهنام پاراچین و زنجیره رله، امکان ارتباط میان بلاکچینهای مختلف را فراهم کرده و تبدیل به یک اکوسیستم چندزنجیرهای گسترده شده است. ویژگی بارز پولکادات، بهرهگیری از مدل اثبات سهام نامزدیشده (NPoS) و ساختار شاردینگ تطبیقی است که توان پردازشی این شبکه را تا صد هزار تراکنش در ثانیه بالا برده است. ارز دیجیتال بومی آن با نماد DOT نقش کلیدی در انجام تراکنشها و مشارکت در رایگیریهای حاکمیتی دارد.
کازماس (Cosmos)؛ اینترنت بلاکچینها
کازماس با شعار "اینترنت بلاکچینها" گامی فراتر در مسیر ارتباطات میانزنجیرهای برداشته است. این پروژه از ساختاری دو بخشی با زنجیره اصلی بهنام هاب (Hub) و زنجیرههای جانبی موسوم به زون (Zone) بهره میبرد. پروتکل ارتباطی IBC (Inter-Blockchain Communication) امکان تبادل اطلاعات میان این زونها و سایر بلاکچینها را فراهم کرده است. ویژگی برجسته دیگر کازماس، ارائه ابزار توسعه متنباز Cosmos SDK است که امکان ساخت بلاکچینهای اختصاصی را برای پروژههایی چون صرافی بایننس، dYdX، اوسموسیس، کرونوس، و Kava فراهم کرده است. ارز بومی آن ATOM نام دارد و برای پرداخت کارمزد تراکنشها به کار میرود.
آوالانچ (Avalanche)؛ سهگانهای برای سرعت و مقیاس
آوالانچ با طراحی منحصر بهفرد سهلایهای خود، توانسته یکی از سریعترین بلاکچینهای لایه صفر جهان لقب بگیرد. سه زنجیره اصلی آن شامل:
- X-Chain برای تبادل داراییها،
- C-Chain برای پشتیبانی از قراردادهای هوشمند مبتنی بر ماشین مجازی اتریوم،
- P-Chain برای مدیریت اعتبارسنجها و عملیات حاکمیتی،
بستر قدرتمندی برای توسعه برنامههای غیرمتمرکز با زمان نهاییسازی زیر ۲ ثانیه فراهم کردهاند. این شبکه از الگوریتم اثبات سهام (PoS) بهره میبرد و کاربران میتوانند با استیک کردن توکن AVAX، پاداش دریافت کنند.
هورایزن (Horizon)؛ پیشگام در حفظ حریم خصوصی
هورایزن با تمرکز ویژه بر حریم خصوصی و مقیاسپذیری، به عنوان یکی از متفاوتترین بلاکچینهای لایه صفر شناخته میشود. این پروژه با استفاده از فناوری اثبات دانش صفر (zk-SNARKs)، امنیت اطلاعات کاربران را حتی در زمان انتقال بین زنجیرهها حفظ میکند. پروتکل سایدچین هورایزن موسوم به Zendoo، امکان استقرار هزاران بلاکچین فرعی مستقل را بدون نیاز به کسب مجوز فراهم میسازد. این سایدچینها میتوانند با استفاده از کیتهای توسعه اختصاصی مانند Blaze و Latus، مبتنی بر الگوریتمهای پروژههای بزرگی مانند Cardano طراحی شوند. توکن بومی این شبکه با نماد ZEN،هم قابلیت استخراج دارد و هم میتواند برای استیکینگ از طریق سوپرنودها به کار رود.
سخن پایانی
لایه صفر در معماری بلاکچین، فراتر از یک زیرساخت فنی صرف است؛ این لایه بستر تعامل، مقیاسپذیری و توسعه پایدار برای کل اکوسیستمهای غیرمتمرکز را فراهم میسازد. با ظهور پروتکلهایی مانند ونوم، پولکادات، کازماس، آوالانچ و هورایزن، مفهوم لایه صفر از یک ایده تئوریک به واقعیتی کاربردی تبدیل شده که آینده بلاکچینها را بازتعریف میکند. درک صحیح از عملکرد و تفاوتهای این پروتکلها، گامی اساسی برای توسعهدهندگان، سرمایهگذاران و کاربران علاقهمند به نوآوریهای غیرمتمرکز است. همانطور که تکنولوژی بلاکچین تکامل مییابد، لایه صفر نقشی کلیدی در ساختاردهی به این تحول ایفا خواهد کرد.