راهکار State Channel چیست؟ بررسی مزایا، چالش‌ها و پروژه‌های برتر

تصور کنید در حال انجام ده‌ها تراکنش خرد در یک بازی بلاکچینی یا پرداخت‌های مستمر در یک پلتفرم غیرمتمرکز هستید. ثبت هر یک از این حرکات روی شبکه اصلی، به معنای پرداخت کارمزدهای سنگین و انتظار طولانی برای تایید هر بلاک است؛ روندی که عملا ارزش دارایی و زمان شما را به تدریج می‌بلعد و تجربه کاربری را مختل می‌کند. در این مقاله، ساختار دقیق این کانال‌ها، مکانیزم کاهش هزینه‌ها به صفر در تراکنش‌های میانی و جایگاه آن‌ها در حل بحران مقیاس‌پذیری بلاکچین را بررسی می‌کنیم تا درک روشنی از نحوه عملکرد این فناوری به دست آورید.

آشنایی با مفهوم کانال وضعیت یا State Channel

دنیای رمزارزها پر از شگفتی است، اما گاهی اوقات کلمات تخصصی باعث می‌شوند این فضا برای کاربران تازه‌کار کمی پیچیده به نظر برسد. یکی از این مفاهیم بسیار مهم، راهکار State Channel است که برای حل یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های شبکه‌های بلاکچینی طراحی شده است. در این بخش، قدم به قدم و با زبانی ساده با این فناوری آشنا می‌شویم تا درک روشنی از عملکرد آن به دست آوریم.

بحران مقیاس‌پذیری بلاکچین و ضرورت پیدایش راهکارهای لایه‌ی دوم

برای درک بهتر این موضوع، بیایید شبکه‌ی بلاک چین را مانند یک بزرگراه در نظر بگیریم. زمانی که ماشین‌های کمی در این بزرگراه حرکت می‌کنند، همه چیز سریع و عالی است. اما وقتی تعداد کاربران و تراکنش‌ها (انتقال ارز یا اطلاعات در شبکه) به شدت افزایش می‌یابد، این مسیر دچار ترافیک سنگینی می‌شود. به این مشکل در دنیای بلاکچین، بحران مقیاس‌پذیری (Scalability) می‌گویند. مقیاس‌پذیری در واقع به معنای توانایی شبکه برای پردازش سریع تعداد زیادی تراکنش در یک ثانیه است.

وقتی ترافیک در این بزرگراه زیاد می‌شود، دو اتفاق ناخوشایند رخ می‌دهد:

• زمان تایید تراکنش‌ها طولانی می‌شود و شما باید مدت زمان زیادی را برای رسیدن پول به مقصد صبر کنید.
• کارمزدها (هزینه‌ی پردازش و تایید تراکنش توسط شبکه) به شدت بالا می‌رود؛ زیرا کاربران برای اینکه تراکنش آن‌ها زودتر انجام شود، مجبورند پول بیشتری به تاییدکنندگان شبکه پرداخت کنند.

برای حل این مشکل، توسعه‌دهندگان به جای اینکه بزرگراه اصلی (لایه‌ی اول یا Layer 1) را خراب کنند و از نو بسازند، تصمیم گرفتند پل‌ها و تونل‌های کمکی در کنار و بالای این بزرگراه ایجاد کنند. به این مسیرهای کمکی، راهکارهای لایه‌ی دوم (Layer 2) می‌گویند که State Channel یکی از قدیمی‌ترین و کارآمدترین آن‌هاست.

مفهوم کانال در شبکه‌های غیرمتمرکز به چه معناست؟

کلمه‌ی کانال (Channel) در شبکه‌های غیرمتمرکز (شبکه‌هایی که توسط یک شخص، بانک یا شرکت خاص کنترل نمی‌شوند) دقیقا شبیه به یک خط ارتباطی اختصاصی بین دو نفر است. فرض کنید شما و دوستتان می‌خواهید در طول یک ماه، هر روز ده‌ها بار با هم تبادل مالی خرد داشته باشید. اگر بخواهید برای هر انتقال کوچک به شعبه‌ی بانک مراجعه کنید، هم زمان زیادی را از دست می‌دهید و هم باید برای هر تراکنش، هزینه‌ی جداگانه‌ای بپردازید.

در فضای بلاکچین، ایجاد یک کانال به این معناست که شما و دوستتان یک مسیر ارتباطی خصوصی و امن در خارج از شبکه‌ی اصلی (Off-chain) برای خودتان باز می‌کنید. در این مسیر خصوصی، می‌توانید هزاران تراکنش را در کسری از ثانیه و بدون پرداخت کارمزد به شبکه‌ی اصلی، فقط بین خودتان انجام دهید.

تعریف دقیق State Channel به زبان ساده و کاربردی

حالا که با مفاهیم پایه‌ای آشنا شدیم، بیایید State Channel را به طور دقیق‌تر بررسی کنیم. عبارت کانال وضعیت (State Channel) به یک مسیر ارتباطی دوطرفه اشاره دارد که به کاربران اجازه می‌دهد تعاملات خود را به بیرون از بلاکچین اصلی منتقل کنند.

چرا به آن کانال وضعیت می‌گوییم؟ کلمه‌ی وضعیت (State) نشان می‌دهد که این شبکه‌ها فقط برای انتقال پول طراحی نشده‌اند. آن‌ها می‌توانند وضعیت هر نوع قرارداد هوشمند (کدهای برنامه‌نویسی شده‌ای که به صورت خودکار و بدون نیاز به واسطه اجرا می‌شوند) را تغییر دهند. برای مثال، تک تک حرکات بازیکنان در یک بازی بلاکچینی یا ثبت آرای افراد در یک سیستم رای‌گیری، همگی تغییر وضعیت محسوب می‌شوند.

در این سیستم هوشمند، کاربران فقط دو بار با شبکه‌ی اصلی بلاکچین سر و کار دارند:

• بار اول: برای باز کردن کانال و قفل کردن وضعیت اولیه‌ی دارایی‌ها در یک قرارداد هوشمند.
• بار دوم: برای بستن کانال و ثبت نتیجه‌ی نهایی تمام تعاملات در شبکه‌ی اصلی.

به این ترتیب، تمام هزاران اتفاقی که در این بین و در داخل کانال رخ می‌دهد، کاملا رایگان، فوری و خصوصی است. در نهایت، شبکه‌ی اصلی بلاکچین فقط در جریان نتیجه‌ی نهایی قرار می‌گیرد؛ رویکردی که باعث می‌شود بار ترافیکی و هزینه‌ی کاربران به شکل شگفت‌انگیزی کاهش یابد.

مکانیزم عملکرد State Channel چگونه است؟

شاید در نگاه اول، فرایند کاری کانال وضعیت کمی تخصصی و پیچیده به نظر برسد، اما در واقعیت مکانیزم بسیار منطقی و سرراستی دارد. برای اینکه این روند را بهتر درک کنیم، بیایید آن را به تجربه‌ی رفتن به یک شهربازی بزرگ تشبیه کنیم. شما در این شهربازی برای سوار شدن به هر وسیله، پول نقد پرداخت نمی‌کنید و در صف صندوق نمی‌ایستید؛ بلکه در همان ابتدا یک کارت الکترونیکی را شارژ کرده و با سرعت از تمام بازی‌ها استفاده می‌کنید. در نهایت و هنگام خروج، تسویه حساب کرده و اعتبار باقی‌مانده‌ی کارت را پس می‌گیرید.

سیستم کانال وضعیت نیز دقیقا با همین منطق، اما در دنیای رمزارز کار می‌کند و چرخه‌ی حیات آن در سه گام اصلی خلاصه می‌شود:

گام اول: باز کردن کانال و قفل کردن دارایی در قرارداد هوشمند

در اولین قدم، دو کاربری که قصد دارند با یکدیگر تبادلات مالی یا اطلاعاتی مستمر داشته باشند، باید کانال ارتباطی اختصاصی خود را ایجاد کنند. برای این کار، آن‌ها مقداری از سرمایه‌ی خود را به عنوان پشتوانه در یک قرارداد هوشمند (Smart Contract: کدهای برنامه‌نویسی شده‌ای که توافقات بین افراد را به صورت خودکار، بدون نیاز به واسطه و بدون امکان تقلب اجرا می‌کنند) قرار می‌دهند.

این مرحله دقیقا شبیه همان لحظه‌ای است که کارت شهربازی خود را در گیشه‌ی ورودی شارژ می‌کنید. در این گام اولیه:

• یک تراکنش شفاف در شبکه‌ی اصلی بلاکچین ثبت می‌شود.
• طرفین باید کارمزد این تراکنش آغازین را به شبکه‌ی اصلی پرداخت کنند تا قرارداد هوشمند فعال شود.
• پس از تایید این تراکنش توسط شبکه، کانال رسما باز شده و آماده‌ی استفاده‌ی دو طرف است.

گام دوم: انجام تراکنش‌های سریع و خارج از زنجیره اصلی

حالا که کانال باز شده و سرمایه‌ی اولیه‌ی هر دو نفر به صورت امن در قرارداد هوشمند قفل شده است، جادوی اصلی این فناوری رخ می‌دهد. در این مرحله، دو کاربر تمام تعاملات خود را به محیطی خارج از زنجیره (Off-chain: فضایی مستقل و بیرون از شبکه‌ی اصلی بلاکچین که اطلاعات آن در همان لحظه به صورت عمومی ثبت نمی‌شود) منتقل می‌کنند.

در طول این مرحله، کاربران از مزایای شگفت‌انگیزی بهره‌مند می‌شوند که در حالت عادی روی بلاکچین غیرممکن است:

• سرعت آنی: تراکنش‌ها در کسری از ثانیه انجام می‌شوند، زیرا نیازی به تایید شدن توسط ماینرها یا اعتبارسنج‌های شبکه‌ی اصلی ندارند.
• کارمزد صفر: از آنجایی که این تبادلات در شبکه‌ی شلوغ اصلی ثبت نمی‌شوند، کاربران نیازی به پرداخت کارمزد برای تک تک تراکنش‌های میانه‌ی مسیر ندارند.
• تعداد نامحدود: دو طرف می‌توانند ده‌ها، هزاران یا حتی میلیون‌ها تراکنش خرد را بدون هیچ مانع و محدودیتی با یکدیگر انجام دهند؛ درست مانند کشیدن نامحدود کارت در دستگاه‌های بازی شهربازی.

گام سوم: بستن کانال و ثبت وضعیت نهایی در بلاکچین

هر زمان که تبادلات بین دو کاربر به پایان برسد، یا حتی اگر یکی از طرفین تصمیم بگیرد که به این ارتباط دو طرفه خاتمه دهد، زمان بستن کانال فرا می‌رسد. این مرحله تداعی‌کننده‌ی لحظه‌ی خروج از شهربازی و تسویه حساب نهایی کارت اعتباری شما است.

در این گام پایانی، اتفاقات زیر به ترتیب رخ می‌دهند:

• آخرین و جدیدترین وضعیت موجودی هر دو کاربر (که نشان می‌دهد پس از تمام آن هزاران تراکنش، اکنون سهم هر کس از سرمایه‌ی قفل شده چقدر است) جمع‌بندی می‌شود.
• این نتیجه‌ی نهایی، در قالب تنها یک تراکنش واحد به شبکه‌ی اصلی بلاکچین ارسال می‌گردد.
• قرارداد هوشمند به صورت خودکار بررسی‌های لازم را انجام داده و دارایی‌های قفل شده در گام اول را بر اساس این نتیجه‌ی نهایی، بین دو طرف تقسیم کرده و به کیف پول آن‌ها واریز می‌کند.

به این ترتیب هوشمندانه، شبکه‌ی اصلی بلاکچین تنها دو بار درگیر می‌شود (یک بار برای باز کردن و یک بار برای بستن کانال). این مکانیزم باعث می‌شود تا بار ترافیکی شبکه‌ی اصلی به شدت کاهش یافته و کاربران از سرعت بالا و هزینه‌ی بسیار پایین لذت ببرند.

بررسی اجزای سازنده‌ی یک State Channel

حالا که با مکانیزم و روند کلی کار آشنا شدیم، زمان آن رسیده است که نگاهی به موتورخانه‌ی این سیستم بیندازیم. برای اینکه یک کانال وضعیت بتواند به صورت امن، سریع و بدون نیاز به واسطه‌ها کار کند، به سه قطعه‌ی اصلی نیاز دارد. در ادامه این اجزای حیاتی را با زبانی ساده بررسی می‌کنیم.

نقش امضای دیجیتال در تایید دوطرفه‌ی تعاملات

در دنیای واقعی، زمانی که یک قرارداد تجاری را می‌نویسید، هر دو طرف باید زیر آن کاغذ را امضا کنند تا توافق دارای اعتبار قانونی باشد. در شبکه‌های بلاکچینی نیز برای جلوگیری از تقلب، از امضای دیجیتال (Digital Signature: یک کد رمزنگاری شده‌ی منحصربه‌فرد که هویت فرستنده‌ی پیام را تایید کرده و تضمین می‌کند پیام دستکاری نشده است) استفاده می‌شود.

در فضای یک کانال وضعیت، هیچ تراکنشی بدون رضایت کامل هر دو نفر انجام نمی‌شود. فرایند کار به این شکل است:

• وقتی شخصی می‌خواهد پولی بفرستد یا وضعیتی را تغییر دهد، ابتدا باید آن درخواست را با کلید خصوصی خودش امضا کند.
• شخص دوم نیز باید این تغییر را تایید کرده و امضای دیجیتال خود را روی آن ثبت کند.

تنها زمانی که هر دو امضا ثبت شوند، آن تراکنش معتبر شناخته می‌شود. این تایید دوطرفه باعث می‌شود تا هیچ‌کدام از طرفین نتوانند به تنهایی و به صورت یک‌طرفه، تغییری در موجودی‌ها ایجاد کنند و امنیت سرمایه‌ی هر دو نفر حفظ شود.

فرایند بروزرسانی وضعیت کانال پس از هر تراکنش

برای درک این بخش، فرض کنید در حال انجام یک بازی پینگ‌پنگ طولانی هستید و روی یک تخته سیاه، امتیازات هر دور را یادداشت می‌کنید. با هر امتیازی که رد و بدل می‌شود، شما عدد قبلی را پاک کرده و عدد جدید را می‌نویسید. در سیستم کانال وضعیت نیز دقیقا همین اتفاق رخ می‌دهد که به آن بروزرسانی وضعیت (State Update: ثبت و جایگزینی اطلاعات جدید مربوط به موجودی یا تغییرات پس از هر اقدام) می‌گویند.

پس از هر تراکنشی که با موفقیت امضا می‌شود:

• یک نسخه‌ی جدید از وضعیت دارایی هر دو نفر ایجاد می‌شود.
• این نسخه‌ی جدید، به صورت خودکار جایگزین نسخه‌ی قبلی می‌گردد تا همیشه جدیدترین اطلاعات در دسترس باشد.
• تمامی این بروزرسانی‌ها در محیطی خارج از شبکه‌ی اصلی اتفاق می‌افتند، به همین دلیل سرعت ثبت آن‌ها آنی است و نیازی به انتظار برای تایید سیستم‌های مرکزی ندارد.

ارسال وضعیت نهایی برای تسویه‌حساب در شبکه‌ی اصلی

در پایان مسابقه‌ی پینگ‌پنگ، شما تمام امتیازات خردی که روی تخته سیاه نوشته بودید را به داور مسابقات گزارش نمی‌دهید؛ بلکه فقط برنده‌ی نهایی و نتیجه‌ی قطعی را اعلام می‌کنید. سیستم کانال‌ها نیز دقیقا با همین منطق پیش می‌رود. وقتی کار دو کاربر با یکدیگر تمام می‌شود، زمان مرحله‌ی تسویه‌حساب (Settlement: نهایی کردن فرایند و واریز قطعی و دائمی دارایی‌ها به کیف پول کاربران) فرا می‌رسد.

در این گام پایانی:

• آخرین نسخه‌ی بروزرسانی شده که دارای امضای دیجیتال هر دو طرف است، به عنوان سند نهایی انتخاب می‌شود.
• این سند به قرارداد هوشمندی که در لایه‌ی اول (شبکه‌ی اصلی بلاکچین) قرار دارد، ارسال می‌شود.
• قرارداد هوشمند پس از بررسی صحت امضاها، قفل سرمایه‌ی اولیه را باز کرده و سهم نهایی هر شخص را مستقیما به کیف پول دیجیتال او واریز می‌کند.

به این ترتیب، تمام اتفاقات شلوغ و پرتکرار میانه‌ی مسیر در خفا و با سرعت بالا انجام می‌شود و شبکه‌ی اصلی تنها مسئولیت ثبت نتیجه‌ی نهایی را بر عهده می‌گیرد.

مهم‌ترین ویژگی‌ها و مزایای استفاده از State Channel

تا اینجای کار متوجه شدیم که کانال وضعیت یک پل ارتباطی هوشمند و خارج از شبکه‌ی اصلی است. اما چرا توسعه‌دهندگان تا این حد روی این فناوری سرمایه‌گذاری می‌کنند؟ دلیل این موضوع، مزایای بی‌نظیری است که این سیستم برای کاربران عادی و حرفه‌ای به همراه دارد. در این بخش، ۵ ویژگی کلیدی این راهکار را بررسی می‌کنیم تا ببینیم چگونه تجربه‌ی کاربری را در دنیای رمزارزها تغییر می‌دهد.

کاهش چشمگیر کارمزدها و رایگان بودن تراکنش‌های میانی

یکی از آزاردهنده‌ترین بخش‌های فعالیت در شبکه‌های شلوغی مانند اتریوم، پرداخت کارمزدهای سنگین است. راهکار کانال وضعیت این مشکل را به زیبایی حل کرده است.

همان‌طور که پیش‌تر اشاره کردیم، شما در این سیستم تنها دو بار کارمزد شبکه (Gas Fee: هزینه‌ای که به تاییدکنندگان یا ماینرهای شبکه پرداخت می‌شود تا تراکنش شما را پردازش کنند) را پرداخت می‌کنید:

• بار اول هنگام ایجاد قرارداد هوشمند و باز کردن کانال.
• بار دوم هنگام ثبت نتیجه‌ی نهایی و بستن کانال.

در فاصله‌ی بین این دو اتفاق، شما می‌توانید هزاران تراکنش یا تغییر وضعیت را به صورت کاملا رایگان انجام دهید. این مدل شبیه به رفتن به یک رستوران سلف‌سرویس است؛ شما یک بار ورودی را پرداخت می‌کنید و پس از آن، برای هیچ‌کدام از غذاهایی که می‌خورید هزینه‌ی جداگانه‌ای نمی‌پردازید.

سرعت تسویه‌ی آنی و حذف زمان انتظار برای تایید بلاک

در شبکه‌های استاندارد بلاکچینی، هر تراکنش باید در یک صف انتظار بماند تا ماینرها آن را بررسی کرده و درون یک بلاک جدید قرار دهند. به این روند، تایید بلاک (Block Confirmation: مدت زمانی که طول می‌کشد تا یک تراکنش به طور رسمی و دائمی در دفتر کل شبکه ثبت شود) می‌گویند که گاهی ممکن است از چند دقیقه تا چند ساعت طول بکشد.

اما در کانال وضعیت، نیازی به این انتظار خسته‌کننده نیست. از آنجایی که تراکنش‌های داخل کانال به تایید ماینرها نیاز ندارند، پردازش آن‌ها فقط به سرعت اینترنت دو طرف وابسته است. این یعنی شما می‌توانید در کسری از ثانیه دارایی خود را جابجا کنید؛ ویژگی جذابی که برای پرداخت‌های روزمره یا بازی‌های ویدیویی بسیار حیاتی است.

حفظ حریم خصوصی کاربران در طول فعالیت کانال

شفافیت یکی از اصول مهم بلاکچین است، اما گاهی اوقات شما دوست ندارید تمام جزئیات مالی و خریدهای خرد شما به صورت عمومی منتشر شود. در یک بلاکچین معمولی، تمام جزئیات در دفتر کل توزیع‌شده (Distributed Ledger: دفتر ثبت عمومی بلاکچین که یک نسخه‌ی شفاف از آن در دسترس همه‌ی افراد قرار دارد) ثبت می‌شود و هر کسی می‌تواند آن را ببیند.

اما عملکرد کانال وضعیت متفاوت است. در این سیستم، تمام تعاملات میانی فقط و فقط بین شما و طرف مقابلتان انجام می‌شود و هیچ شخص ثالثی به این اطلاعات دسترسی ندارد. شبکه‌ی اصلی تنها زمانی در جریان قرار می‌گیرد که کانال بسته شود، و در آن لحظه نیز فقط موجودی نهایی گزارش می‌شود، نه تاریخچه‌ی تمام کارهایی که در طول مسیر انجام داده‌اید.

کاهش بار ترافیکی شبکه‌ی اصلی با ثبت حداقل داده‌ها

اگر قرار باشد تک‌تک تراکنش‌های خرد میلیون‌ها کاربر در شبکه‌ی اصلی ثبت شود، حجم داده‌ها به قدری بزرگ می‌شود که شبکه از کار می‌افتد و ترافیک شدیدی ایجاد می‌شود. کانال‌های وضعیت مانند یک فیلتر قدرتمند عمل می‌کنند و بار اضافی را از روی دوش شبکه‌ی اصلی برمی‌دارند.

برای درک بهتر، یک مسابقه‌ی فوتبال را تصور کنید. در طول ۹۰ دقیقه، هزاران پاس بین بازیکنان رد و بدل می‌شود، اما در نهایت، روزنامه‌ی ورزشی فردای آن روز فقط نتیجه‌ی نهایی مسابقه را چاپ می‌کند. کانال وضعیت نیز به جای گزارش هزاران تراکنش ریز، فقط یک نتیجه‌ی نهایی را به شبکه می‌فرستد و به این ترتیب، ترافیک و شلوغی شبکه را به شدت کاهش می‌دهد.

انعطاف‌پذیری در بستن زودهنگام کانال بر اساس توافق طرفین

هنگام باز کردن یک کانال وضعیت، معمولا یک زمان پایان مشخص (مثلا یک هفته) یا شرایط خاصی برای آن تعیین می‌شود. با این حال، سیستم به گونه‌ای طراحی شده است که کاربران را در یک چارچوب خشک گرفتار نمی‌کند.

اگر کار شما و شریکتان زودتر از موعد مقرر به پایان رسید، نیازی نیست تا تمام شدن زمان قرارداد صبر کنید. هر دو طرف می‌توانند در هر لحظه‌ای که توافق کنند، با ارائه‌ی آخرین وضعیت تایید شده، کانال را ببندند و سرمایه‌ی خود را آزاد کنند. این انعطاف‌پذیری به کاربران اجازه می‌دهد تا کنترل کاملی روی دارایی‌ها و زمان خود داشته باشند.

چالش‌ها و محدودیت‌های شبکه‌های مبتنی بر State Channel

هر فناوری جدیدی در کنار تمام مزایای شگفت‌انگیز و کاربردی خود، نقاط ضعف و چالش‌های خاصی هم دارد. کانال‌های وضعیت با وجود اینکه سرعت را بالا می‌برند و هزینه‌ها را به شدت کم می‌کنند، اما برای هر نوع استفاده‌ای مناسب نیستند. در این بخش، مانند یک تحلیلگر واقع‌بین، به بررسی سه محدودیت اصلی این راهکار می‌پردازیم تا بدانیم در چه مواقعی استفاده از آن‌ها دردسرساز می‌شود.

الزام به قفل شدن نقدینگی و سرمایه‌ی اولیه

یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های کانال وضعیت، نیاز به قفل کردن نقدینگی (Liquidity: دارایی یا پولی که در دسترس است و به راحتی می‌تواند برای خرید و فروش یا انتقال استفاده شود) در همان ابتدای کار است.

برای درک این موضوع، فرض کنید می‌خواهید یک کارت خرید اعتباری از یک فروشگاه بزرگ بگیرید. فروشگاه از شما می‌خواهد که ابتدا مبلغ ده میلیون تومان را در این کارت بلوکه کنید تا بتوانید در طول ماه از آن استفاده کنید. مشکل اینجاست که تا زمانی که این کارت (یا همان کانال) باز است، شما نمی‌توانید از آن ده میلیون تومان برای کارهای دیگر خود، مثلا خرید از یک مغازه‌ی دیگر یا سرمایه‌گذاری، استفاده کنید.

در دنیای رمزارزها نیز، وقتی شما و طرف مقابلتان کانالی را باز می‌کنید، باید مقدار مشخصی ارز دیجیتال را در قرارداد هوشمند قفل کنید. اگر شما بخواهید همزمان با چندین نفر مختلف کانال ارتباطی داشته باشید، سرمایه‌ی بسیار زیادی از شما در این کانال‌ها گیر می‌افتد که از نظر اقتصادی برای بسیاری از کاربران عادی یا حتی شرکت‌های کوچک، منطقی و امکان‌پذیر نیست.

ضرورت آنلاین بودن طرفین برای جلوگیری از تقلب و تخلف

در بخش‌های قبلی گفتیم که کانال وضعیت یک محیط خصوصی است. اما این خصوصی بودن یک خطر پنهان هم دارد: اگر شما حواستان نباشد، شریکتان می‌تواند تقلب کند!

تصور کنید با شریک خود یک دفتر حسابرسی مشترک دارید. اگر شما برای چند روز به مسافرت بروید و دفتر را پیش او رها کنید، او ممکن است صفحات آخر را پاره کرده و وضعیت قدیمی‌تری را که به نفع خودش است، به عنوان نتیجه‌ی نهایی اعلام کند. در راهکار کانال وضعیت نیز، اگر یکی از طرفین آفلاین شود (اتصال خود را با شبکه قطع کند)، شخص مقابل می‌تواند یک وضعیت قدیمی را به شبکه‌ی اصلی بلاکچین ارسال کرده و ادعا کند که این نتیجه‌ی نهایی است.

البته شبکه‌ی اصلی برای حل این مشکل یک دوره‌ی چالش (Challenge Period: یک مهلت زمانی محدود که شبکه پس از درخواست بستن کانال به کاربران می‌دهد تا اگر تقلبی رخ داده است، با ارائه‌ی مدرک اعتراض کنند) در نظر می‌گیرد. اما برای اینکه بتوانید در این مهلت مچ فرد متقلب را بگیرید، باید دائما آنلاین باشید و شبکه را رصد کنید. از آنجایی که آنلاین بودن همیشگی برای کاربران عادی سخت است، معمولا مجبور می‌شوند این کار را به سرویس‌های شخص ثالثی به نام برج‌های دیده‌بانی بسپارند که خود این کار نیازمند پرداخت هزینه‌ی اضافه است.

عدم توجیه اقتصادی و فنی برای تراکنش‌های یک‌باره یا کاربران ناشناس

همان‌طور که پیش‌تر اشاره کردیم، باز کردن و بستن یک کانال وضعیت نیازمند ثبت تراکنش روی شبکه‌ی اصلی و پرداخت کارمزد است. این ویژگی باعث می‌شود که استفاده از این راهکار برای تراکنش‌های کم‌تعداد یا ارتباط با افراد ناشناس، کاملا غیر منطقی باشد.

فرض کنید شما می‌خواهید فقط یک بار از یک سایت اینترنتی، یک کتاب دیجیتال بخرید. آیا منطقی است که برای این یک خرید ساده، ابتدا یک کانال ارتباطی باز کنید، کارمزد شبکه‌ی اصلی را بدهید، سرمایه‌ی خود را قفل کنید، کتاب را بخرید و سپس دوباره برای بستن کانال کارمزد پرداخت کنید؟ قطعا خیر. این کار شبیه به خریدن اشتراک یک‌ساله‌ی یک باشگاه ورزشی، فقط برای یک روز تمرین است!

کانال‌های وضعیت منحصرا برای زمانی طراحی شده‌اند که شما قصد دارید تعاملات مستمر، طولانی‌مدت و پررنگی با یک فرد، صرافی یا یک بازی بلاکچینی خاص داشته باشید. برای پرداخت‌های تکی یا انتقال پول به یک دوست ناشناس، استفاده از همان تراکنش‌های درون‌زنجیره‌ای (On-chain: تراکنش‌های استانداردی که به صورت مستقیم روی شبکه‌ی اصلی بلاکچین انجام و ثبت می‌شوند) بسیار ارزان‌تر، سریع‌تر و منطقی‌تر خواهد بود.

مقایسه State Channel با سایر راهکارهای مقیاس‌پذیری لایه‌ی دوم

در دنیای پرشتاب رمزارزها، کانال‌های وضعیت تنها راه نجات برای فرار از کارمزدهای سنگین و کندی شبکه‌ها نیستند. توسعه‌دهندگان در طول سال‌ها راهکارهای مختلفی را برای لایه‌ی دوم بلاکچین طراحی کرده‌اند که هر کدام برای هدف خاصی ساخته شده‌اند. برای اینکه درک بهتری از جایگاه کانال وضعیت داشته باشیم، در این بخش آن را با دو رقیب و هم‌خانواده‌ی بسیار معروفش مقایسه می‌کنیم.

تفاوت کانال وضعیت با شبکه‌ی لایتنینگ بیت کوین

اگر اخبار بیت کوین را دنبال کرده باشید، احتمالا نام شبکه‌ی لایتنینگ (Lightning Network) به گوشتان خورده است؛ شبکه‌ای که اجازه می‌دهد با بیت کوین یک فنجان قهوه بخرید بدون اینکه ساعت‌ها منتظر بمانید! اما آیا می‌دانستید که لایتنینگ در واقع زیرمجموعه‌ای از همان فناوری کانال وضعیت است؟

برای درک تفاوت این دو، یک دستگاه خودپرداز بانک را با یک گوشی هوشمند مقایسه کنید:

• شبکه‌ی لایتنینگ (مانند خودپرداز): این شبکه نوع خاص و محدودی از کانال وضعیت است که به آن کانال پرداخت (Payment Channel: مسیری که منحصرا و فقط برای انتقال موجودی و پول طراحی شده است) می‌گویند. لایتنینگ روی شبکه‌ی بیت کوین پیاده‌سازی شده و تنها کاری که می‌تواند انجام دهد، انتقال سریع و ارزان پول بین دو نفر است.
• کانال وضعیت (مانند گوشی هوشمند): این شبکه‌ها که معمولا روی بلاکچین‌های هوشمندی مثل اتریوم اجرا می‌شوند، علاوه بر انتقال پول، می‌توانند دستورات پیچیده را هم پردازش کنند. همان‌طور که با گوشی هوشمند هم می‌توانید پول کارت‌به‌کارت کنید و هم بازی کنید، در یک کانال وضعیت هم می‌توانید نتایج یک بازی، یک رای‌گیری یا تغییرات یک قرارداد هوشمند را پردازش کنید.

بررسی تفاوت‌های ساختاری State Channel و راهکار رول آپ

یکی دیگر از معروف‌ترین تکنولوژی‌های لایه‌ی دوم، فناوری رول آپ (Rollup: راهکاری که صدها تراکنش خرد را جمع‌آوری کرده، آن‌ها را فشرده می‌کند و به صورت یک بسته‌ی واحد به شبکه‌ی اصلی می‌فرستد) است. پروژه‌های معروفی مانند آربیتروم (Arbitrum) و اپتیمیزم (Optimism) از این فناوری استفاده می‌کنند. اما تفاوت رول آپ با کانال وضعیت چیست؟

بیایید از یک مثال ساده استفاده کنیم:

• کانال وضعیت شبیه به یک اتاق جلسه‌ی خصوصی است: شما و شریکتان در این اتاق می‌نشینید، هزاران برگه را با هم رد و بدل می‌کنید و در نهایت، فقط تصمیم آخر را به منشی شرکت اعلام می‌کنید. در اینجا شما باید سرمایه‌ی خود را از قبل قفل کنید و اگر از اتاق خارج شوید (آفلاین شوید)، ممکن است شریکتان تقلب کند. این روش برای دو نفری که مدام با هم در ارتباطند عالی است.
• رول آپ شبیه به یک اتوبوس مسافربری است: اتوبوس در ایستگاه می‌ایستد، صدها مسافر غریبه و ناشناس سوار می‌شوند و اتوبوس همه‌ی آن‌ها را با هم به مقصد می‌رساند. در رول آپ، نیازی نیست کاربران سرمایه‌ای را قفل کنند یا یکدیگر را بشناسند. همچنین نیازی نیست برای جلوگیری از تقلب همیشه آنلاین باشند، زیرا خود شبکه‌ی رول آپ امنیت را تضمین می‌کند. این روش برای استفاده‌ی عمومی و تراکنش‌های پراکنده‌ی روزمره بسیار مناسب‌تر است.

جدول جامع مقایسه‌ی راهکارهای لایه‌ی دوم بلاکچین

برای مرور سریع و راحت‌تر مفاهیمی که تا اینجا یاد گرفتیم، در جدول زیر این سه راهکار مهم را با زبانی ساده در کنار یکدیگر قرار داده‌ایم تا بتوانید در یک نگاه تفاوت‌های آن‌ها را ببینید:

ویژگی	کانال وضعیت (State Channel)	شبکه‌ی لایتنینگ (Lightning)	راهکار رول آپ (Rollup)
کاربرد اصلی	اجرای قراردادهای هوشمند و انتقال پول به صورت مستمر	فقط انتقال پول و خریدهای خرد و روزمره	استفاده‌ی عمومی، کار با صرافی‌ها و اپلیکیشن‌ها
نوع ارتباط	خصوصی (بین افراد مشخص و توافق شده)	خصوصی (مسیردهی بین نودهای شبکه)	عمومی (مثل یک شبکه‌ی بلاکچین عادی)
نیاز به قفل کردن سرمایه	بله، در ابتدای ایجاد کانال الزامی است	بله، برای باز کردن کانال پرداخت الزامی است	خیر، نیازی به قفل کردن دارایی نیست
سرعت و کارمزد تراکنش‌ها	آنی و تقریبا رایگان	آنی و بسیار ناچیز	بسیار سریع، اما دارای کارمزد (کارمزد بین مسافران تقسیم می‌شود)
الزام به آنلاین بودن	بله، برای جلوگیری از تقلب طرف مقابل	بله، برای دریافت و ارسال لحظه‌ای	خیر، نیازی به آنلاین بودن مداوم کاربر نیست

معرفی پلتفرم‌ها و پروژه‌های برتر مبتنی بر State Channel

تا اینجا به صورت تئوری یاد گرفتیم که کانال وضعیت چیست و چگونه کار می‌کند. اما این فناوری فقط روی کاغذ نیست و در دنیای واقعی توسط تیم‌های برنامه‌نویسی قدرتمندی در حال استفاده است. درست مانند اینکه برای خرید گوشی هوشمند برندهای مختلفی را در اختیار دارید، برای استفاده از این راهکار نیز پلتفرم‌های متنوعی وجود دارند. در این بخش، با چهار مورد از پروژه‌های برتر و کاربردی این حوزه به زبان ساده آشنا می‌شویم.

پروژه‌ی رایدن نتورک و راهکار مقیاس‌پذیری شبکه‌ی اتریوم

اگر شبکه‌ی شلوغ اتریوم را یک اتوبان پر از ترافیک در نظر بگیریم، پروژه‌ی رایدن نتورک (Raiden Network) دقیقا مانند یک خط ویژه‌ی پرسرعت است که در کنار این اتوبان ساخته شده است. این سیستم یکی از قدیمی‌ترین و معروف‌ترین شبکه‌های مبتنی بر کانال وضعیت است.

هدف اصلی رایدن چیست؟

• انتقال سریع توکن‌ها: این پلتفرم به طور خاص برای انتقال سریع و ارزان توکن‌های مبتنی بر استاندارد ERC-20 (ERC-20: یک قانون و استاندارد واحد برای ساخت ارزهای دیجیتال جدید روی شبکه‌ی اتریوم) طراحی شده است.
• کاربرد روزمره: رایدن به کاربران اجازه می‌دهد تا خریدهای کوچک و روزمره‌ی خود را با ارزهای اتریومی و بدون نگرانی از کارمزدهای سنگین شبکه‌ی اصلی انجام دهند؛ درست مانند کشیدن کارت بانکی برای خرید یک فنجان قهوه.

شبکه‌ی کانکست و تسهیل ارتباطات بین زنجیره‌ای

در دنیای رمزارزها، هر بلاکچین زبان برنامه‌نویسی و قوانین خاص خودش را دارد. پروژه‌ی کانکست (Connext) مانند یک مترجم چندزبانه و هوشمند عمل می‌کند که اجازه می‌دهد این شبکه‌های مختلف با سرعت بالا با یکدیگر صحبت کنند.

ویژگی‌های جذاب کانکست:

• ارتباط کراس چین: تخصص اصلی کانکست در ایجاد ارتباطات بین زنجیره‌ای (Cross-chain: قابلیتی که به کاربران اجازه می‌دهد یک دارایی یا اطلاعات را از یک شبکه‌ی بلاکچین، مستقیما به شبکه‌ی کاملا متفاوتی منتقل کنند) است.
• راحتی توسعه‌دهندگان: برنامه‌نویسان می‌توانند با استفاده از این شبکه، برنامه‌هایی بسازند که همزمان روی چندین شبکه‌ی مختلف به صورت روان و با کمترین هزینه کار می‌کنند.

معرفی کی چنلز و کاربردهای عملی آن

پلتفرم کی چنلز (Kchannels) یکی دیگر از پروژه‌های کاربردی در این حوزه است که بیشتر شبیه به یک جعبه ابزار آماده برای برنامه‌نویسان و کاربران علاقه‌مند به دنیای غیرمتمرکز عمل می‌کند.

نقش کی چنلز در بازار چیست؟

• تعامل آسان با برنامه‌ها: این سیستم به کاربران اجازه می‌دهد تا با برنامه‌های غیرمتمرکز (dApps: اپلیکیشن‌هایی شبیه به برنامه‌های موبایل که به جای یک سرور مرکزی متعلق به یک شرکت، روی شبکه‌ی بلاکچین اجرا می‌شوند) با سرعت بالا و تقریبا بدون کارمزد کار کنند.
• تجربه‌ی کاربری روان: با استفاده از کی چنلز، دیگر نیازی نیست کاربر برای هر کلیک یا ثبت هر تغییر در یک برنامه، منتظر تایید شبکه‌ی اصلی بماند. این موضوع حس کار با یک برنامه‌ی معمولی و فوق‌سریع را به او می‌دهد.

سلر نتورک و توسعه‌ی پرداخت‌های سریع خارج از زنجیره

پروژه‌ی سلر نتورک (Celer Network) مانند یک سیستم عامل جامع برای انجام تراکنش‌های خارج از زنجیره است. این پلتفرم فقط به یک شبکه‌ی خاص مانند اتریوم محدود نیست و سعی می‌کند یک راهکار عمومی و گسترده برای حل مشکل کندی شبکه‌ها ارائه دهد.

مزایای کلیدی سلر نتورک:

• پرداخت‌های خرد: این شبکه برای انجام تراکنش‌های خرد (Micro-transactions: جابجایی مبالغ بسیار کوچک مالی، حتی در حد چند سنت یا کمتر) بسیار ایده‌آل است و انجام آن‌ها را از نظر اقتصادی توجیه‌پذیر می‌کند.
• پشتیبانی از بازی‌ها: یکی از بهترین کاربردهای سلر، استفاده در بازی‌های بلاکچینی است؛ جایی که بازیکنان مدام در حال کسب امتیاز، خرید آیتم‌های ارزان یا انتقال دارایی‌های کوچک هستند و به یک بستر سریع، ارزان و بدون قطعی نیاز دارند.

زیرساخت معاملات متمرکز برای ورود به اکوسیستم‌های لایه‌ی دوم

برای اینکه بتوانید از امکانات جذاب، پرسرعت و بدون کارمزد شبکه‌های لایه‌ی دوم و کانال‌های وضعیت استفاده کنید، ابتدا باید سرمایه‌ی خود را وارد دنیای بلاکچین کنید. این فرایند دقیقا شبیه به زمانی است که قصد سفر به یک کشور خارجی را دارید؛ شما قبل از انجام هر کاری، باید به یک دفتر صرافی مراجعه کرده و پول ملی خود را به یک ارز معتبر بین‌المللی تبدیل کنید.

در دنیای رمزارزها، صرافی‌های متمرکز (Centralized Exchange: پلتفرم‌های آنلاینی که توسط یک شرکت مشخص مدیریت می‌شوند و به عنوان واسطه‌ای امن برای خرید و فروش ارزهای دیجیتال با پول رایج کشورها عمل می‌کنند) نقش همین دروازه‌ی ورودی را بازی می‌کنند. شما بدون عبور از این دروازه، نمی‌توانید نقدینگی لازم برای باز کردن کانال‌های وضعیت را فراهم کنید.

خرید تتر و استیبل کوین‌ها برای تامین نقدینگی کانال‌ها

همان‌طور که در بخش مکانیزم عملکرد یاد گرفتیم، اولین قدم برای باز کردن یک کانال وضعیت، قفل کردن مقداری دارایی در یک قرارداد هوشمند است. اما یک نکته‌ی ظریف اینجا وجود دارد: اگر شما ارزهایی را قفل کنید که قیمتشان هر روز نوسان دارد، ممکن است ارزش سرمایه‌ی شما در طول مدت زمان فعالیت کانال به شدت افت کند.

برای حل این مشکل و حفظ ارزش سرمایه، بهترین راهکار استفاده از استیبل کوین‌ها (Stablecoin: ارزهای دیجیتالی که قیمت آن‌ها در بازار همیشه ثابت و عموما برابر با یک دلار آمریکا است) مانند تتر (USDT) است.

برای کاربران ایرانی که قصد دارند به صورت امن وارد این اکوسیستم‌های پیشرفته شوند، این مسیر بسیار ساده است:

• تامین اعتبار اولیه: شما می‌توانید با استفاده از کارت‌های بانکی خود، ریال را به پلتفرم‌های معتبر داخلی مانند صرافی کیف پول من واریز کنید.
• تبدیل ریال به ارز پایدار: در این مرحله، با خرید تتر ، به راحتی ریال خود را به تتر یا سایر استیبل کوین‌های معتبر تبدیل می‌کنید تا خیالتان از بابت نوسانات قیمت راحت باشد.
• انتقال به محیط غیرمتمرکز: سپس این تترها را به کیف پول شخصی و غیرمتمرکز خود (مانند متامسک) منتقل می‌کنید تا کنترل کامل آن‌ها را در دست بگیرید.
• فعال‌سازی کانال: حالا دارایی شما آماده است تا به عنوان سرمایه‌ی اولیه در قرارداد هوشمند قفل شده و کانال وضعیت پرسرعت شما برای انجام هزاران تراکنش رایگان باز شود.

داشتن یک بستر مطمئن برای تبدیل پول رایج به ارزهای دیجیتال، مهم‌ترین و پایه‌ای‌ترین قدم برای بهره‌مندی از تمام مزایایی است که فناوری کانال وضعیت در اختیار کاربران قرار می‌دهد.

منابع:

Educative

Nadcab

Binance