سفر در بزرگراه اصلی (داستان مقیاس‌پذیری بلاکچین)
تصور کنید شبکه‌های بلاکچین معروف مثل بیت‌کوین یا اتریوم، شبیه به بزرگراه‌های اصلی یک شهر بزرگ هستند. این بزرگراه‌ها بسیار امن و قابل اعتمادند؛ هر تراکنش (یا خودرو) با دقت وارد و ثبت می‌شود و همه می‌توانند آن را ببینند. اما یک مشکل وجود دارد: این بزرگراه‌ها ظرفیت محدودی دارند. وقتی تعداد خودروها (تراکنش‌ها) زیاد می‌شود، ترافیک ایجاد می‌شود (شبکه کند می‌شود و کارمزدها بالا می‌روند).
این مشکل به عنوان “معضل سه‌گانه بلاکچین” (Blockchain Trilemma) شناخته می‌شود که می‌گوید تقریباً غیرممکن است یک بلاکچین به طور همزمان هم کاملاً غیرمتمرکز، هم کاملاً امن و هم کاملاً مقیاس‌پذیر (توانایی پردازش تعداد زیادی تراکنش) باشد. بلاکچین‌هایی مثل بیت‌کوین و اتریوم در اولویت‌بندی غیرمتمرکز بودن و امنیت بسیار موفق عمل کرده‌اند، اما در زمینه مقیاس‌پذیری با چالش مواجه هستند.
با افزایش محبوبیت رمزارزها و استفاده از بلاکچین در کاربردهای متنوع (مثل قراردادهای هوشمند، NFTها و دیفای)، نیاز به پردازش تراکنش‌های بیشتر با سرعت بالاتر و هزینه کمتر احساس می‌شود. اینجاست که ایده‌های نوآورانه برای افزایش ظرفیت به وجود می‌آیند؛ یکی از مهم‌ترین این ایده‌ها، مفهوم Sidechain یا زنجیره جانبی است.
سایدچین چیست؟ معرفی مفهوم زنجیره جانبی
سایدچین (Sidechain) در واقع یک بلاکچین کاملاً مستقل از بلاکچین اصلی (که به آن “زنجیره اصلی” یا “Mainchain” می‌گوییم) است که به طریقی به زنجیره اصلی متصل شده است. این اتصال به طریقی انجام می‌شود که رمزارز یا دارایی‌های موجود در زنجیره اصلی بتوانند به سایدچین منتقل شده و در آنجا مورد استفاده قرار گیرند، و سپس در صورت نیاز دوباره به زنجیره اصلی برگردانده شوند.
شبیه این می‌ماند که یک بزرگراه اصلی داریم (مثلاً بزرگراه تهران-کرج) و چندین جاده فرعی و موازی با آن ساخته‌ایم (سایدچین‌ها). شما می‌توانید از بزرگراه اصلی خارج شوید، وارد جاده فرعی شوید، با سرعت و انعطاف بیشتر در آن حرکت کنید (تراکنش‌های سریع و ارزان انجام دهید) و بعد دوباره از یک خروجی دیگر به بزرگراه اصلی برگردید.
نکته کلیدی این است که سایدچین‌ها قوانین و مکانیزم‌های خود را دارند. ممکن است از مکانیزم اجماع متفاوتی (مثل Proof-of-Stake به‌جای Proof-of-Work) یا ساختار بلاک متفاوتی استفاده کنند. این انعطاف‌پذیری به آن‌ها اجازه می‌دهد تا برای اهداف خاصی بهینه‌سازی شوند، مثلاً سرعت بسیار بالا یا قابلیت اجرای قراردادهای هوشمند پیچیده.
چگونه سایدچین‌ها کار می‌کنند؟ (نحوه اتصال دوطرفه)
مهم‌ترین بخش در عملکرد سایدچین، امکان انتقال دارایی به صورت دوطرفه بین زنجیره اصلی و سایدچین است. این کار معمولاً از طریق مکانیزم‌هایی به نام “انتقال دوطرفه” (Two-Way Peg) انجام می‌شود. تصور کنید می‌خواهید 1 بیت‌کوین از شبکه اصلی بیت‌کوین به یک سایدچین مبتنی بر بیت‌کوین (مثلاً Liquid) منتقل کنید:
- شما 1 بیت‌کوین را به یک آدرس خاص در زنجیره اصلی ارسال می‌کنید. این آدرس در واقع یک “قفل” یا “نگهدارنده” است.
- این تراکنش در زنجیره اصلی تأیید می‌شود و آن 1 بیت‌کوین در آن آدرس خاص قفل می‌شود و دیگر قابل استفاده در زنجیره اصلی نیست.
- سپس، در سایدچین، 1 توکن جدید (که نماینده همان 1 بیت‌کوین قفل شده است) برای شما ضرب (Mint) می‌شود. حالا شما می‌توانید با این توکن در سایدچین تراکنش انجام دهید.
اگر خواستید همان 1 بیت‌کوین را به زنجیره اصلی برگردانید، فرآیند معکوس انجام می‌شود:
- شما آن 1 توکن نماینده را در سایدچین به یک آدرس خاص ارسال می‌کنید. این توکن در سایدچین سوزانده (Burn) می‌شود و دیگر در سایدچین قابل استفاده نیست.
- شواهدی دال بر سوخته شدن توکن در سایدچین به زنجیره اصلی ارسال می‌شود.
- پس از تأیید این شواهد در زنجیره اصلی، آن 1 بیت‌کوین که قبلاً قفل شده بود، آزاد (Release) شده و به آدرس مورد نظر شما در زنجیره اصلی ارسال می‌شود.
این مکانیزم Tw-Way Peg می‌تواند به روش‌های مختلفی پیاده‌سازی شود، از جمله استفاده از گروهی از “نگهدارندگان” مطمئن (مثل فدراسیون در Liquid Network) یا استفاده از قراردادهای هوشمند پیچیده (در شبکه‌هایی مثل اتریوم که قابلیت اجرای قرارداد هوشمند دارند). امنیت و اعتماد به این مکانیزم برای موفقیت سایدچین حیاتی است.
مزایای استفاده از سایدچین‌ها
چرا باید از سایدچین‌ها استفاده کنیم؟ سایدچین‌ها مزایای مهمی نسبت به انجام همه کارها روی زنجیره اصلی دارند:
- مقیاس‌پذیری بالاتر: مهم‌ترین مزیت. سایدچین می‌تواند تعداد بسیار بیشتری تراکنش را در هر ثانیه پردازش کند زیرا مجبور نیست بار کاری شبکه اصلی را به دوش بکشد. آن‌ها می‌توانند اندازه بلاک بزرگتر، زمان تولید بلاک کوتاه‌تر یا مکانیزم اجماع کارآمدتری داشته باشند.
- کارمزد پایین‌تر: به دلیل بار کمتر روی شبکه و انعطاف‌پذیری در طراحی، کارمزد تراکنش‌ها در سایدچین‌ها اغلب بسیار کمتر از زنجیره اصلی است. این امر باعث می‌شود کاربردهای تراکنشی خرد و پرتکرار اقتصادی‌تر شوند.
- سرعت بیشتر: تراکنش‌ها در سایدچین معمولاً بسیار سریع‌تر تأیید می‌شوند. زمان تولید بلاک در سایدچین می‌تواند در حد چند ثانیه باشد، در حالی که در بیت‌کوین حدود 10 دقیقه و در اتریوم حدود 15 ثانیه است.
- انعطاف‌پذیری و نوآوری: سایدچین‌ها می‌توانند محیطی برای آزمایش و پیاده‌سازی ویژگی‌ها و فناوری‌های جدید باشند بدون اینکه ریسکی برای امنیت یا پایداری زنجیره اصلی ایجاد کنند. توسعه‌دهندگان می‌توانند مکانیزم‌های اجماع متفاوت، زبان‌های برنامه‌نویسی جدید یا قابلیت‌های خاص را در سایدچین پیاده‌سازی کنند.
- قابلیت همکاری (Interoperability): سایدچین‌ها می‌توانند پُلی بین زنجیره اصلی و سایر بلاکچین‌ها یا حتی سیستم‌های خارج از بلاکچین باشند و امکان تبادل دارایی‌ها و اطلاعات را فراهم کنند.
- بازیابی پذیری (Recoverability): از آنجایی که سایدچین‌ها مستقل هستند، مشکل یا حمله بر روی یک سایدچین لزوماً بر روی زنجیره اصلی تأثیری نمی‌گذارد. این امر می‌تواند لایه‌ای از امنیت اضافه کند (اگرچه برعکس آن، مشکل در زنجیره اصلی می‌تواند بر سایدچین تأثیر بگذارد).
چالش‌ها و معایب سایدچین‌ها
با وجود مزایای فراوان، سایدچین‌ها بدون چالش نیستند:
- مسئله امنیت: امنیت یک سایدچین معمولاً مستقل از زنجیره اصلی است. این بدان معناست که امنیت آن به مکانیزم اجماع و تعداد شرکت‌کنندگان در شبکه خودش وابسته است. یک سایدچین با تعداد اعتبارسنج (Validators) کم یا نرخ هش (Hash Rate) پایین (در PoW) ممکن است در برابر حملات 51% آسیب‌پذیر باشد. اگر سایدچین به خطر بیفتد، دارایی‌هایی که در آن قفل شده‌اند نیز ممکن است در معرض خطر قرار گیرند. این برخلاف راه‌حل‌های لایه 2 (مثل رول‌آپ‌ها) است که امنیت خود را از زنجیره اصلی به ارث می‌برند.
- پیچیدگی پیاده‌سازی Two-Way Peg: طراحی و پیاده‌سازی یک سیستم انتقال دوطرفه امن و بدون نقص می‌تواند پیچیده باشد و نیاز به دقت فنی بالایی دارد. هرگونه نقص در این مکانیزم می‌تواند منجر به از دست رفتن دارایی شود.
- مسئله پذیرش و اعتماد: موفقیت یک سایدچین به میزان پذیرش آن توسط کاربران و توسعه‌دهندگان بستگی دارد. کاربران باید به امنیت و عملکرد سایدچین اعتماد کنند. همچنین، اگر مکانیزم Peg نیازمند اعتماد به گروهی از افراد (مثل فدراسیون) باشد، عنصر عدم تمرکز تا حدی کاهش می‌یابد.
- نیاز به توکن بومی؟: برخی سایدچین‌ها برای پرداخت کارمزد و امنیت شبکه خود نیاز به عرضه یک توکن بومی جدید دارند. این می‌تواند پیچیدگی اضافه کرده و ارزش دارایی‌های قفل شده از زنجیره اصلی را به ارزش این توکن جدید در سایدچین وابسته کند.
سایدچین در عمل: نمونه‌های معروف
چندین سایدچین شناخته شده وجود دارند که در حال حاضر فعالیت می‌کنند یا پروژه‌های در دست توسعه هستند:
Liquid Network (مبتنی بر بیت‌کوین)
Liquid Network یک سایدچین مبتنی بر بیت‌کوین است که توسط شرکت Blockstream توسعه یافته است. این شبکه برای معاملات سریع‌تر و محرمانه بین صرافی‌ها و موسسات مالی طراحی شده است. Liquid از یک سیستم Two-Way Peg مبتنی بر “فدراسیون” (Federation) استفاده می‌کند، به این معنی که گروهی از موسسات معتبر (اعضای فدراسیون) مسئول مدیریت فرآیندهای قفل و آزادسازی بیت‌کوین بین شبکه اصلی و Liquid هستند.
ویژگی‌های اصلی Liquid:
- تأیید سریع: تراکنش‌ها در Liquid Network معمولاً در عرض 1 دقیقه تأیید می‌شوند.
- قابلیت توکن‌سازی: امکان ساخت توکن‌های جدید بر روی Liquid (مانند توکن‌های نماینده استیبل‌کوین یا سایر دارایی‌ها) وجود دارد.
- محرمانگی تراکنش‌ها: Liquid از ویژگی‌هایی برای افزایش محرمانگی تراکنش‌ها استفاده می‌کند (Confidential Transactions).
- غیرمتمرکزتر از راهکارهای متمرکز، اما متمرکز تر از بیت‌کوین اصلی: به دلیل اتکا به فدراسیون، سطح غیرمتمرکز بودن آن کمتر از شبکه اصلی بیت‌کوین است، اما همچنان از راهکارهای متمرکز بسیار امن‌تر است.
Polygon (مبتنی بر اتریوم)
Polygon (MATIC) یکی از معروف‌ترین و موفق‌ترین راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری برای اتریوم است که اغلب به عنوان یک سایدچین یا “بستر چندزنجیره‌ای” برای اتریوم شناخته می‌شود. در واقع Polygon یک Framework برای ساخت شبکه‌هایی سازگار با اتریوم است که شامل چندین راهکار مقیاس‌پذیری از جمله سایدچین مبتنی بر Proof-of-Stake خود (که به نام Polygon PoS Chain شناخته می‌شود) می‌شود.
Polygon PoS Chain به طور مؤثر به عنوان یک سایدچین برای اتریوم عمل می‌کند. کاربران می‌توانند توکن‌های ERC-20 (مثل ETH یا سایر آلت‌کوین‌ها) را از شبکه اصلی اتریوم به Polygon PoS Chain منتقل کنند، در آنجا با سرعت و کارمزد بسیار پایین تراکنش‌ها و عملیات دیفای انجام دهند، و مجدداً آن‌ها را به شبکه اصلی برگردانند.
ویژگی‌های اصلی Polygon PoS Chain:
- سازگاری با ماشین مجازی اتریوم (EVM): توسعه‌دهندگان می‌توانند به راحتی قراردادهای هوشمند اتریوم را بدون تغییر زیاد در Polygon PoS Chain پیاده‌سازی کنند.
- سرعت و کارمزد پایین: قابلیت پردازش هزاران تراکنش در ثانیه با کارمزد تقریباً ناچیز.
- سیستم انتقال دوطرفه: Polygon از مکانیزم Peg خود برای انتقال دارایی بین اتریوم و سایدچینش استفاده می‌کند.
- پذیرش گسترده: Polygon توسط بسیاری از پروژه‌های بزرگ دیفای، NFT و بازی بر روی اتریوم مورد استفاده قرار گرفته است.
مثال‌های دیگری از پروژه‌هایی که از مفاهیم سایدچین استفاده می‌کنند یا با اتریوم به عنوان سایدچین فعالیت می‌کنند، شامل Skale Network، Loom Network و برخی زنجیره‌های دیگر می‌شوند که راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری با تمرکز بر کاربردهای خاص (مثل بازی‌ها) ارائه می‌دهند.
تفاوت سایدچین با سایر راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری (لایه ۲ ها)
مهم است که سایدچین‌ها را با سایر راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری، به خصوص راهکارهای لایه ۲ (Layer 2) اشتباه نگیریم.
راهکارهای لایه ۲ (مثل رول‌آپ‌های اپتیمیستیک و ZK، کانال‌های پرداخت مثل Lightning Network) روی لایه اول (زنجیره اصلی) ساخته می‌شوند و امنیت خود را مستقیماً از زنجیره اصلی به ارث می‌برند. آن‌ها داده‌های تراکنش را به روشی فشرده بر روی زنجیره اصلی منتشر یا اثبات اعتبار را از طریق آن تأیید می‌کنند. این به این معنی است که برای تأیید نهایی تراکنش‌ها یا بازگشت دارایی به زنجیره اصلی، به امنیت لایه ۱ وابسته هستند و به طور نظری، اگر زنجیره اصلی امن باشد، لایه ۲ نیز امن است.
اما سایدچین‌ها بلاکچین‌های کاملاً مستقلی هستند که فقط از طریق مکانیزم Two-Way Peg به زنجیره اصلی متصل می‌شوند. امنیت آن‌ها به مکانیزم اجماع و اعتبارسنج‌های خودشان بستگی دارد. این استقلال هم مزایایی (انعطاف‌پذیری بیشتر) و هم معایبی (مسئولیت امنیت مستقل) دارد.
به طور خلاصه:
- سایدچین: بلاکچین مستقل، امنیت مستقل، متصل با مکانیزم Peg، انعطاف‌پذیری بالا، ریسک امنیتی مستقل.
- لایه ۲: ساخته شده بر روی زنجیره اصلی، امنیت وابسته به زنجیره اصلی، فشرده‌سازی یا پردازش off-chain، ریسک امنیتی کمتر در حد زنجیره اصلی.
هر دو نوع راه‌حل برای بهبود مقیاس‌پذیری و کاهش هزینه در دنیای رمزارز ضروری هستند و برای کاربردهای مختلفی مناسب‌اند.
جمع‌بندی و نگاه به آینده
سایدچین‌ها یک نوآوری کلیدی در اکوسیستم بلاکچین هستند که به شبکه‌های اصلی اجازه می‌دهند بدون به خطر انداختن امنیت و عدم تمرکز ذاتی خود، از نظر مقیاس‌پذیری و کارایی بهبود یابند. آن‌ها مانند مسیرهای فرعی سریع‌تری هستند که بار بزرگراه اصلی را کم می‌کنند.
مفاهیم سایدچین و راه‌حل‌های لایه ۲ در کنار هم، آینده دنیای بلاکچین را شکل می‌دهند و امکان پذیرش گسترده‌تر فناوری رمزارز را در کاربردهای روزمره فراهم می‌کنند. با درک نحوه عملکرد سایدچین‌ها، گام مهمی در فهم اکوسیستم پیچیده و در حال تحول رمزارز برداشته‌اید.
