إن الطبقة الأولى، أو L1، blockchain هي الشبكة الأساسية للنظام البيئي blockchain. وهي تعمل بشكل مستقل – دون الاعتماد على سلاسل أخرى للتحقق من الصحة أو التنفيذ – وتتعامل مع كل شيء بدءًا من معالجة المعاملات وحتى الإجماع وتخزين البيانات في دفتر الأستاذ الخاص بها.
غالبًا ما تُسمى طبقة البلوكشين بالشبكة الرئيسية أو طبقة التسوية، وتشكل الطبقة الأولى من البلوكشين الطابق الأرضي الذي تُبنى عليه جميع طبقات البلوكشين الأخرى، بما في ذلك السلاسل الجانبية والطبقة الثانية.
عندما تقوم الطبقة الثانية بتوسيع الأداء فوق الشبكات الموجودة، فإن الطبقة الأولى تقف بمفردها. إنهم يحددون قواعدهم الخاصة، ويديرون أدوات التحقق الخاصة بهم، ويصدرون الرموز المميزة الخاصة بهم. تتناسب كل من Bitcoin وEthereum وSolana وCardano وAvalanche مع هذا الوصف.
في هذه المقالة، سنلقي نظرة على تاريخ ووظائف الطبقة الأساسية لـ Web3.
داخل الطبقة 1: كيف تم بناؤها
تتضمن كل سلسلة كتل L1 العديد من المكونات الأساسية التي تجعلها فعالة وآمنة:
- عقد الشبكة: تحتفظ الآلاف من أجهزة الكمبيوتر المستقلة بنسخ متطابقة من blockchain وتبث البيانات لبعضها البعض. طبيعتها الموزعة تمنع الرقابة ونقاط الفشل الفردية.
- طبقة الإجماع: كتاب قواعد الاتفاق. فهو يحدد كيف يقرر المشاركون أي المعاملات صالحة وكيفية إضافة الكتل إلى السلسلة.
- طبقة التنفيذ: في سلاسل الكتل القابلة للبرمجة مثل إيثريوم أو سولانا، تدير هذه الطبقة عقودًا ذكية: تعليمات برمجية ذاتية التنفيذ تعمل على تشغيل التطبيقات اللامركزية والمعاملات الآلية.
- العملة المشفرة الأصلية: تحتوي كل L1 على عملتها الخاصة التي تدفع رسوم المعاملات، وتكافئ المدققين، وتدعم الحوكمة على السلسلة. تعمل BTC على تأمين Bitcoin، وتعمل ETH على تشغيل Ethereum، وADA تقوم بتشغيل Cardano.
كيف تقوم الطبقة الأولى بمعالجة المعاملات
عبر الشبكات المختلفة، يكون التدفق هو نفسه على نطاق واسع:
- تصديق: يتم فحص المعاملات للتأكد من أنها تستوفي قواعد البروتوكول ولديها التوقيعات والأرصدة الصحيحة.
- تشكيل الكتلة: يتم تجميع المعاملات التي تم التحقق منها في كتل مرشحة.
- إجماع: تتفق العقد على الكتلة التي سيتم إضافتها بعد ذلك، باستخدام الخوارزمية المختارة للشبكة.
- النهائية: بمجرد التأكيد، تصبح الكتلة غير قابلة للتغيير؛ تحديث الأرصدة وبيانات العقد عبر الشبكة.
تتكرر هذه الدورة بشكل مستمر، آلاف المرات يوميًا، دون إشراف مركزي.
آليات الإجماع: قلب blockchain
تحدد آلية الإجماع كيفية وصول blockchain إلى الاتفاق وتشكيل سرعته وأمانه وملف الطاقة الخاص به. في حين أن هناك العديد من آليات الإجماع المختلفة، فإن أهمها هي:
- إثبات العمل (أثبات العمل)– تم تقديمه بواسطة Bitcoin، حيث يقوم القائمون بتعدين PoW بحل ألغاز التشفير من خلال الحساب. إنها آمنة للغاية ولكنها تستهلك الكثير من الطاقة وتقتصر على حوالي سبع معاملات في الثانية (TPS).
- إثبات الحصة (نقاط البيع)– يقوم المدققون بقفل الرموز المميزة كضمان لكسب الحق في التحقق من صحة الكتل. فهو يستبدل استخدام الطاقة بالحوافز الاقتصادية.
- إثبات تفويض الحصة (DPoS)– يستخدم هذا النموذج من قبل Binance Smart Chain وآخرين، ويعتمد على مجموعة أصغر منتقاة من المدققين لزيادة الكفاءة – مع استبدال بعض اللامركزية بالسرعة.
- إثبات التاريخ (بوه)– يقوم نظام Solana الفريد بوضع الطوابع الزمنية على المعاملات قبل الإجماع، مما يسمح بآلاف TPS وأوقات الحظر التي تبلغ أقل من ثانية.
سلاسل الكتل الرائدة من الطبقة الأولى
بيتكوين (بيتكوين) – إثبات العمل: أول سلسلة blockchain وأكثرها أمانًا. يعالج حوالي 7 TPS باستخدام التعدين كثيف الاستهلاك للطاقة، مع التركيز على اللامركزية والثبات على السرعة.
ايثريوم (إيثريوم) – إثبات الحصة: أكبر سلسلة بلوكتشين قابلة للبرمجة، تدعم العقود الذكية، وNFTs، وDeFi. بعد The Merge في عام 2022، تم تقليل استخدام الطاقة بنسبة تزيد عن 99% مع وضع الأساس لقابلية التوسع من خلال عمليات التجميع والتقسيم القادمة.
سولانا (سول) – إثبات التاريخ + إثبات الحصة (PoS): معروف بالإنتاجية العالية والرسوم المنخفضة، يقوم Solana بوضع الطوابع الزمنية للمعاملات قبل الإجماع لتحقيق أوقات كتلة أقل من الثانية.
كاردانو (أدا) – إثبات ملكية Ouroboros: عبارة عن blockchain يعتمد على الأبحاث ويركز على التحقق الرسمي والهندسة المعمارية متعددة الطبقات لفصل التسوية والحساب.
انهيار جليدي (افاكس) – إجماع الانهيار الجليدي: يستخدم أخذ العينات الاحتمالية للتوصل إلى توافق في الآراء بسرعة. يوفر نهائية دون الثانية ويدعم الشبكات الفرعية القابلة للتخصيص للسلاسل الخاصة بالتطبيق.
سلسلة بينانس الذكية (بنك بي إن بي) – إثبات الحصة المفوض: يتم تشغيل BSC بواسطة مجموعة محدودة من أدوات التحقق من الصحة، وتتاجر باللامركزية من أجل الأداء، مما يوفر معاملات سريعة ومنخفضة التكلفة متوافقة مع أدوات Ethereum.
الجدول الزمني: المعالم الرئيسية للطبقة 1
- يناير 2009: تم إطلاق Bitcoin، لإثبات الإجماع اللامركزي من خلال إثبات العمل كأول blockchain يعمل بكامل طاقته.
- يوليو 2015: يتم إطلاق Ethereum، حيث يقدم عقودًا ذكية قابلة للبرمجة ومتكاملة مع نظام Turing للنظام البيئي blockchain.
- سبتمبر 2017: أطلقت Cardano شبكة Byron الرئيسية الخاصة بها، مما أضفى طابعًا رسميًا على إثبات الحصة باستخدام بروتوكول Ouroboros وأنشأ بنية متعددة الطبقات.
- سبتمبر 2020: أطلقت Avalanche شبكتها الرئيسية، حيث قدمت آلية إجماع عالية السرعة وإطار شبكة فرعية للسلاسل القابلة للتخصيص.
- سبتمبر 2022: أكملت Ethereum عملية الدمج، وانتقلت من إثبات العمل إلى إثبات الحصة وخفضت استهلاك الطاقة بنسبة تزيد عن 99%.
- أكتوبر 2023: تم إطلاق Celestia كأول blockchain معياري يركز على توفر البيانات وفصل الإجماع.
- أغسطس 2025: كشفت شركة Circle عن Arc، وهي طبقة 1 تركز على العملات المستقرة، مع شبكة اختبار عامة مباشرة في أكتوبر وشبكة رئيسية مخطط لها في عام 2026.
تهدف كل سلسلة بلوكتشين إلى معالجة نفس التحدي الأساسي: معضلة بلوكتشين الثلاثية.
معضلة blockchain الثلاثية
صاغ فيتاليك بوتيرين، المؤسس المشارك لشركة إيثريوم، مصطلح “معضلة سلسلة الكتل الثلاثية” في عام 2017 لوصف التحدي المتمثل في عدم قدرة تقنية سلسلة الكتل على تعظيم اللامركزية وقابلية التوسع والأمن في وقت واحد، مما يفرض المقايضات بين الثلاثة.
- حماية – الحماية ضد التلاعب أو الهجوم.
- قابلية التوسع – القدرة على التعامل مع كميات كبيرة بكفاءة.
- اللامركزية – توزيع السيطرة عبر العديد من العقد المستقلة.
تحجيم طبقة 1S
يبحث المطورون باستمرار عن طرق لتعزيز إنتاجية blockchain دون المساس باللامركزية – وهي استجابة مباشرة لمعضلة blockchain الثلاثية.
- المشاركة: تقوم هذه التقنية بتقسيم الشبكة إلى أجزاء أصغر، أو أجزاء، تقوم بمعالجة البيانات بالتوازي لتخفيف عبء عمل العقدة وزيادة السعة. خططت إيثريوم في الأصل لـ 64 قطعة، ولكن بحلول أواخر عام 2025، حولت التركيز إلى تجزئة البيانات الأولية وتقسيم البيانات – تركزت الترقيات على توفر البيانات لعمليات تجميع الطبقة الثانية بدلاً من التنفيذ الكامل على السلسلة. تقدم تقنية تقسيم البيانات الأولية (EIP-4844) نقاط بيانات لتحسين كفاءة التخزين، بينما تظل عملية تقسيم البيانات الكاملة قيد التطوير.
- تحسين الإجماع: يؤدي الانتقال من إثبات العمل الذي يتطلب الكثير من الطاقة إلى إثبات الحصة – مثل Ethereum’s 2022 Merge – إلى تحسين الكفاءة بشكل كبير. تمزج بعض الشبكات الأحدث نماذج الإجماع أو تكيفها لتحقيق التوازن بين السرعة والتكلفة والأمان.
- معلمات الكتلة: يمكن أن تؤدي الكتل الأكبر حجمًا والفواصل الزمنية الأقصر إلى زيادة الإنتاجية ولكنها تخاطر بالمركزية. تتطلب الكتل الأكبر حجمًا المزيد من النطاق الترددي والتخزين؛ تثير الكتل الأسرع مشكلات المزامنة وعدد الكتل المعزولة.
- ترقيات البروتوكول: يُعد الشاهد المنفصل (SegWit) الخاص بالبيتكوين لعام 2017 مثالًا كلاسيكيًا على القياس المباشر للطبقة الأولى. ومن خلال فصل بيانات التوقيع (“الشاهد”) عن بيانات المعاملات، حررت SegWit مساحة الكتلة وسمحت بمزيد من المعاملات لكل كتلة دون توسيع حجمها.
تطبيقات العالم الحقيقي
تدعم سلاسل الكتل من الطبقة الأولى التمويل اللامركزي، وتدعم الإقراض والبورصات والعملات المستقرة من خلال العقود الذكية. قامت Ethereum وSolana بتمكين NFTs والألعاب، مما أدى إلى جلب الملكية الرقمية إلى السلسلة. كما قاموا أيضًا بتحسين شفافية سلسلة التوريد، وتأمين الهوية الرقمية، وتمكين ترميز الأصول في العالم الحقيقي مثل الممتلكات والفن.
لماذا لا يزالون مهمين
تساعد الطبقة الثانية والسلاسل الجانبية في زيادة السرعة، لكن الطبقة الأولى تظل مصدر الحقيقة. إنها توفر التسوية النهائية والتاريخ الثابت والثقة المشتركة لكل شيء مبني فوقها.
لقد تطورت تقنية Blockchain إلى ما هو أبعد من أصولها في عام 2009، ولم يتباطأ العمل. في نوفمبر، أعلنت مؤسسة إيثريوم عن خطوتها الرئيسية التالية: طبقة قابلية التشغيل البيني لإيثريوم، والتي ستسمح لأي إيثريوم L2 بالتواصل مع أي L2 آخر على الفور.
مع تطور تكنولوجيا البلوكتشين – من التعدين كثيف الطاقة إلى البنى المعيارية المقاومة للكم – تستمر سلاسل الكتل من الطبقة الأولى في تحديد البنية التحتية للإنترنت اللامركزي.
