أهمية الطبقات الثانية في شبكة البيتكوين

حدود الطبقة الأولى للبيتكوين

تعالج شبكة البيتكوين المعاملات باستخدام آلية توافق لامركزية على مستوى العالم. يقوم المعدنون كل عشر دقائق تقريباً بجمع المعاملات المعلّقة ضمن كتلة وإضافتها إلى البلوكشين. هذا الفاصل الزمني الثابت بين الكتل، مع تحديد حجم الكتلة بـ 1 إلى 4 ميجابايت، يحد من إمكانية التوسع للبيتكوين إلى نحو 7 معاملات فقط في الثانية، وهو أقل بكثير من متطلبات البنية التحتية المالية العالمية.

وضع المطورون هذه القيود عمداً. فقد فُضلت اللامركزية والأمان في البيتكوين على السرعة والمرونة. أضف إلى ذلك أن لغة البرمجة الخاصة به ليست كاملة تورينغ عن عمد، للحد من الثغرات وتعزيز قابلية التدقيق والتوقع، إلا أن هذا يقيد قابلية البرمجة ويمنع دعم عمليات أكثر تعقيداً أو توسعاً على الشبكة بشكل مباشر.

وبالتالي، تعاني الطبقة الأولى للبيتكوين من ارتفاع زمن التأكيد والتكدس في أوقات الذروة. عندما يفوق حجم المعاملات المعلقة سعة الكتل، يصبح على المستخدمين التنافس برسوم أعلى لتحقيق التأكيد السريع. تكررت هذه الظاهرة في محطات هامة مثل ذروة عام 2017، وذروة "أوردينالز" سنة 2023، وموجات الطلب المرتبطة بالصناديق المتداولة في مطلع 2025. في تلك الفترات، بلغت الرسوم مئات الساتوشي لكل بايت افتراضي. وعليه، تصبح البيتكوين غير ملائمة في عمليات الدفع الصغيرة والروتينية، مثل التحويلات المالية، والتعاملات اليومية، والمبالغ الضئيلة.

ورغم أن سوق الرسوم ضروري لتحفيز المعدنين وضمان أمن الشبكة المستدام، إلا أنه يمثل عائقاً أمام التبني الواسع. تظل الطبقة الأولى في البيتكوين شديدة الأمان واللامركزية، لكنها بطبيعة الحال محدودة في إمكانية التوسع والبرمجة. وجاءت هذه القيود دافعاً لتطوير حلول الطبقة الثانية التي تهدف إلى معاملات أسرع وأقل تكلفة وأكثر مرونة.

أنماط تصميم حلول الطبقة الثانية في بنية البلوكشين

تمثل حلول الطبقة الثانية بروتوكولات مبنية فوق الطبقة الأساسية مثل البيتكوين، وهدفها تخفيف ضغط المعاملات عن السلسلة الرئيسية مع الحفاظ على ضمانات التسوية التي تقدمها البيتكوين. تقوم هذه الحلول بتجميع وضغط أو تبسيط بيانات المعاملات بحيث يتطلب الأمر تفاعلاً محدوداً جداً مع الطبقة الأساسية.

وتنقسم حلول الطبقة الثانية من حيث التصميم إلى عدة أنماط رئيسية. من أبرزها قنوات الدفع التي توفّر تواصلاً ثنائياً مباشراً بين المستخدمين، بما يتيح إجراء عدة معاملات بدون الحاجة لتسجيل كل معاملة على السلسلة الأساسية حتى إغلاق القناة. وهناك نمط السلاسل الجانبية، وهي بلوكشينات مستقلة تُشغّل بالتوازي مع الشبكة الرئيسية وتعتمد على آليات ربط داخلة وخارجة لتحويل الأصول.

أما التجميعات (Rollups)، فهي نمط آخر، إذ تُجمع أعداد كبيرة من المعاملات خارج السلسلة وترسل مجموعة بيانات واحدة أو إثباتاً مضغوطاً إلى السلسلة الرئيسية. ويصنف هذا الأسلوب إلى تفاؤلي أو عديم المعرفة بحسب نمط التحقق المستخدم. ظهرت هذه التقنية أولاً في شبكة إيثيريوم، إلا أن تبنيها بدأ يتسارع على البيتكوين بفضل المستجدات في التطوير.

ظهرت أيضاً أنظمة اتحادية، حيث تتشارك مجموعة من الكيانات الموثوق بها في إدارة الحفظ وتنفيذ المعاملات. يشمل هذا أنظمة eCash لتشومي أو نماذج UTXO المجمعة. تتيح هذه النماذج للمستخدمين إما إخفاء الهوية أو إدارة أموال أكثر سلاسة، لكنها تعتمد على ثقة بجماعة من الأمناء أو الموقعين.

وفي السنوات الأخيرة، برزت حلول بحثية مثل BitVM، التي تتيح إجراء عمليات حسابية عامة والتحقق منها على البيتكوين من خلال منطق التحدي والاستجابة المتقدم. وعلى الرغم من أن هذه التقنية لاتزال تجريبية، فإنها تفتح الباب لإمكانية تنفيذ حسابات عامة ضمن الطبقة الثانية لشبكة البيتكوين.

كل من هذه الأنماط يعالج قيوداً بعينها: بعضها يعزز إمكانية التوسع، وبعضها يزيد الخصوصية، وأخرى تتيح إمكانيات برمجية أوسع. ويجمعها جميعاً الاعتماد على البيتكوين كطبقة تسوية نهائية مع تنفيذ معظم العمليات خارج السلسلة الرئيسية.

مفاضلات الأمان واللامركزية وإمكانية التوسع

يجب على أي حل للطبقة الثانية أن يوازن بعناية بين ثلاث ركائز أساسية: الأمان، واللامركزية، وإمكانية التوسع. وغالباً ما يُطلق على هذه المعضلة "مثلث إمكانية التوسع"، والذي ينص على أن تعزيز جانبين منها يكون على حساب الثالث عادة.

الطبقة الأساسية من البيتكوين تعطي الأولوية القصوى للأمان واللامركزية، ما يؤدي إلى التضحية بمعدل المعالجة. أما حلول الطبقة الثانية فتهدف إلى استعادة إمكانية التوسع مع تقليص التنازلات في الركيزتين الأخريين، لكن لا مفر من المفاضلات.

قنوات الدفع مثل شبكة Lightning ترث نموذج الأمان في البيتكوين، لكنها تواجه تحديات في اللامركزية وكفاءة التوجيه. إذ تتطلب هذه القنوات تمويلاً على السلسلة، وتقتصر المدفوعات على شبكة الأقران المتصلين. كثيراً ما تكون سيولة التوجيه متقلبة، كما قد يعاني مستخدمو الأجهزة المحمولة من مشكلات في الاستمرارية، ويستدعي النموذج مراقبة نشطة أو "جهات مراقبة" لمنع الاحتيال خلال النزاعات.

أما الأنظمة الاتحادية مثل Fedimint، فهي تتنازل عن بعض اللامركزية في مقابل الخصوصية وسهولة الانضمام. إذ يتمكن الأوصياء من الرقابة على الأموال أو إساءة إدارتها رغم محاولات البروتوكول التقليل من هذا الخطر بتنويع الحفظ واختيار الأوصياء مجتمعياً. لابد للمستخدمين إذن من الثقة في نزاهة أغلبية أعضاء الاتحاد.

وتوفر السلاسل الجانبية مثل Liquid أو Rootstock إمكانيات أوسع للبرمجة وإمكانية التوسع، لكنها تنقل الثقة إلى مجموعة منفصلة من المدققين، ولا تستفيد مباشرة من إثبات العمل الخاص بالبيتكوين. كما تُقفل الأصول المنقولة عبر اتحاد أو عقود ذكية، ويتوقف الأمان على إجماع السلسلة الجانبية.

أما التجميعات فهي توفر سلامة بيانات أعلى وإمكانية التوسع، خاصة مع استخدام إثباتات عديمة المعرفة، إلا أن عملها على شبكة البيتكوين دون دعم داخلي يفرض تحديات تقنية مضاعفة. وتسعى مشاريع مثل Citrea وBotanix إلى تنفيذها عبر Taproot وتحديثات برمجية أخرى، رغم محدودية لغة سكريبت البيتكوين.

وبالنسبة لـ BitVM، فبالرغم من إمكاناته، يعتمد على نماذج ثقة وحوافز جديدة لا تزال قيد البحث والتجريب. فهو يتيح تنفيذ منطق عام دون تغيير قواعد التوافق، مقابل تعقيد في حل المنازعات وزمن تأكيد طويل نسبياً.

يتطلب كل خيار تصميم هندسة دقيقة للموازنة بين الركائز الثلاث. بعض النماذج تركز على السرعة وتقليل الكلفة، وأخرى تفضل مقاومة الرقابة أو توسيع إمكانيات البرمجة. وعلى المستخدمين والمطورين تقويم المفاضلات الأنسب لحاجاتهم وتطبيقاتهم.

أنواع حلول الطبقة الثانية للبيتكوين

شهدت منظومة الطبقة الثانية للبيتكوين تطوراً كبيراً في السنوات الأخيرة. فبعد أن بدأت بقنوات دفع بسيطة، تطورت إلى مجموعة متنوعة من أدوات التوسع والتمديد، حيث تلبي كل فئة احتياجات مختلف المستخدمين والتطبيقات.

تعتبر شبكة Lightning الأكثر انتشاراً بين حلول الطبقة الثانية للبيتكوين، فهي تتيح مدفوعات فورية ومنخفضة التكلفة عبر شبكة من القنوات الثنائية. وحالما يُفتح قناة، يمكن توجيه المدفوعات عبر عدة أطراف. وتناسب الشبكة المعاملات المتكررة والصغيرة كالإكراميات، والمدفوعات الصغيرة، والتحويلات المالية. تتميز Lightning بعدم الحفظ وتقليل الحاجة للثقة، إلا أن نماذج السيولة فيها معقدة خاصة للمستخدمين الجدد والشركات.

تركز الأنظمة الاتحادية مثل Fedimint وArk على الخصوصية والبساطة. يستخدم Fedimint نموذج eCash الخاص بتشومي، حيث يودع المستخدمون البيتكوين لدى مجموعة أوصياء موثوقين يصدرون رموزاً سرية. يمكن صرف هذه الرموز بشكل خاص واستعادة البيتكوين على السلسلة أو عبر Lightning. يتيح Ark وهو تصميم أحدث، مدفوعات سرية بجولة واحدة عبر وسيط يجمع ويبث تعاملات المستخدمين معاً. كلا النموذجين يوفران خصوصية أعلى لكن يعتمدان جزئياً على الثقة في الحفظ أو التنسيق.

تتيح السلاسل الجانبية توسيع قدرات البيتكوين من خلال تشغيل سلاسل موازية ذات قواعد وبيئات مختلفة. أطلقت Blockstream سلسلة Liquid المصممة للتحويلات السريعة والسرية بين البورصات. تقدم Rootstock آلة افتراضية متوافقة مع الإيثيريوم للبيتكوين، لتمكين العقود الذكية والتطبيقات اللامركزية. تتيح هذه الأنظمة استخدامات مالية أكثر تعقيداً، لكنها تتطلب الثقة في آليات الربط ومجموعات المدققين.

بدأت التجميعات Rollups بالظهور في منظومة البيتكوين. إذ تطور Citrea تجميع عديم المعرفة للتسوية على البيتكوين مع تنفيذ العقود خارج السلسلة، بينما يبني Botanix تجميعاً متوافقاً مع آلة الإيثيريوم الافتراضية ويربط بيانات العمليات بكتل البيتكوين. وتهدف هذه المشاريع لنقل فوائد التوسع من الإيثيريوم إلى البيتكوين، رغم التحديات التقنية الناتجة عن صرامة لغة البرمجة في البيتكوين.

بالإضافة إلى ذلك، يمثل BitVM اتجاهاً واعداً في تطوير الطبقة الثانية. قُدم عام 2023 لتوفير تنفيذ عمليات عامة على البيتكوين باستخدام نظام إثبات تفاعلي لمنع الاحتيال. يمكّن BitVM منطقاً كاملاً تورينغ عبر جولات تحدي واستجابة، ما قد يدعم تطبيقات معقدة مثل الجسور وواجهات الأوراكل أو التجميعات. كل ذلك بدون ترقية جذرية للبروتوكول. لا تزال التقنية تجريبية ولم تطبق على نطاق واسع بعد.