الطبقة الأولى

تُعد الطبقة الأولى البنية التحتية المحورية لتكنولوجيا البلوك تشين، إذ تشكّل الأساس الذي يقوم عليه نظام البلوك تشين بأكمله، وتتولى مسؤولية معالجة المعاملات والتحقق منها، وتنفيذ آلية التوافق، وضمان أمن الشبكة. باعتبارها السلسلة الرئيسية أو الطبقة الأساسية، تقوم بروتوكولات الطبقة الأولى مثل Bitcoin وEthereum وSolana بتنفيذ جميع العمليات مباشرة عبر شبكاتها الأصلية، وتوفر ثبات البيانات وأمانها من خلال شبكة العُقد وآلية التوافق الخاصة بها. ويعتمد أداء الطبقة الأولى ومستوى أمانها ودرجة اللامركزية فيها على الخصائص الجوهرية والقيود التي تحدد إمكانيات المنظومة الكاملة القائمة عليها.

الخلفية: نشأة الطبقة الأولى

انبثق مفهوم بلوك تشين الطبقة الأولى مع ظهور شبكة Bitcoin، حيث وضع ساتوشي ناكاموتو عند نشره الورقة البيضاء في عام 2008 أول بروتوكول مكتمل لطبقة قاعدة البلوك تشين، ما أتاح نقل القيمة مباشرة بين الأطراف دون الحاجة لجهة مركزية.

ومع تطور تكنولوجيا البلوك تشين، ظهرت حلول طبقة أولى متنوعة، سعت كل منها لمعالجة معضلة البلوك تشين عبر إيجاد توازن بين الأمان واللامركزية وقابلية التوسع:

1. Bitcoin: ركّز على حفظ القيمة والتحويل، مع إعطاء الأولوية للأمان واللامركزية.
2. Ethereum: أدخل العقود الذكية، ممهّدًا لمفهوم البلوك تشين القابل للبرمجة.
3. Solana: اعتمد آلية إثبات التاريخ (Proof of History) المدمجة مع إثبات الحصة (Proof of Stake) لتحقيق سرعة عالية في معالجة المعاملات.
4. Polkadot: صمّم بنية متعددة السلاسل لتحقيق قابلية التشغيل البيني.
5. Cardano: طوّر وفق منهجيات بحث علمية ومراجعات محكمة.

يمثل كل حل من حلول الطبقة الأولى محاولة ابتكارية لتلبية احتياجات وتحديات مختلفة في مسار تطور تكنولوجيا البلوك تشين.

آلية العمل: طريقة عمل الطبقة الأولى

ترتكز بلوك تشين الطبقة الأولى على مجموعة من المكونات الأساسية:

1. آلية التوافق: خوارزميات تضمن توافق المشاركين حول صحة المعاملات، وتشمل:

   • إثبات العمل (Proof of Work): يتحقق من صحة المعاملات وينشئ كتل جديدة عبر حل مسائل رياضية معقدة
   • إثبات الحصة (Proof of Stake): يمنح المدققين حق إنشاء الكتل الجديدة بناءً على كمية الرموز التي يمتلكونها
   • إثبات الحصة المفوضة (Delegated Proof of Stake): ينتخب حاملو الرموز ممثلين للتحقق من المعاملات
   • تحمل الخطأ البيزنطي العملي (Practical Byzantine Fault Tolerance - PBFT): تتوصل العقد إلى توافق عبر التصويت

2. بنية البيانات: غالبية حلول الطبقة الأولى تعتمد هيكل البلوك تشين، حيث تُجمع المعاملات ضمن كتل مرتبطة، بينما تستخدم بعض المشاريع المبتكرة هياكل أخرى مثل الرسم البياني الموجه غير الدوري (Directed Acyclic Graphs - DAGs).

3. بروتوكول الشبكة: ينظم كيفية اتصال العقد، وانتشار المعاملات، وبث الكتل الجديدة.

4. الآلة الافتراضية وبيئة التنفيذ: الطبقات الأولى الداعمة للعقود الذكية تعتمد آلة افتراضية لتنفيذ التعليمات البرمجية، مثل EVM في Ethereum أو Sealevel في Solana.

5. إدارة الأرصدة: تتابع أرصدة الحسابات، وحالات العقود، والمعلومات الحيوية للشبكة.

6. التقنيات التشفيرية: توفر الضمانات الأمنية الأساسية مثل التشفير بالمفتاح العام ودوال التجزئة.

تتكامل هذه المكونات معًا لتمكين الطبقة الأولى من معالجة عمليات التحقق والتنفيذ والتخزين بشكل مستقل وآمن.

ما أبرز المخاطر والتحديات التي تواجه الطبقة الأولى؟

تواجه بلوك تشين الطبقة الأولى العديد من التحديات والمخاطر، أبرزها:

1. التحديات التقنية:

   • اختناقات قابلية التوسع: معظم الطبقات الأولى تجد صعوبة في تحقيق سرعة المعالجة وزمن الاستجابة المنخفض مع المحافظة على اللامركزية
   • ثغرات أمنية: أي خلل في البروتوكولات الأساسية قد يعرض الشبكة بأكملها للخطر
   • نقاط ضعف في آلية التوافق: مثل ارتفاع استهلاك الطاقة في إثبات العمل أو هجمات عدم وجود رهان فعلي في إثبات الحصة

2. تحديات الحوكمة:

   • مخاطر الانقسام (Hard Fork): قد تؤدي الانقسامات المجتمعية إلى انشقاقات في السلسلة
   • التوازن بين اللامركزية والكفاءة: زيادة عدد المشاركين عادة ما يبطئ عملية اتخاذ القرار
   • تصميم الحوافز: ضرورة توفير حوافز كافية للمدققين ومشغلي العقد لضمان استمرارية الشبكة

3. تحديات التبني والمنافسة:

   • تأثير الشبكة: يتعين على الطبقات الأولى الجديدة بناء قواعد مستخدمين ومجتمعات مطورين قوية
   • مشكلات التوافق: محدودية التشغيل البيني بين الطبقات الأولى المختلفة
   • عدم وضوح التنظيم: اختلاف التوجهات التنظيمية يؤثر على تطوير الطبقة الأولى

4. المخاطر الاقتصادية:

   • تقلب أسعار الرموز يؤثر على أمان الشبكة، خاصة مع أنظمة إثبات الحصة
   • مركزية المعدنين أو المدققين تهدد اللامركزية

أدت هذه التحديات إلى ظهور حلول توسعة للطبقة الثانية وتقنيات الربط بين السلاسل، بهدف معالجة القيود الأساسية مع الحفاظ على أمن الطبقة الأولى.

ومع استمرار تطور البلوك تشين، تشهد بروتوكولات الطبقة الأولى ترقيات وتصاميم مبتكرة لمواجهة هذه التحديات مع الحفاظ على دورها الأساسي كقاعدة للمنظومات. وتواصل المشاريع الناشئة في الطبقة الأولى استكشاف بنى وآليات توافق جديدة لتحقيق توازن أفضل في معضلة البلوك تشين.