رؤية المستقبل للبلوكشين هي اللامركزية والأمان وقابلية التوسع، ولكن عادةً ما يمكن تحقيق اثنين فقط من هذه العناصر، وهذا يُعرف بمشكلة مثلث البلوكشين المستحيلة. على مر السنين، كان الناس يستكشفون كيفية حل هذه المشكلة، وكيفية زيادة سعة البلوكشين وسرعة المعاملات مع ضمان اللامركزية والأمان، أي حل مشكلة التوسع، وهو أحد المواضيع الساخنة في عملية تطوير البلوكشين الحالية.
تعريف اللامركزية والأمان والقابلية للتوسع في blockchain:
اللامركزية: يمكن لأي شخص أن يصبح عقدة للمشاركة في إنتاج والتحقق من نظام blockchain، كلما زاد عدد العقد، زادت درجة اللامركزية، مما يضمن عدم سيطرة عدد قليل من المشاركين المركزيين على الشبكة.
الأمان: كلما زادت تكلفة الحصول على السيطرة على نظام blockchain، زادت الأمان، ويمكن أن تتصدى السلسلة لهجمات نسبة كبيرة من المشاركين.
القابلية للتوسع: قدرة blockchain على معالجة عدد كبير من المعاملات.
أول انقسام كبير في شبكة البيتكوين نشأ من مشكلة التوسع. مع زيادة عدد المستخدمين وحجم المعاملات، بدأت شبكة البيتكوين التي حدها الأقصى لكل كتلة هو 1MB تواجه مشكلة الازدحام؛ منذ عام 2015، كانت هناك خلافات في مجتمع البيتكوين حول مشكلة التوسع، حيث كان هناك طرف يدعم توسيع الكتل (مؤيدو التوسع) وطرف يدعم استخدام خطة الشهادة المنفصلة Segwit (مؤيدو الكتل الصغيرة). في 1 أغسطس 2017، بدأ مؤيدو التوسع بتشغيل نظام عميل تم تطويره إلى 8MB، مما أدى إلى أول انقسام كبير في تاريخ البيتكوين، وفي الوقت نفسه نشأت عملة جديدة هي BCH.
اختارت شبكة إيثريوم أيضًا التضحية بجزء من قابلية التوسع من أجل ضمان أمان الشبكة ولامركزيتها. على الرغم من أن شبكة إيثريوم لم تحدد حجم الكتلة مثل شبكة بيتكوين للحد من حجم المعاملات، بل تحولت بشكل غير مباشر إلى وضع حد أقصى لرسوم الوقود القابلة للاحتواء في كتلة واحدة، إلا أن الهدف هو تحقيق توافق غير موثوق به وضمان توزيع واسع للعقد.
من CryptoKitties في عام 2017، وصيف DeFi، إلى ظهور تطبيقات على السلسلة مثل GameFi وNFT، تزداد حاجة السوق إلى القدرة على المعالجة، ولكن حتى Ethereum الكامل للتورينغ لا يمكنه معالجة سوى 15-45 معاملة في الثانية (TPS)، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف المعاملات وزيادة أوقات التسوية، مما يجعل معظم Dapps غير قادرة على تحمل تكاليف التشغيل، كما أصبحت الشبكة بأكملها بطيئة ومكلفة للمستخدمين، مما يجعل مشكلة التوسع في blockchain بحاجة ماسة إلى الحل. الحل المثالي للتوسع هو: زيادة سرعة المعاملات و القدرة على المعالجة لشبكة blockchain في أقرب وقت ممكن دون التضحية باللامركزية والأمان.
2. أنواع خطط التوسع
نحن نصنف خطط التوسع إلى نوعين رئيسيين: التوسع على السلسلة والتوسع خارج السلسلة، وفقًا لمعيار "هل يتم تغيير طبقة الشبكة الرئيسية".
2.1 توسيع السلسلة
المفهوم الأساسي: حل يتم من خلال تغيير طبقة بروتوكول الشبكة الرئيسية لتحقيق تأثير توسيع، الحل الرئيسي الحالي هو التجزئة.
هناك عدة حلول لتوسيع السلسلة، لن نتوسع في ذلك في هذه المقالة، وسنذكر بإيجاز حلين:
الخيار الأول هو توسيع مساحة الكتلة، أي زيادة عدد المعاملات المعبأة في كل كتلة، ولكن ذلك سيزيد من متطلبات الأجهزة عالية الأداء للعُقد، مما يزيد من عتبة الانضمام للعُقد، ويقلل من درجة "اللامركزية".
الخيار الثاني هو التقسيم، حيث يتم تقسيم دفتر أستاذ blockchain إلى عدة أجزاء، حيث لم يعد كل عقدة تشارك في جميع عمليات التسجيل، بل يتم تكليف أجزاء مختلفة، أي عقد مختلفة بمسؤولية تسجيل مختلفة، ويمكن للحوسبة المتوازية معالجة معاملات متعددة في نفس الوقت؛ هذا يمكن أن يقلل من ضغط الحساب على العقدة ويدخل سهولة، ويزيد من سرعة معالجة المعاملات ودرجة اللامركزية؛ لكن هذا يعني أن قوة الحوسبة في الشبكة بأكملها تتوزع، مما سيقلل من "أمان" الشبكة ككل.
قد يؤدي تغيير كود بروتوكول الشبكة الرئيسية إلى آثار سلبية غير متوقعة، لأن أي ثغرة أمنية طفيفة في الطبقة الأساسية تهدد بشكل خطير أمان الشبكة بأكملها، وقد تضطر الشبكة إلى إجراء انقسام أو توقف للإصلاح والترقية. على سبيل المثال، حادثة ثغرة التضخم في Zcash لعام 2018: كان كود Zcash مستندًا إلى تعديل كود إصدار Bitcoin 0.11.2، وفي عام 2018، اكتشف أحد المهندسين ثغرة خطيرة في الكود الأساسي، وهي أنه يمكن إصدار الرموز بلا حدود، وبعدها قضى الفريق 8 أشهر في إصلاح سري، وبعد إصلاح الثغرة تم الكشف عن هذه الحادثة.
2.2 خارج السلسلة توسيع
المفهوم الأساسي: حلول التوسع التي لا تغير بروتوكول الشبكة الرئيسية من الطبقة الأولى الحالي.
خارج السلسلة توسيع الحلول يمكن تقسيمها إلى Layer2 وحلول أخرى:
3. حلول توسيع خارج السلسلة
3.1 قنوات الدولة
3.1.1 ملخص
تنص قناة الحالة على أنه يتعين على المستخدمين التفاعل مع الشبكة الرئيسية فقط عند فتح القناة أو إغلاقها أو حل النزاعات، ويتم إجراء التفاعل بين المستخدمين خارج السلسلة، وذلك لتقليل الوقت وتكاليف المعاملات للمستخدمين، ولتحقيق عدم تقييد عدد المعاملات.
قناة الحالة هي بروتوكول بسيط من نظير إلى نظير، مناسب للتطبيقات "المبنية على الأدوار"، مثل لعبة الشطرنج بين شخصين. يتم إدارة كل قناة بواسطة عقد ذكي متعدد التوقيعات يعمل على الشبكة الرئيسية، حيث يتحكم هذا العقد في الأصول المودعة في القناة، ويقوم بالتحقق من تحديثات الحالة، ويتحكم في النزاعات بين المشاركين ( بناءً على دليل الاحتيال المرفق بتوقيع وتاريخ ). بعد نشر العقد على شبكة البلوكتشين، يقوم المشاركون بإيداع مبلغ من المال وقفله، وبعد تأكيد توقيع كلا الطرفين، يتم فتح القناة رسميًا. تسمح القناة بإجراء معاملات مجانية غير محدودة خارج السلسلة ( طالما أن صافي تحويلاتهم لا يتجاوز إجمالي الرموز المودعة ). يقوم المشاركون بالتناوب على إرسال تحديثات الحالة إلى بعضهم البعض، في انتظار تأكيد توقيع الطرف الآخر. بمجرد أن يؤكد الطرف الآخر توقيعه، يعتبر هذا التحديث قد اكتمل. في الظروف العادية، لن يتم رفع تحديثات الحالة المتفق عليها من قبل الطرفين إلى الشبكة الرئيسية، فقط في حالة حدوث نزاع أو إغلاق القناة، سيتم الاعتماد على تأكيد الشبكة الرئيسية. عند الحاجة إلى إغلاق القناة، يمكن لأي مشارك تقديم طلب معاملة على الشبكة الرئيسية، إذا تم الموافقة على طلب الخروج بتوقيع متفق عليه من الجميع، يتم التنفيذ على الفور على السلسلة، أي أن العقد الذكي يوزع الأموال المتبقية المقفلة بناءً على أرصدة كل مشارك في الحالة النهائية للقناة؛ إذا لم يوافق المشاركون الآخرون على التوقيع، يجب على الجميع الانتظار حتى انتهاء "فترة التحدي" لاستلام الأموال المتبقية.
بناءً على ما سبق، يمكن أن تقلل خطة قناة الحالة بشكل كبير من كمية الحسابات على الشبكة الرئيسية، وتعزز سرعة المعاملات، وتخفض تكاليف المعاملات.
2015/11، قام جيف كولمان بتلخيص مفهوم قناة الدولة بشكل منهجي للمرة الأولى، وقدم قناة الدفع الخاصة بالبيتكوين كحالة فرعية من مفهوم قناة الدولة.
2016/01, نشر جوزيف بون وثاديوس دريجا رسميًا الورقة البيضاء "شبكة بيتكوين الضوئية: المدفوعات الفورية القابلة للتوسع خارج السلسلة" التي اقترحت خطة توسيع شبكة بيتكوين الضوئية Payment Channel( قناة الدفع)، هذه الخطة مخصصة فقط لمعالجة مدفوعات التحويل على شبكة بيتكوين.
2017/11، تم تقديم أول مواصفات تصميم تتعلق بقنوات الحالة تحت إطار قناة الدفع، المعروف باسم Sprites.
2018/06, قدمت Counterfactual تصميمًا مفصلًا جدًا لقنوات الحالة العامة، وهو التصميم الأول المرتبط بالكامل بقنوات الحالة.
2018/10، قدمت المقالة Generalised State Channel Networks مفهوم شبكات حالة القناة وقنوات افتراضية.
2019/02، تم توسيع مفهوم قنوات الحالة إلى قنوات N-Party، و Nitro هو البروتوكول الأول الذي تم إنشاؤه استنادًا إلى هذه الفكرة.
2019/10، قامت Pisa بتوسيع مفهوم Watchtowers لحل مشكلة استمرار تواجد جميع المشاركين على الإنترنت.
2020/03، قدمت Hydra قنوات متساوية سريعة.
3.1.3 المبادئ التقنية
توضح الصورة 1 سير العمل التقليدي على السلسلة: يتفاعل أليس وبوب مع العقد الذكي الذي تم نشره على الشبكة الرئيسية، يقوم المستخدمون بتغيير حالة العقد الذكي عن طريق إرسال المعاملات إلى السلسلة. العيب هو أنه سيؤدي إلى المشاكل المتعلقة بالوقت والتكلفة التي تم مناقشتها أعلاه.
تظهر الصورة 2 سير العمل العام الذي يتبعه معظم بروتوكولات قنوات الحالة: في حالة التفاؤل، يحتاج أليس وبوب إلى تنفيذ نفس العمليات كما في السابق، لكن هذه المرة يستخدمون قناة الحالة بدلاً من التفاعل مع العقد على السلسلة.
الخطوة الأولى، أليس وبوب يتفاعلان من خلال إيداع الأموال من حسابهما الشخصي EOA إلى عنوان العقد على السلسلة ( بمبلغ 1,2)، هذه الأموال محجوزة في العقد حتى يتم إرجاع الرصيد إلى المستخدم عند إغلاق القناة؛ بعد تأكيد التوقيع من قبل الاثنين، تُفتح قناة الحالة بينهما رسميًا.
الخطوة الثانية، يمكن لـ Alice و Bob من الناحية النظرية إجراء عدد غير محدود من المعاملات خارج السلسلة ( خط متقطع أزرق )، حيث يتواصل المشاركون عبر رسائل موقعة مشفرة ( بدلاً من التواصل مع شبكة blockchain ). يحتاج كل مستخدم من الطرفين إلى توقيع كل معاملة لمنع الاحتيال من خلال الإنفاق المزدوج. من خلال هذه الرسائل، يقترحون تحديثات حالة حساباتهم، ويقبلون تحديثات الحالة التي يقترحها الطرف الآخر.
الخطوة الثالثة، إذا أرادت أليس إغلاق القناة وإنهاء المعاملة مع بوب، تحتاج أليس إلى تقديم الحالة النهائية لحسابها إلى العقد ( تفاعل 3)، إذا قام بوب بالتوقيع والموافقة، فسوف يقوم العقد بإطلاق الأموال المحتجزة وفقًا للحالة النهائية وإعادتها للمستخدم المعني ( تفاعل 4،5). إذا لم يستجب بوب لتوقيعه، فسوف يقوم العقد بإطلاق الأموال المحتجزة وإعادتها للمستخدم المعني بعد انتهاء فترة التحدي.
يوضح الشكل 3 سير عمل قناة الحالة في حالة التشاؤم: في البداية، يقوم مشاركان بإيداع الأموال ( التفاعل 1، 2)، ثم يبدأان في تبادل تحديثات الحالة ( الخط المنقط الأزرق ). افترض أنه في نقطة زمنية معينة، لم يستجب بوب لتحديث الحالة الموقع من أليس ( التفاعل 3)، في هذه المرحلة، يمكن لأليس أن تبدأ تحديًا من خلال تقديم آخر حالة صالحة لها إلى العقد ( التفاعل 4)، هذه الحالة الصالحة تتضمن أيضًا توقيع بوب السابق، مما يثبت أن آخر معاملة قد تم استلامها بموافقة بوب، وأن الحالة النهائية قد تم استلامها بتأكيد بوب. ثم، يسمح العقد لبوب بالاستجابة خلال فترة معينة من خلال تقديم الحالة التالية إلى العقد؛ إذا استجاب بوب، يمكن للطرفين الاستمرار في إجراء المعاملات في قناة الحالة؛ إذا لم يستجب بوب خلال هذه الفترة، فإن العقد يغلق قناة الحالة تلقائيًا ويعيد الأموال إلى أليس ( التفاعل 5).
3.1.4 المزايا والعيوب
المزايا:
الحتمية الفورية
رسوم منخفضة للغاية
الخصوصية جيدة
قابلية التوسع عالية
مرونة قوية
العيوب:
تحتاج جميع الأطراف المعنية إلى البقاء متصلة بالإنترنت بشكل مستمر
غير مناسب للحسابات المعقدة
تكلفة إنشاء القناة مرتفعة في المراحل الأولية
سوء القابلية للتوسع
تحتاج إلى إيداع أموال مقفلة
3.1.5 تطبيق
شبكة البرق البيتكوين
نظرة عامة:
شبكة البرق هي قناة دفع صغيرة في شبكة البيتكوين، وقد شهدت تطوراً تكنولوجياً شاملاً يتمثل في: بناء قناة دفع أحادية الاتجاه باستخدام توقيع ثنائي 2/2، وزيادة RSMC( عقد تسلسل الاستحقاق القابل للإلغاء ) لبناء قناة دفع ثنائية الاتجاه، ثم إضافة HTLC( عقد قفل الوقت الهش ) لتمديد قنوات الدفع لتشمل دفع عدة أشخاص، وأخيراً بناء شبكة الدفع وهي شبكة البرق. من خلال قنوات الدفع الصغيرة خارج السلسلة، ثم بالاستعانة بوسيط لتشكيل شبكة تداول، يمكن حل مشكلة توسيع شبكة البيتكوين. يتبع الاستخدام العام لشبكة البرق العملية التالية: "إيداع ( إنشاء قناة ) → معاملات شبكة البرق ( تحديث حالة القناة ) → استرداد/تسوية ( إنهاء القناة )"؛ نظرياً، يمكن لشبكة البرق معالجة مليون معاملة في الثانية.
الخط الزمني:
في فبراير 2015، نشر جوزيف بون وثاديوس دريجا مسودة ورقة بيضاء لشبكة البرق؛
تم إصدار النسخة الرسمية من الورقة البيضاء في يناير 2016 وتأسيس Lightning Labs؛
في 15 مارس 2018، أصدرت شركة Lightning Labs الإصدار الأول من شبكة Lightning الرئيسية Lightning Network Daemon (LND) الإصدار 0.4.
في بداية عام 2021، كانت سعة شبكة البرق العامة (TVL) حوالي 40 مليون دولار، وكان هناك حوالي 100,000 مستخدم يستخدمون شبكة البرق.
قد تحتوي هذه الصفحة على محتوى من جهات خارجية، يتم تقديمه لأغراض إعلامية فقط (وليس كإقرارات/ضمانات)، ولا ينبغي اعتباره موافقة على آرائه من قبل Gate، ولا بمثابة نصيحة مالية أو مهنية. انظر إلى إخلاء المسؤولية للحصول على التفاصيل.
تسجيلات الإعجاب 7
أعجبني
7
4
مشاركة
تعليق
0/400
PumpStrategist
· منذ 17 س
مرة أخرى نشاهد الثالوث الغير مقدس ، على المستوى الفني لا يزال بدون اختراق.
شاهد النسخة الأصليةرد0
fork_in_the_road
· منذ 17 س
لا يزال يتم العمل على توسيع هذا الأمر.
شاهد النسخة الأصليةرد0
TokenTaxonomist
· منذ 17 س
إحصائيًا، 99.7% من حلول التحجيم تفشل في تحسين التريليما...
تحليل عميق لخطط توسيع خارج السلسلة: قنوات الحالة وشبكة الإضاءة بيتكوين
تحليل العمق لتوسيع خارج السلسلة
المؤلف: كوبا فنتشرز
1. ضرورة توسيع السعة
رؤية المستقبل للبلوكشين هي اللامركزية والأمان وقابلية التوسع، ولكن عادةً ما يمكن تحقيق اثنين فقط من هذه العناصر، وهذا يُعرف بمشكلة مثلث البلوكشين المستحيلة. على مر السنين، كان الناس يستكشفون كيفية حل هذه المشكلة، وكيفية زيادة سعة البلوكشين وسرعة المعاملات مع ضمان اللامركزية والأمان، أي حل مشكلة التوسع، وهو أحد المواضيع الساخنة في عملية تطوير البلوكشين الحالية.
تعريف اللامركزية والأمان والقابلية للتوسع في blockchain:
اللامركزية: يمكن لأي شخص أن يصبح عقدة للمشاركة في إنتاج والتحقق من نظام blockchain، كلما زاد عدد العقد، زادت درجة اللامركزية، مما يضمن عدم سيطرة عدد قليل من المشاركين المركزيين على الشبكة.
الأمان: كلما زادت تكلفة الحصول على السيطرة على نظام blockchain، زادت الأمان، ويمكن أن تتصدى السلسلة لهجمات نسبة كبيرة من المشاركين.
القابلية للتوسع: قدرة blockchain على معالجة عدد كبير من المعاملات.
أول انقسام كبير في شبكة البيتكوين نشأ من مشكلة التوسع. مع زيادة عدد المستخدمين وحجم المعاملات، بدأت شبكة البيتكوين التي حدها الأقصى لكل كتلة هو 1MB تواجه مشكلة الازدحام؛ منذ عام 2015، كانت هناك خلافات في مجتمع البيتكوين حول مشكلة التوسع، حيث كان هناك طرف يدعم توسيع الكتل (مؤيدو التوسع) وطرف يدعم استخدام خطة الشهادة المنفصلة Segwit (مؤيدو الكتل الصغيرة). في 1 أغسطس 2017، بدأ مؤيدو التوسع بتشغيل نظام عميل تم تطويره إلى 8MB، مما أدى إلى أول انقسام كبير في تاريخ البيتكوين، وفي الوقت نفسه نشأت عملة جديدة هي BCH.
اختارت شبكة إيثريوم أيضًا التضحية بجزء من قابلية التوسع من أجل ضمان أمان الشبكة ولامركزيتها. على الرغم من أن شبكة إيثريوم لم تحدد حجم الكتلة مثل شبكة بيتكوين للحد من حجم المعاملات، بل تحولت بشكل غير مباشر إلى وضع حد أقصى لرسوم الوقود القابلة للاحتواء في كتلة واحدة، إلا أن الهدف هو تحقيق توافق غير موثوق به وضمان توزيع واسع للعقد.
من CryptoKitties في عام 2017، وصيف DeFi، إلى ظهور تطبيقات على السلسلة مثل GameFi وNFT، تزداد حاجة السوق إلى القدرة على المعالجة، ولكن حتى Ethereum الكامل للتورينغ لا يمكنه معالجة سوى 15-45 معاملة في الثانية (TPS)، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف المعاملات وزيادة أوقات التسوية، مما يجعل معظم Dapps غير قادرة على تحمل تكاليف التشغيل، كما أصبحت الشبكة بأكملها بطيئة ومكلفة للمستخدمين، مما يجعل مشكلة التوسع في blockchain بحاجة ماسة إلى الحل. الحل المثالي للتوسع هو: زيادة سرعة المعاملات و القدرة على المعالجة لشبكة blockchain في أقرب وقت ممكن دون التضحية باللامركزية والأمان.
2. أنواع خطط التوسع
نحن نصنف خطط التوسع إلى نوعين رئيسيين: التوسع على السلسلة والتوسع خارج السلسلة، وفقًا لمعيار "هل يتم تغيير طبقة الشبكة الرئيسية".
2.1 توسيع السلسلة
المفهوم الأساسي: حل يتم من خلال تغيير طبقة بروتوكول الشبكة الرئيسية لتحقيق تأثير توسيع، الحل الرئيسي الحالي هو التجزئة.
هناك عدة حلول لتوسيع السلسلة، لن نتوسع في ذلك في هذه المقالة، وسنذكر بإيجاز حلين:
الخيار الأول هو توسيع مساحة الكتلة، أي زيادة عدد المعاملات المعبأة في كل كتلة، ولكن ذلك سيزيد من متطلبات الأجهزة عالية الأداء للعُقد، مما يزيد من عتبة الانضمام للعُقد، ويقلل من درجة "اللامركزية".
الخيار الثاني هو التقسيم، حيث يتم تقسيم دفتر أستاذ blockchain إلى عدة أجزاء، حيث لم يعد كل عقدة تشارك في جميع عمليات التسجيل، بل يتم تكليف أجزاء مختلفة، أي عقد مختلفة بمسؤولية تسجيل مختلفة، ويمكن للحوسبة المتوازية معالجة معاملات متعددة في نفس الوقت؛ هذا يمكن أن يقلل من ضغط الحساب على العقدة ويدخل سهولة، ويزيد من سرعة معالجة المعاملات ودرجة اللامركزية؛ لكن هذا يعني أن قوة الحوسبة في الشبكة بأكملها تتوزع، مما سيقلل من "أمان" الشبكة ككل.
قد يؤدي تغيير كود بروتوكول الشبكة الرئيسية إلى آثار سلبية غير متوقعة، لأن أي ثغرة أمنية طفيفة في الطبقة الأساسية تهدد بشكل خطير أمان الشبكة بأكملها، وقد تضطر الشبكة إلى إجراء انقسام أو توقف للإصلاح والترقية. على سبيل المثال، حادثة ثغرة التضخم في Zcash لعام 2018: كان كود Zcash مستندًا إلى تعديل كود إصدار Bitcoin 0.11.2، وفي عام 2018، اكتشف أحد المهندسين ثغرة خطيرة في الكود الأساسي، وهي أنه يمكن إصدار الرموز بلا حدود، وبعدها قضى الفريق 8 أشهر في إصلاح سري، وبعد إصلاح الثغرة تم الكشف عن هذه الحادثة.
2.2 خارج السلسلة توسيع
المفهوم الأساسي: حلول التوسع التي لا تغير بروتوكول الشبكة الرئيسية من الطبقة الأولى الحالي.
خارج السلسلة توسيع الحلول يمكن تقسيمها إلى Layer2 وحلول أخرى:
3. حلول توسيع خارج السلسلة
3.1 قنوات الدولة
3.1.1 ملخص
تنص قناة الحالة على أنه يتعين على المستخدمين التفاعل مع الشبكة الرئيسية فقط عند فتح القناة أو إغلاقها أو حل النزاعات، ويتم إجراء التفاعل بين المستخدمين خارج السلسلة، وذلك لتقليل الوقت وتكاليف المعاملات للمستخدمين، ولتحقيق عدم تقييد عدد المعاملات.
قناة الحالة هي بروتوكول بسيط من نظير إلى نظير، مناسب للتطبيقات "المبنية على الأدوار"، مثل لعبة الشطرنج بين شخصين. يتم إدارة كل قناة بواسطة عقد ذكي متعدد التوقيعات يعمل على الشبكة الرئيسية، حيث يتحكم هذا العقد في الأصول المودعة في القناة، ويقوم بالتحقق من تحديثات الحالة، ويتحكم في النزاعات بين المشاركين ( بناءً على دليل الاحتيال المرفق بتوقيع وتاريخ ). بعد نشر العقد على شبكة البلوكتشين، يقوم المشاركون بإيداع مبلغ من المال وقفله، وبعد تأكيد توقيع كلا الطرفين، يتم فتح القناة رسميًا. تسمح القناة بإجراء معاملات مجانية غير محدودة خارج السلسلة ( طالما أن صافي تحويلاتهم لا يتجاوز إجمالي الرموز المودعة ). يقوم المشاركون بالتناوب على إرسال تحديثات الحالة إلى بعضهم البعض، في انتظار تأكيد توقيع الطرف الآخر. بمجرد أن يؤكد الطرف الآخر توقيعه، يعتبر هذا التحديث قد اكتمل. في الظروف العادية، لن يتم رفع تحديثات الحالة المتفق عليها من قبل الطرفين إلى الشبكة الرئيسية، فقط في حالة حدوث نزاع أو إغلاق القناة، سيتم الاعتماد على تأكيد الشبكة الرئيسية. عند الحاجة إلى إغلاق القناة، يمكن لأي مشارك تقديم طلب معاملة على الشبكة الرئيسية، إذا تم الموافقة على طلب الخروج بتوقيع متفق عليه من الجميع، يتم التنفيذ على الفور على السلسلة، أي أن العقد الذكي يوزع الأموال المتبقية المقفلة بناءً على أرصدة كل مشارك في الحالة النهائية للقناة؛ إذا لم يوافق المشاركون الآخرون على التوقيع، يجب على الجميع الانتظار حتى انتهاء "فترة التحدي" لاستلام الأموال المتبقية.
بناءً على ما سبق، يمكن أن تقلل خطة قناة الحالة بشكل كبير من كمية الحسابات على الشبكة الرئيسية، وتعزز سرعة المعاملات، وتخفض تكاليف المعاملات.
3.1.2 الجدول الزمني
2015/02، نشر جوزيف بون وثاديوس دريجا مسودة ورقة بيضاء لشبكة البرق.
2015/11، قام جيف كولمان بتلخيص مفهوم قناة الدولة بشكل منهجي للمرة الأولى، وقدم قناة الدفع الخاصة بالبيتكوين كحالة فرعية من مفهوم قناة الدولة.
2016/01, نشر جوزيف بون وثاديوس دريجا رسميًا الورقة البيضاء "شبكة بيتكوين الضوئية: المدفوعات الفورية القابلة للتوسع خارج السلسلة" التي اقترحت خطة توسيع شبكة بيتكوين الضوئية Payment Channel( قناة الدفع)، هذه الخطة مخصصة فقط لمعالجة مدفوعات التحويل على شبكة بيتكوين.
2017/11، تم تقديم أول مواصفات تصميم تتعلق بقنوات الحالة تحت إطار قناة الدفع، المعروف باسم Sprites.
2018/06, قدمت Counterfactual تصميمًا مفصلًا جدًا لقنوات الحالة العامة، وهو التصميم الأول المرتبط بالكامل بقنوات الحالة.
2018/10، قدمت المقالة Generalised State Channel Networks مفهوم شبكات حالة القناة وقنوات افتراضية.
2019/02، تم توسيع مفهوم قنوات الحالة إلى قنوات N-Party، و Nitro هو البروتوكول الأول الذي تم إنشاؤه استنادًا إلى هذه الفكرة.
2019/10، قامت Pisa بتوسيع مفهوم Watchtowers لحل مشكلة استمرار تواجد جميع المشاركين على الإنترنت.
2020/03، قدمت Hydra قنوات متساوية سريعة.
3.1.3 المبادئ التقنية
توضح الصورة 1 سير العمل التقليدي على السلسلة: يتفاعل أليس وبوب مع العقد الذكي الذي تم نشره على الشبكة الرئيسية، يقوم المستخدمون بتغيير حالة العقد الذكي عن طريق إرسال المعاملات إلى السلسلة. العيب هو أنه سيؤدي إلى المشاكل المتعلقة بالوقت والتكلفة التي تم مناقشتها أعلاه.
تظهر الصورة 2 سير العمل العام الذي يتبعه معظم بروتوكولات قنوات الحالة: في حالة التفاؤل، يحتاج أليس وبوب إلى تنفيذ نفس العمليات كما في السابق، لكن هذه المرة يستخدمون قناة الحالة بدلاً من التفاعل مع العقد على السلسلة.
الخطوة الأولى، أليس وبوب يتفاعلان من خلال إيداع الأموال من حسابهما الشخصي EOA إلى عنوان العقد على السلسلة ( بمبلغ 1,2)، هذه الأموال محجوزة في العقد حتى يتم إرجاع الرصيد إلى المستخدم عند إغلاق القناة؛ بعد تأكيد التوقيع من قبل الاثنين، تُفتح قناة الحالة بينهما رسميًا.
الخطوة الثانية، يمكن لـ Alice و Bob من الناحية النظرية إجراء عدد غير محدود من المعاملات خارج السلسلة ( خط متقطع أزرق )، حيث يتواصل المشاركون عبر رسائل موقعة مشفرة ( بدلاً من التواصل مع شبكة blockchain ). يحتاج كل مستخدم من الطرفين إلى توقيع كل معاملة لمنع الاحتيال من خلال الإنفاق المزدوج. من خلال هذه الرسائل، يقترحون تحديثات حالة حساباتهم، ويقبلون تحديثات الحالة التي يقترحها الطرف الآخر.
الخطوة الثالثة، إذا أرادت أليس إغلاق القناة وإنهاء المعاملة مع بوب، تحتاج أليس إلى تقديم الحالة النهائية لحسابها إلى العقد ( تفاعل 3)، إذا قام بوب بالتوقيع والموافقة، فسوف يقوم العقد بإطلاق الأموال المحتجزة وفقًا للحالة النهائية وإعادتها للمستخدم المعني ( تفاعل 4،5). إذا لم يستجب بوب لتوقيعه، فسوف يقوم العقد بإطلاق الأموال المحتجزة وإعادتها للمستخدم المعني بعد انتهاء فترة التحدي.
يوضح الشكل 3 سير عمل قناة الحالة في حالة التشاؤم: في البداية، يقوم مشاركان بإيداع الأموال ( التفاعل 1، 2)، ثم يبدأان في تبادل تحديثات الحالة ( الخط المنقط الأزرق ). افترض أنه في نقطة زمنية معينة، لم يستجب بوب لتحديث الحالة الموقع من أليس ( التفاعل 3)، في هذه المرحلة، يمكن لأليس أن تبدأ تحديًا من خلال تقديم آخر حالة صالحة لها إلى العقد ( التفاعل 4)، هذه الحالة الصالحة تتضمن أيضًا توقيع بوب السابق، مما يثبت أن آخر معاملة قد تم استلامها بموافقة بوب، وأن الحالة النهائية قد تم استلامها بتأكيد بوب. ثم، يسمح العقد لبوب بالاستجابة خلال فترة معينة من خلال تقديم الحالة التالية إلى العقد؛ إذا استجاب بوب، يمكن للطرفين الاستمرار في إجراء المعاملات في قناة الحالة؛ إذا لم يستجب بوب خلال هذه الفترة، فإن العقد يغلق قناة الحالة تلقائيًا ويعيد الأموال إلى أليس ( التفاعل 5).
3.1.4 المزايا والعيوب
المزايا:
العيوب:
3.1.5 تطبيق
شبكة البرق البيتكوين
نظرة عامة:
شبكة البرق هي قناة دفع صغيرة في شبكة البيتكوين، وقد شهدت تطوراً تكنولوجياً شاملاً يتمثل في: بناء قناة دفع أحادية الاتجاه باستخدام توقيع ثنائي 2/2، وزيادة RSMC( عقد تسلسل الاستحقاق القابل للإلغاء ) لبناء قناة دفع ثنائية الاتجاه، ثم إضافة HTLC( عقد قفل الوقت الهش ) لتمديد قنوات الدفع لتشمل دفع عدة أشخاص، وأخيراً بناء شبكة الدفع وهي شبكة البرق. من خلال قنوات الدفع الصغيرة خارج السلسلة، ثم بالاستعانة بوسيط لتشكيل شبكة تداول، يمكن حل مشكلة توسيع شبكة البيتكوين. يتبع الاستخدام العام لشبكة البرق العملية التالية: "إيداع ( إنشاء قناة ) → معاملات شبكة البرق ( تحديث حالة القناة ) → استرداد/تسوية ( إنهاء القناة )"؛ نظرياً، يمكن لشبكة البرق معالجة مليون معاملة في الثانية.
الخط الزمني: