رول آپ چیست؟ بررسی کامل Rollup و نقش آن در مقیاس پذیری اتریوم
یکی از مهمترین چالشهای شبکههای بلاکچینی، بهخصوص اتریوم، افزایش ظرفیت پردازش تراکنشها بدون از بین رفتن امنیت و غیرمتمرکز بودن شبکه است. هرچه تعداد کاربران یک شبکه بیشتر شود، فشار روی لایه اصلی افزایش پیدا میکند و در نتیجه ممکن است سرعت انجام تراکنشها کاهش یافته و هزینه کارمزد افزایش پیدا کند.
برای حل این مشکل، راهکارهای مختلفی در دنیای بلاکچین توسعه داده شدهاند که یکی از مهمترین آنها Rollup یا رول آپ است. رول آپها به عنوان یکی از مهمترین فناوریهای لایه دوم، بخش قابل توجهی از پردازش تراکنشها را خارج از شبکه اصلی انجام میدهند و سپس اطلاعات مورد نیاز را به لایه اصلی ارسال میکنند.
اگر میخواهید به صورت تخصصیتر با مفهوم رول آپ و نحوه عملکرد آن آشنا شوید، مطالعه مطلب رول آپ (Rollup) چیست؟ میتواند دید کاملتری درباره این فناوری در اختیار شما قرار دهد.
Rollup چیست؟
رول آپ نوعی راهکار مقیاسپذیری لایه دوم است که با پردازش تراکنشها خارج از لایه اصلی و سپس ثبت دادههای لازم روی بلاکچین اصلی، امکان افزایش ظرفیت شبکه را فراهم میکند.
به زبان ساده، تصور کنید هزاران تراکنش قرار است در شبکه اتریوم انجام شوند. اگر تمام این تراکنشها به شکل مستقل روی شبکه اصلی پردازش شوند، منابع زیادی مصرف میشود. رول آپ میتواند این تراکنشها را در یک مجموعه یا Batch جمعآوری کرده و پس از پردازش، اطلاعات لازم را به اتریوم منتقل کند.
به این ترتیب، هزینه و حجم پردازش مورد نیاز برای هر تراکنش کاهش پیدا میکند.
اتریوم نیز Rollupها را یکی از مهمترین روشهای مقیاسپذیری شبکه میداند و در معماری فعلی خود توجه زیادی به راهکارهای لایه دوم دارد.
چرا اتریوم به Rollup نیاز دارد؟
اتریوم یکی از مهمترین زیرساختهای دنیای Web3 است و تعداد زیادی از برنامههای غیرمتمرکز، صرافیها، بازیهای بلاکچینی و پروژههای DeFi روی آن فعالیت میکنند.
اما افزایش استفاده از شبکه میتواند باعث ایجاد تراکم شود.
وقتی تعداد تراکنشهای درخواستی بیشتر از ظرفیت پردازش شبکه باشد، کاربران برای قرار گرفتن تراکنش خود در اولویت بالاتر ممکن است کارمزد بیشتری پرداخت کنند.
این مسئله برای تراکنشهای کوچک مشکل مهمی ایجاد میکند. اگر هزینه انجام یک تراکنش نسبت به ارزش تراکنش زیاد باشد، استفاده روزمره از شبکه دشوار خواهد شد.
Rollupها تلاش میکنند این مشکل را با انتقال بخش عمده محاسبات به یک لایه دیگر کاهش دهند.
Rollup چگونه کار میکند؟
برای درک عملکرد رول آپ میتوان فرآیند آن را به چند مرحله تقسیم کرد.
مرحله اول؛ دریافت تراکنشها
کاربران تراکنشهای خود را به شبکه لایه دوم ارسال میکنند.
این تراکنشها میتوانند شامل انتقال دارایی، تعامل با قرارداد هوشمند، معامله در یک صرافی غیرمتمرکز یا فعالیتهای دیگر باشند.
مرحله دوم؛ پردازش خارج از لایه اصلی
به جای اینکه تمام محاسبات مستقیماً روی Ethereum Mainnet انجام شود، تراکنشها در محیط اجرایی Rollup پردازش میشوند.
این موضوع باعث میشود تعداد بسیار بیشتری تراکنش در مدت زمان مشابه پردازش شود.
مرحله سوم؛ دستهبندی تراکنشها
تراکنشهای پردازششده در قالب یک Batch یا مجموعه تراکنشها سازماندهی میشوند.
به جای ارسال هر تراکنش به شکل کاملاً مستقل، اطلاعات تعداد زیادی تراکنش در قالب دادههای فشردهتر به لایه اصلی منتقل میشود.
مرحله چهارم؛ ثبت اطلاعات روی Ethereum
در نهایت اطلاعات لازم برای تأیید وضعیت Rollup روی Ethereum قرار میگیرد.
به همین دلیل، رول آپها میتوانند بخشی از امنیت خود را از شبکه اصلی اتریوم دریافت کنند.
طبق توضیحات رسمی اتریوم، Rollupها تراکنشها را خارج از Layer 1 اجرا میکنند و سپس دادههای مربوط به آنها را روی Layer 1 قرار میدهند.
تفاوت Layer 1 و Layer 2 چیست؟
برای درک Rollup ابتدا باید مفهوم Layer 1 و Layer 2 را بشناسیم.
Layer 1 همان بلاکچین اصلی است. در مورد رول آپهای اتریومی، Ethereum Mainnet لایه اصلی محسوب میشود.
Layer 2 شبکه یا پروتکلی است که روی لایه اصلی ساخته شده و تلاش میکند ظرفیت پردازش را افزایش دهد.
در این ساختار، کاربران میتوانند تراکنشهای خود را روی Layer 2 انجام دهند و در عین حال، سیستم Layer 2 از زیرساخت Layer 1 برای بخشهایی از امنیت و تسویه استفاده کند.
بنابراین Layer 2 را نباید صرفاً یک بلاکچین مستقل و جدا از اتریوم در نظر گرفت. نحوه ارتباط آن با Ethereum و مدل امنیتی آن اهمیت بسیار زیادی دارد.
انواع Rollup
به طور کلی دو نوع اصلی رول آپ در اکوسیستم اتریوم وجود دارد:
- Optimistic Rollup
- Zero-Knowledge Rollup یا ZK-Rollup
هر دو مدل با هدف افزایش مقیاسپذیری ایجاد شدهاند، اما روش آنها برای اثبات صحت تراکنشها متفاوت است.
Optimistic Rollup چیست؟
در Optimistic Rollup، تراکنشها به طور پیشفرض معتبر در نظر گرفته میشوند، مگر اینکه شخص یا سیستم دیگری خلاف آن را ثابت کند.
این نوع Rollup از مکانیزمهایی مانند Fraud Proof برای مقابله با تراکنشها یا وضعیتهای نادرست استفاده میکند.
در این مدل، اطلاعات تراکنشها روی اتریوم قرار میگیرد و یک بازه زمانی برای بررسی و اعتراض احتمالی وجود دارد.
یکی از ویژگیهای مهم Optimistic Rollupها سازگاری بالای آنها با محیط اتریوم و قراردادهای هوشمند است.
شبکههایی مانند Arbitrum و Optimism از نمونههای شناختهشده در این حوزه هستند.
ZK-Rollup چیست؟
ZK-Rollup از رویکرد متفاوتی استفاده میکند.
در این مدل، تراکنشها خارج از Ethereum پردازش شده و سپس یک Validity Proof یا اثبات اعتبار رمزنگاریشده به شبکه اصلی ارسال میشود.
این اثبات به اتریوم کمک میکند بررسی کند که تغییرات وضعیت ارائهشده معتبر هستند.
یکی از مزایای مهم ZK-Rollup این است که به جای اینکه تمام محاسبات دوباره روی شبکه اصلی انجام شود، Ethereum میتواند اعتبار یک اثبات رمزنگاریشده را بررسی کند.
طبق مستندات اتریوم، ZK-Rollupها میتوانند تعداد زیادی تراکنش را به صورت Batch پردازش کرده و خلاصهای از تغییرات به همراه اثبات رمزنگاری را به Mainnet ارسال کنند.
برای درک بهتر فناوری پشت این مدل، مطالعه مفهوم Zero-Knowledge proof نیز مفید است.
تفاوت Optimistic Rollup و ZK-Rollup
مهمترین تفاوت این دو فناوری در روش اثبات صحت تراکنشهاست.
در Optimistic Rollup، سیستم فرض میکند تراکنشها درست هستند و در صورت وجود مشکل، امکان اعتراض و ارائه اثبات تقلب وجود دارد.
در ZK-Rollup، اثبات رمزنگاری برای نشان دادن صحت تغییرات ارائه میشود.
به همین دلیل، هر کدام از این دو فناوری نقاط قوت و محدودیتهای خاص خود را دارند.
از طرف دیگر، پیادهسازی ZK-Rollupها از نظر فناوری و تولید اثبات میتواند پیچیده باشد، در حالی که Optimistic Rollupها در بسیاری از کاربردها سازگاری سادهتری با اکوسیستم موجود اتریوم ارائه میکنند.
مزایای Rollup چیست؟
کاهش هزینه تراکنش
یکی از مهمترین مزایای رول آپ کاهش هزینهای است که کاربران برای انجام تراکنش پرداخت میکنند.
چون هزینههای پردازش و ثبت داده میان تعداد زیادی تراکنش تقسیم میشود، هزینه نهایی هر کاربر میتواند کمتر از انجام همان فعالیت روی Mainnet باشد.
افزایش ظرفیت شبکه
Rollupها میتوانند تعداد بسیار بیشتری تراکنش را نسبت به حالتی که همه فعالیتها مستقیماً روی Layer 1 انجام شوند، مدیریت کنند.
در نتیجه، ظرفیت کلی اکوسیستم افزایش پیدا میکند.
کاهش فشار روی Ethereum
با انتقال بخش قابل توجهی از محاسبات به Layer 2، فشار واردشده به Ethereum Mainnet کاهش پیدا میکند.
این مسئله به خصوص در زمانهایی که فعالیت شبکه افزایش پیدا میکند اهمیت بیشتری دارد.
استفاده از امنیت Ethereum
یکی از ویژگیهای مهم Rollupها این است که برخلاف برخی زنجیرههای مستقل، میتوانند برای بخشهایی از امنیت و تسویه به Ethereum متکی باشند.
البته میزان واقعی این امنیت به معماری هر Rollup، نحوه مدیریت داده، قراردادهای هوشمند و میزان غیرمتمرکز بودن اجزای آن بستگی دارد.
آیا Rollup کاملاً غیرمتمرکز است؟
این تصور که تمام Rollupها از همان ابتدا کاملاً غیرمتمرکز هستند، دقیق نیست.
بسیاری از شبکههای Layer 2 هنوز در مسیر غیرمتمرکزتر شدن قرار دارند و ممکن است اجزایی مانند Sequencer یا برخی زیرساختهای مدیریتی در آنها نقش مهمی داشته باشند.
بنابراین هنگام ارزیابی یک Rollup نباید فقط به این موضوع توجه کرد که پروژه خود را Layer 2 معرفی میکند.
باید معماری شبکه، نحوه تولید و انتشار داده، سیستم اثبات، Sequencer، پل ارتباطی و قراردادهای هوشمند آن نیز بررسی شود.
اتریوم نیز تأکید میکند که بسیاری از Layer 2ها هنوز نسبت به Mainnet جوانتر هستند و کاربران باید ریسکها و مدل اعتماد هر پروژه را به صورت جداگانه بررسی کنند.
نقش داده در Rollup
یکی از مهمترین مفاهیم در فناوری Rollup، Data Availability یا دسترسپذیری داده است.
اگر اطلاعات لازم برای بررسی وضعیت یک Rollup در اختیار کاربران و اعتبارسنجها نباشد، بررسی صحت وضعیت شبکه دشوار میشود.
به همین دلیل، معماری Rollup باید به شکلی طراحی شود که دادههای ضروری برای بازسازی یا بررسی وضعیت در دسترس باشند.
اتریوم نیز دادههای مربوط به تراکنشهای Rollup را در معماری خود به عنوان بخش مهمی از مدل امنیتی در نظر میگیرد.
ارتباط Rollup با کارمزد گس
کارمزد Gas یکی از موضوعاتی است که کاربران اتریوم همیشه با آن مواجه هستند.
در یک تراکنش معمولی، بخشی از هزینه مربوط به پردازش و ثبت اطلاعات روی شبکه اصلی است.
Rollup میتواند با جمعآوری تعداد زیادی تراکنش و ارسال اطلاعات آنها به صورت Batch، هزینه پایه را میان کاربران بیشتری تقسیم کند.
البته کارمزد Layer 2 همیشه صفر نیست و مقدار آن به معماری شبکه، شرایط بازار، هزینه انتشار داده و میزان فعالیت شبکه بستگی دارد.
آیا Rollup همان Sidechain است؟
خیر.
این دو مفهوم ممکن است در نگاه اول شبیه یکدیگر به نظر برسند، اما مدل امنیتی آنها متفاوت است.
Sidechain معمولاً یک بلاکچین مستقل با مکانیزم اجماع و امنیت مخصوص خود است.
در مقابل، Rollupها به گونهای طراحی شدهاند که ارتباط امنیتی و تسویهای مشخصی با Ethereum داشته باشند.
به همین دلیل، هنگام انتخاب یک شبکه لایه دوم، صرفاً نباید به سرعت یا کارمزد توجه کرد؛ بلکه باید بررسی کرد که دادهها کجا ذخیره میشوند و شبکه دقیقاً چگونه امنیت خود را تأمین میکند.
تأثیر Rollup بر DeFi
امور مالی غیرمتمرکز یا DeFi یکی از حوزههایی است که میتواند از فناوری Rollup بهره زیادی ببرد.
صرافیهای غیرمتمرکز، پروتکلهای وامدهی، بازارهای مشتقه و بسیاری از برنامههای مالی به تعداد زیادی تراکنش نیاز دارند.
اگر انجام هر تراکنش هزینه بالایی داشته باشد، استفاده از این برنامهها برای کاربران کوچک دشوار میشود.
Rollup میتواند با کاهش هزینه تراکنش و افزایش ظرفیت، امکان استفاده گستردهتر از برنامههای DeFi را فراهم کند.
تأثیر Rollup بر NFT و بازیهای بلاکچینی
NFTها و بازیهای Web3 نیز از دیگر حوزههایی هستند که میتوانند از Layer 2 استفاده کنند.
فرض کنید یک بازی بلاکچینی برای هر فعالیت کوچک کاربر نیازمند ثبت تراکنش روی Ethereum Mainnet باشد. در چنین شرایطی هزینه Gas میتواند تجربه کاربری را بسیار دشوار کند.
با استفاده از Layer 2، بخشی از این تراکنشها میتواند با هزینه پایینتری انجام شود.
این مسئله برای بازیهایی که تعداد زیادی فعالیت کوچک و مداوم دارند اهمیت زیادی دارد.
Rollup و آینده اتریوم
مسیر توسعه اتریوم در سالهای اخیر توجه زیادی به مقیاسپذیری لایه دوم داشته است.
یکی از دلایل اهمیت Rollup این است که میتوان ظرفیت پردازش را افزایش داد بدون اینکه تمام بار محاسباتی به Layer 1 منتقل شود.
بهبودهای مرتبط با داده نیز اهمیت زیادی دارند. برای مثال، ارتقای Dencun و معرفی Blobها با هدف کاهش هزینه انتشار داده برای Rollupها انجام شد و به توسعه بیشتر اکوسیستم Layer 2 کمک کرده است.
در نتیجه، آینده اتریوم را نمیتوان صرفاً با سرعت Mainnet ارزیابی کرد. بخش مهمی از آینده این اکوسیستم به شبکههای Layer 2 و توانایی آنها برای پردازش حجم بالای فعالیت کاربران وابسته است.
آیا Rollup آینده مقیاسپذیری بلاکچین است؟
هیچ فناوری را نمیتوان با قطعیت تنها راهحل آینده دانست، اما Rollupها در حال حاضر یکی از مهمترین رویکردهای مقیاسپذیری اتریوم محسوب میشوند.
مزیت اصلی این فناوری در ایجاد تعادل میان سه موضوع مهم است:
- مقیاسپذیری
- هزینه
- امنیت
البته دستیابی همزمان به بهترین حالت در هر سه مورد آسان نیست. هر Rollup معماری و مدل اعتماد متفاوتی دارد و ممکن است در سرعت، هزینه، غیرمتمرکزسازی یا سازگاری با برنامههای مختلف، نقاط قوت و ضعف متفاوتی داشته باشد.
جمعبندی
Rollup یکی از مهمترین فناوریهای توسعهیافته برای حل مشکل مقیاسپذیری بلاکچین است. این فناوری با انتقال اجرای تراکنشها به خارج از Layer 1 و ارسال داده یا اثباتهای لازم به شبکه اصلی، تلاش میکند ظرفیت اتریوم را افزایش داده و هزینه استفاده از آن را کاهش دهد.
دو مدل اصلی Rollup یعنی Optimistic Rollup و ZK-Rollup از روشهای متفاوتی برای اثبات صحت تراکنشها استفاده میکنند. Optimistic Rollup بر پایه فرض معتبر بودن تراکنشها و سیستم اعتراض و Fraud Proof کار میکند، در حالی که ZK-Rollup از اثباتهای رمزنگاری برای تأیید صحت تغییرات استفاده میکند.
اهمیت این فناوری تنها به کاهش کارمزد محدود نمیشود. Rollup میتواند زیرساختی برای توسعه گستردهتر DeFi، NFT، بازیهای بلاکچینی و سایر برنامههای Web3 ایجاد کند.
با این حال، کاربران باید توجه داشته باشند که همه شبکههای Layer 2 از نظر امنیت، تمرکززدایی، معماری و میزان بلوغ یکسان نیستند. شناخت دقیق مدل هر پروژه و بررسی ریسکهای آن، قبل از انتقال دارایی یا استفاده گسترده از آن اهمیت زیادی دارد.