إن الرؤية المستقبلية لسلسلة الكتل هي اللامركزية والأمان والقابلية للتوسع، لكن عادةً ما يمكن تحقيق اثنين فقط منها، وهذا ما يُعرف بمشكلة مثلث الاستحالة في سلسلة الكتل. على مر السنين، كان الناس يستكشفون كيفية حل هذه المشكلة، وكيفية تحسين معدل نقل البيانات وسرعة المعاملات في سلسلة الكتل مع ضمان اللامركزية والأمان، أي حل مشكلة التوسع، وهي واحدة من الموضوعات الساخنة في عملية تطوير سلسلة الكتل الحالية.
تعرف اللامركزية والأمان وقابلية التوسع في البلوكشين على النحو التالي:
لامركزية: يمكن لأي شخص أن يصبح عقدة للمشاركة في إنتاج والتحقق من نظام blockchain، كلما زاد عدد العقد، زادت درجة اللامركزية، مما يضمن عدم تعرض الشبكة لسيطرة مجموعة صغيرة من المشاركين المركزيين.
الأمان: كلما زادت التكلفة المطلوبة للحصول على السيطرة على نظام سلسلة الكتل، زادت الأمان، وبالتالي يمكن للسلسلة مقاومة نسبة أكبر من المشاركين في هجماتهم.
القابلية للتوسع: قدرة blockchain على معالجة عدد كبير من المعاملات.
كانت أول عملية انقسام كبيرة في شبكة البيتكوين نتيجة لمشكلة توسيع السعة. مع تزايد عدد مستخدمي البيتكوين وحجم المعاملات، بدأت شبكة البيتكوين التي تقتصر على حد أقصى قدره 1 ميجابايت لكل كتلة تواجه مشكلة الازدحام؛ منذ عام 2015، كان هناك انقسام في مجتمع البيتكوين بشأن مشكلة توسيع السعة، حيث يمثل طرف توسيع الكتل (مع Bitcoin ABC) بينما يمثل الطرف الآخر (مع Bitcoin Core) المعارض الذي يعتقد أنه ينبغي استخدام خطة Segwit لتفكيك الشهادات لتحسين هيكل السلسلة الرئيسية. في 1 أغسطس 2017، بدأت Bitcoin ABC في تشغيل نظام عميل تم تطويره ذاتيًا بسعة 8 ميجابايت، مما أدى إلى ظهور أول عملية انقسام كبيرة في تاريخ البيتكوين، كما أدى ذلك إلى ولادة عملة جديدة هي BCH.
بالنسبة لشبكة الإيثريوم، فإنها أيضاً اختارت التضحية بجزء من القابلية للتوسع من أجل ضمان أمان الشبكة ولامركزيتها؛ على الرغم من أن شبكة الإيثريوم لم تقيد حجم الكتل مثل شبكة البيتكوين لتحديد حجم المعاملات، بل تحولت بشكل غير مباشر إلى وضع حد أقصى لرسوم الوقود التي يمكن أن تحتويها كتلة واحدة، إلا أن الهدف هو تحقيق توافق بلا ثقة وضمان توزيع واسع للعقد. ( سواء تم إلغاء الحد أو رفعه، فإن ذلك سيؤدي إلى استبعاد العديد من العقد الصغيرة التي تعاني من نقص في النطاق الترددي والتخزين والحوسبة. ).
من CryptoKitties في عام 2017، وصيف DeFi، ثم ظهور تطبيقات GameFi وNFT على السلسلة، تزداد حاجة السوق إلى القدرة على المعالجة، لكن حتى إيثريوم القابل للبرمجة بالكامل لا يمكنه معالجة سوى 15~45 معاملة في الثانية (TPS)، مما أدى إلى زيادة تكاليف المعاملات، وازدياد زمن التسوية، وصعوبة تحمل معظم Dapps لتكاليف التشغيل، كما أصبح الشبكة بأكملها بطيئة وغالية بالنسبة للمستخدمين، مما يجعل مشكلة توسيع سلسلة الكتل بحاجة ماسة إلى الحل. الخطة المثالية للتوسيع هي: زيادة سرعة معاملات شبكة البلوكشين (وقت إنهاء أقصر ) وقدرة المعالجة (TPS أعلى ) دون التضحية باللامركزية والأمان.
2. فئات خطة التوسع
نحن نقوم بتقسيم خطة التوسع إلى فئتين رئيسيتين: التوسع على السلسلة والتوسع خارج السلسلة، بناءً على معيار "هل يتم تغيير طبقة الشبكة الرئيسية".
2.1 توسيع السلسلة
المفهوم الأساسي: حل يهدف إلى تحقيق تأثير التوسع من خلال تغيير طبقة بروتوكول الشبكة الرئيسية، والخيار الرئيسي الحالي هو تقسيم الشبكة.
توجد العديد من الحلول لتوسيع السلسلة, لن يتم توسيع هذا المقال, فيما يلي يتم ذكر حلين باختصار:
الخيار الأول هو توسيع مساحة الكتلة، أي زيادة عدد المعاملات المعبأة في كل كتلة، ولكن هذا سيزيد من متطلبات الأجهزة عالية الأداء للنقاط، ويرفع من عتبة انضمام النقاط، مما يقلل من مستوى "اللامركزية".
الخيار الثاني هو التجزئة، حيث يتم تقسيم دفتر حسابات blockchain إلى عدة أجزاء، وليس كل عقدة تشارك في جميع عمليات المحاسبة، بل يتم تكليف أجزاء مختلفة، أي عقد مختلفة، بمسؤوليات محاسبية مختلفة، مما يسمح بالحسابات المتوازية لمعالجة عدة معاملات في نفس الوقت؛ وهذا يمكن أن يقلل من ضغط حسابات العقدة وعتبة الانضمام، ويزيد من سرعة معالجة المعاملات ودرجة اللامركزية؛ لكن هذا يعني أن قوة الحوسبة في الشبكة بأكملها تتوزع، مما قد يقلل من "أمان" الشبكة.
قد يؤدي تغيير كود بروتوكول الشبكة الرئيسية إلى تأثيرات سلبية غير متوقعة، حيث أن أي ثغرة أمنية طفيفة في الطبقة الأساسية قد تهدد بشكل خطير أمان الشبكة بأكملها، مما قد يجبر الشبكة على القيام بعملية انقسام أو إصلاح ترقيات. على سبيل المثال، حادثة ثغرة التضخم في Zcash في عام 2018: كان كود Zcash مبنيًا على تعديل كود نسخة Bitcoin 0.11.2، وفي عام 2018 اكتشف أحد المهندسين وجود ثغرة خطيرة في الكود الأساسي، وهي إمكانية إصدار العملات بشكل غير محدود، وسرعان ما قضى الفريق 8 أشهر في إصلاحها سرًا، وبعد إصلاح الثغرة تم الإعلان عن هذه الحادثة.
2.2 خارج السلسلة التوسع
المفهوم الأساسي: حل توسيع لا يغير بروتوكول الشبكة الرئيسية من الطبقة الأولى الموجود.
خارج السلسلة توسعة الحلول يمكن تقسيمها إلى Layer2 وحلول أخرى:
تنص قناة الحالة على أنه يجب على المستخدمين التفاعل مع الشبكة الرئيسية فقط عند فتح القناة أو إغلاقها أو حل النزاعات، ويتم إجراء التفاعلات بين المستخدمين خارج السلسلة، وذلك لتقليل الوقت وتكاليف المال لمعاملات المستخدمين، ولتحقيق عدد غير محدود من المعاملات.
قناة الحالة هي بروتوكول بسيط من نظير إلى نظير، يناسب "التطبيقات القائمة على الدور"، مثل لعبة الشطرنج الثنائية. يتم إدارة كل قناة بواسطة عقد ذكي متعدد التوقيع يعمل على الشبكة الرئيسية، حيث يتحكم هذا العقد في الأصول المودعة في القناة، ويحقق تحديثات الحالة، ويفصل في النزاعات بين المشاركين ### بناءً على إثبات الاحتيال الموقّع والمختوم زمنياً (. بعد نشر العقد على شبكة البلوكشين، يقوم المشاركون بإيداع مبلغ من المال وإغلاقه، وبعد توقيع الطرفين على التأكيد، تُفتح القناة رسميًا. تسمح القناة بإجراء معاملات مجانية غير محدودة خارج السلسلة بين المشاركين ) طالما أن صافي تحويلاتهم لا يتجاوز إجمالي الرموز المودعة (. يتناوب المشاركون على إرسال تحديثات الحالة إلى بعضهم البعض، في انتظار تأكيد توقيع الطرف الآخر. بمجرد أن يؤكد الطرف الآخر التوقيع، يُعتبر تحديث الحالة قد اكتمل. عادة، لن يتم تحميل تحديثات الحالة المتفق عليها من الطرفين على الشبكة الرئيسية، فقط في حالة حدوث نزاع أو عند إغلاق القناة، ستعتمد على تأكيد الشبكة الرئيسية. عند الحاجة لإغلاق القناة، يمكن لأي مشارك تقديم طلب معاملة على الشبكة الرئيسية، وإذا تم الموافقة على طلب الخروج بتوقيع متفق عليه من الجميع، يتم التنفيذ على السلسلة على الفور، أي أن العقد الذكي يوزع الأموال المقفلة المتبقية بناءً على رصيد كل مشارك في الحالة النهائية للقناة؛ إذا لم يوافق المشاركون الآخرون على التوقيع، يتعين على الجميع الانتظار حتى نهاية "فترة التحدي" قبل استلام الأموال المتبقية.
بناءً على ما سبق، يمكن أن تقلل خطة قناة الحالة بشكل كبير من حجم الحسابات على الشبكة الرئيسية، وتزيد من سرعة المعاملات، وتخفض من تكاليف المعاملات.
![تقرير بحثي عميق: تحليل شامل لتوسيع خارج السلسلة])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-ead28de03be9fc22dcfe3f679ee36bc5.webp(
)# 3.1.2 خط الزمن
في فبراير 2015، نشر جوزيف بون وتاديوس دريجا مسودة وثيقة بيضاء لشبكة البرق.
في نوفمبر 2015، قام جيف كولمان بتلخيص مفهوم قناة الدولة بشكل منهجي، واقترح أن قناة الدفع في بيتكوين هي حالة فرعية من مفهوم قناة الدولة.
في يناير 2016، نشر جوزيف بون وثاديوس دريجا رسميًا ورقة بيضاء بعنوان "شبكة البيتكوين الضوئية: مدفوعات فورية قابلة للتوسع خارج السلسلة" التي اقترحت خطة توسيع لشبكة البيتكوين، وهي قناة الدفع Payment Channel###، والتي تستخدم فقط لمعالجة مدفوعات التحويل على شبكة البيتكوين.
في نوفمبر 2017، تم تقديم أول مواصفات تصميم لـ State Channel المستندة إلى إطار Payment Channel والمعروفة باسم Sprites.
في يونيو 2018، قدمت Counterfactual تصميمًا مفصلًا جدًا لقنوات الحالة العامة، وهو أول تصميم مرتبط بالكامل بقنوات الحالة.
في أكتوبر 2018، قدمت المقالة Generalised State Channel Networks مفهوم شبكات حالة القناة والقنوات الافتراضية.
في فبراير 2019، تم توسيع مفهوم قنوات الحالة إلى قنوات N-Party، وNitro هو البروتوكول الأول الذي تم إنشاؤه بناءً على هذه الفكرة.
في أكتوبر 2019، وسعت Pisa مفهوم Watchtowers لحل مشكلة حاجة جميع المشاركين للبقاء متصلين على الإنترنت.
مارس 2020، قدمت Hydra قنوات متساوية سريعة.
(# 3.1.3 المبادئ التقنية
تدفق عمل قناة الحالة كما يلي:
أليس وبوب يقومان بإيداع الأموال من عنوان EOA الشخصي الخاص بهما إلى عنوان العقد على السلسلة، وتكون هذه الأموال مقفلة في العقد حتى يتم إعادة الرصيد إلى المستخدم عند إغلاق القناة؛ بعد تأكيد التوقيع من الطرفين، يتم فتح قناة الحالة بينهما بشكل رسمي.
يمكن لأليس وبوب من خلال هذه القناة theoretically إجراء عدد غير محدود من المعاملات خارج السلسلة، حيث يتواصل المشاركون من خلال رسائل موقعة مشفرة ) بدلاً من التواصل مع شبكة البلوكشين ###. يحتاج كلا المستخدمين إلى توقيع كل معاملة، لمنع أي سوء استخدام للتكرار. من خلال هذه الرسائل، يقدمون تحديثات حالة حساباتهم، ويقبلون تحديثات الحالة المقدمة من الطرف الآخر.
إذا أرادت أليس إنهاء المعاملة بينه وبين بوب، تحتاج أليس إلى تقديم الحالة النهائية لحسابها إلى العقد، وإذا وقّع بوب على الموافقة، فإن العقد سيقوم بإطلاق الأموال المقفلة وإعادتها إلى المستخدم المعني وفقًا للحالة النهائية. إذا لم يستجب بوب للتوقيع، فسيقوم العقد بإطلاق الأموال المقفلة وإعادتها إلى المستخدم المعني بعد انتهاء فترة التحدي.
إذا لم يستجيب Bob لتوقيع تحديث الحالة الذي أرسلته Alice في جولة معينة، فيمكن لـ Alice أن تتحدى ذلك من خلال تقديم آخر حالة صالحة لها إلى العقد، وهذه الحالة الصالحة تتضمن أيضًا توقيع Bob السابق، مما يثبت أن المعاملة الأخيرة قد تم الموافقة عليها من قبل Bob وأن الحالة النهائية قد تم تأكيدها من قبل Bob. بعد ذلك، يسمح العقد لـ Bob بالاستجابة من خلال تقديم الحالة التالية إلى العقد لفترة معينة; إذا استجاب Bob، يمكن للطرفين الاستمرار في إجراء المعاملات داخل قناة الحالة; إذا لم يستجب Bob خلال هذه الفترة، يغلق العقد قناة الحالة تلقائيًا ويعيد الأموال إلى Alice.
(# 3.1.4 المزايا والعيوب
المزايا:
الفورية: تحديث الحالة يحدث تقريبًا على الفور، دون الحاجة إلى انتظار تأكيد الكتلة
الخصوصية: فقط الحالة النهائية ستدخل السلسلة، بينما تبقى الحالات الوسيطة سرية
التوسع: نظريًا يمكن توسيعه بلا حدود، طالما أن أموال المشاركين كافية
تكلفة منخفضة: خارج السلسلة المعاملات لا تحتاج إلى دفع رسوم الغاز
العيوب:
كفاءة رأس المال منخفضة: تحتاج إلى قفل الأموال
المتطلبات عبر الإنترنت: يحتاج المشاركون إلى مراقبة مستمرة عبر الإنترنت
وقت الخروج طويل: يجب الانتظار لفترة التحدي عند إغلاق القناة
الاعتماد على العقد المركزية: يحتاج إلى خدمات مراقبة الطرف الثالث ) مثل Watchtowers ###
انفجار الحالة: يحتاج N مستخدم إلى N(N-1)/2 قناة
سيولة محدودة: الأموال مقفلة في قنوات محددة
(# 3.1.5 تطبيق
شبكة البرق بيتكوين
نظرة عامة: شبكة البرق هي قناة مدفوعات صغيرة في شبكة البيتكوين، وقد شهدت تطوراً تكنولوجياً شاملاً: بناء قناة مدفوعات أحادية الاتجاه باستخدام 2/2 توقيع متعدد، بعد إضافة RSMC) عقد استحقاق التسلسل القابل للإلغاء ### يمكن بناء قناة مدفوعات ثنائية الاتجاه، ثم بعد إضافة HTLC( عقد قفل الوقت الهش ) يمكن توصيل قنوات المدفوعات لتوسيعها إلى مدفوعات متعددة الأشخاص، وأخيراً بناء شبكة المدفوعات المعروفة بشبكة البرق. من خلال قنوات المدفوعات الصغيرة خارج السلسلة، ثم باستخدام وسطاء لتشكيل شبكة المعاملات، يمكن حل مشكلة توسيع شبكة البيتكوين. يتبع الاستخدام العام لشبكة البرق العملية التالية: "الإيداع ( إنشاء القناة ) → 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 المستند الأبيض في يناير 2016 وتأسيس Lightning Labs؛
في 15 مارس 2018، أصدرت Lightning Labs النسخة الأولى من الشبكة الرئيسية لشبكة Lightning Daemon (LND) الإصدار 0.4.
في بداية عام 2021، كانت سعة الشبكة العامة لشبكة Lightning تبلغ (TVL) حوالي 40 مليون دولار، وكان هناك حوالي 100000 مستخدم يستخدمون شبكة Lightning.
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.
خارج السلسلة 扩容方案 العمق解析：从 قناة الحالة إلى Layer2
تحليل العمق لتوسيع خارج السلسلة
1. ضرورة التوسع
إن الرؤية المستقبلية لسلسلة الكتل هي اللامركزية والأمان والقابلية للتوسع، لكن عادةً ما يمكن تحقيق اثنين فقط منها، وهذا ما يُعرف بمشكلة مثلث الاستحالة في سلسلة الكتل. على مر السنين، كان الناس يستكشفون كيفية حل هذه المشكلة، وكيفية تحسين معدل نقل البيانات وسرعة المعاملات في سلسلة الكتل مع ضمان اللامركزية والأمان، أي حل مشكلة التوسع، وهي واحدة من الموضوعات الساخنة في عملية تطوير سلسلة الكتل الحالية.
تعرف اللامركزية والأمان وقابلية التوسع في البلوكشين على النحو التالي:
لامركزية: يمكن لأي شخص أن يصبح عقدة للمشاركة في إنتاج والتحقق من نظام blockchain، كلما زاد عدد العقد، زادت درجة اللامركزية، مما يضمن عدم تعرض الشبكة لسيطرة مجموعة صغيرة من المشاركين المركزيين.
الأمان: كلما زادت التكلفة المطلوبة للحصول على السيطرة على نظام سلسلة الكتل، زادت الأمان، وبالتالي يمكن للسلسلة مقاومة نسبة أكبر من المشاركين في هجماتهم.
القابلية للتوسع: قدرة blockchain على معالجة عدد كبير من المعاملات.
كانت أول عملية انقسام كبيرة في شبكة البيتكوين نتيجة لمشكلة توسيع السعة. مع تزايد عدد مستخدمي البيتكوين وحجم المعاملات، بدأت شبكة البيتكوين التي تقتصر على حد أقصى قدره 1 ميجابايت لكل كتلة تواجه مشكلة الازدحام؛ منذ عام 2015، كان هناك انقسام في مجتمع البيتكوين بشأن مشكلة توسيع السعة، حيث يمثل طرف توسيع الكتل (مع Bitcoin ABC) بينما يمثل الطرف الآخر (مع Bitcoin Core) المعارض الذي يعتقد أنه ينبغي استخدام خطة Segwit لتفكيك الشهادات لتحسين هيكل السلسلة الرئيسية. في 1 أغسطس 2017، بدأت Bitcoin ABC في تشغيل نظام عميل تم تطويره ذاتيًا بسعة 8 ميجابايت، مما أدى إلى ظهور أول عملية انقسام كبيرة في تاريخ البيتكوين، كما أدى ذلك إلى ولادة عملة جديدة هي BCH.
بالنسبة لشبكة الإيثريوم، فإنها أيضاً اختارت التضحية بجزء من القابلية للتوسع من أجل ضمان أمان الشبكة ولامركزيتها؛ على الرغم من أن شبكة الإيثريوم لم تقيد حجم الكتل مثل شبكة البيتكوين لتحديد حجم المعاملات، بل تحولت بشكل غير مباشر إلى وضع حد أقصى لرسوم الوقود التي يمكن أن تحتويها كتلة واحدة، إلا أن الهدف هو تحقيق توافق بلا ثقة وضمان توزيع واسع للعقد. ( سواء تم إلغاء الحد أو رفعه، فإن ذلك سيؤدي إلى استبعاد العديد من العقد الصغيرة التي تعاني من نقص في النطاق الترددي والتخزين والحوسبة. ).
من CryptoKitties في عام 2017، وصيف DeFi، ثم ظهور تطبيقات GameFi وNFT على السلسلة، تزداد حاجة السوق إلى القدرة على المعالجة، لكن حتى إيثريوم القابل للبرمجة بالكامل لا يمكنه معالجة سوى 15~45 معاملة في الثانية (TPS)، مما أدى إلى زيادة تكاليف المعاملات، وازدياد زمن التسوية، وصعوبة تحمل معظم Dapps لتكاليف التشغيل، كما أصبح الشبكة بأكملها بطيئة وغالية بالنسبة للمستخدمين، مما يجعل مشكلة توسيع سلسلة الكتل بحاجة ماسة إلى الحل. الخطة المثالية للتوسيع هي: زيادة سرعة معاملات شبكة البلوكشين (وقت إنهاء أقصر ) وقدرة المعالجة (TPS أعلى ) دون التضحية باللامركزية والأمان.
2. فئات خطة التوسع
نحن نقوم بتقسيم خطة التوسع إلى فئتين رئيسيتين: التوسع على السلسلة والتوسع خارج السلسلة، بناءً على معيار "هل يتم تغيير طبقة الشبكة الرئيسية".
2.1 توسيع السلسلة
المفهوم الأساسي: حل يهدف إلى تحقيق تأثير التوسع من خلال تغيير طبقة بروتوكول الشبكة الرئيسية، والخيار الرئيسي الحالي هو تقسيم الشبكة.
توجد العديد من الحلول لتوسيع السلسلة, لن يتم توسيع هذا المقال, فيما يلي يتم ذكر حلين باختصار:
الخيار الأول هو توسيع مساحة الكتلة، أي زيادة عدد المعاملات المعبأة في كل كتلة، ولكن هذا سيزيد من متطلبات الأجهزة عالية الأداء للنقاط، ويرفع من عتبة انضمام النقاط، مما يقلل من مستوى "اللامركزية".
الخيار الثاني هو التجزئة، حيث يتم تقسيم دفتر حسابات blockchain إلى عدة أجزاء، وليس كل عقدة تشارك في جميع عمليات المحاسبة، بل يتم تكليف أجزاء مختلفة، أي عقد مختلفة، بمسؤوليات محاسبية مختلفة، مما يسمح بالحسابات المتوازية لمعالجة عدة معاملات في نفس الوقت؛ وهذا يمكن أن يقلل من ضغط حسابات العقدة وعتبة الانضمام، ويزيد من سرعة معالجة المعاملات ودرجة اللامركزية؛ لكن هذا يعني أن قوة الحوسبة في الشبكة بأكملها تتوزع، مما قد يقلل من "أمان" الشبكة.
قد يؤدي تغيير كود بروتوكول الشبكة الرئيسية إلى تأثيرات سلبية غير متوقعة، حيث أن أي ثغرة أمنية طفيفة في الطبقة الأساسية قد تهدد بشكل خطير أمان الشبكة بأكملها، مما قد يجبر الشبكة على القيام بعملية انقسام أو إصلاح ترقيات. على سبيل المثال، حادثة ثغرة التضخم في Zcash في عام 2018: كان كود Zcash مبنيًا على تعديل كود نسخة Bitcoin 0.11.2، وفي عام 2018 اكتشف أحد المهندسين وجود ثغرة خطيرة في الكود الأساسي، وهي إمكانية إصدار العملات بشكل غير محدود، وسرعان ما قضى الفريق 8 أشهر في إصلاحها سرًا، وبعد إصلاح الثغرة تم الإعلان عن هذه الحادثة.
2.2 خارج السلسلة التوسع
المفهوم الأساسي: حل توسيع لا يغير بروتوكول الشبكة الرئيسية من الطبقة الأولى الموجود.
خارج السلسلة توسعة الحلول يمكن تقسيمها إلى Layer2 وحلول أخرى:
Layer2: قنوات الحالة، السلاسل الجانبية، بلازما، رول أبس
أخرى: Validium ، الإرادة
3. حلول توسيع خارج السلسلة
3.1 قنوات الحالة (
)# 3.1.1 ملخص
تنص قناة الحالة على أنه يجب على المستخدمين التفاعل مع الشبكة الرئيسية فقط عند فتح القناة أو إغلاقها أو حل النزاعات، ويتم إجراء التفاعلات بين المستخدمين خارج السلسلة، وذلك لتقليل الوقت وتكاليف المال لمعاملات المستخدمين، ولتحقيق عدد غير محدود من المعاملات.
قناة الحالة هي بروتوكول بسيط من نظير إلى نظير، يناسب "التطبيقات القائمة على الدور"، مثل لعبة الشطرنج الثنائية. يتم إدارة كل قناة بواسطة عقد ذكي متعدد التوقيع يعمل على الشبكة الرئيسية، حيث يتحكم هذا العقد في الأصول المودعة في القناة، ويحقق تحديثات الحالة، ويفصل في النزاعات بين المشاركين ### بناءً على إثبات الاحتيال الموقّع والمختوم زمنياً (. بعد نشر العقد على شبكة البلوكشين، يقوم المشاركون بإيداع مبلغ من المال وإغلاقه، وبعد توقيع الطرفين على التأكيد، تُفتح القناة رسميًا. تسمح القناة بإجراء معاملات مجانية غير محدودة خارج السلسلة بين المشاركين ) طالما أن صافي تحويلاتهم لا يتجاوز إجمالي الرموز المودعة (. يتناوب المشاركون على إرسال تحديثات الحالة إلى بعضهم البعض، في انتظار تأكيد توقيع الطرف الآخر. بمجرد أن يؤكد الطرف الآخر التوقيع، يُعتبر تحديث الحالة قد اكتمل. عادة، لن يتم تحميل تحديثات الحالة المتفق عليها من الطرفين على الشبكة الرئيسية، فقط في حالة حدوث نزاع أو عند إغلاق القناة، ستعتمد على تأكيد الشبكة الرئيسية. عند الحاجة لإغلاق القناة، يمكن لأي مشارك تقديم طلب معاملة على الشبكة الرئيسية، وإذا تم الموافقة على طلب الخروج بتوقيع متفق عليه من الجميع، يتم التنفيذ على السلسلة على الفور، أي أن العقد الذكي يوزع الأموال المقفلة المتبقية بناءً على رصيد كل مشارك في الحالة النهائية للقناة؛ إذا لم يوافق المشاركون الآخرون على التوقيع، يتعين على الجميع الانتظار حتى نهاية "فترة التحدي" قبل استلام الأموال المتبقية.
بناءً على ما سبق، يمكن أن تقلل خطة قناة الحالة بشكل كبير من حجم الحسابات على الشبكة الرئيسية، وتزيد من سرعة المعاملات، وتخفض من تكاليف المعاملات.
![تقرير بحثي عميق: تحليل شامل لتوسيع خارج السلسلة])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-ead28de03be9fc22dcfe3f679ee36bc5.webp(
)# 3.1.2 خط الزمن
في فبراير 2015، نشر جوزيف بون وتاديوس دريجا مسودة وثيقة بيضاء لشبكة البرق.
في نوفمبر 2015، قام جيف كولمان بتلخيص مفهوم قناة الدولة بشكل منهجي، واقترح أن قناة الدفع في بيتكوين هي حالة فرعية من مفهوم قناة الدولة.
في يناير 2016، نشر جوزيف بون وثاديوس دريجا رسميًا ورقة بيضاء بعنوان "شبكة البيتكوين الضوئية: مدفوعات فورية قابلة للتوسع خارج السلسلة" التي اقترحت خطة توسيع لشبكة البيتكوين، وهي قناة الدفع Payment Channel###، والتي تستخدم فقط لمعالجة مدفوعات التحويل على شبكة البيتكوين.
في نوفمبر 2017، تم تقديم أول مواصفات تصميم لـ State Channel المستندة إلى إطار Payment Channel والمعروفة باسم Sprites.
في يونيو 2018، قدمت Counterfactual تصميمًا مفصلًا جدًا لقنوات الحالة العامة، وهو أول تصميم مرتبط بالكامل بقنوات الحالة.
في أكتوبر 2018، قدمت المقالة Generalised State Channel Networks مفهوم شبكات حالة القناة والقنوات الافتراضية.
في فبراير 2019، تم توسيع مفهوم قنوات الحالة إلى قنوات N-Party، وNitro هو البروتوكول الأول الذي تم إنشاؤه بناءً على هذه الفكرة.
في أكتوبر 2019، وسعت Pisa مفهوم Watchtowers لحل مشكلة حاجة جميع المشاركين للبقاء متصلين على الإنترنت.
مارس 2020، قدمت Hydra قنوات متساوية سريعة.
(# 3.1.3 المبادئ التقنية
تدفق عمل قناة الحالة كما يلي:
أليس وبوب يقومان بإيداع الأموال من عنوان EOA الشخصي الخاص بهما إلى عنوان العقد على السلسلة، وتكون هذه الأموال مقفلة في العقد حتى يتم إعادة الرصيد إلى المستخدم عند إغلاق القناة؛ بعد تأكيد التوقيع من الطرفين، يتم فتح قناة الحالة بينهما بشكل رسمي.
يمكن لأليس وبوب من خلال هذه القناة theoretically إجراء عدد غير محدود من المعاملات خارج السلسلة، حيث يتواصل المشاركون من خلال رسائل موقعة مشفرة ) بدلاً من التواصل مع شبكة البلوكشين ###. يحتاج كلا المستخدمين إلى توقيع كل معاملة، لمنع أي سوء استخدام للتكرار. من خلال هذه الرسائل، يقدمون تحديثات حالة حساباتهم، ويقبلون تحديثات الحالة المقدمة من الطرف الآخر.
إذا أرادت أليس إنهاء المعاملة بينه وبين بوب، تحتاج أليس إلى تقديم الحالة النهائية لحسابها إلى العقد، وإذا وقّع بوب على الموافقة، فإن العقد سيقوم بإطلاق الأموال المقفلة وإعادتها إلى المستخدم المعني وفقًا للحالة النهائية. إذا لم يستجب بوب للتوقيع، فسيقوم العقد بإطلاق الأموال المقفلة وإعادتها إلى المستخدم المعني بعد انتهاء فترة التحدي.
إذا لم يستجيب Bob لتوقيع تحديث الحالة الذي أرسلته Alice في جولة معينة، فيمكن لـ Alice أن تتحدى ذلك من خلال تقديم آخر حالة صالحة لها إلى العقد، وهذه الحالة الصالحة تتضمن أيضًا توقيع Bob السابق، مما يثبت أن المعاملة الأخيرة قد تم الموافقة عليها من قبل Bob وأن الحالة النهائية قد تم تأكيدها من قبل Bob. بعد ذلك، يسمح العقد لـ Bob بالاستجابة من خلال تقديم الحالة التالية إلى العقد لفترة معينة; إذا استجاب Bob، يمكن للطرفين الاستمرار في إجراء المعاملات داخل قناة الحالة; إذا لم يستجب Bob خلال هذه الفترة، يغلق العقد قناة الحالة تلقائيًا ويعيد الأموال إلى Alice.
(# 3.1.4 المزايا والعيوب
المزايا:
العيوب:
(# 3.1.5 تطبيق
شبكة البرق بيتكوين
نظرة عامة: شبكة البرق هي قناة مدفوعات صغيرة في شبكة البيتكوين، وقد شهدت تطوراً تكنولوجياً شاملاً: بناء قناة مدفوعات أحادية الاتجاه باستخدام 2/2 توقيع متعدد، بعد إضافة RSMC) عقد استحقاق التسلسل القابل للإلغاء ### يمكن بناء قناة مدفوعات ثنائية الاتجاه، ثم بعد إضافة HTLC( عقد قفل الوقت الهش ) يمكن توصيل قنوات المدفوعات لتوسيعها إلى مدفوعات متعددة الأشخاص، وأخيراً بناء شبكة المدفوعات المعروفة بشبكة البرق. من خلال قنوات المدفوعات الصغيرة خارج السلسلة، ثم باستخدام وسطاء لتشكيل شبكة المعاملات، يمكن حل مشكلة توسيع شبكة البيتكوين. يتبع الاستخدام العام لشبكة البرق العملية التالية: "الإيداع ( إنشاء القناة ) → معاملات شبكة البرق ( تحديث حالة القناة ) → استرداد/تسوية ( إنهاء القناة )"; نظرياً، يمكن لشبكة البرق معالجة مليون معاملة في الثانية.
الخط الزمني: