ما هي تقنية ZK Rollups؟

تُعد ZK rollups تقنية ثورية للتوسع من الطبقة الثانية (Layer-2) تعالج تحديات الإيثيريوم المزمنة المتعلقة بارتفاع رسوم الغاز واختناق الشبكة. ومع تطور تقنيات البلوكشين، أصبح فهم حلول ZK L2 المبتكرة أمراً أساسياً لكل من يعمل في منظومة العملات الرقمية.

ما هو الـ Crypto Rollup؟

الـ crypto rollup هو في جوهره حزمة من معاملات العملات الرقمية تتم معالجتها خارج السلسلة (off-chain) وتُجمع لتحقيق كفاءة أكبر. يصف مصطلح "rollup" بدقة عملية دمج عدة معاملات في حزمة واحدة، كما يُجمع المستند في لفافة مدمجة. تتم هذه المعاملات خارج الطبقة الأولى للبلوكشين، باستخدام برمجيات متخصصة للتحقق والتنظيم خارج السلسلة.

تعمل بروتوكولات الطبقة الثانية على إرسال دفعات من هذه المعاملات المعالجة بشكل دوري إلى البلوكشين الرئيسي للتحقق النهائي. وتستخدم حلول L2 العقود الذكية كجسر تواصل مع الطبقة الأولى للحفاظ على اللامركزية.

توفر تقنيات الـ rollups فوائد كبيرة لشبكات البلوكشين؛ فهي تقلل الحمل الحسابي والازدحام على البلوكشين الرئيسي من خلال تنفيذ المعاملات خارج السلسلة. كما تعتمد بروتوكولات rollup تقنيات ضغط بيانات متطورة، ما يسمح باستيعاب مزيد من البيانات في كل كتلة على الشبكات من الطبقة الأولى. وتؤدي هذه الخصائص إلى تسريع أوقات التأكيد، وزيادة معدل المعاملات، وخفض الرسوم للمستخدمين. وبنقل نشاط المستخدمين بعيداً عن السلسلة الرئيسية، تمنع الـ rollups حدوث اختناقات حادة قد تؤثر في أداء النظام.

ما هي ZK Rollup؟

تستمد ZK rollups اسمها من "إثباتات المعرفة الصفرية" (zero-knowledge proofs)، وهي عملية تحقق تشفيرية فريدة تُجرى قبل إرسال حزم المعاملات. في شبكات ZK L2، يتوجب على أجهزة متخصصة إجراء عمليات حسابية معقدة خارج السلسلة قبل نقل سجل معاملات العملات الرقمية إلى البلوكشين الرئيسي. وكلما أرسل معالج ZK دفعة rollup، يرفق معها "إثبات صحة" يُعد بمثابة شهادة تشفيرية تؤكد صحة تنظيم وتحقق سجل المعاملات.

تتمثل قوة نظام ZK L2 في طبيعته التي لا تتطلب الثقة. فعقد التحقق في الطبقة الأولى لا تملك أي معرفة بمحتوى دفعات المعاملات، لكن إثباتات الصحة المقدمة تمثل دليلاً قاطعاً على أن معالجات ZK خارج السلسلة أنفقت موارد حسابية ضخمة للتحقق من صحة المعاملات. ويمكن تشبيه ذلك بالختم الملكي على الوثائق الرسمية: حيث يُتحقق أولاً من صحة الختم قبل اعتماد محتوى الوثيقة. وبالمثل، تتأكد شبكات الطبقة الأولى من إثبات التشفير قبل إضافة بيانات المعاملات إلى السجل الموزع.

كيف تعمل ZK Rollup؟

تتشابه آلية عمل ZK rollups من حيث المفهوم مع إثبات العمل (proof-of-work) في البيتكوين. ففي أنظمة إثبات العمل، يستخدم المعدنون أجهزة قوية لحل ألغاز خوارزمية معقدة، مما يضع حاجزاً حسابياً يمنع الجهات الخبيثة من تهديد أمان الشبكة. وبالمثل، يجب على معالجات ZK L2 إجراء عمليات حسابية متقدمة لإنتاج إثباتات صحة دفعات المعاملات.

يكمن الفرق الجوهري في أن ZK rollups تُنفذ عمليات التحقق بالكامل خارج البلوكشين الرئيسي، ما يتيح الاستفادة من الأمان دون التسبب في ازدحام السلسلة. كما تضغط ZK rollups بيانات المعاملات خارج السلسلة قبل إرسالها إلى البلوكشين الرئيسي عبر العقود الذكية. ورغم هذه الاختلافات الهيكلية، تبقى مبادئ التحقق الأساسية واحدة في كلا النظامين، ما يضمن قوة الأمان.

ZK Rollups مقابل Optimistic Rollups

تشكل Optimistic rollups بديلاً آخر للتوسع من الطبقة الثانية، حيث تُعالج المعاملات خارج السلسلة قبل إرسالها إلى الطبقة الأولى. ويكمن الاختلاف الأساسي في منهجية التحقق: فـ optimistic rollups لا ترفق إثباتات صحة بمعاملاتها، بل تفترض صحة جميع السجلات المقدمة حتى يثبت العكس.

وهذا يثير تساؤلاً مهماً: كيف يتحقق مدققو الطبقة الأولى من معاملات optimistic rollup دون تحقق مسبق؟

تستخدم Optimistic rollups آلية "إثبات الاحتيال" بدلاً من إثبات الصحة. فبينما تفترض حسن النية، تبقى اليقظة قائمة؛ فإذا اكتشفت عقدة نشاطاً مشبوهاً في دفعة rollup، تطلق تحدي إثبات احتيال، ويبدأ فحص داخلي. وتظل المعاملة قيد المراجعة حتى تجتاز مرحلة إثبات الاحتيال دون رصد مشاكل.

ولصون أمان النظام، تفرض بروتوكولات optimistic rollup حوافز وعقوبات اقتصادية؛ إذ يجب على العقد عادة رهن عملات رقمية كضمان عند تقديم أو الاعتراض على المعاملات. وإذا ثبت الاحتيال في معاملة ما، يُعاد توزيع العملات المرهونة للعقدة المخالفة إلى المُبلّغ عن المشكلة.

تضحي optimistic rollups ببعض السرعة مقارنة بحلول ZK L2 بسبب عمليات إثبات الاحتيال؛ فقد ينتظر المستخدم أياماً لانتهاء المعاملة حتى بدون مشاكل. لكن توفر هذه الحلول مرونة أعلى في منظومة العملات الرقمية بفضل انخفاض المتطلبات الحسابية، حيث تُجنّب الحاجة لإنتاج إثباتات صحة لكل دفعة معاملات.

مزايا وعيوب ZK Rollups

تمثل حلول ZK L2 تطوراً تقنياً بارزاً في توسيع قدرة البلوكشين، لكن – كأي حل – تنطوي على بعض التحديات. وفهم هذه المزايا والحدود أساسي للمتداولين والمطورين لاتخاذ قرارات واعية.

مزايا ZK Rollups

الأمان العالي هو أبرز ميزات تقنية ZK L2؛ فعلى عكس optimistic rollups التي تعتمد على الحوافز النظرية، تستخدم ZK rollups إثباتات تشفيرية قوية للتحقق من كل مجموعة معاملات، ما يضمن تقديم بيانات محققة مسبقاً إلى الطبقة الأولى، دون الحاجة للثقة.

وتوفر رسوم الشبكة المنخفضة ميزة مهمة أخرى، إذ تُمكن ZK rollups من ضغط آلاف المعاملات في حيز صغير على الطبقة الأولى من البلوكشين. هذا الاستغلال الفعال لمساحة التخزين، خاصة على شبكة الإيثيريوم، يؤدي إلى خفض التكاليف للمستخدمين.

كذلك، يُعزز معدل المعاملات الأسرع قابلية التوسع؛ فحلول ZK L2 تمكّن الإيثيريوم من معالجة أحجام معاملات أكبر بسرعة أكبر، وتقلل من مخاطر الازدحام على الشبكة الرئيسية بفضل نقل عمليات التحقق الحسابية خارج السلسلة.

عيوب ZK Rollups

أول العيوب يتعلق بالقيود في الكفاءة من حيث التكاليف؛ فمع أن حلول ZK L2 أرخص بكثير من المعاملات المباشرة على الطبقة الأولى، إلا أنها تتطلب قدرة حسابية أكبر من بدائل optimistic rollups، ما يجعل رسومها غالباً أعلى من منافساتها من حلول الطبقة الثانية، رغم بقائها أقل بكثير من رسوم السلسلة الرئيسية.

كما تمثل تحديات التكامل مع البرامج المتقدمة عقبة إضافية؛ إذ تتطلب ZK rollups دقة تقنية عالية تقلل من مرونتها مقارنة بـ optimistic rollups، ويجد المطورون غالباً سهولة أكبر في نقل تطبيقات الإيثيريوم إلى منصات optimistic rollup بدلاً من إعادة تطويرها لتتوافق مع ZK L2.

وتفرض متطلبات الأجهزة المرتفعة مخاوف بشأن المركزية؛ إذ يتطلب تشغيل معالجات ZK موارد حسابية ضخمة، ما قد يحد من عدد المشاركين مقارنة بالبدائل الأقل متطلبات. وقد تثير قلة عدد معالجي ZK أسئلة حول لامركزية الشبكة ومقاومتها للرقابة.

أمثلة على مشاريع ZK Rollup

رغم أن حلول ZK L2 ما تزال في مراحلها الأولى، إلا أن هناك مشاريع بارزة اكتسبت حضوراً في منظومة البلوكشين. ويركز المتداولون غالباً على الرموز والمنصات المرتبطة بأهم حلول الطبقة الثانية.

تعد Polygon، التي عُرفت سابقاً باسم Matic Network، منصة توسع متكاملة للطبقة الثانية على الإيثيريوم. وبعد أن اشتهرت بسلسلتها الجانبية لإثبات الحصة، وسعت المنصة تقنياتها لتشمل حلول zkEVM، ما يتيح لمطوري الإيثيريوم الاستفادة من الأمان والسرعة التي توفرها تقنية ZK L2.

تطور شركة StarkWare Industries حلَّين مختلفين من ZK rollup لمطوري الإيثيريوم: StarkEx و StarkNet؛ حيث تعمل StarkEx كمنصة SaaS بإذن تتيح دمج تقنية ZK في تطبيقات لامركزية، أما StarkNet فهي منصة بلا إذن يمكن لأي مطور استخدامها لإضافة وظائف ZK L2 لتطبيقاته.

وتتخصص Immutable X في تطبيق تقنية ZK L2 على ألعاب البلوكشين وتداول الرموز غير القابلة للاستبدال (NFT) على الطبقة الثانية للإيثيريوم. وتستفيد ألعاب مثل "Gods Unchained" و "Illuvium" من بنية Immutable X لتحقيق أمان الإيثيريوم اللامركزي مع سرعات معاملات أعلى ورسوم أقل للمستخدمين.

الخلاصة

ZK rollups تمثل نقلة نوعية في تقنيات توسيع البلوكشين، إذ توفر حلاً آمناً وفعالاً لمشكلة ازدحام شبكة الإيثيريوم. بفضل إثباتات المعرفة الصفرية للتحقق من المعاملات خارج السلسلة قبل إرسالها إلى البلوكشين الرئيسي، تحقق أنظمة ZK L2 توازناً مثالياً بين الأمان، السرعة والكفاءة. ورغم أن هناك تحديات – مثل الحاجة لموارد حسابية أكبر وصعوبة تكاملها مع بعض التطبيقات – إلا أن ميزاتها في الأمان ومعدل المعاملات تجعلها خياراً رائداً لتوسعة البلوكشين. ومع استمرار تطور مشاريع مثل Polygon و StarkWare و Immutable X في هذا المجال، أصبحت حلول ZK L2 محوراً رئيسياً في تطور التطبيقات اللامركزية ومنظومة العملات الرقمية الأوسع. وتبرز أهمية التقنية في قدرتها على الحفاظ على أمان الإيثيريوم مع تخفيض الرسوم وزيادة سرعة المعاملات، ما يجعلها ركناً أساسياً في بنية البلوكشين المستقبلية.

الأسئلة الشائعة

ما هو zk rollup L2؟

zk rollup L2 هو حل توسع للبلوكشين يستخدم إثباتات المعرفة الصفرية لجمع ومعالجة المعاملات خارج السلسلة، ثم إرسال النتائج بأمان إلى البلوكشين الرئيسي. هذا يعزز عدد المعاملات ويخفض التكلفة.

هل ZKsync حل L2؟

نعم، ZKsync هو حل توسع من الطبقة الثانية (L2) للإيثيريوم، يهدف إلى تحسين قابلية التوسع وخفض رسوم المعاملات وتعزيز الخصوصية على شبكة الإيثيريوم.

ماذا تعني L2 في البلوكشين؟

L2 تشير إلى طبقة ثانوية فوق البلوكشين تعزز من السرعة وتخفض التكاليف، وتُحسن قابلية التوسع من خلال تجميع المعاملات وإرسالها إلى السلسلة الرئيسية.

هل Starknet طبقة أولى أم ثانية؟

Starknet هو حل من الطبقة الثانية (L2) على الإيثيريوم، يعمل كشبكة قابلة للتوسع تُعالج المعاملات خارج السلسلة الرئيسية، ما يرفع السرعة ويخفض التكاليف.