رول آپ چیست؟ فناوری Rollup چگونه کار میکند؟ استفاده از راه حل رول اپ چه مزایا و معایبی دارد؟ کدام رمز ارزها از این تکنولوژی استفاده میکنند؟
یکی از پارامترهای تاثیرگذار در عملکرد شبکههای بلاک چینی، مقیاس پذیری است. مقیاس پذیری یا scalability به توانایی پاسخ بلاکچین به تراکنشهای شبکه گفته میشود. هرچه بلاک چین بتواند با سرعت بالاتر و کارمزد کمتر، تعداد زیادی از تراکنشهای کاربران را تایید کند، مقیاس پذیری شبکه بیشتر است. به عبارت ساده‌تر مقیاس پذیری میزان کارایی و عملکرد شبکه را به کاربران نشان می‌دهد.
در بیشتر بلاکچینهای بزرگ همچون اتریوم، به دلیل وجود حجم زیادی از تراکنش‌ها شبکه نمی‌تواند مقیاس پذیری خوبی از خود ثبت کند و باعث میشود تا تراکنش‌ها با سرعت پایین و کارمزد بالایی پردازش شوند. توسعه دهندگان برای حل این مشکل راه حل‌های زیادی را معرفی کردند. یکی از مهم ترین راه حل‌ها برای افزایش مقیاس پذیری بلاک چین‌ها، فناوری رول آپ است که به کمک آن شبکه میتواند میزان مقیاس پذیری خود را بهبود ببخشد و خدمات خود را با عملکرد بالایی به کاربران ارائه کند. در این مقاله قصد داریم تا به صورت کامل فناوری Rollup را مورد بررسی قرار دهیم.
رول آپ (Rollup) چیست؟
رول آپ (rollup) یکی از راه حل‌های پرکاربرد برای بهبود مقیاس پذیری شبکه‌هاست. به کمک rollup حجم زیادی از تراکنشهای یک بلاک چین به یک شبکه جداگانه منتقل میشوند. این شبکه جداگانه که اغلب با نام لایه دوم شناخته میشود؛ وظیفه دارد تراکنشهای بلاک چین را دریافت و پردازش کند. این کار باعث میشود تا حجم تراکنش‌ها و میزان پردازش بلاک چین برای تایید اطلاعات کاهش پیدا کند و شبکه بتواند با مقیاس پذیری بالاتر اطلاعات را در خود ثبت کند.
در واقع راه حل rollup یک شبکه کمکی برای بلاک چین اصلی ایجاد میکند. این شبکه کمکی که اغلب خود یک بلاک چین است؛ به شبکه اصلی کمک میکند تا تراکنش‌ها را در محیطی دیگر و با سرعت بالاتر پردازش کند.
شبکههای بلاکچینی در سالهای اخیر با مشکل مقیاس پذیری پایین مواجه هستند. علت این موضوع مشارکت تمامی نودها یا گره‌های شبکه در پردازش تراکنش‌هاست. زمانی که یک تراکنش در بلاکچین ثبت میشود، اکثر نودها باید آن را مورد بررسی قرار داده و تایید کنند. این مساله در بلاکچینهای کوچک باعث بروز اختلال نمی‌شود و چندان اهمیت ندارد. اما زمانی که بلاکچین‌ها رشد کنند و تعداد نودها و تراکنشهای آن‌ها افزایش پیدا کند، دیگر شبکه نمی‌تواند مقیاس پذیری خود را حفظ کند و در نتیجه سرعت پردازش کاهش و میزان کارمزد تراکنش‌ها افزایش می‌یابد.
در چنین شرایطی باید راهکارهایی ارائه شود تا بلاک چین میزان قدرت پردازش خود را بیشتر کند و یا حجم تراکنش‌ها را مدیریت نماید. راهکارهایی همچون شاردینگ (Sharding) بر روی قدرت پردازش شبکه تمرکز دارند و با تقسیم تراکنش‌ها به چند جز تلاش میکنند تا قدرت پردازش را افزایش دهند. اما راه حل رول آپ با انتقال تراکنش‌ها به یک بلاک چین دیگر حجم اطلاعات موجود در شبکه را کاهش و مدیریت میکند.
رول آپ چگونه کار میکند؟
رول آپ برای مدیریت تراکنشهای یک بلاک چین، به صورت موازی یک شبکه دیگر در کنار بلاکچین اصلی ایجاد میکند. با این کار بلاک چین میتواند بخشی از تراکنشهای خود را به شبکه موازی منتقل کند. امنیت شبکه موازی ایجاد شده از طریق بلاکچین اصلی تامین میشود. در واقع اگر بلاک چین اصلی از الگوریتمهای امنیتی خوبی برخوردار باشد، شبکه موازی نیز از الگوریتمهای امنیتی بلاکچین استفاده میکند.
شبکههای موازی که معمولا به بلاکچینهای لایه دوم معروف هستند، از روش‌های متعددی برای پردازش تراکنشهای بلاکچین اصلی استفاده میکنند. این روش‌ها به صورت کامل در بخش انواع رول آپ توضیح داده شده است.
برای درک بهتر فرآیند Rollup تصور کنید که یک شبکه بلاک چین همانند بزرگراه است و تراکنشهای آن خودروهای داخل بزرگراه هستند. زمانی که تعداد خودروها در بزرگراه افزایش پیدا کند، سرعت حرکت آن‌ها برای رسیدن به مقصد کاهش یافته و در بزرگراه ترافیک ایجاد میشود. در این حالت فرض کنید که خیابان‌های فرعی rollupها هستند که با هدایت خودروها به یک بزرگراه جدید، میزان ترافیک بزرگراه اصلی را کم میکنند و باعث میشوند تا خودروها با سرعت بالاتری به مقصد برسند.
معرفی انواع رول آپ (Rollup)
همان طور که اشاره شد، شبکههای رول آپ برای پردازش تراکنش‌ها از الگوریتم‌ها و روش‌های مختلفی استفاده میکنند. به صورت کلی این روش‌ها در دو دسته زیر تقسیم میشوند:
1. رول آپ خوشبینانه (Optimistic Rollup)
در rollup خوشبینانه تراکنش‌ها به صورت گروهی به شبکه انتقال داده میشوند. در این حالت نودها و اعتبارسنج‌های شبکه به طور پیش فرض همه تراکنش‌ها را معتبر و درست در نظر می‌گیرند. با این کار تراکنش‌ها با سرعت بسیار بالایی از لایه اول شبکه به لایه دوم منتقل میشوند و میزان مقیاس پذیری بلاک چین لایه اول به سرعت افزایش پیدا میکند.
در این rollup هیچ گونه الگوریتم اجماعی استفاده نمی‌شود و در مرحله اول تراکنش‌ها به صورت پیش فرض تایید میشوند. بعد از تایید تراکنش‌ها، در بازه‌های زمانی مشخصی اعتبارسنج‌ها تراکنشهای تایید شده را مجدد بررسی میکنند. در این مرحله اعتبارسنج‌ها به دنبال هرگونه خطا یا اختلال در تراکنش‌ها هستند. اگر اعتبارسنج‌ها خطایی در تراکنش پیدا کنند؛ آن را از شبکه حذف می‌نمایند. با این کار تراکنشهای اشتباه با سرعت بیشتری پیدا میشوند.
2. رول آپ دانش صفر (zero knowledge rollup)
در rollup دانش صفر کاربران دارای حریم خصوصی بسیار بالایی هستند. آن‌ها می‌توانند بدون نیاز به ثبت داده خاصی، تراکنشهای مورد نظر خود را در شبکه انجام دهند. در این rollup برخلاف رول آپ خوشبینانه، هیچ کدام از تراکنش‌ها به صورت پیش فرض صحیح نیستند. در عوض تراکنش‌ها از طریق الگوریتمهای مختلف پردازش و تایید میشوند.
در rollup دانش صفر دو قرارداد هوشمند در بلاک چین برای پردازش تراکنش‌ها ایجاد میشود. قرارداد اول داده‌های مربوط به لایه اول را ذخیره میکند و به قرارداد دوم ارسال می‌نماید. قرارداد دوم به کمک الگوریتمهای اجماع مختلف تراکنش‌ها را پردازش و تایید میکند. این روش امنیت بالاتری نسبت به rollup خوشبینانه دارد.
مزایای استفاده از راه حل رول آپ
- افزایش مقیاس پذیری: شبکه‌هایی که از رول آپ استفاده میکنند، تراکنش‌ها را به صورت گروهی به لایه دوم منتقل می‌نمایند. با انتقال تراکنش‌ها به یک شبکه دیگر (لایه دوم) میزان ترافیک بلاکچین کاهش پیدا میکند. این موضوع باعث میشود تا میزان مقیاس پذیری شبکه افزایش یابد.
- کاهش هزینه تراکنش‌ها: برای ثبت و تایید تراکنش‌ها در بلاک چین‌ها، کاربران باید هزینه‌ای را تحت عنوان کارمزد تراکنش‌ها به شبکه پرداخت کنند. زمانی که ترافیک شبکه افزایش پیدا کند، به دلیل افزایش تقاضا، میزان کارمزد تراکنش‌ها بیشتر میشود و کاربران مجبور هستند هزینه بیشتری را برای تراکنش پرداخت کنند. با انتقال تراکنش‌ها به بلاک چین‌های لایه دوم، میزان ترافیک شبکه کاهش پیدا میکند و در نتیجه نودهای شبکه می‌توانند با کارمزد کمتری تراکنش‌ها را پردازش کنند. بنابراین فرآیند rollup در کاهش کارمزد تراکنش‌ها تاثیرگذار است.
- افزایش توان عملیاتی شبکه: همانطور که اشاره شد، rollupها باعث میشوند تا حجم تراکنشهای شبکه کاهش پیدا کند و نودها بتوانند با هزینه کمتری تراکنش‌ها را پردازش کنند. زمانی که میزان ترافیک شبکه کم میشود، نودها می‌توانند با سرعت بالاتری اطلاعات را پردازش و تایید کنند. افزایش سرعت پردازش سبب میشود تا توان عملیاتی بلاکچین افزایش پیدا کند.
- حریم خصوصی بالا: در برخی از rollupها کاربران می‌توانند بدون ثبت هیچگونه اطلاعاتی دارایی‌های خود را جابجا کنند. رول آپ‌های دانش صفر حریم خصوصی بالایی برای کاربران ایجاد میکنند و باعث میشوند تا کاربران اعتماد بیشتری به عملکرد شبکه داشته باشند.
معایب استفاده از راه حل رول آپ (Rollup)
- وابستگی به امنیت بلاکچین‌ها: شبکههای rollup معمولا به عنوان لایه دوم بلاکچین‌ها فعالیت میکنند. این شبکهها الگوریتمهای امنیتی مستقلی ندارند و امنیت خود را از بلاک چین‌های اصلی به ارث می‌برند. اگر بلاکچین اصلی از امنیت پایینی برخوردار باشد، rollupها نیز به تبع آن با مشکلات امنیتی مواجه خواهند بود و نمی‌توانند این ضعف‌ها را جبران کنند.
- احتمال متمرکز شدن: بلاکچین‌هایی که از rollup خوشبینانه استفاده میکنند، ممکن است مورد حمله هکرها قرار بگیرند و ساختار آن‌ها به صورت کامل متمرکز شود. اگر نودهای شبکه بتوانند بیش از 50 درصد از کوین‌های این شبکهها را دریافت کنند؛ می‌توانند کنترل بلاک چین را به دست بگیرند و در تراکنش‌ها اختلال ایجاد نمایند.
- کارایی محدود: بیشتر رول آپ‌های دانش صفر نمی‌توانند با قراردادهای هوشمند و ماشین مجازی اتریوم (EVM) سازگار باشند. این موضوع سبب میشود تا بسیاری از برنامه‌های غیر متمرکز (DApp) نتوانند از این شبکهها استفاده کنند.
- مصرف بالای انرژی: برخی از rollupهای دانش صفر برای انجام محاسبات خود به دستگاه‌های پردازشی قدرتمندی نیاز دارند. دستگاه‌های پردازشی قدرتمند انرژی زیادی مصرف میکنند و باعث میشوند تا فناوری بلاک چین با مشکلات محیط زیستی مواجه شود.
معروف ترین رول آپ ها
بلاکچینهای زیادی در مارکت کریپتو وجود دارند که از فناوری rollup برای افزایش مقیاس پذیری سایر شبکهها استفاده میکنند. این پروژه‌ها اغلب برای افزایش عملکرد شبکه اتریوم طراحی و ساخته شده‌اند. معروف ترین این پروژه‌ها موارد زیر هستند:
- ارز آربیتروم (Arbitrum): یکی از بزرگترین rollupهای ایجاد شده برای شبکه اتریوم، شبکه آربیتروم است. در حال حاضر بیش از 2 میلیارد دلار در بلاکچین این شبکه استیک شده و سرمایه گذاران زیادی نسبت به آینده این پروژه خوشبین هستند. شبکه آربیتروم از rollup خوشبینانه برای تایید تراکنش‌ها و از راه حل arbitrum anytrust برای افزایش امنیت خود استفاده میکند. این پروژه دارای یک توکن بومی با نام ARB است.
- ارز آپتیمیسم (Optimism): بلاک چین آپتیمیسم جزو اولین شبکه‌هاییست که از رول آپ خوشبینانه برای تایید و ثبت تراکنش‌ها استفاده میکند. این شبکه متن باز بوده و برای افزایش عملکرد شبکه اتریوم طراحی و ایجاد شده است. به کمک optimism کاربران می‌توانند حجم زیادی از تراکنشهای اتریوم را با سرعت بالا و کارمزد پایین اجرا کنند. این بلاکچین دارای کوین بومی با نماد OP است. کوین بومی OP یک ارز حاکمیتی است که به کمک آن افراد می‌توانند در تغییرات شبکه و نظرسنجی‌ها شرکت کنند و حق رای داشته باشند.
- بیس (Base): زنجیره بیس یک rollup خوشبینانه محسوب میشود که توسط اکوسیستم کوین بیس طراحی و ساخته شده است. کوین بیس یکی از بزرگترین صرافی‌های متمرکز در مارکت کریپتو است. تیم توسعه این صرافی با راه اندازی زنجیره Base بستری برای رول آپ شبکههای بلاکچینی ایجاد کرده‌اند.
- پالیگان (Polygon): شبکه پالیگان یکی از بهترین شبکهها برای بالا بردن مقیاس پذیری اتریوم است. این شبکه با استفاده از rollup دانش صفر توانسته حجم زیادی از تراکنش‌ها را از شبکه اتریوم دریافت و پردازش کند. شبکه پالیگان دارای یک ارز دیجیتال بومی با نماد MATIC است.
- استارک نت (Stark Net): شبکه استارک نت یکی از معروف‌ترین rollupهای با دانش صفر است. این شبکه میتواند با سرعت بسیار خوبی تراکنشهای اتریوم را دریافت و پردازش کند.
سخن پایانی
«رول آپ (Rollup) چیست؟» rollup یک راه حل کاربردی برای افزایش مقیاس پذیری شبکههای بلاکچینی است. بلاکچینهای بزرگی همچون اتریوم و بیت کوین به دلیل داشتن حجم بالایی از تراکنش‌ها نمی‌توانند اطلاعات را با سرعت بالا و کارمزد پایین پردازش کنند و در نتیجه میزان مقیاس پذیری آن‌ها بسیار کم است. فناوری rollup با ایجاد یک شبکه موازی برای بلاک چین تلاش میکند تا حجم زیادی از تراکنش‌ها را به لایه دوم منتقل کند و در آنجا فرآیند پردازش و تایید تراکنش‌ها را انجام دهد.
بلاکچینهای پالیگان، آربیتروم، آپتیمیسم معروف‌ترین شبکههای rollup هستند که تلاش میکنند مقیاس پذیری شبکه اتریوم را افزایش دهند. تکنولوژی rollup تا حد زیادی توانسته مقیاس پذیری شبکهها را بالا ببرد. اگرچه این تکنولوژی هنوز با مشکلاتی همچون امنیت پایین و کارایی محدود دست و پنجه نرم میکند؛ اما امید است که در سالهای آتی این معایب برطرف شوند و این فناوری بتواند به صورت کامل مشکل عملکرد و مقیاس پذیری بلاکچین‌ها را حل کند.
