حل معضلة البلوكتشين: لماذا لا يمكن أن تفوز السرعة والثقة والاستقلال جميعًا

المشكلة الأساسية: صراع ثلاثي الأبعاد

في قلب تقنية البلوكشين يكمن توتر أساسي. لفهم السبب، اعتبر ما يجب أن يحققه أي بلوكشين: الحفاظ على الأمان ضد المهاجمين، والعمل بدون سلطة مركزية، ومعالجة المعاملات بسرعات معقولة. التحدي؟ عادةً لا يمكنك تحسين الثلاثة في نفس الوقت. هذه هي معضلة البلوكشين.

قام فيتاليك بوتيرين بتسليط الضوء على هذا المفهوم كأحد مؤسسي الإيثيريوم، ولا يزال واحداً من أكثر القضايا إلحاحاً في الصناعة. تصف المشكلة الثلاثية كيف أن تعزيز أحد أعمدة تصميم البلوكشين - اللامركزية أو الأمان أو القابلية للتوسع - يكاد يكون حتمياً أن يضعف على الأقل أحد الأعمدة الأخرى. إنها المساومة الأساسية التي تشكل كيفية اتخاذ كل بلوكشين رئيسي لقراراته المعمارية.

لماذا توجد المعضلة: مشكلة الهندسة المعمارية

حد السيف ذو الحدين للامركزية

تتميز شبكات البلوكشين بأنها لامركزية من حيث التصميم، مما يعني أنه لا يوجد كيان واحد يتحكم فيها. يمكن لأي شخص الانضمام إلى الشبكة والمشاركة في التحقق من المعاملات. هذا يعد ثوريًا مقارنةً بالبنوك التقليدية، حيث تفرض المؤسسات الثقة. على شبكة البلوكشين الخاصة ببيتكوين، يتم مشاركة السجل عبر آلاف العقد المستقلة، لذا فإن المحاولات الاحتيالية تظهر على الفور وتُرفض.

لكن هذه التوزيعة تأتي بتكاليف. عندما يجب على عدة مدققين مستقلين التوصل إلى توافق حول كل معاملة، فإن المعالجة تتباطأ بشكل كبير. متوسط الطبقة الأساسية لبيتكوين هو حوالي 5 معاملات في الثانية (TPS)، بينما تدير إيثريوم حوالي 18 TPS. الأنظمة المركزية مثل فيزا تتعامل مع الآلاف من TPS لأنها تعمل في بيئات مغلقة ومصرح بها دون الحاجة إلى توافق عالمي—وهي ميزة تضحي بها شبكات البلوكتشين من أجل عدم الثقة.

سعر الحوسبة للأمان

الأمان بدون سلطة مركزية يتطلب هندسة ذكية. يستخدم البيتكوين إثبات العمل (PoW)، حيث يحل المنقبون الألغاز الرياضية المعقدة للتحقق من الكتل. كل كتلة ترتبط بالكتلة السابقة عبر تجزئة تشفيرية فريدة، مما يجعل التلاعب قابلًا للاكتشاف على الفور. كلما زادت عدد المشاركين في الشبكة (nodes)، زادت صعوبة التهديدات التي قد تتعرض لها النظام.

ومع ذلك، فإن إثبات العمل (PoW) مصمم ليكون مكلفًا من الناحية الحسابية. هذه الكثافة الموارد تحمي الشبكة لكنها أيضًا تحد من معدل النقل. يصبح الهجوم بنسبة 51% ممكنًا نظريًا إذا كان شخص ما يتحكم في أكثر من نصف قوة التعدين في الشبكة، على الرغم من أن ذلك يصبح أكثر صعوبة بشكل متزايد مع نمو الشبكة.

التكلفة الخفية للقابلية للتوسع

لتحقيق الاعتماد العالمي، يجب على سلاسل الكتل التعامل مع مليارات المستخدمين الذين يقومون بمعالجة المعاملات بسرعة وبتكلفة منخفضة. ومع ذلك، فإن تحسين قابلية التوسع غالبًا ما يتطلب تقليل عدد المدققين أو تبسيط قواعد الإجماع - وكلاهما يهدد اللامركزية والأمان. هنا تزداد حدة المعضلة: لا يمكنك ببساطة إضافة المزيد من المعاملات دون عواقب.

الحلول الناشئة: كيف تقاوم الصناعة

بدلاً من حل المعضلة تمامًا (التي يجادل الكثيرون بأنها مستحيلة)، اعتمد المطورون عدة طرق للتنقل بين الخيارات بشكل أكثر ذكاء.

التجزئة: المعالجة المتوازية

تقسيم الشاردينغ البلوكشين إلى أجزاء أصغر، حيث تقوم كل منها بمعالجة المعاملات بشكل مستقل. تنسق السلسلة الرئيسية بين الشاردات، موزعة الحمل. يستخدم بروتوكول NEAR نموذج شاردينغ يسمى Nightshade 2.0، يعمل بثمانية شاردات نشطة اعتبارًا من أغسطس 2025 ويحقق إنهاء المعاملات في حوالي 600 مللي ثانية. هذه الطريقة تتوسع دون الحاجة إلى التحقق من كل معاملة بواسطة المدققين.

آليات التوافق البديلة

إثبات الحصة (PoS) يستبدل حل الألغاز الحسابية في إثبات العمل بعملية رهن الرموز. يقوم المدققون بإغلاق عملاتهم للمشاركة، مما يجعل الهجمات مكلفة للمعتدين دون الحاجة إلى أجهزة تعدين متخصصة. هذا يقلل من الحواجز أمام المشاركة في الشبكة ويحسن قابلية التوسع.

تجرب بعض الشبكات نماذج هجينة. تستخدم سلسلة BNB الذكية إثبات السلطة المخزنة (PoSA)، حيث يقوم المدققون بتخزين رموز BNB، مما يحقق أوقات كتلة تصل إلى حوالي ثلاث ثوان. تجمع Conflux بين إثبات العمل مع هيكل الرسم البياني الدائري الموجه (DAG) لتحسين القدرة على المعالجة مع الحفاظ على خصائص الأمان لإثبات العمل. يستخدم إثبات السلطة (PoA) هويات المدققين بدلاً من العملات المخزنة، مما يوفر قابلية توسيع أعلى على حساب تقليل اللامركزية.

الطبقة 2: البناء على القمة

بدلاً من إعادة تصميم الطبقة الأساسية، تقوم حلول الطبقة الثانية بمعالجة المعاملات خارج السلسلة وتسوية النتائج مرة أخرى إلى البلوكشين الرئيسي. هذا يحافظ على أمان الطبقة الأساسية بينما يحسن بشكل كبير السرعة ويقلل التكاليف.

تجمع Rollups عدة معاملات خارج السلسلة في دليل مضغوط واحد يتم تقديمه إلى السلسلة الرئيسية. يفترض Arbitrum (an optimistic rollup) أن المعاملات صالحة ما لم يتم الطعن فيها. تستخدم Scroll إثباتات المعرفة الصفرية (ZK rollups) لتأكيد الصلاحية بشكل تشفيري دون الكشف عن التفاصيل. تعتمد Ethereum بشكل متزايد على Rollups لأنشطتها في DeFi والألعاب وNFT.

تسمح قنوات الدولة مثل شبكة Lightning الخاصة ببيتكوين للمشاركين بإجراء المعاملات خارج السلسلة، حيث يتم تسجيل فقط حالات الفتح والإغلاق على السلسلة. وهذا يبقي معظم الأنشطة سريعة ورخيصة مع استخدام الطبقة الأساسية للتسوية النهائية.

الواقع: التوازن بدلاً من الحل

لا يزال التحدي الثلاثي في تقنية البلوكشين غير محلول بشكل مطلق. لم يتحقق أي بلوكشين من اللامركزية والأمان والقابلية للتوسع بشكل مثالي في نفس الوقت. بدلاً من ذلك، تقوم الشبكات الناجحة باتخاذ قرارات تجارية مقصودة بناءً على حالة الاستخدام الخاصة بها.

يمثل خارطة الطريق المركزية لطبقات الإيثيريوم وظهور سلاسل الكتل المودولية اتجاهات واعدة. تشير هذه الأساليب إلى مستقبل حيث لا تقوم سلاسل الكتل بتحسين كل شيء بالتساوي، بل تقوم بتفكيك المشكلة إلى أجزاء قابلة للإدارة. الصناعة لا تتخلى عن الثلاثية—إنها تتعلم العمل ضمنها بشكل أكثر ذكاء.

إن الطريق إلى الأمام يتضمن قبول أن التحسين المثالي عبر الأبعاد الثلاثة قد يكون مستحيلاً، ولكن التحسينات التدريجية في كل اتجاه تقرب تكنولوجيا البلوكشين من دعم التطبيقات على نطاق عالمي دون المساومة على المبادئ التي تجعلها قيمة في المقام الأول.