إثيريوم تقنية ترقية التوقعات: The Surge

أصدر فيتاليك بوتيرين، المؤسس المشارك لإثيريوم، مؤخرًا سلسلة من المقالات التي تستكشف التطورات المستقبلية لإثيريوم. تدور هذه المقالات حول ست مراحل من خريطة طريق إثيريوم: الدمج، الزيادة، التسوية، التحقق، التنقية، والانطلاق. ستتناول هذه المقالة بشكل خاص مرحلة الزيادة، التي تركز بشكل رئيسي على قابلية توسيع إثيريوم والتطورات طويلة الأجل.

إثيريوم الرؤية الجوهرية

الهدف الأساسي لإثيريوم هو أن يصبح بنية تحتية للإنترنت اللامركزي. من خلال التنفيذ التلقائي للعقود الذكية، تدعم إثيريوم تطوير التطبيقات اللامركزية المعقدة، وهذه المرونة تجعلها الخيار المفضل للمطورين لبناء تطبيقات مثل DeFi وNFT.

ومع ذلك، فإن إثيريوم تعاني من قيود في قابلية التوسع. في الوقت الحالي، يمكن لإثيريوم معالجة 15-30 معاملة فقط في الثانية، وهو ما يقل بكثير عن الشبكات التقليدية للدفع. وهذا يؤدي إلى ارتفاع رسوم الغاز في أوقات الازدحام، مما يحد من قدرة إثيريوم على أن تصبح بنية تحتية عالمية. تم تصميم The Surge لحل هذه المشكلة.

الهدف الرئيسي من Surge يشمل:

• تحقيق قدرة معالجة أكثر من 100,000 معاملة في الثانية على إثيريوم L1+L2
• الحفاظ على اللامركزية والصلابة لــ L1
• تأكد من أن جزء L2 يرث بالكامل الخصائص الأساسية لإثيريوم
• تعظيم التفاعل بين L2 لجعل إثيريوم نظامًا بيئيًا موحدًا

استراتيجية التوسع مع التركيز على rollup

جوهر Surge هو زيادة القابلية للتوسع بشكل كبير من خلال حلول L2، حيث تعد rollup جزءًا أساسيًا. توضح هذه الاستراتيجية تقسيم العمل: تركز إيثيريوم L1 على أن تصبح طبقة أساسية قوية ومركزية، بينما تتحمل L2 مهمة توسيع النظام البيئي.

تقوم Rollup بتجميع المعاملات خارج السلسلة، ثم تقوم بتقديم النتائج إلى الشبكة الرئيسية، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في القدرة على المعالجة مع الحفاظ على الأمان واللامركزية. وذكر فيتاليك أن rollup يمكن أن يزيد من قدرة إثيريوم على معالجة أكثر من 100,000 معاملة في الثانية. ستكون هذه خطوة تحوّلية، مما يسمح لإثيريوم بدعم التطبيقات العالمية الحجم دون الإضرار باللامركزية.

شدد فيتاليك على أن الـrollup ليس مجرد حل مؤقت، بل هو حل توسعي طويل الأمد. لقد انتقل إثيريوم 2.0 من إثبات العمل إلى إثبات الحصة من خلال الدمج، مما قلل من استهلاك الطاقة، ويعتبر الـrollup المعلم المهم التالي.

هذا العام، حقق مخطط الطريق القائم على rollup تقدمًا مهمًا: مع إطلاق كتل EIP-4844، زادت سعة البيانات في إثيريوم L1 بشكل كبير، ودخلت عدة rollups من إثيريوم الافتراضية المرحلة الأولى. كل L2 موجود كشظية لها قواعدها ومنطقها الخاص، وأصبح تنويع طرق تنفيذ الشظايا واقعًا الآن.

عينة توفر البيانات ( DAS ) من التطورات الإضافية

ت sampling توافر البيانات ( DAS ) هو جانب آخر رئيسي في The Surge، يهدف إلى معالجة مشكلات توافر البيانات. في الشبكات اللامركزية، من الضروري أن تتمكن جميع العقد من التحقق من البيانات دون الحاجة إلى تخزين أو تنزيل المحتوى بالكامل.

DAS يسمح للعقد بالتحقق من البيانات دون الحاجة للوصول إلى مجموعة البيانات الكاملة، مما يعزز القابلية للتوسع والكفاءة.

أكد فيتاليك على شكلين من DAS: PeerDAS و 2D DAS. من المتوقع أن يعزز PeerDAS فرضيات الثقة في rollup، مما يزيد من الأمان. 2D DAS لا يقوم فقط بأخذ عينات عشوائية داخل blob، بل يأخذ أيضًا عينات عشوائية بين blobs. من خلال الاستفادة من الخصائص الخطية للالتزام KZG، يتم توسيع مجموعة blobs في الكتلة من خلال مجموعة جديدة من blobs الافتراضية، والتي تشفر نفس المعلومات الزائدة.

بفضل DAS، يمكن لإثيريوم معالجة كميات أكبر من البيانات، وتحقيق rollup أسرع وأكثر اقتصادية، دون المساس باللامركزية.

في المستقبل، لا يزال هناك حاجة إلى المزيد من العمل لتحديد النسخة المثالية من 2D DAS وإثبات خصائصه الأمنية.

يعتقد فيتاليك أن الطريق لتحقيق الأهداف على المدى الطويل هو:

1. تنفيذ DAS ثنائي الأبعاد المثالي
2. الاستمرار في استخدام 1D DAS، التضحية بكفاءة عرض النطاق الترددي للاختيار، لقبول حد بيانات أقل من أجل البساطة والمتانة
3. التخلي عن DA، وقبول Plasma بالكامل كهيكل Layer2 الرئيسي

من الجدير بالذكر أنه حتى إذا تم اتخاذ قرار بتوسيع التنفيذ مباشرة على طبقة L1، لا تزال هذه الخيارات موجودة. لأنه إذا كانت L1 ستتعامل مع عدد كبير من المعاملات، ستصبح كتل L1 كبيرة جدًا، وسيحتاج العميل إلى التحقق بكفاءة من صحتها، وبالتالي سيتعين عليه استخدام تقنيات مشابهة لتقنية rollup( مثل ZK-EVM و DAS) على طبقة L1.

بلازما وحلول أخرى

بالإضافة إلى Rollup، فإن الحلول المعروفة في توسيع الشبكة خارج السلسلة مثل Plasma هي أيضًا نوع آخر من حلول L2.

تقوم بلازما بإنشاء سلاسل فرعية، حيث تعالج هذه السلاسل الفرعية المعاملات بشكل مستقل عن سلسلة إثيريوم الرئيسية، وتقدم ملخصات دورية إلى الشبكة الرئيسية. لكل كتلة، يقوم المشغل بإرسال فرع ميركل لكل مستخدم لإثبات تغييرات حالة أصول هذا المستخدم. يمكن للمستخدمين سحب الأصول من خلال تقديم فرع ميركل. من المهم أن يكون هذا الفرع ليس بالضرورة جذر الحالة الأحدث.

لذلك، حتى إذا ظهرت مشاكل في توفر البيانات، لا يزال بإمكان المستخدمين استعادة الأصول من خلال استخراج الحالة الأحدث المتاحة. إذا قدم المستخدم فرعًا غير صالح، يمكن تحديد ملكية الأصول من خلال آلية التحدي على السلسلة.

على الرغم من أن تطوير Plasma متأخر إلى حد ما عن rollup، إلا أن فيتاليك لا يزال يعتبره جزءًا من مجموعة أدوات قابلية التوسع الأوسع لإيثيريوم.

بالإضافة إلى ذلك، ناقش فيتاليك تحسين تقنيات ضغط البيانات وإثباتات التشفير، لزيادة كفاءة rollup وحلول L2 الأخرى. الفكرة هي ضغط البيانات قدر الإمكان، مع ضمان أن تكون جميع المعلومات الضرورية متاحة للتحقق من قبل عقد إيثريوم. من المحتمل أن تلعب هذه التحسينات التقنية دورًا حاسمًا في تحقيق معدل نقل أعلى في إيثريوم.

الإصدارات المبكرة من بلازما كانت قادرة فقط على معالجة حالات الدفع، وكان من الصعب توسيع نطاقها. ولكن إذا كان مطلوبًا التحقق من كل جذر باستخدام SNARK، فإن بلازما ستصبح أكثر قوة. يمكن تبسيط العملية بشكل كبير، لأن معظم مسارات الغش من قبل المشغلين تم استبعادها. في الوقت نفسه، تم فتح مسارات جديدة، حيث يمكن للمستخدمين سحب الأموال على الفور دون الحاجة للانتظار لفترة التحدي، طالما أن المشغلين لا يغشون.

أداء بلازما جيد جدًا، وهذا أيضًا السبب الرئيسي الذي يجعل الجميع يصممون بنية المهارات للتغلب على نقص الأمان فيها.

تحسين التشغيل البيني عبر L2

التحدي الرئيسي الذي يواجه نظام L2 البيئي اليوم هو ضعف التشغيل البيني عبر L2، وكيفية جعل استخدام نظام L2 البيئي يشعر وكأنه استخدام نظام إثيريوم البيئي الموحد هو مسألة تحتاج إلى تحسين.

تحسينات التشغيل المتبادل عبر L2 تنقسم إلى عدة فئات. من الناحية النظرية، فإن إيثريوم المتمحور حول Rollup يشبه L1 المقسم التنفيذي. لا يزال هناك العديد من المشكلات التي تواجه النظام البيئي الحالي لـ إيثريوم L2 في الممارسة العملية بعيدًا عن الحالة المثالية:

عنوان السلسلة المحددة: يجب أن تحتوي العناوين على معلومات السلسلة (L1، Optimism، Arbitrum، وغيرها من ). بمجرد تحقيق ذلك، يمكن تنفيذ الإرسال عبر L2 ببساطة من خلال وضع العنوان في حقل الإرسال، ويمكن للمحفظة معالجة طريقة الإرسال في الخلفية ( بما في ذلك استخدام بروتوكول عبر السلاسل ).

طلب الدفع على سلسلة محددة: يجب أن يكون من السهل والمعياري إنشاء رسالة "أرسل لي X من نوع Y الرموز على سلسلة Z". يُستخدم بشكل رئيسي في المدفوعات بين الأشخاص، والمدفوعات بين الأشخاص وخدمات التجار، وكذلك طلبات التمويل من التطبيقات اللامركزية.

الصرف عبر السلاسل ودفع الغاز: يجب أن يكون هناك بروتوكول مفتوح موحد يعبر عن العمليات عبر السلاسل. لقد حاولت ERC-7683 و RIP-7755 في هذا المجال، على الرغم من أن نطاق تطبيقهما أوسع.

العميل الخفيف: يجب أن يكون للمستخدمين القدرة على التحقق فعليًا من السلسلة التي يتفاعلون معها، بدلاً من الاعتماد فقط على موفري RPC. على سبيل المثال، يمكن لـ a16z crypto's Helios القيام بذلك ( بالنسبة للإثيريوم نفسه )، ولكن يجب توسيع هذه الثقة غير المركزية إلى L2. ERC-3668(CCIP-read) هي استراتيجية لتحقيق هذا الهدف.

فكرة جسر الرموز المشتركة: في حالة أن جميع L2 هي rollup إثبات صحة وكل slot يقدم إلى إثيريوم، فإن نقل أصل من L2 إلى L2 آخر في الحالة الأصلية لا يزال يتطلب سحبًا وإيداعًا، مما يستلزم دفع رسوم غاز L1 كبيرة.

إحدى الطرق لحل هذه المشكلة هي: إنشاء Rollup مشترك بسيط للغاية، وظيفته الوحيدة هي الحفاظ على معرفة أي L2 يمتلك كل نوع من الرموز وأرصدته الخاصة، والسماح بتحديث هذه الأرصدة بشكل جماعي من خلال عمليات الإرسال عبر L2 التي يتم إطلاقها من أي L2. سيسمح ذلك بتحويل الأموال عبر L2 دون الحاجة لدفع رسوم غاز L1 في كل مرة، وبدون الحاجة لاستخدام تقنيات تعتمد على مزودي السيولة مثل ERC-7683.

التزامن التراكمي: يسمح بإجراء استدعاءات متزامنة بين L2 و L1 محددة أو بين عدة L2. وهذا يساعد على تحسين الكفاءة المالية لبروتوكولات DeFi. يمكن تحقيق الأول بدون تنسيق عبر L2؛ بينما يتطلب الثاني ترتيبًا مشتركًا. التقنية المعتمدة على rollup تنطبق تلقائيًا على جميع هذه التقنيات.

تواجه العديد من الأمثلة المذكورة أعلاه معضلة متى يجب أن يتم التوحيد وما هي الطبقات التي يجب توحيدها. إذا تم التوحيد مبكرًا، فقد يؤدي ذلك إلى ترسيخ حلول ضعيفة. وإذا تم التوحيد في وقت متأخر، فقد يؤدي ذلك إلى تفتت غير ضروري.

الاجماع الحالي هو: في بعض الحالات، هناك حلول قصيرة الأمد ذات خصائص أضعف ولكنها أسهل في التنفيذ، وهناك أيضًا حلول طويلة الأمد "صحيحة في النهاية" ولكنها تحتاج إلى عدة سنوات لتحقيقها. هذه المهام ليست مجرد مسائل تقنية، بل هي أيضًا ( وربما تكون في الأساس ) مسائل اجتماعية، تحتاج إلى تعاون L2، والمحافظ و L1.

مواصلة توسيع إثيريوم L1

يعتقد فيتاليك أن توسيع إثيريوم L1 نفسه وضمان قدرته على استيعاب المزيد من حالات الاستخدام هو أمر ذو قيمة كبيرة.

لدى L1 ثلاث استراتيجيات للتوسع، يمكن تنفيذها بشكل منفصل أو متوازي:

1. تحسين التقنية ( مثل كود العميل، العميل بدون حالة، انتهاء التاريخ ) لجعل L1 أسهل في التحقق، ثم زيادة حد الغاز
2. تقليل تكلفة العمليات المحددة، وزيادة السعة المتوسطة دون زيادة مخاطر أسوأ حالة
3. Rollups الأصلية ( هي إنشاء N نسخ متوازية من EVM )

تختلف هذه التقنيات من حيث المزايا والعيوب. على سبيل المثال، تعاني rollups الأصلية من نفس نقاط الضعف في التراكمية التي تعاني منها rollups العادية: لا يمكن إرسال معاملة واحدة عبر عدة rollups لتنفيذ العمليات بشكل متزامن. زيادة حد الغاز ستضعف الفوائد الأخرى التي يمكن تحقيقها من خلال تبسيط تحقق L1، مثل زيادة نسبة المستخدمين الذين يقومون بتشغيل عقد التحقق وعدد المراهنين الفرديين. حسب طريقة التنفيذ، قد يؤدي جعل بعض العمليات في EVM أقل تكلفة إلى زيادة التعقيد الكلي لـ EVM.

اللامركزية والأمان

التوازن بين القابلية للتوسع واللامركزية هو موضوع يكرره فيتاليك مرارًا وتكرارًا. العديد من مشاريع البلوكشين تختار التضحية باللامركزية من أجل تحقيق معدل معالجة أعلى. على سبيل المثال، يمكن لمنصة تداول معالجة آلاف المعاملات في الثانية، لكنها تتطلب أجهزة قوية لتشغيل العقد، مما يجعل الشبكة مركزية. يؤكد فيتاليك أنه حتى مع توسع إثيريوم باستمرار، يجب الحفاظ على الالتزام باللامركزية.

تُعتبر Rollup و DAS طرقًا لزيادة سعة إيثريوم مع الحفاظ على طبيعتها اللامركزية. على عكس بعض سلاسل الكتل عالية الأداء، تضمن استراتيجية توسيع إيثريوم أن أي شخص يمكنه تشغيل عقدة لحماية الشبكة بطريقة لامركزية حقًا. هذا أمر حيوي لرؤية إيثريوم، أي بناء سلسلة كتلة تدعم نظامًا ماليًا عالميًا غير مصرح به.

كلما زادت قابلية التوسع، زادت المسؤولية في جوانب الأمان. مع توجّه إثيريوم نحو مستقبل مركزي يعتمد على rollup، يصبح ضمان عدم الثقة في هذه الأنظمة أمرًا حاسمًا. تعتمد Rollup على إثباتات تشفيرية لضمان أن المعاملات خارج السلسلة تكون قانونية عند تقديمها مرة أخرى إلى إثيريوم. على الرغم من أن هذه الأنظمة قد أثبتت فعاليتها، إلا أنها ليست خالية من المخاطر. اعترف فيتاليك بأن نضوج هذه التقنيات يتطلب اختبارات صارمة وتكرار، خاصة عندما يتم اعتمادها على نطاق أوسع.

التوقعات ل The Surge

بعد The Surge، تخيل فيتاليك أن إثيريوم ليس فقط قابلًا للتوسع ولكنه يحتفظ أيضًا باللامركزية التامة والأمان والاستدامة. هذه الرؤية لا تشمل فقط توسيع الطبقة الأولى من خلال rollup و DAS، بل تشمل أيضًا بناء خوارزميات إجماع أكثر كفاءة، وتحسين أدوات المطورين، وزراعة نظام بيئي مزدهر لـ dApp.

خارطة طريق إثيريوم متفائلة، ولكن هناك العديد من التحديات. التنفيذ على نطاق واسع لـ rollup، وضمان أمان حلول L2، والاستعداد لمستقبل الكم هي مهام معقدة. ومع ذلك، إذا تمكن إثيريوم من التغلب على هذه العقبات بنجاح، فسوف يرسخ مكانته كجوهر Web3.