التحديثات الهامة في طبقة الإجماع لإثيريوم: سلسلة Beam وخمس ثورات رئيسية فيها

إثيريوم منذ نشأته بنظام إثبات العمل PoW، إلى انتقاله الناجح إلى نظام إثبات الحصة PoS في عام 2021، قد قطع شوطًا طويلًا في مسيرته التطويرية. ومع ذلك، أشار أحد الباحثين الرئيسيين في إثيريوم إلى أنه على الرغم من الأداء الجيد لسلسلة الإشارة عند إدخال نظام إثبات الحصة في البداية، إلا أنه تراكمت بعض "الديون التقنية" على مدار السنوات الخمس الماضية. التصميم الحالي لم يستفد بشكل كامل من التقنيات المتقدمة في الأنظمة اللامركزية، مثل الإثباتات الصفرية. لذلك، تحتاج طبقة الإجماع في إثيريوم إلى تحديث كبير بشكل عاجل.

في مؤتمر المطورين الأخير، قدمت هذه الباحثة اقتراحًا بعنوان "Beam Chain"، يهدف إلى إعادة تشكيل طبقة الإجماع في إثيريوم بشكل جذري. هذا هو جزء مهم من خطة التطوير طويلة الأمد لإثيريوم، والهدف هو تحسين قابلية توسيع الشبكة وأدائها بشكل ملحوظ من خلال الاستفادة من أحدث الاختراقات في علم التشفير المعتمد على المعرفة الصفرية، دون الحاجة إلى إطلاق شبكة جديدة. لا شك أن هذا سيكون واحدة من الترقيات الأكثر أهمية لإثيريوم في السنوات 3-5 القادمة.

من الضروري توضيح أن Beam Chain ليست سلسلة كتل جديدة بالمعنى الحرفي، بل هي بنية تحتية جديدة تم بناؤها داخل شبكة إثيريوم الرئيسية. ستعمل على تحسين سرعة وأمان وكفاءة المعاملات على الشبكة الرئيسية L1 بشكل كبير. هناك من يسيء فهم Beam Chain على أنها إثيريوم 3.0، لكن هذا غير دقيق. تركز Beam Chain على حل مشكلات طبقة الإجماع، ولن تتطرق إلى تغييرات في طبقة البيانات (مثل قنوات blob) أو طبقة التنفيذ (مثل آلة إثيريوم الافتراضية EVM).

ستقدم Beam Chain خمس تحولات رئيسية:

1. تأكيد الكتلة بشكل أسرع: تحقيق زمن فتحة يبلغ 4 ثوانٍ ونهاية فتحة واحدة
2. الحفاظ على اللامركزية: الحفاظ على مستوى اللامركزية الحالي أو تحسينه
3. خفض عتبة Staking: تم تقليل متطلبات ETH Staking بشكل كبير من 32 ETH إلى 1 ETH
4. حماية المستخدمين العاديين: القضاء على مشاكل MEV المستندة إلى إعادة تجميع الكتل
5. نحو المستقبل: جعل شبكة إثيريوم تتمتع بقدرة مقاومة الكم

فكر وترتيب ترقية Beam Chain

1. زيادة إنتاج الكتل

• زيادة السعة: قامت Beam Chain بزيادة كمية إنتاج الكتل إلى ثلاثة أضعاف المستوى الحالي، مما يعزز بشكل ملحوظ قدرة معالجة المعاملات في إثيريوم.
• تعزيز القدرة على مقاومة الرقابة: إدخال آلية FOCIL (قائمة الإلزام بالاختيار القائم على الانقسام) لضمان عدم سهولة استبعاد المعاملات بشكل ضار.
• تنفيذ المزادات وعزل المدققين: من خلال تنفيذ المزادات لتحقيق عزل المدققين، يتم تحسين الأداء ودرجة اللامركزية، مع تقليل مخاطر تأثر المستخدمين بـ MEV.
• تسريع الحسم النهائي: تحقيق الحسم النهائي في فترة زمنية واحدة وزمن كتلة مدته 4 ثوانٍ، مما يسرع من سرعة تأكيد المعاملات ويزيد من كفاءة الشبكة.

هذا يعني أن البورصة لن تحتاج بعد الآن إلى الانتظار لتأكيدات متعددة من الكتل، في المستقبل يمكن أن يتم التأكيد من خلال كتلة واحدة فقط.

2. تحسين آلية الرهانات

• تحسين نموذج الإصدار: تعديل نموذج مكافأة المدققين لزيادة عائدات الرهان.
• خفض عتبة الرهان: يحتاج المدققون المستقلون فقط إلى رهن 1 ايثر، وهو أقل بكثير من المتطلبات الحالية البالغة 32 ايثر، مما يجعل الرهان المستقل أكثر شيوعًا.

لقد تحقق هذا التحسن الثوري بفضل تطبيق تقنية المعرفة الصفرية، مما جعل إثيريوم قادرًا على زيادة السرعة مع استيعاب المزيد من العقد للمشاركة في الإجماع، دون زيادة متطلبات الأجهزة بشكل ملحوظ، مما أدى إلى كسر مثلث عدم إمكانية الرهان.

3. تعزيز الأمان

• إدخال التشفير بعد الكوانتوم: تنفيذ تقنيات التشفير المقاومة للكم، لضمان عدم تأثر أمان الشبكة بتهديدات الحوسبة الكوانتية المستقبلية.
• دمج zkSNARK و zkVM: تعزيز حماية الخصوصية، وقابلية التوسع، والأمان من خلال تقنية إثبات المعرفة الصفرية.
• سلسلة الكتل SNARK: استخدام تقنية RISC-V لتحويل سلسلة الكتل إلى SNARK، مما يعزز كفاءة توليد الإثبات وقابلية التوسع.
• تعزيز العشوائية: إدخال آلية عشوائية أكثر قوة لضمان عدالة اختيار المدققين وغيرها من العمليات الأساسية في الشبكة.
• تقليل مخاطر MEV: من خلال تحسين قدرة المراجعة على المقاومة، minimiz تقليل تأثير سلوك الروبوتات مثل هجمات السندويتش.

4. كيفية العمل

منذ أن تم تحديد تصميم طبقة الإجماع الحالية لإثيريوم (سلسلة الإشارة)، حقق علماء الرياضيات تقدمًا ملحوظًا في مجال SNARK. من خلال تحويل دالة تحويل حالة إثيريوم إلى SNARK، يمكن تحقيق زمن شريحة يبلغ 4 ثوانٍ ونهائية شريحة واحدة. هذا لا يحسن فقط تجربة معاملات L1، بل يقلل أيضًا من استخراج القيمة المحتمل من خلال القضاء على استراتيجيات إعادة تشكيل الكتل البعيدة، مع تخفيف الديون التقنية لطبقة الإجماع.

ستمنح عملية SNARK شبكة إثيريوم القدرة على مقاومة الكم، وهي ميزة ضرورية لبلوك تشين في المستقبل.

ستدفع Beam Chain ترقية إثيريوم من عدة جوانب:

• تقنية التقسيم: من خلال تقسيم البيانات إلى شظايا أصغر، يتم تحقيق المعالجة المتوازية للعديد من المعاملات، مما يقلل من الاختناق، ويسرع من سرعة المعاملات.
• الأمان ضد الحوسبة الكمومية: استخدام تقنيات التشفير المتقدمة لضمان عدم تعرض أمان الشبكة لتهديدات الحواسيب الكمومية المستقبلية.
• دمج مع خارطة الطريق: تشكل Beam Chain جزءاً مهماً من خارطة الطريق لتوسيع وتعزيز أمان إثيريوم على مدى السنوات الخمس القادمة.

5. أهمية كبيرة

يعتبر Beam Chain أمرًا بالغ الأهمية لتعزيز قدرة إيثريوم على معالجة التطبيقات اللامركزية المتزايدة. سيساعد على تحسين قابلية التوسع، وتقليل تكاليف المعاملات، وتعزيز الأمان العام، مما سيمكن الشبكة من دعم المزيد من المستخدمين والتطبيقات المعقدة.

نظام إثبات قائم على SNARK يسمح للمراهنين العاديين باستخدام الأجهزة القياسية لتحقيق مزايا الأداء المذكورة أعلاه. مع انخفاض عتبة الرهان من 32 ETH إلى 1 ETH، ستزداد درجة لامركزية مجتمع المراهنين في إثيريوم.

خصوصًا مع انخفاض العوائق، جنبًا إلى جنب مع بعض الأجهزة ذات الصلة (مثل أجهزة عقد التحقق المنزلية التي أصدرتها بعض الشركات)، من المتوقع أن تحافظ إثيريوم على مكانتها كأكثر سلاسل الكتل عددًا في العقد وأعلى درجة من اللامركزية في العالم.

على الرغم من أن رؤية Beam Chain لن تغير إثيريوم على الفور، إلا أنها ستؤثر على أولوية تطوير خريطة الطريق، مما يسرع من تطوير بعض المكونات. على سبيل المثال، قد يتم تنفيذ بعض الترقيات الهامة المحددة في خريطة الطريق الحالية والتي من المقرر أن تكون في عام 2029 في وقت مبكر.

إذا حصل Beam Chain على دعم كافٍ من المجتمع، فقد يبدأ المطورون في وضع المواصفات العام المقبل، ثم يكتب فريق العميل الشيفرة الإنتاجية في عام 2026، ويجري الاختبارات في عام 2027، وأخيرًا يمكن نشرها بأمان على الشبكة الرئيسية. على الرغم من أن وقت التنفيذ يبدو بعيدًا، إلا أن هذه الفوائض الأمنية ضرورية للبرمجيات مفتوحة المصدر للتطوير اللامركزي.

بشكل عام، تمكن Beam Chain من حل "ديون التكنولوجيا" السابقة من خلال مسار ZK، مع توقعات بتحسين وظيفة L1 بشكل كبير مع الحفاظ على درجة عالية من اللامركزية في إثيريوم. ستضع الحلول طويلة الأجل مثل المقاومة الكمية التي تم إدخالها في الأفكار الجديدة طبقة الإجماع لإثيريوم في "وضع الصيانة"، مما يضمن بقائها آمنة وفعالة وقابلة للتكيف لعقود قادمة، مما يمهد الطريق للابتكارات المستقبلية دون الحاجة إلى إعادة تصميم جذرية.

إثيريوم تستمر في التخطيط على المدى الطويل، وهذا تقدم مثير للإعجاب لكل من blockchain والصناعة بأكملها، كما أنه يوفر أساسًا قويًا لتفاؤلنا بشأن ايثر في ظل البيئة السوقية المزدهرة الحالية.