مفتاح تحجيم الإيثيريوم: تحسين توافر البيانات (DA)

المؤلف: TY، متوسط، المترجم: Lynn، MarsBit

يقدم

مع تطور إيثريوم من تقنية تجريبية إلى نظام متطور بالكامل قادر على تزويد المستخدمين العاديين بتجربة مفتوحة وعالمية وغير مسموح بها، فإن التحول الفني المهم الذي سيكون مطلوبًا يتضمن نقل المستخدمين إلى اللغة الثانية.

ولتحقيق التبني على نطاق واسع، يجب على إيثريوم معالجة ملايين المعاملات في الثانية. تسلط معضلة قابلية التوسع الثلاثية الضوء على تحديات توسيع نطاق Ethereum بالكامل ضمن قيود اللامركزية والأمن وقابلية التوسع. مع تكاليف المعاملات التي تتراوح من 4 دولارات إلى 200 دولار، فإن إيثريوم ليست جذابة للعديد من المستخدمين.

! [البيانات] (https://img-cdn.gateio.im/resized-social/moments-40baef27dd-b1c0a06a8f-dd1a6f-1c6801) المصدر: Etherscan.io

** مواجهة تحديات توسيع نطاق Ethereum من خلال نهج يركز على التجميع **

من أجل زيادة قدرة blockchain عن طريق تركيب المزيد من البيانات والمعاملات في كتلة، هناك مقايضة: قد يتطلب هذا أجهزة أكثر قوة لتشغيل العقد، وقد يضر اللامركزية. هناك خيار آخر يتمثل في بناء حلول عالية المستوى باستخدام الإيثريوم كطبقة أساسية، بدلاً من تقديم ميزات blockchain جديدة يمكن أن تعطل الشبكة.

توفر حلول القياس خارج السلسلة طريقة غير مباشرة لتوسيع نطاق طبقة blockchain الرئيسية. إنهم يقومون بتفريغ حساب المعاملات خارج شبكة الإيثيريوم، مع الاستفادة من blockchain الرئيسي للثقة والتحكيم. يُطلق على هذا الأسلوب اسم "تحجيم الطبقة الثانية" ويضيف طبقة إضافية فوق Ethereum. تندرج جميع الأساليب المختلفة مثل قنوات الحالة ، والسلاسل الجانبية ، والبلازما ، والتجميعات المتفائلة ، ومجموعات الصلاحية (المعروفة باسم zk-rollups) في هذه الفئة.

يوفر Rollup حلاً متعدد الاستخدامات ومتعدد الاستخدامات يسمح حتى لـ EVM (جهاز Ethereum الظاهري) بالعمل داخله. وهذا يعني أنه يمكن نقل عقود إيثريوم الذكية الحالية إلى مجموعة التحديثات مع الحد الأدنى من تغييرات التعليمات البرمجية، مع الاستمرار في الاستفادة من الأمان وتوافر البيانات في إيثريوم. يتم حساب البيانات خارج السلسلة، ويتم تخزين معلومات كافية على السلسلة بحيث يمكن حساب الحالة الداخلية الكاملة محليًا بواسطة أي شخص عند الطلب، وغالبًا ما يتم استخدامها لأغراض الكشف عن الاحتيال.

تتطلب كل مجموعة تحديثات عقدًا محددًا ليتم نشره على Ethereum. يتم تنفيذ المعاملات في مجموعة التحديثات دون اتصال بالإنترنت على سلسلة مخصصة، ثم يتم تجميع بيانات المعاملات وضغطها قبل إرسالها إلى Ethereum. هذا يخفف العبء على موارد الحوسبة في Ethereum ، ويقلل الرسوم ويتيح معالجة معاملات أكثر قابلية للتوسع. في حين أن عمليات التجميع يمكن أن تعمل على توسيع نطاق Ethereum من خلال معالجة المزيد من المعاملات، وقد تتضمن إنتاج كتل مركزية إلى حد ما، إلا أنه لا تزال هناك حماية قوية ضد الرقابة طالما أن هناك تحققًا لا مركزيًا وغير موثوق به.

المصدر: "نهاية اللعبة" لفيتاليك

نمط التراكمات اليوم

في الوقت الحالي ، تشتمل بيئة تجميع إيثريوم على حلول متفائلة وغير معرفية تستخدم تقنيات ضغط متقدمة لتجميع مجموعات من بيانات المعاملات على إيثريوم كبيانات اتصال. ومع ذلك، يأتي هذا النهج بتكلفة كبيرة نظرًا للكمية الكبيرة من البيانات المخزنة بشكل دائم في سجل معاملات الإيثيريوم.

على سبيل المثال ، في 5 مايو 2023 ، نظرًا للارتفاع الكبير في رسوم غاز الإيثيريوم ، تطلب تقديم مجموعة Arbitrum للمعاملات إلى Ethereum كمية كبيرة من الغاز (353.93 ETH) ، على الرغم من وجود 1369 معاملة فقط متضمنة في Ethereum ، وحجم المعاملة كان أقل من 1 مليون القلم. المعاملات على Arbitrum.

! [البيانات] (https://img-cdn.gateio.im/resized-social/moments-40baef27dd-fb44ee9ae6-dd1a6f-1c6801) المصدر: Etherscan.io - Arbitrum Batch مقدم

! [البيانات] (https://img-cdn.gateio.im/resized-social/moments-40baef27dd-4eda81e90a-dd1a6f-1c6801) المصدر: Arbiscan.io

قبل ترقية Bedrock في 7 يونيو، كان مُجمِّع Optimism ينشر ما متوسطه 3000 دفعة من المعاملات إلى Ethereum يوميًا. بعد ترقية Bedrock ، شهد التفاؤل ارتفاعًا مفاجئًا في حجم المعاملات على الشبكة مع إرسال عدد أقل من المعاملات إلى Ethereum ، مما يشير إلى أن كل دفعة من المعاملات تحتوي الآن على حجم أكبر.

مع اكتساب مجموعات Ethereum شعبية، ونشر Linea وPolygon zkEVM وzkSync Era على الشبكة الرئيسية، ونظرًا لبدائل L1 مثل Celo وFantom التي تفكر في عمليات التجميع، فمن الواضح أن كل حل سيواجه في النهاية تحديات مع Ethereum، واختناقات قابلية التوسع المتعلقة برسوم Square Gas.

حاليًا ، يتم تقديم حوالي 7000 دفعة معاملات إلى Ethereum يوميًا من خلال مجاميع مثل zkSync Era و Linea و Arbitrum و Base و Optimism. من المتوقع أن ينمو هذا الرقم بشكل أكبر حيث يكتسب تطوير Ethereum L2 مزيدًا من الاهتمام ويصبح أكثر ملاءمة للمطورين.

تم بناء العديد من المشاريع على Ethereum باستخدام سلسلة OP ، بما في ذلك Coinbase و Debank و Mantle و Celo و Worldcoin و Zora Network و Public Goods Network. بالإضافة إلى ذلك ، تستعد العديد من مشاريع التجميع لإطلاق مكدساتها الخاصة لتسهيل تطوير L2 (و L3).

** استخدم EIP-4844 لتحسين كفاءة التجميع **

في المساحة المتنامية للنظام البيئي المتمركز حول مجموعة Ethereum، هناك حاجة متزايدة لتحسين قابلية التوسع في مجموعات Ethereum مع الحفاظ على التوافر الآمن للبيانات. يتمحور هذا الهدف حول نهج ذكي: القضاء على الحاجة إلى تخزين كميات كبيرة من البيانات بشكل دائم على إيثريوم، مع الاستمرار في السماح للمستخدمين بحساب الحالة الداخلية عند الحاجة.

يقدم EIP-4844 نوعًا جديدًا من المعاملات يسمى كائن ثنائي كبير (blob)، ويخصص 6 نقاط إضافية (128 كيلو بايت لكل منها) من مساحة البيانات لكل كتلة، مخصصة للمجموعات. وبالنظر إلى أن متوسط كتلة الإيثريوم يبلغ 7,100 كتلة يوميًا، بمتوسط 3 نقاط لكل كتلة، فإن هذا يعادل 21,300 نقطة تتم معالجتها يوميًا.

مع هذه الترقية ، سيقوم الفارز بتنسيق بيانات المعاملات المجمعة في نقاط ثنائية وتخزينها في مجموعة ذاكرة Ethereum. سيقوم المدققون بعد ذلك بدمج معاملات blob هذه في الكتل ، وستبقى blob مؤقتًا في طبقة إجماع Ethereum لمدة تصل إلى ثلاثة أسابيع. هذا يقلل بشكل كبير من تكلفة تلخيص بيانات النشر على Ethereum ، لأنه لا يخزن البيانات كبيانات اتصال. ومع ذلك ، هذا يعني أيضًا أنه لا يمكن استرداد بيانات blob مباشرة من خلال طبقة تنفيذ Ethereum.

! [البيانات] (https://img-cdn.gateio.im/resized-social/moments-40baef27dd-fea283ef21-dd1a6f-1c6801) المصدر: الأسئلة الشائعة حول Danksharding الأصلية

بالإضافة إلى ذلك ، تقدم هذه الترقية سوقًا فريدًا للرسوم لمعاملات blob ، مشابه في التصميم لسوق رسوم EIP-1559. تخيل مفصل برجر مزدحم يقوم بإعداد خط منفصل للآيس كريم الشهير الذي يقدمه. وبالمثل ، سيتم تداول النقط في سوق الرسوم المخصص لها ، وفصلها فعليًا عن المعاملات العادية. لذلك، لكل كتلة تستخدم أكثر من نصف مساحة النقطة (الحد الأدنى 384 كيلو بايت)، ستزيد تكلفة معاملة النقطة بنسبة 12.5% والعكس صحيح.

يلعب التزام KZG دورًا رئيسيًا في EIP-4844. تعمل هذه الالتزامات كشكل من أشكال إثبات عدم المعرفة ، مما يسهل التلاعب الفعال والتحقق من كائنات البيانات الكبيرة مثل النقاط. تتضمن العملية تمثيل blobs على أنها متعددة الحدود ، مما يتيح لأجهزة الكمبيوتر تقييم خصائص blob دون قراءة معاملة blob بالكامل.

تم إطلاق حفل KZG في يناير 2023، مع أكثر من 130 ألف مساهمة حتى كتابة هذه السطور، ويتضمن إعدادًا موثوقًا به لمرة واحدة يجمع بين إنتروبيا المساهمات المتعددة لإنشاء قيمة فريدة وغير قابلة للتكرار. تضمن هذه العملية أقصى درجات الأمان والنزاهة التي تعد بها KZG.

الأهم من ذلك ، تجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من أن هذه الترقية لم تزيد بشكل مباشر من قدرة معاملات Ethereum ، إلا أنها قللت بشكل كبير من النفقات التشغيلية المرتبطة بالتجميع. يجعل هذا التحسين L2 أكثر فعالية من حيث التكلفة ويوفر توفرًا آمنًا للبيانات المجمعة.

** وضع الأساس اللازم لتظليل شامل **

بينما كان من المتوقع في البداية أن يوفر EIP-4844 وفورات في التكاليف لمعاملات blob مقارنة بالمعاملات العادية، فمن المهم مراعاة الزيادات المحتملة في التكلفة مع نمو عدد مجاميع Ethereum. الهدف النهائي لـ EIP-4844 هو دمج ما يصل إلى 64 نقطة في Ethereum دون زيادة العبء على العقد أثناء التحقق من صحة الكتلة. تهدف هذه الخطوة إلى جعل إيثريوم طبقة مُحسّنة لتوفر البيانات (DA)، وتحويل المستخدمين النهائيين تدريجيًا إلى التعاملات بشكل إجمالي بدلاً من إيثريوم على المدى الطويل.

يتطلب تحقيق Darksharding الكامل تنفيذ أخذ عينات توفر البيانات (DAS) ومحو الترميز. تم تصميم DAS لضمان نشر البيانات التي تم فرزها إلى السلسلة عن طريق التحديد العشوائي للعقد الكاملة للتحقق من توفر البيانات. كلما زادت عينات البيانات ، زادت الثقة في توفر البيانات الكاملة. يتم تشغيل تشفير المحو عندما يحتفظ جهاز التسلسل الضار بجزء من بيانات blob. يقدم ترميز المحو التكرار من خلال إعادة بناء البيانات المفقودة بناءً على الأجزاء المعروفة ، وبالتالي إحباط محاولات حجب البيانات.

جوانب النظام البيئي للمجموعات الجديرة بالاستكشاف

مع توسع مجال التجميع، يصبح من الضروري إنشاء أدلة لامركزية ضد الاحتيال وأوامر مشتركة. غالبًا ما تعمل المجموعات الحالية في صوامع ، وتركز على جذب مجموعات مستخدمين محددة ، وقد تتغاضى عن أهمية قابلية التشغيل البيني بين L2s. سيلعب إنشاء بروتوكول اتصال عبر سلسلة بين L2s دورًا حيويًا في تزويد المستخدمين بتجربة معاملات سلسة داخل نظام إيثيريوم البيئي الأوسع. سيكون من المثير للاهتمام أيضًا مشاهدة ظهور MEV عبر السلسلة نتيجة لهذه التطورات التراكمية.

بينما تهدف Ethereum إلى أن تكون قمة طبقة توفر البيانات اللامركزية والآمنة (DA) ، فإن خدمات DA اللامركزية الحالية مثل Eigenlayer و Celestia تلبي متطلبات DA المجمعة. سيكون من المثير للاهتمام أن نرى كيف يستمر مشهد DA في التطور لجعل النظام البيئي لـ Ethereum أكثر كفاءة. لا تزال القشرة الدنماركية الكاملة على بعد سنوات.

أفكار ختامية

من أجل تسهيل توسيع نطاق Ethereum من خلال عمليات التجميع، يجب أن تتحول Ethereum إلى طبقة توفر بيانات محسنة تضمن الأمان وتجذب إنشاء مجموعات جديدة والانتهاء منها. ويجب تحقيق ذلك دون مطالبة إيثريوم بتخزين البيانات المجمعة، حيث أن التوسع السريع في المشهد المجمع يمكن أن يضغط على عقد إيثريوم ويؤدي إلى تأثيرات مركزية محتملة. من أجل توسيع نطاق Ethereum بكفاءة لموجة التبني القادمة، يجب استخدام تقنيات متقدمة لمعالجة البيانات والتحقق من صحتها لتلبية الطلب المتزايد.

لا يزال يتعين رؤية تأثير EIP-4844 على خفض تكاليف L2، نظرًا للقدرة والإمكانات المتطورة لعمليات تجميع Ethereum. علاوة على ذلك، سيكون من المثير للاهتمام أن نرى كيف يمكن أن تساعد هذه الترقية في تحفيز نشاط التجميع المتزايد وإطلاق العنان لإمكانات التقنيات ذات الصلة.