العملاء عديمي الجنسية: طريق الإيثريوم إلى اللامركزية

المؤلف: YQ، مؤسس AltLayer؛ الترجمة: Golden Finance cryptonaitive

مع زيادة استخدام الإيثريوم، يصبح تشغيل العقدة الكاملة أكثر تطلبًا للموارد وعرض النطاق الترددي. ويؤدي هذا إلى انخفاض عدد الأشخاص القادرين على تشغيل العقد الكاملة، مما يجعل الشبكة أقل لامركزية. بالإضافة إلى ذلك، تواجه إيثريوم صعوبات في التوسع مع زيادة الطلب على المعاملات، مما يؤدي إلى ازدحام الشبكة وارتفاع رسوم الغاز.

يقدم العميل عديم الجنسية الذي اقترحه Vitalik في عام 2017 حلاً محتملاً لتحديات اللامركزية التي تواجهها Ethereum. الفكرة الأساسية للعميل عديم الجنسية هي تقليل متطلبات التخزين وعرض النطاق الترددي المطلوبة لتشغيل عقدة كاملة، وتمكين المزيد من الأشخاص من المشاركة وتحقيق اللامركزية في الشبكة. ستلقي هذه المقالة نظرة متعمقة على كيفية عمل العملاء عديمي الجنسية ومزاياهم وعيوبهم المحتملة.

ما هي حالة الايثيريوم؟

لفهم العملاء عديمي الجنسية، نحتاج أولاً إلى فهم مفهوم "الحالة" في الإيثيريوم. تشير حالة Ethereum إلى الحالة الحالية لجميع الحسابات والعقود والأرصدة والأصول والتخزين في عالم Ethereum. يمكن اعتبارها قاعدة بيانات تخزن جميع المعلومات ذات الصلة بشبكة إيثريوم في وقت معين.

تستمر الحالة في شكل Merkle Patricia trie، وهي في الأساس شجرة Merkle معدلة تستخدم لتخزين أزواج القيمة الرئيسية. يلخص التجزئة الجذرية للمحاولة الحالة بأكملها. مع كل كتلة جديدة، يتم تحديث الحالة بناءً على المعاملات في تلك الكتلة. يتم تضمين تجزئة جذر الحالة الجديدة في رأس الكتلة.

مع مرور الوقت، نمت حالة الإيثريوم بشكل أكبر وأكبر مع إضافة المزيد من الحسابات والعقود والمعاملات. حاليًا، يتجاوز حجم الدولة 1 تيرابايت، مع إضافة عشرات الجيجابايت كل عام. هذه الحالة المتنامية هي السبب الجذري لمشكلة اللامركزية.

لماذا يسبب نمو الدولة مشاكل

أدت الزيادة في حجم حالة Ethereum إلى بعض المشكلات الرئيسية:

● وقت مزامنة طويل للعقد الجديدة - يستغرق العقد الجديدة وقتًا طويلاً لمزامنة جميع تغييرات الحالة التاريخية. وهذا يزيد من صعوبة تشغيل العقد الكاملة الجديدة، مما يعيق اللامركزية. تستغرق مزامنة العقد الجديدة من كتلة التكوين إلى أحدث حالة حاليًا عدة أيام أو حتى أسابيع، وهو ما يمثل بالنسبة لأجهزة المستهلك عقبة رئيسية أمام إطلاق العقد الجديدة بشكل فعال والسماح لمزيد من المشاركين بالانضمام إلى الشبكة.

● زيادة متطلبات الأجهزة - تتطلب الحالات الأكبر حجمًا مزيدًا من مساحة التخزين والذاكرة وقوة المعالجة للتخزين والوصول والتحديث. وهذا يجعل من المستحيل على المستخدمين الذين لديهم موارد أقل تشغيل العقد. يتطلب تشغيل عقدة Ethereum متزامنة بالكامل الآن على الأقل SSD بسعة 1-2 تيرابايت. وهذا بعيد المنال بالنسبة للعديد من مشغلي العقد المحتملين.

● زيادة استخدام عرض النطاق الترددي - يجب أن يتضمن بث الكتلة الجديدة أيضًا الحالة المحدثة، مما يتطلب المزيد من عرض النطاق الترددي. وهذا يزيد من التكاليف لمشغلي العقدة. في الوقت الحالي، تهيمن الولاية على معظم عمليات البث الجماعية، لذلك تستمر أحجام الكتل في النمو. ويترجم المزيد من عرض النطاق الترددي إلى تكاليف أعلى لمشغلي العقد.

● بطء عملية التحقق من الكتلة – تؤدي قراءة الحالات الأكبر وتحديثها إلى جعل عملية التحقق من الكتلة أبطأ، مما يحد من إنتاجية المعاملات. تتطلب كل معاملة عمليات قراءة وكتابة متعددة للتخزين لتحديث الأرصدة والأرقام غير الرسمية وحالة العقد وما إلى ذلك. الحالة الأكبر تعني المزيد من عمليات القراءة/الكتابة لكل كتلة، مما يقلل من عدد المعاملات التي يمكن معالجتها في الثانية.

● تكلفة التخزين الدائم – بمجرد إضافة البيانات إلى الحالة، يجب تخزينها بشكل دائم. وهذا يؤدي إلى نمو الحالة غير المحدودة. لا توجد حاليًا آلية لحذف بيانات الحالة القديمة وغير المستخدمة بشكل استباقي. لذلك، طالما استمر إيثريوم في العمل، فإن تكاليف الاحتفاظ بالحالة ستزداد إلى أجل غير مسمى.

ما هو العميل عديم الجنسية؟

يوفر العملاء عديمي الجنسية طريقة للتحقق من صحة الكتل الجديدة دون الحاجة إلى الوصول إلى حالة Ethereum الكاملة. يستخدمون أدلة تشفير تسمى "شهود" لإثبات صحة تغييرات الحالة في الكتلة دون الحاجة إلى بيانات حالة محددة.

يعمل العميل عديم الجنسية على النحو التالي:

  1. يقوم العميل فقط بتخزين رأس الكتلة وجذر الحالة، وليس بيانات الحالة الكاملة. يحتوي رأس الكتلة على بيانات تعريف مثل التجزئة الجذرية للحالة بعد معالجة الكتلة.

  2. عند التحقق من صحة كتلة جديدة، يتلقى العميل "شاهد" مع الكتلة. هذا الشاهد عبارة عن مجموعة من أدلة Merkle التي تثبت صحة تحديث حالة معينة في المعاملة.

  3. يحتوي الشاهد على إثبات Merkle لقيمة حالة محددة، والذي يستخدم لمعالجة المعاملات. على سبيل المثال، تحديثات أرصدة الحسابات أو تخزين العقود.

  4. يستخدم العميل الشاهد للتأكد من صحة آخر جذر حالة معروف لزوج المعاملة. يتحقق الدليل من أن تغيير الحالة يطابق الجذر السابق.

  5. إذا كان صالحًا، يقوم العميل بالتحديث إلى جذر الحالة الجديد المتوفر في رأس الكتلة. سيتم استخدام جذر الحالة الجديد هذا للتحقق من صحة الكتلة التالية.

من خلال استخدام الشهود للتحقق من الحالة، بدلاً من تخزين الحالة الكاملة محليًا، يحصل العملاء عديمي الجنسية على العديد من المزايا:

● أوقات مزامنة سريعة جدًا - لا حاجة لمزامنة تغييرات الحالة التاريخية بشكل كامل. يمكن للعملاء عديمي الجنسية المزامنة على الفور تقريبًا، ولا يتطلبون سوى رؤوس الكتل.

● متطلبات تخزين منخفضة - يبلغ جذر الحالة 32 بايت فقط. بدلاً من مئات الجيجابايت من الحالة، هناك حاجة إلى رؤوس الكتل فقط.

● استخدام أقل لعرض النطاق الترددي - يتم إرسال رؤوس الكتل والشهود فقط، بدلاً من الحالة الكاملة. يتم تقليل استخدام عرض النطاق الترددي.

● التحقق السريع - لا يحتوي الشهود إلا على مجموعة فرعية صغيرة من الدول ذات الصلة. ثبت أن الحسابات/المتاجر المحدثة فقط هي المفيدة.

● دعم العملاء الخفيفين بسهولة - يمكن للعملاء الخفيفين التحقق من البراهين بسهولة. نموذج العميل الخفيف متوافق جدًا مع التحقق من صحة عديمي الجنسية.

تحديات العملاء عديمي الجنسية

في حين أن العملاء عديمي الجنسية يحققون بعض الفوائد المهمة، إلا أن هناك أيضًا بعض التحديات التقنية المهمة:

● حجم الشاهد - قد يكون الشهود كبيرًا جدًا بحيث لا يمكن نقلهم بكفاءة. إذا تم استخدام إثباتات Merkle الكاملة، فقد تتجاوز الحد الأقصى لحجم الكتلة.

● إنشاء الشهود - يعد إنشاء الشهود الأمثل أمرًا معقدًا بالنسبة لمقترحي المجموعات. يجب على مقدم العرض تجميع الأدلة الصحيحة للتحقق من كل معاملة.

● لا توجد حوافز للشهود – لا توجد مكافأة مباشرة مقابل تقديم الشهود. على عكس التعدين، لا توجد حوافز مدمجة لإنشاء الشهود.

● البيانات المؤقتة - يثبت الشهود الحالة في وقت معين ويحتاجون إلى تجديدها. لا يمكن إعادة استخدام الشهود أثناء تطوير الدولة.

● تخزين الحالة - لا يزال يتعين على شخص ما الحفاظ على الحالة الكاملة لإنشاء شهود. يعتمد التحقق من صحة عديمي الجنسية على توليد الشهود الرسميين.

● التطبيقات المعقدة - قد تعتمد بعض العقود على مجموعات فرعية أكبر من الولايات، مما يجعل الشاهد متضخمًا. على سبيل المثال، عقد يقوم بتحديث العديد من فتحات التخزين لكل معاملة.

الحلول الممكنة

وقد اقترح الباحثون حلولاً مختلفة لمواجهة هذه التحديات:

● شجرة Verkle – بنية بيانات خاصة تستخدم لتقليل حجم الشاهد. تستخدم أشجار Verkle التزامات تشفير موجزة لتقليل حجم الإثبات.

● ذاكرة التخزين المؤقت للشاهد - يمكن لمقدمي العروض الاحتفاظ بالشهود الجدد لإعادة استخدامها. قد يكون التخزين المؤقت مفيدًا مرة أخرى في الشاهد الذي يمكن إطفاء تكلفة الإنشاء فيه.

● حوافز البروتوكول - توفير آلية لمكافأة الشهود المفيدين. يمكن لهياكل الحوافز الجديدة أن تعوض عن خلق الشهود.

● جذور الحالة المتوسطة - تتبع الجذور بمرور الوقت لتجنب إعادة إنشاء البراهين. يسمح الحفاظ على أجزاء من الجذر بإعادة استخدام أجزاء الشاهد.

● إيجار الحالة - يتطلب الدفع للحفاظ على الحالة مع مرور الوقت، وتشذيب الحالة غير المستخدمة. يفرض الإيجار عملية تنظيف للتخزين القديم للحد من حجم الإثبات.

● نموذج الشاهد المقسم – معالجة الحالة المقسمة بين مقدمي المقترحات والمصادقين. يقوم عدد من العقد المقترحة المخصصة بإنشاء شهود.

هناك مقايضات بين هذه الأساليب وهناك حاجة إلى مزيد من البحث لاكتشاف التنفيذ الأمثل. ولحسن الحظ، فإن الابتكار السريع في التشفير الصفري المعرفة قد يؤدي إلى إمكانيات جديدة للعملاء عديمي الجنسية الأكفاء.

التأثير المحتمل

إذا أمكن التغلب على العقبات التقنية، فيمكن للعملاء عديمي الجنسية تعزيز نمو إيثريوم بشكل كبير:

● مزامنة وتحقق أسرع لدعم إنتاجية أعلى للمعاملات. سيؤدي التحقق عديم الحالة إلى تسريع عملية معالجة الكتلة بشكل كبير.

● تقليل الموارد المطلوبة لتشغيل العقد وتحسين اللامركزية. يمكن لأجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواة تشغيل العقد الكاملة بشكل واقعي.

● دعم أفضل للعملاء الخفيفين مثل محافظ الهاتف المحمول. إثبات الحالة متوافق إلى حد كبير مع نموذج العميل الخفيف.

● تقديم التقسيم بشكل أكثر سلاسة وإجراء التحقق من عدم الحالة بين الأجزاء. يمكن للمعاملات المتقاطعة الاستفادة من إثباتات الحالة الفعالة.

● القدرة على حذف وتقليم بيانات الحالة القديمة التي لم تعد مفيدة. ومن الممكن إدارة نمو الدولة بشكل فعال، بدلا من النمو إلى أجل غير مسمى.

● قدرة مشغلي العقد على تخصيص الحالة بمرونة أكبر وفقًا للاحتياجات. يمكن للعقد تخصيص سياسات الاحتفاظ بالحالة بناءً على حالات الاستخدام.

● الانتقال إلى نموذج يكون فيه الحوسبة وعرض النطاق الترددي أكثر أهمية من التخزين. تتغير البنية نحو نماذج أكثر ملاءمة للسحابة.

هناك أيضًا مخاطر محتملة، مثل زيادة التعرض لهجمات DDoS وحقيقة أن عددًا قليلاً فقط من مشغلي العقد يقومون بتخزين سجل blockchain بشكل موثوق. ومع ذلك، يمكن لإثباتات التشفير أن تقلل من هذه المخاطر. بشكل عام، يعد العملاء عديمي الجنسية أحد أكثر الطرق الواعدة للتغلب على القيود الحالية لإيثريوم.

ختاماً

مع زيادة التبني، يشكل حجم دولة الإيثريوم المتنامي تحديًا للامركزية. يوفر العملاء عديمي الجنسية حلاً من خلال تمكين العقد من التحقق من المعاملات دون الحاجة إلى حالة blockchain الكاملة. وقد يؤدي هذا في النهاية إلى تمكين الهواتف المحمولة من تشغيل عقد إيثريوم، مما يزيد بشكل كبير من اللامركزية.

شاهد النسخة الأصلية
قد تحتوي هذه الصفحة على محتوى من جهات خارجية، يتم تقديمه لأغراض إعلامية فقط (وليس كإقرارات/ضمانات)، ولا ينبغي اعتباره موافقة على آرائه من قبل Gate، ولا بمثابة نصيحة مالية أو مهنية. انظر إلى إخلاء المسؤولية للحصول على التفاصيل.
  • أعجبني
  • تعليق
  • مشاركة
تعليق
0/400
لا توجد تعليقات
  • تثبيت