مستقبل توسيع نطاق الإيثريوم

حاليًا، يحتل الإيثريوم المرتبة الثانية من حيث القيمة السوقية. وبالإضافة إلى كونه موضوعًا للاستثمار، يتم استخدامه أيضًا في مجالات مختلفة لتعزيز استخدام تكنولوجيا البلوكشين، مما يؤدي إلى إنشاء نظام بيئي يتم تطوير مشاريع العملات المشفرة الجديدة عليه التي تساهم في تطوير صناعة العملات المشفرة. ومع القيمة الكبيرة والتطبيق العملي الواسع، يتم تحسين دفتر الإيثريوم المشترك باستمرار ويشهد تغييرات، نتيجة للتحديث المعلوماتي العميق لبروتوكولات البلوكشين المسمى بتوسيع النطاق.

ستأخذك هذه المقالة في جولة في عالم الإيثريوم، وتشرح ما هو توسيع نطاق الإيثريوم ولماذا هو ضروري. ستتعلم أيضًا الحلول المستخدمة في عملية توسيع نطاق بلوكشين الإيثريوم وكيف تعمل. في النهاية، ستفهم لماذا تعتبر خارطة طريق الإيثريوم المركزية على الحلول الملفوفة هي مستقبل هذا المشروع البلوكشين.

ما هو توسيع نطاق الإيثريوم ولماذا هو ضروري؟

توسيع النطاق هو القدرة البرمجية للبلوكشين على تحقيق التوازن بين العرض والطلب، معبرًا عنها كقدرة الشبكة أو قاعدة البيانات على زيادة أدائها في ظل ظروف التحميل الزائد. هناك توسيع رأسي (من خلال تحسين الأجهزة) وتوسيع أفقي (عن طريق توزيع الحمل بالتساوي على أجزاء صغيرة) للنظام. يتم تحقيق الأول بزيادة قدرة العقد المركزية، والثاني بطرق برمجية.

بعدما توقفت الإيثريوم، مثلها مثل العملات المشفرة الأخرى، عن أن تكون أداة دفع هامشية وأصبحت منتشرة في كل مكان، زاد الحمل على البلوكشين الخاص بها بشكل كبير. ونتيجة لذلك، ظهرت العديد من العوامل السلبية التي كانت تعوق تطوير البروتوكول، من رسوم المعاملات الضخمة إلى ضعف توسيع النطاق بشكل كبير، مقارنةً بالبلوكشين الأخرى التي تستخدم حلول توسيع نطاق الطبقة الأولى.

على مدار وجودها، مرت رؤية الإيثريوم بستة تحديثات “صعبة” أدت إلى تغييرات كبيرة في البلوكشين الخاص بها. تُسمى هذه الأحداث بالتفرعات الصعبة، وهي تفرعات الشبكة حيث يتعين على جميع المستخدمين التبديل إلى نسخة جديدة من البرنامج تم تحسينها من قبل المطورين. هذا ما حدث مع كل تحديثات الهواء المسبقة. ولكن كانت هناك أيضًا تفرعات صعبة غير مجدولة للإيثريوم تم إجراؤها بسبب هجمات الهاكرز. فيما يلي قائمة بأهم التحديثات على الشبكة:

عصر الجليد (ذوبان الجبهة) – 8 سبتمبر 2015

هذا هو التفرع الصعب غير المجدول، الذي تم إجراؤه لزيادة أمان وسرعة تحديثات البلوكشين.

هومستيد – 15 مارس 2016

الهدف الرئيسي من هذا التفرع كان القضاء على المركزية. أصبحت المعاملات بالعملة المشفرة للشبكة (ETH) متاحة لمستخدمي الشبكة، الذين يمكنهم أيضًا نشر العقود الذكية. بعد ذلك، أصبحت الإيثريوم مشروع DeFi كامل. تعرف العديد من المستخدمين على العملة الأصلية واستثمروا في ETH؛ بدأ تداول الإيثر في اكتساب الزخم في مجتمع العملات المشفرة.

المنظمة المستقلة اللامركزية – 20 يوليو 2016

كان تفرع المنظمة المستقلة اللامركزية استجابةً لهجوم المنظمة المستقلة اللامركزية في عام 2016، حيث تم سحب أكثر من 3.6 مليون ETH في هجوم. نقل التفرع الأموال من العقدة المعيبة إلى عقدة جديدة بوظيفة واحدة: السحب.

EIP-150 (صفارة اليوسفي) – 18 أكتوبر 2016

هذا التفرع الصعب غيّر تكلفة الغاز للمعاملات. كان هذا التحديث يهدف إلى المساعدة في القضاء على قدرات هجمات DDoS التي كانت تعاني منها السلسلة الرئيسية للإيثريوم في هذه المرحلة، أو على الأقل جعلها أكثر تكلفة للمهاجمين.

ميتروبوليس (القسطنطينية وبيزنطة) – 2017 – 2018

هذا التفرع الصعب ذو الجزئين من نظام الإيثريوم البيئي، الذي خطط له المطورون، كان يهدف إلى إعداد الشبكة للانتقال إلى خوارزمية التعدين Proof-of-Stake (PoS) وتنفيذ حلول لتوسيع نطاق الشبكة.

بفضل تفرع القسطنطينية، أصبح الإيثريوم أسرع وأكثر كفاءة وملاءمة. أصبح تطوير العقود الذكية أسهل، وتم تبسيط بعض العمليات في كود الإيثريوم.

إسطنبول – 4 ديسمبر 2019

تضمنت هذه التحديثات الرئيسية للشبكة ستة مقترحات لتحسين الإيثريوم، بما في ذلك زيادة توسيع نطاق العملة المشفرة، وضمان التوافق مع عملة Zcash، وتغيير سعر الغاز لأنواع مختلفة من رموز المعاملات، وزيادة مقاومة النظام لهجمات DDoS.

جبل موير – 2 يناير 2020

لم يكن تفرع إسطنبول ناجحًا تمامًا؛ أقل من نصف العقد كانت قد قامت بتثبيت البرنامج اللازم بحلول وقت التحديث، وبدأ وقت تعدين الكتلة في النمو، وفي 2 يناير 2020، عقدت شبكة الإيثريوم تفرعًا آخر يسمى جبل موير، الذي كان هدفه الأساسي تأجيل “قنبلة التعقيد” مرة أخرى.

سلسلة بيكون – 1 ديسمبر 2020

تميزت مرحلة سلسلة بيكون بإطلاق دفتر الأستاذ الجديد Proof-of-Stake المنتظر منذ فترة طويلة والتغييرات الإضافية مثل التقسيم، والتواصل بين الأجزاء، والانتقال من جهاز الإيثريوم الافتراضي (EVM) إلى WebAssembly (eWASM).

برلين – 15 أبريل 2021

هذا التفرع الصعب هو في الأساس المرحلة الثانية من إسطنبول وإعداد لتفرع لندن، وشمل تحسينات مثل تقليل الرسوم، واستخدام أنواع مختلفة من المعاملات، وزيادة سرعة تنفيذ المعاملات، ودعم أنواع جديدة من المعاملات.

2021 لندن – 5 سبتمبر >

تضمن هذا التحديث خمسة تغييرات، وكان الأكثر إثارة للجدل هو EIP-1559. لقد غيّر آلية حساب المكافآت للمعدنين على تعدين الكتلة. تم الآن حرق جزء من المكافآت. تُستخدم هذه الطريقة لمكافحة تضخم العملة المشفرة. على الرغم من أن المعدنين سيحصلون الآن على أقل من المكافآت على تعدين الكتل، نظريًا، يجب أن يستفيدوا من زيادة قيمة العملة المشفرة.

دمج (Bellatrix و Paris) – 15 سبتمبر 2022

يمثل هذا التحديث لتوسيع نطاق الإيثريوم انتقالًا رسميًا إلى إجماع إثبات الملكية. هذا يلغي الحاجة إلى التعدين المكثف للطاقة وبدلاً من ذلك يحمي الشبكة بالإيثر المسلم. كان هذا التحديث خطوة تاريخية مهمة في تحقيق رؤية الإيثريوم لتوسيع النطاق بشكل أكبر، والأمان، والمرونة.

حلول توسيع نطاق بلوكشين الإيثريوم: الأنواع ومبدأ التشغيل

تاريخ تطور ثاني أشهر عملة مشفرة في السوق، الإيثريوم، هو عملية طويلة لتغيير فلسفة المشروع ومبادئ عمله. كنظام دفتر أستاذ موزع، يعتبر الإيثريوم نظامًا خوارزميًا معقدًا يعملباستخدام حلول مختلفة لتوسيع نطاق الإيثريوم. لنلقِ نظرة على الأنواع الرئيسية لمثل هذه الحلول لفهم ما يدور حوله.

التوسيع على السلسلة/الطبقة الأولى

نظرًا لأن البلوكشين هو نظام شبكي مفتوح، يحق لأي شخص أن يعمل كعقدة للمشاركة في المحاسبة. تشكيل مجموعة من القواعد التي يجب أن تلتزم بها جميع العقد هو قضية مهمة جدًا لكي يعمل البلوكشين بسلاسة.

تُعتبر حلول الطبقة الأولى هي الطبقة الأساسية القياسية للإجماع التي يتم تنفيذ معظم معاملات شبكة دفتر أستاذ الإيثريوم عليها حاليًا. مفهوم الطبقات ليس خاصًا بالإيثريوم. تصميمه يسمح للبلوكشين بالحفاظ على اتساق حالة “دفتر الأستاذ” و”نهائية المعاملة”، بحيث يمكن للعقد تبادل البيانات بطريقة غير مصرح بها وتحقيق الإجماع بطريقة مشفرة دون تحكم مركزي. يُعد التقسيم حاليًا التركيز الرئيسي لهذه الطريقة للتوسيع.

التقسيم

التقسيم هو تقنية توسيع نطاق لمعالجة البيانات. جوهرها هو تقسيم قاعدة البيانات إلى أجزاء منفصلة لنقل كل جزء إلى خادم منفصل.

مفهوم التقسيم هو تقسيم الشبكة إلى عدة أقسام يمكنها العمل جزئيًا بشكل مستقل. يتعامل القسم أ مع عدة معاملات، بينما يتعامل القسم ب مع مجموعة أخرى من المعاملات. هذه الآلية تضاعف عدد المعاملات التي يمكن تنفيذها، نظرًا لأن الحد الأقصى يتم تحديده الآن بواسطة عرض النطاق الترددي لعقدتين في نفس الوقت.

من خلال تقسيم البلوكشين إلى أقسام مختلفة، يمكن زيادة عدد المعاملات التي يمكن معالجتها بشكل خطي. يتم تنفيذ حل التقسيم على الطبقة الأولى من الشبكة. لذلك، سيتعين إجراء التفرع لتحديث بروتوكول الشبكة وتنفيذ هذا الحل لتوسيع النطاق.

التوسيع خارج السلسلة/الطبقة الثانية

حلول الطبقة الثانية هي حلول بنية تحتية Eth2 في شكل تطبيقات وبرامج مختلفة مبنية على قمة البلوكشين الأساسي. يمكنهم التعامل مع حجم كبير من المعاملات وتقليل الحمل على الشبكة الأساسية. هناك الآن عدة خيارات لحلول الطبقة الثانية: سلاسل جانبية، قنوات حالة، والتفافات متفائلة و ZK. تم تصميم حلول الطبقة الثانية لتجاوز قيود توسيع النطاق، العزل، وانخفاض المرونة للمطورين.

تتضمن حلول توسيع نطاق الطبقة الثانية قائمة كاملة من التقنيات التي تهدف إلى تطوير شامل لبلوكشين الإيثريوم. لنلقِ نظرة على كل منها بمزيد من التفصيل.

اللفافات

تُجري اللفافات معاملات الطبقة الثانية وترسل البيانات إلى البلوكشين الأساسي. هذا يعني أنهم يحصلون على طبقة من الأمان من الإيثريوم، لكن يمكنهم إجراء المعاملات خارجها. هناك نوعان من اللفافات. النوع الأول هو ZK (دليل المعرفة الصفرية)، الذي يجمع بين عدة تحويلات في معاملة واحدة. النوع الثاني هو اللفافات المتفائلة، التي تعمل بالتوازي مع الإيثريوم.

a) لفافات المعرفة الصفرية

اللفافات المعرفة الصفرية هي حل تكنولوجي لتوسيع نطاق الإيثريوم يستخدم بروتوكولات دليل المعرفة الصفرية لضمان خصوصية وأمان بيانات المعاملات. في لفافات المعرفة الصفرية، يتم ضغط عدة معاملات في كتلة واحدة، ثم تُرسل إلى البلوكشين الرئيسي للتحقق.

تُستخدم بروتوكولات دليل المعرفة الصفرية لإثبات أن المعاملة صالحة دون الحاجة إلى الكشف عن تفاصيل المعاملة نفسها. يتيح ذلك لمشاركي الشبكة التحقق من المعاملة دون تبادل أي معلومات بخلاف إثبات الصلاحية. هذا يجعل لفافات المعرفة الصفرية طريقة آمنة وسرية لتوسيع نطاق البلوكشين.

يمكن أن تكون بروتوكولات دليل المعرفة الصفرية من نوعين – تفاعلية وغير تفاعلية، التي تُسمى ZK-Stark و ZK-Snark، وكل منها له ميزاته الخاصة.

ZK-Stark

ZK-Stark، أو الحجة الشفافة القابلة للتطوير للمعرفة الصفرية، هو في الأساس “ابن عم” لـ ZK-Snark، ولكنه أفضل. ZK-Stark يقضي على إحدى نقاط الضعف الرئيسية في ZK-Snark: اعتماده على التكوين الموثوق به. بالنسبة لبروتوكول ZK-Snark، هذا هو شرط مسبق، بينما ZK-Stark لا يتطلب مثل هذه المرحلة. بدلاً من ذلك، يعتمد ZK-Stark على افتراضات تشفير أبسط.

ZK-Snark

Zk-Snark هو الأكثر شعبية بين النوعين الرئيسيين من براهين المعرفة الصفرية. تستخدم العديد من المشاريع في مساحة التشفير اليوم لتطوير توسيع نطاق الإيثريوم والخصوصية. هذا الحجة المعرفة تنشئ وتتحقق بسرعة zkP؛ تستخدم البروتوكولات التي تعزز الخصوصية على نطاق واسع. مع Zk-Snark، يمكن للبلوكشين المعزز بالخصوصية إخفاء المعاملات عن الأعين المتطفلة، مما يسمح للمستخدمين بتقديم براهين المعرفة الصفرية بدلاً من سجلات المعاملات العادية.

b) اللفافات المتفائلة

الفكرة الأساسية لبراهين الاحتيال هي إرسال الحد الأدنى من البيانات إلى الطبقة 1 والافتراض (بتفاؤل) أنها صحيحة. لمنع المهاجمين من إرسال البريد العشوائي للشبكة، يجب على المرسلين أيضًا تقديم وديعة (عادةً بـ ETH)، التي سيتم سحبها إذا اكتشف البلوكشين احتيالًا. أحد المشاريع الرئيسية التي تعمل على اللفافات المتفائلة هو Optimism.

قنوات الحالة

قناة الحالة هي حل يسمح للمستخدمين بإنشاء قناتهم الخاصة خارج البلوكشين حيث يمكنهم إجراء معاملات خاصة غير محدودة. يحتفظ البلوكشين فقط بالمعاملات الأولى والأخيرة. تفتح المعاملة الأولى القناة؛ يجب على المشاركين قفل الأموال في عقد متعدد التوقيعات. يتم إغلاق الاتصال بالمعاملة الثانية. عندما تكتمل جميع المعاملات بين المشاركين، تُرسل المعاملة النهائية للشبكة وتُفتح الأموال. جميع المعاملات في القنوات مرئية فقط لمستخدميها المعنيين. يسجل البلوكشين فقط الحالة الأولية والنهائية.

السلاسل الجانبية

السلاسل الجانبية تعمل بشكل منفصل عن البلوكشين الرئيسي وتعمل بشكل مستقل، باستخدام خوارزمية توافق خاصة بها. تتصل بالإيثريوم عبر جسر ثنائي الاتجاه (crosschain). السلاسل الجانبية متوافقة مع الجهاز الافتراضي للإيثريوم، لكنها تحمل قيود: فهي أقل لامركزية من الشبكة الرئيسية. بالإضافة إلى ذلك، لا تحكم خوارزمية التوافق بواسطة الطبقة 1، ويمكن أن يتعاون مراقبو السلاسل الجانبية لأغراض إجرامية.

سلسلة البلازما

البلازما هي حل لتوسيع نطاق الطبقة الثانية اقترحه في الأصل جوزيف بون وفيتاليك بوتيرين. إنها منصة لإنشاء تطبيقات قابلة للتوسع على الإيثريوم. تستخدم البلازما العقود الذكية والأشجار الميركليه لإنشاء عدد غير محدود من السلاسل الفرعية – نسخ من دفتر الأستاذ الرقمي للإيثريوم الأصلي.

سلسلة فاليوم

فاليوم هو حل لتوسيع النطاق يستخدم براهين الصلاحية ولكنه يتوفر ببيانات خارج السلسلة. إنه يضر بأمان الإيثريوم ولكنه لا يزال أكثر أمانًا بكثير من السلاسل الجانبية لأن الانتقالات بين الحالات يتم التحقق منها باستخدام STARK / SNARK. فاليوم يشبه تكنولوجيا لفافات المعرفة الصفرية في أنه يستخدم براهين بدون إفشاء. لكن البيانات تُخزن خارج السلسلة. هذا يُنتج ما يصل إلى 10,000 معاملة في الثانية بدون تأخير في السحب وأقل خطر للهجوم.

خارطة طريق الإيثريوم المركزية على الحلولالملفوفة: مستقبل توسيع نطاق الإيثريوم

الاستدامة المالية هي مطلب أساسي لمشروع العملة المشفرة، وفي عام 2023 يمكن أن يعني ذلك ملايين، إن لم يكن عشرات الملايين، من الدولارات في التمويل. يمكن لمؤسسة الإيثريوم أو منح Gitcoin توفير بعض التمويل لبعض هذه المشاريع، لكن نطاقها ليس كافيًا لتغطية مثل هذا المبلغ الكبير. في بعض الحالات، يمكن لمشاريع الطبقة الثانية إطلاق رموزها الخاصة – بشرط، بالطبع، أن تكون الرموز مدعومة بقيمة اقتصادية حقيقية (أي، رسوم متوقعة للمستقبل).

بالإضافة إلى الفوائد المذكورة أعلاه، تترك خارطة الطريق المركزية على الحلول الملفوفة أيضًا مساحة لبروتوكولات الطبقة الثانية، التي تكون قادرة على جمع الرسوم/MEV التي يمكن استخدامها لتمويل التطوير، سواء بشكل مباشر أو غير مباشر (عن طريق دعم رمز يقوم بذلك). لأن الطبقة الأساسية للإيثريوم يجب أن تكون محايدة بشكل موثوق، يصعب تمويل السلع العامة داخل البروتوكول (فكر في المكالمة ACD التي تحاول تحديد مقدار ما يجب أن يحصل عليه كل شخص). ومع ذلك، فإن وجود آليات تمويل السلع العامة الخاصة بـ L2 (و/أو المساهمة في منح Gitcoin) أقل إثارة للجدل. قد يكون من المفيد لاستدامة الإيثريوم الاقتصادية طويلة الأجل إذا تركنا هذه المساحة مفتوحة.

بعيدًا عن قضايا التمويل، فإن أولئك الذين هم أكثر إبداعًا غالبًا ما يرغبون في أن يكون لهم تأثير كبير على جزيرتهم الصغيرة، بدلاً من القدرة على الجدل مع الآخرين حول مستقبل بروتوكول الإيثريوم ككل. علاوة على ذلك، هناك عدد من المشاريع الموجودة التي تسعى إلى تطوير أنواع مختلفة من المنصات. توفر خارطة الطريق المركزية على الحلول الملفوفة مسارًا واضحًا لجميع هذه المشاريع لتصبح جزءًا من نظام الإيثريوم البيئي مع الحفاظ على درجة عالية من الاستقلالية عن نظام الإيثريوم البيئي من حيث الاقتصاديات والاعتبارات الفنية.

لقد كان توسيع نطاق الإيثريوم بلا شك أحد الموضوعات الأكثر سخونة في الأشهر الأخيرة. كان انتقال الشبكة إلى خوارزمية إثبات الحصة في سبتمبر 2022 علامة هامة في هذا الصدد، حيث فتحت الباب لتنفيذ العديد من حلول التوسيع. بينما يعمل مطورو الإيثريوم على التوسيع الطبيعي للشبكة، فإن قوة حلول الطبقة الثانية بدأت للتو في الظهور. أصبحت مفاهيم مثل براهين المعرفة الصفرية الآن حقيقة واقعة، لكنها لا تزال غريبة جدًا على الكثيرين.

الخاتمة

سيكون لاستخدام الحلول الملفوفة في تحديث الإيثريوم المستقبلي دور لا غنى عنه في ضمان استقرار البلوكشين وتطويره الشامل، مقارنةً بحلول الطبقة الأولى مثل التقسيم. وفقًا لمؤسس المشروع فيتاليك بوتيرين، ستحول الحلول بشكل جذري بنية دفتر الأستاذ الخاصة بها لتمكين توسيع تطبيقها العملي في صناعة العملات المشفرة.