طريق قابلية التوسع لإيثريوم: تحليل The Surge

أصدر المؤسس المشارك لإيثيريوم مؤخرًا مجموعة من المقالات حول التطورات المستقبلية لإيثيريوم، حيث تركز جزء The Surge على قابلية توسيع إيثيريوم والتنمية على المدى الطويل. تعرض خريطة الطريق التقنية لهذه المرحلة كيف يمكن لإيثيريوم أن تتحول إلى بروتوكول قادر على معالجة طلبات ضخمة (TPS تصل إلى 100,000+ ) مع الحفاظ في الوقت نفسه على اللامركزية والأمان.

إثيريوم الرؤية الأساسية

إثيريوم تهدف إلى أن تكون الطبقة الأساسية للإنترنت اللامركزي. من خلال دعم العقود الذكية، فإنها تدعم التطبيقات اللامركزية المعقدة، مما يجعلها الخيار المفضل للمطورين لبناء تطبيقات مثل DeFi وNFT.

ومع ذلك، فإن إثيريوم يعاني من قيود في قابلية التوسع. يمكن لـ L1 معالجة 15-30 معاملة في الثانية فقط، وهو ما يقل بكثير عن الشبكات المدفوعة التقليدية. وهذا يؤدي إلى ارتفاع تكاليف الغاز عند ازدحام الشبكة، مما يحد من قدرة إثيريوم على أن يصبح بنية تحتية عالمية. تم تصميم The Surge لحل هذه المشكلة.

تشمل الأهداف الرئيسية لـ The Surge:

• إثيريوم L1+L2 تصل إلى 100,000+ TPS
• الحفاظ على اللامركزية والموثوقية لـ L1
• على الأقل، جزء من L2 يرث بالكامل الخصائص الأساسية لإثيريوم
• تعظيم التفاعل بين طبقات L2

مستقبل يتمحور حول rollup

يهدف مشروع Surge بشكل أساسي إلى تحسين القابلية للتوسع من خلال حلول L2، حيث تُعتبر تقنية rollup هي المفتاح. يقدم هذا المخطط تقسيمًا بسيطًا للأدوار: تركز شبكة إثيريوم L1 على أن تصبح طبقة أساسية قوية ومركزية، بينما تتولى L2 مهمة مساعدة النظام البيئي على التوسع.

روبليوب يقوم بتجميع المعاملات خارج السلسلة ثم يقدمها مرة أخرى إلى الشبكة الرئيسية، مما يزيد بشكل كبير من القدرة على المعالجة مع الحفاظ على الأمان واللامركزية. هذا يمكن أن يزيد من قابلية توسع إثيريوم إلى أكثر من 100,000 TPS، مما يسمح له بمعالجة التطبيقات على نطاق عالمي.

Rollup ليست مجرد حل مؤقت، بل هي أيضًا خطة توسع طويلة الأمد. إثيريوم 2.0 انتقل من PoW إلى PoS من خلال The Merge مما قلل من استهلاك الطاقة، ويعتبر rollup المعلم المهم التالي.

هذا العام، حقق مخطط الطريق الذي يركز على rollup نتائج هامة: إطلاق كتل EIP-4844 زاد بشكل كبير من عرض البيانات على L1، وبدأت عدة EVM rollups المرحلة الأولى. كل L2 وجوده كشريحة بقواعده ومنطقه الخاصة، وقد أصبحت تنوع تنفيذ الشرائح واقعاً.

عينات توفر البيانات(DAS) من التطورات الإضافية

عينة توفر البيانات ( DAS ) هي جانب آخر رئيسي من The Surge، تهدف إلى معالجة مشكلة توفر البيانات. في الشبكات اللامركزية، من المهم أن تتمكن جميع العقد من التحقق من البيانات دون الحاجة إلى تخزين أو تحميل كل المحتوى.

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

هناك نوعان رئيسيان من DAS: PeerDAS و 2D DAS. من المتوقع أن يعزز PeerDAS أمان rollup. يقوم 2D DAS بالعينة العشوائية ليس فقط داخل blob بل أيضًا بين blobs. باستخدام الخصائص الخطية لالتزامات KZG، يتم توسيع مجموعة blobs في الكتلة من خلال blobs افتراضية جديدة، حيث يتم ترميز نفس المعلومات الزائدة.

بمساعدة DAS، يمكن لإثيريوم معالجة كميات أكبر من البيانات، وتحقيق rollup أسرع وأرخص، دون المساس باللامركزية. لا يزال هناك حاجة لمزيد من العمل في المستقبل لتحديد النسخة المثلى من 2D DAS، وإثبات خصائصه الأمنية.

قد تشمل المسارات الواقعية طويلة الأجل:

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

من الجدير بالذكر أنه حتى إذا تم اتخاذ قرار بالتوسع مباشرة على مستوى L1، فإن هذه الخيارات موجودة. لأنه إذا كان من المقرر أن تتعامل L1 مع عدد كبير من TPS، ستصبح الكتل كبيرة جدًا، وسيحتاج العملاء إلى التحقق من صحتها بشكل فعال، لذا سيتعين عليهم استخدام نفس التقنيات المستخدمة في rollup على مستوى L1.

بلازما وحلول أخرى

بالإضافة إلى Rollup، Plasma هي أيضًا حل L2 آخر. تقوم Plasma بإنشاء سلسلة فرعية تعالج المعاملات بشكل مستقل عن السلسلة الرئيسية، وتقدم ملخصات بانتظام إلى الشبكة الرئيسية. يرسل المشغلون إثباتات فرعية Merkle لتغييرات حالة الأصول إلى المستخدمين. يمكن للمستخدمين سحب الأصول من خلال تقديم فرع Merkle.

حتى في حالة حدوث مشكلة في توفر البيانات، يمكن للمستخدمين استعادة الأصول من خلال استخراج الحالة الأحدث المتاحة. إذا تم تقديم فرع غير صالح، يمكن تحديد ملكية الأصول من خلال آلية التحدي على السلسلة.

على الرغم من أن تطوير بلازما متأخر عن رول أب، إلا أنه لا يزال يعتبر جزءًا من مجموعة أدوات قابلية التوسع لإثيريوم.

علاوة على ذلك، يتم مناقشة تحسين تقنيات ضغط البيانات وإثبات التشفير، من أجل زيادة كفاءة rollup وحلول L2 الأخرى. الفكرة هي ضغط البيانات قدر الإمكان مع ضمان توفر المعلومات الضرورية للتحقق. من المحتمل أن تلعب هذه التحسينات التقنية دورًا رئيسيًا في تحقيق معدل نقل أعلى في إثيريوم.

تحسين التفاعل المتبادل بين L2

التحدي الرئيسي الذي يواجه نظام L2 البيئي الحالي هو ضعف التشغيل البيني عبر L2. تشمل المجالات الرئيسية لتحسين التشغيل البيني:

• عنوان السلسلة المحددة: يجب أن يحتوي العنوان على معلومات السلسلة، مما يسهل عملية الإرسال عبر L2.
• طلب الدفع على سلسلة محددة: طريقة موحدة لإنشاء طلبات الدفع عبر السلاسل
• تبادل عبر السلاسل ودفع الغاز: إنشاء بروتوكول مفتوح موحد يعبر عن العمليات عبر السلاسل
• عميل خفيف: يجب أن يكون المستخدم قادرًا على التحقق من السلسلة التي يتفاعل معها، وليس فقط الثقة بمزود RPC
• جسر الرموز المشتركة: إنشاء إدارة Rollup بسيطة مشتركة لإدارة أرصدة الرموز عبر L2، وتقليل تكاليف التحويل
• التزامن التكاملي: يسمح بالاستدعاء المتزامن بين L2 و L1 أو بين عدة L2، مما يزيد من كفاءة DeFi

تواجه هذه التحسينات معضلة توقيت ومستوى التوحيد. قد يؤدي التوحيد المبكر إلى ترسيخ حلول ضعيفة، بينما قد يؤدي التوحيد المتأخر إلى تفتت غير ضروري. في بعض الحالات، توجد خياران: أحدهما سهل التنفيذ على المدى القصير والآخر مثالي على المدى الطويل ولكنه يستغرق وقتًا. هذه ليست مجرد مسألة تقنية، بل تحتاج أيضًا إلى تعاون اجتماعي بين L2 والمحافظ وL1.

مواصلة توسيع إثيريوم L1

من المهم توسيع L1 نفسه وضمان قدرته على استيعاب المزيد من الحالات الاستخدام. هناك ثلاث استراتيجيات لتوسيع L1:

1. تحسين التكنولوجيا لجعل L1 أسهل في التحقق، ثم زيادة حد الغاز
2. تقليل تكاليف العمليات المحددة، وزيادة السعة المتوسطة دون زيادة مخاطر أسوأ الحالات
3. رولوب الأصلي ( إنشاء نسخ متوازية متعددة لـ EVM )

تمتلك هذه الاستراتيجيات توازنات خاصة بها. تعاني الrollups الأصلية من نفس نقاط الضعف في القابلية للتجميع مثل الrollups العادية. قد يؤدي رفع حد الغاز إلى تقليل الفوائد الأخرى، مثل زيادة نسبة مستخدمي عقد التحقق. وفقًا لطريقة التنفيذ، قد تؤدي خفض تكلفة عمليات EVM معينة إلى زيادة التعقيد الإجمالي.

اللامركزية والأمان

تحقيق التوازن بين القابلية للتوسع واللامركزية هو موضوع مهم. العديد من المشاريع تضحي باللامركزية مقابل معدل نقل أعلى، لكن إثيريوم تلتزم بالحفاظ على اللامركزية أثناء التوسع. تُعتبر Rollup وDAS طرقًا لتحقيق هذا الهدف، مما يضمن إمكانية تشغيل أي شخص للعقد وحماية الشبكة بطريقة لامركزية حقيقية.

كلما زادت قابلية التوسع، زادت مسؤولية الأمان. يصبح ضمان عدم ثقة نظام rollup أمرًا بالغ الأهمية. تتطلب نضوج هذه التقنيات اختبارات صارمة وتكرار، خاصة عند الاعتماد الواسع.

التوقعات ل The Surge

إثيريوم المستقبلية ليست فقط قابلة للتوسع، بل تحافظ أيضًا على اللامركزية الكاملة والأمان والاستدامة. ويشمل ذلك توسيع L1 من خلال rollup وDAS، وبناء خوارزميات إجماع أكثر كفاءة، وتحسين أدوات التطوير، ورعاية نظام بيئي مزدهر من dApp.

على الرغم من أن خارطة الطريق متفائلة، إلا أنها لا تزال تواجه تحديات. إن التنفيذ على نطاق واسع للـ rollup، وضمان أمان الـ L2، والاستعداد لمستقبل الكم جميعها مهام معقدة. إذا تم التغلب على هذه العقبات بنجاح، فإن إثيريوم ستعزز مكانتها كجوهر للـ Web3.

إثيريوم تركز على قابلية التوسع دون التضحية باللامركزية، مما يجعلها تبرز في مجال blockchain المتطور بسرعة. إذا نجح The Surge، فقد يغير مرة أخرى مشهد تقنية blockchain في السنوات القادمة.