إثيريوم توسيع المرحلة الجديدة: تحليل العمق لخارطة الطريق The Surge

إثيريوم可能的未来:The Surge

تضمنت خريطة طريق إثيريوم في البداية استراتيجيتين للتوسع: الشظايا وبروتوكولات Layer2. تسمح الشظايا لكل عقدة بالتحقق من جزء فقط من المعاملات وتخزينها، بينما تقوم Layer2 ببناء شبكة فوق إثيريوم، مستفيدة من أمانها ولكن مع الاحتفاظ بمعظم البيانات والحسابات خارج السلسلة الرئيسية. تم دمج هاتين الطريقتين في النهاية في خريطة طريق تركز على Rollup، والتي لا تزال استراتيجية التوسع لإثيريوم حتى اليوم.

تقدم خارطة الطريق التي تركز على Rollup تقسيمًا بسيطًا للأدوار: تركز ايثر ل1 على أن تكون طبقة أساسية قوية ولامركزية، بينما تتولى L2 مهمة مساعدة النظام البيئي على التوسع. هذا النموذج شائع في المجتمع: وجود نظام المحاكم (L1) لحماية العقود وحقوق الملكية، بينما يبني رواد الأعمال (L2) على هذا الأساس، مما يدفع التنمية البشرية.

هذا العام، حقق المخطط الذي يركز على Rollup تقدمًا مهمًا: أدى إطلاق كتل EIP-4844 إلى زيادة كبيرة في عرض النطاق الترددي لبيانات إيثريوم L1، ودخلت عدة آلات افتراضية لإيثريوم (EVM) Rollup المرحلة الأولى. كل L2 موجود كـ "شظية" لها قواعدها ومنطقها الخاص، وأصبحت تنوع طرق تنفيذ الشظايا واقعًا الآن. لكن هذا الطريق يواجه أيضًا بعض التحديات الفريدة. مهمتنا الآن هي إكمال المخطط الذي يركز على Rollup، وحل هذه المشاكل، مع الحفاظ على متانة إيثريوم L1 ولامركزيتها.

فيتالك مقال جديد: مستقبل إثيريوم المحتمل، The Surge

الزيادة: الأهداف الرئيسية

  1. في المستقبل، يمكن أن تصل إثيريوم إلى أكثر من 100000 TPS عبر L2;
  2. الحفاظ على اللامركزية والمرونة لـ L1;
  3. على الأقل بعض L2 ترث بالكامل الخصائص الأساسية لإثيريوم ( الثقة، والانفتاح، ومقاومة الرقابة );
  4. إثيريوم يجب أن يشعر كأنه نظام بيئي موحد، وليس 34 سلسلة كتل مختلفة.

فيتاليك: مستقبل إثيريوم المحتمل، الطفرة

مثلث التوسع المتناقض

تعتبر معضلة مثلث القابلية للتوسع أنه يوجد تناقض بين ثلاث خصائص من خصائص البلوكشين: اللامركزية (، تكلفة تشغيل العقد منخفضة )، القابلية للتوسع ( في معالجة عدد كبير من المعاملات ) والأمان ( حيث يحتاج المهاجم إلى تدمير جزء كبير من العقد في الشبكة لكي يفشل معاملة واحدة ).

المفارقة الثلاثية ليست نظرية، ولم يُرفق أي دليل رياضي مع المنشور الذي يقدمها. إنها تقدم حجة رياضية استدلالية: إذا كان هناك عقدة صديقة لا مركزية يمكنها التحقق من N معاملة في الثانية، ولديك سلسلة تعالج k*N معاملات في الثانية، فإن: (i) يمكن رؤية كل معاملة فقط بواسطة 1/k من العقد، مما يعني أن المهاجم يحتاج فقط إلى تدمير عدد قليل من العقد لتنفيذ معاملة خبيثة، أو (ii) ستصبح عقدتك قوية، بينما لن تكون سلسلتك لا مركزية. الهدف من المقال هو إظهار أن كسر المفارقة الثلاثية أمر صعب، ويتطلب الخروج إلى حد ما من إطار التفكير الضمني الذي تتضمنه الحجة.

على مر السنين، زعمت بعض الشبكات عالية الأداء أنها حلت مشكلة الثلاثي المتناقض دون تغيير جوهري في الهيكل، غالبًا من خلال تحسين العقد. هذا دائمًا ما يكون مضللًا، حيث أن تشغيل العقد على هذه الشبكات أصعب بكثير من تشغيل العقد على إثيريوم.

ومع ذلك، فإن دمج عينة توفر البيانات مع SNARKs يحل فعلاً معضلة المثلث: حيث يسمح للعملاء بالتحقق من توفر كمية معينة من البيانات وأن عددًا معينًا من خطوات الحساب قد تم تنفيذها بشكل صحيح، وذلك من خلال تنزيل كمية قليلة من البيانات وتنفيذ عدد قليل جدًا من الحسابات. SNARKs لا تحتاج إلى الثقة. وعينة توفر البيانات تحتوي على نموذج ثقة دقيق من نوع few-of-N، لكنها تحتفظ بالخصائص الأساسية التي تتمتع بها السلاسل غير القابلة للتوسع، أي أنه حتى هجمات بنسبة 51% لا يمكن أن تجبر الكتل السيئة على القبول من قبل الشبكة.

طريقة أخرى لحل مأزق الثلاثي هي بنية Plasma، التي تستخدم تقنيات ذكية لتحفيز المسؤولية عن توفر البيانات المراقبة على المستخدمين. في الفترة من 2017 إلى 2019، عندما كانت لدينا فقط وسيلة إثبات الاحتيال لتوسيع القدرة الحاسوبية، كانت Plasma مقيدة للغاية في التنفيذ الآمن، ولكن مع انتشار SNARKs، أصبحت بنية Plasma أكثر قابلية للتطبيق لمجموعة أوسع من سيناريوهات الاستخدام مقارنةً بالماضي.

فيتالik الجديدة: مستقبل إثيريوم المحتمل، The Surge

تقدم إضافي في عينات توفر البيانات

نحن نحل ماذا؟

في 13 مارس 2024، عندما يتم ترقية Dencun، سيكون هناك 3 blobs بحجم حوالي 125 كيلوبايت لكل slot في سلسلة كتل إثيريوم كل 12 ثانية، أو عرض النطاق الترددي المتاح للبيانات لكل slot حوالي 375 كيلوبايت. بافتراض أن بيانات المعاملات يتم نشرها مباشرة على السلسلة، فإن تحويلات ERC20 تبلغ حوالي 180 بايت، وبالتالي فإن الحد الأقصى لعدد المعاملات في الثانية (TPS) على إثيريوم Rollup هو: 375000 / 12 / 180 = 173.6 TPS

إذا أضفنا القيمة القصوى النظرية لـ calldata إثيريوم (: كل slot 30000000 غاز / لكل بايت 16 غاز = كل slot 1,875,000 بايت )، فإنه يتحول إلى 607 TPS. باستخدام PeerDAS، قد يزيد عدد blobs إلى 8-16، مما سيوفر 463-926 TPS لـ calldata.

هذا تحسين كبير على إثيريوم L1، لكنه ليس كافيًا. نريد المزيد من القابلية للتوسع. هدفنا المتوسط هو 16 ميغابايت لكل شريحة، وإذا تم دمجه مع تحسينات ضغط بيانات Rollup، فسيؤدي ذلك إلى ~58000 TPS.

فيتاليك: المستقبل المحتمل لإثيريوم، The Surge

ماذا هو؟ كيف يعمل؟

PeerDAS هو تنفيذ بسيط نسبيًا لـ "1D sampling". في إثيريوم، كل blob هو متعدد حدود من الدرجة 4096 في مجال الأعداد الأولية (prime field). نحن نبث أجزاء المتعدد، حيث يحتوي كل جزء على 16 قيمة تقييم من 16 نقطة متجاورة من إجمالي 8192 نقطة. من بين هذه القيم الـ 8192، يمكن استعادة أي 4096 من ( وفقًا للمعلمات المقترحة حاليًا: يمكن استعادة أي 64 من 128 عينة ممكنة من ).

يعمل PeerDAS على جعل كل عميل يستمع إلى عدد قليل من الشبكات الفرعية، حيث تقوم الشبكة الفرعية رقم i ببث العينة i من أي blob، ومن خلال استفسار نظراء في الشبكة العالمية p2p عن ( الذين سيستمعون إلى الشبكات الفرعية المختلفة ) لطلب blob من الشبكات الفرعية الأخرى التي يحتاجونها. النسخة الأكثر تحفظًا SubnetDAS تستخدم فقط آلية الشبكة الفرعية، دون استفسارات إضافية في طبقة النظراء. الاقتراح الحالي هو السماح للعقد المشاركة في إثبات الحصة باستخدام SubnetDAS، بينما تستخدم العقد الأخرى ( أي العملاء ) PeerDAS.

من الناحية النظرية، يمكننا توسيع نطاق "1D sampling" إلى حد كبير: إذا قمنا بزيادة العدد الأقصى لـ blob إلى 256( هدفنا هو 128)، عندها يمكننا تحقيق هدف 16 ميجابايت، حيث كل عقدة في عينة توفر البيانات لديها 16 عينة * 128 blob * 512 بايت لكل blob لكل عينة = 1 ميغابايت من عرض النطاق الترددي لكل فتحة. هذا بالكاد ضمن نطاق تحمّلنا: هذا ممكن، لكن يعني أن العملاء الذين لديهم عرض نطاق ترددي محدود لا يمكنهم أخذ عينات. يمكننا تحسين هذا إلى حد ما من خلال تقليل عدد blobs وزيادة حجم blob، لكن ذلك سيزيد من تكاليف إعادة البناء.

لذلك، نرغب في المضي قدمًا، وإجراء 2D sampling ( 2D sampling )، هذه الطريقة لا تقوم فقط بأخذ عينات عشوائية داخل blob، بل تأخذ عينات عشوائية بين blobs أيضًا. باستخدام الخصائص الخطية لالتزام KZG، يتم توسيع مجموعة blobs داخل كتلة من خلال مجموعة جديدة من blobs الافتراضية، والتي تشفر بشكل زائد نفس المعلومات.

لذلك، في النهاية نريد أن نذهب أبعد من ذلك، ونقوم بأخذ عينات ثنائية الأبعاد، والتي لا يتم أخذ عينات عشوائية فقط داخل الـ blob، بل بين الـ blobs أيضاً. تُستخدم خاصية الالتزام KZG الخطية لتوسيع مجموعة الـ blobs داخل كتلة، والتي تحتوي على قائمة جديدة من الـ blobs الافتراضية التي تم ترميز المعلومات نفسها بشكل متكرر.

من المهم جداً أن توسيع الالتزام لا يتطلب وجود blob، وبالتالي فإن هذه الخطة صديقة أساساً لبناء الكتل الموزعة. تحتاج العقد التي تبني الكتل فعلياً فقط إلى امتلاك التزام blob KZG، ويمكنها الاعتماد على أخذ عينات توفر البيانات (DAS) للتحقق من توفر كتل البيانات. أخذ عينات توفر البيانات أحادية البعد (1D DAS) هو أيضاً صديق بطبيعته لبناء الكتل الموزعة.

فيتاليك: المستقبل المحتمل لإثيريوم، The Surge

( ماذا يجب أن نفعل بعد؟ وما هي الموازنات المتاحة؟

بعد ذلك، سيتم الانتهاء من تنفيذ وإطلاق PeerDAS. بعد ذلك، سيتم زيادة عدد الكتل على PeerDAS باستمرار، مع مراقبة الشبكة بعناية وتحسين البرنامج لضمان الأمان، وهذه عملية تدريجية. في الوقت نفسه، نأمل أن يكون هناك المزيد من الأبحاث الأكاديمية لتنظيم PeerDAS والإصدارات الأخرى من DAS وتفاعلاتها مع مسائل الأمان مثل قواعد اختيار التفرع.

في مراحل أبعد في المستقبل، نحتاج إلى القيام بمزيد من العمل لتحديد النسخة المثالية من 2D DAS، وإثبات خصائصه الأمنية. نأمل أيضًا في النهاية أن نتمكن من الانتقال من KZG إلى بديل آمن كمي ولا يتطلب إعداد موثوق. حاليًا، لا يزال غير واضح ما هي الخيارات المرشحة التي تكون صديقة لبناء الكتل الموزعة. حتى مع استخدام تقنيات "القوة الغاشمة" المكلفة، أي استخدام STARK التكرارية لتوليد إثباتات صحة لإعادة بناء الصفوف والأعمدة، لا يكفي لتلبية الطلب، لأنه على الرغم من أنه من الناحية التقنية، فإن حجم STARK هو O)log###n( * log(log)n(( قيمة هاش ) باستخدام STIR)، ولكن في الواقع، يكون STARK تقريبًا بنفس حجم الـ blob بالكامل.

أعتقد أن المسار الواقعي على المدى الطويل هو:

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

يرجى ملاحظة أنه حتى إذا قررنا توسيع التنفيذ مباشرة على طبقة L1، فإن هذا الخيار موجود. وذلك لأنه إذا كانت طبقة L1 ستتعامل مع عدد كبير من TPS، ستصبح كتل L1 كبيرة جداً، وسيحتاج العملاء إلى طريقة فعالة للتحقق من صحتها، لذلك سيتعين علينا استخدام تقنيات مماثلة لتقنية Rollup( مثل ZK-EVM و DAS) على طبقة L1.

فيتاليك الجديدة: مستقبل إثيريوم المحتمل، The Surge

( كيف يمكن التفاعل مع الأجزاء الأخرى من خريطة الطريق؟

إذا تم تحقيق ضغط البيانات، فسوف يقل الطلب على 2D DAS، أو على الأقل سيتأخر، وإذا تم استخدام بلازما على نطاق واسع، فسوف ينخفض الطلب أكثر. كما أن DAS يطرح تحديات لبروتوكولات وآليات بناء الكتل الموزعة: على الرغم من أن DAS من الناحية النظرية صديقة لإعادة البناء الموزع، إلا أن هذا يتطلب عمليًا دمجه مع اقتراح قائمة تضمين الحزم وآلية اختيار الفروع المحيطة به.

![فيتاليك: المستقبل المحتمل لإثيريوم، The Surge])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-c585e5f955b6646c513eaecf452b0597.webp###

ضغط البيانات

( ماذا نحن نحاول حل المشكلة؟

كل معاملة في Rollup ستستخدم كمية كبيرة من مساحة بيانات السلسلة: نقل ERC20 يتطلب حوالي 180 بايت. حتى مع وجود عينة مثالية من قابلية البيانات المتاحة، فإن هذا يقيد قابلية التوسع لبروتوكول Layer. كل slot 16 ميغابايت، نحصل على:

16000000 / 12 / 180 = 7407 TPS

ماذا لو تمكنا من حل مشكلات البسط وليس فقط مشكلات المقام، مما يجعل كل معاملة في Rollup تشغل عددًا أقل من البايتات على السلسلة؟

) ما هو؟ كيف يعمل؟

في رأيي، أفضل تفسير هو هذه الصورة من قبل عامين:

![فيتالك مقال جديد: مستقبل إثيريوم المحتمل، The Surge]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-a04daca8af5d6af3c06b77a97aae477d.webp###

ضغط صفر البايت، باستخدام بايتين لاستبدال كل سلسلة طويلة من بايتات الصفر، يُظهر عدد بايتات الصفر. علاوة على ذلك، استخدمنا الخصائص المحددة للمعاملات:

تجميع التوقيع: نحن نتنقل من توقيع ECDSA إلى توقيع BLS، والخاصية المميزة لتوقيع BLS هي أنه يمكن دمج عدة توقيعات في توقيع واحد، ويمكن لهذا التوقيع إثبات جميع الأصلي.

ETH-2.27%
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
  • 4
  • مشاركة
تعليق
0/400
FloorSweepervip
· 08-04 04:06
لا تسأل لماذا، L2 هو الأفضل
شاهد النسخة الأصليةرد0
RamenDeFiSurvivorvip
· 08-04 04:05
وا لا L2 حقاً رائع
شاهد النسخة الأصليةرد0
ShadowStakervip
· 08-04 04:02
همم، كفاءة mev على l2s لا تزال بحاجة إلى عمل بصراحة... تخطيط الشبكة ليس بالشكل المطلوب بعد.
شاهد النسخة الأصليةرد0
BearMarketBuyervip
· 08-04 03:59
هل نرفع الطبقة الثانية أم نتركها فارغة؟ دعنا نرى.
شاهد النسخة الأصليةرد0
  • تثبيت