عملاء خفيفين

يعد تشغيل عقدة كاملة الطريقة الأكثر موثوقة وخصوصية ولامركزية ومقاومة للرقابة للتفاعل مع إيثريوم. باستخدام عقدة كاملة، يمكنك الاحتفاظ بنسختك الخاصة من بلوك تشين التي يمكنك الاستعلام عنها على الفور ويمكنك الوصول المباشر إلى شبكة نظير إلى نظير الخاصة بـ إيثريوم. ومع ذلك، يتطلب تشغيل عقدة كاملة قدرًا كبيرًا من الذاكرة والتخزين ووحدة المعالجة المركزية. هذا يعني أنه ليس من الممكن للجميع تشغيل العقدة الخاصة بهم. هناك العديد من الحلول لهذا الأمر في خارطة طريق إيثريوم، بما في ذلك انعدام الحالة، لكنها على بعد عدة سنوات من التنفيذ. الجواب على المدى القريب هو استبدال بعض فوائد تشغيل عقدة كاملة بتحسينات كبيرة في الأداء تسمح للعقد بالعمل بمتطلبات أجهزة منخفضة للغاية. التي تقوم بهذا التنازل تُعرف باسم العُقَد الخفيفة.

ما هو العميل الخفيف

العقدة الخفيفة هي عقدة ل برنامج عميل خفيف. بدلاً من الاحتفاظ بنسخ محلية من بيانات البلوكشين والتحقق بشكل مستقل من جميع التغييرات، فإنهم يطلبون البيانات الضرورية من بعض المزودين بدلاً من ذلك. قد يكون الموفر عبارة عن اتصال مباشر بعقدة كاملة أو عبر خادم RPC مركزي. يتم بعد ذلك التحقق من البيانات بواسطة العقدة الضوئية، مما يسمح لها بمواكبة رأس السلسلة. تقوم العقدة الخفيفة بمعالجة رؤوس الكتل فقط، وفي بعض الأحيان تقوم فقط بتنزيل محتويات الكتلة الفعلية. يمكن أن تختلف العقد في خفتها، اعتمادًا على مجموعات برامج العميل الخفيفة والكاملة. على سبيل المثال، قد يكون التكوين الأخف هو تشغيل عميل تنفيذ خفيف وعميل إجماع خفيف. ومن المحتمل أيضًا أن تختار العديد من العقد تشغيل عملاء توافقيين خفيفين مع عملاء تنفيذ كامل، أو العكس.

كيف يعمل العملاء الخفيفون؟

عندما بدأت إيثريوم في استخدام آلية الإجماع القائمة على إثبات الحصة، تم تقديم بنية تحتية جديدة خصيصًا لدعم العملاء الخفيفين. طريقة عملها هي عبر الاختيار العشوائي لمجموعة فرعية مكونة من 512 مدققًا كل 1.1 يوم للعمل كلجنة مزامنة. تقوم لجنة المزامنة بالتوقيع على رأس الكتل الأخيرة. يحتوي كل رأس كتلة على التوقيع المجمع للمدققين في لجنة المزامنة و"حقل البت" الذي يوضح المدققين الذين وقعوا والذين لم يوقعوا. يتضمن كل رأس أيضًا قائمة بالمدققين المتوقع مشاركتهم في توقيع الكتلة التالية. وهذا يعني أن العميل الخفيف يمكنه أن يرى بسرعة أن لجنة المزامنة قد وقعت على البيانات التي يتلقاها، ويمكنه أيضًا التحقق من أن لجنة المزامنة هي اللجنة الحقيقية من خلال مقارنة بلتي يتلقاها من تلك قيل له أن يتوقعها في الكتلة السابقة. بهذه الطريقة، يمكن للعميل الخفيف الاستمرار في تحديث معرفته بأحدث كتلة إيثريوم دون تنزيل الكتلة نفسها فعليًا، فقط الرأس الذي يحتوي على معلومات موجزة.

في طبقة التنفيذ لا توجد مواصفات واحدة لعميل التنفيذ الخفيف. يمكن أن يختلف نطاق عميل التنفيذ الخفيف من "الوضع الخفيف" لعميل التنفيذ الكامل الذي يحتوي على جميع وظائف EVM والشبكات الخاصة بالعقدة الكاملة ولكنه يتحقق فقط من رؤوس الكتل، دون تنزيل البيانات المرتبطة، أو يمكن أن يكون أكثر عميل مُجرد يعتمد بشكل كبير على إعادة توجيه الطلبات إلى مزود RPC للتفاعل مع إيثريوم.

لماذا يعتبر العملاء الخفيفون مهمين؟

العملاء الخفيفون لأنهم يسمحون للمستخدمين بالتحقق من البيانات الواردة بدلاً من الثقة العمياء في أن مزود البيانات الخاص بهم صحيح وصادق، مع استخدام جزء صغير فقط من الموارد الحسابية للعقدة الكاملة. يمكن التحقق من البيانات التي يتلقاها العملاء من خلال رؤوس الكتل التي يعرفون أنها موقعة من لا يقل عن 2/3 من مجموعة عشوائية مكونة من 512 مدقق إيثريوم. وهذا دليل قوي على صحة البيانات.

يستخدم العميل الخفيف مقدارًا صغيرًا فقط من طاقة الحوسبة والذاكرة والتخزين بحيث يمكن تشغيله على هاتف محمول أو تضمينه في تطبيق أو كجزء من متصفح. يعد العملاء الخفيفون وسيلة لتسهيل الوصول إلى إيثريوم مع تقليل الثقة تمامًا مثل الثقة في مزود طرف ثالث.

لنأخذ مثالا بسيطا. تخيل أنك تريد التحقق من رصيد حسابك للقيام بذلك عليك تقديم طلب إلى عقدة إيثريوم. ستتحقق هذه العقدة من نسختها المحلية من حالة إيثريوم لرصيدك وتعيدها إليك. إذا لم يكن لديك وصول مباشر إلى العقدة، فهناك مشغلون يقدمون هذه البيانات كخدمة. يمكنك إرسال طلب إليهم، ويرسلون النتيجة إليك مرة أخرى. تكمن المشكلة في ذلك في أنه يتعين عليك بعد ذلك أن تثق بمزود الخدمة ليقدم لك المعلومات الصحيحة. لا يمكنك أبدًا معرفة صحة المعلومات إذا لم تتمكن من التحقق منها بنفسك.

يعالج العميل الخفيف هذه المشكلة. لا تزال تطلب البيانات من مزود خارجي، ولكن عندما تتلقى البيانات مرة أخرى، فإنها تأتي مع دليل على أن العقدة الخفيفة الخاصة بك يمكنها التحقق من المعلومات التي تتلقاها في رأس الكتلة. وهذا يعني أن إيثريوم صحة بياناتك بدلاً من بعض المشغلين الموثوقين.

ما هي الابتكارات التي يتيحها العملاء الخفيفون؟

الفائدة الأساسية للعملاء الخفيفين هي تمكين المزيد من الأشخاص من الوصول إلى إيثريوم بشكل مستقل مع متطلبات الأجهزة التي لا تذكر والحد الأدنى من الاعتماد على أطراف ثالثة. يعد هذا مفيدًا للمستخدمين لأنه يمكنهم التحقق من بياناتهم الخاصة وهو مفيد للشبكة لأنه يزيد من عدد وتنوع العقد التي تتحقق من السلسلة.

تعد القدرة على تشغيل عقد إيثريوم على الأجهزة ذات مساحة التخزين والذاكرة وقدرة المعالجة الصغيرة جدًا أحد مجالات الابتكار الرئيسية التي يفتحها العملاء الخفيفون. في حين أن عقد إيثريوم تتطلب اليوم الكثير من موارد الحوسبة، يمكن تضمين العملاء الخفيفين في المتصفحات، وتشغيلهم على الهواتف المحمولة وربما حتى الأجهزة الأصغر مثل الساعات الذكية. وهذا يعني أن محافظ إيثريوم مع العملاء المضمنين يمكن تشغيلها على الهاتف المحمول. وهذا يعني أن محافظ الهاتف المحمول يمكن أن تكون أكثر لامركزية لأنها لن تضطر إلى الثقة بمزودي البيانات المركزيين لبياناتهم.

امتدادًا لذلك هو تمكين أجهزة إنترنت الأشياء (IoT). يمكن استخدام عميل خفيف لإثبات ملكية بعض رصيد الرموز المميزة أو إن إف تي بسرعة، مع جميع الضمانات الأمنية التي توفرها لجان المزامنة، مما يؤدي إلى بعض الإجراءات على شبكة إنترنت الأشياء. تخيل خدمة تأجير دراجات (opens in a new tab) تستخدم تطبيقًا بعميل خفيف مدمج للتحقق بسرعة من امتلاكك لـ إن إف تي الخاص بخدمة التأجير، وإذا كان الأمر كذلك، يفتح لك دراجة لتركبها!

ستستفيد مجموعات إيثريوم أيضًا من العملاء الخفيفين. إحدى المشكلات الكبيرة التي تواجه عمليات التجميع هي الاختراقات التي تستهدف الجسور التي تسمح للأموال بالتحويل من إيثريوم Mainnet إلى المجموعة. إحدى نقاط الضعف هي الأوراكل التي تستخدمها المجموعات المجمعة لاكتشاف أن المستخدم قد قام بإيداع في الجسر. إذا قامت أوراكل بتغذية بيانات سيئة، فيمكنها خداع المجموعة المجمعة للاعتقاد بوجود إيداع في الجسر وتحرير الأموال بشكل غير صحيح. يمكن استخدام العميل الخفيف المضمن في المجموعة المجمعة للحماية من أوراكل التالفة لأن الإيداع في الجسر يمكن أن يأتي مع دليل يمكن التحقق منه من خلال المجموعة المجمعة قبل تحرير أي رموز مميزة. ويمكن أيضًا تطبيق نفس المفهوم على الجسور الأخرى المتداخلة.

يمكن أيضًا استخدام عملاء Light لترقية محافظ إيثريوم. بدلاً من الوثوق بالبيانات المقدمة من مزود RPC، يمكن لمحفظتك التحقق مباشرة من البيانات المقدمة لك باستخدام عميل خفيف مضمن. وهذا من شأنه أن يضيف الأمان إلى محفظتك. إذا كان موفر خدمة RPC غير أمين وقدم لك بيانات غير صحيحة، فيمكن أن يخبرك برنامج Light Client المضمن!

ما هو الوضع الحالي لتطوير العميل الخفيف؟ الحالة الحالية للتطوير

هناك العديد من العملاء الخفيفين قيد التطوير، بما في ذلك عملاء التنفيذ والإجماع والعملاء الخفيفون للتنفيذ/الإجماع. هذه هي تطبيقات العميل الخفيفة التي نعرفها في وقت كتابة هذه الصفحة:

لودستار (opens in a new tab): عميل إجماع خفيف في تايب سكريبت
Helios (opens in a new tab): عميل خفيف مجمع للتنفيذ والإجماع في راست
غيث (opens in a new tab): الوضع الخفيف لعميل التنفيذ (قيد التطوير) في Go
نيمبوس (opens in a new tab): عميل إجماع خفيف في نيم

على حد علمنا، لا يعتبر أي منها جاهزًا للإنتاج بعد.

هناك أيضًا الكثير من العمل الذي يتم إنجازه لتحسين الطرق التي يمكن للعملاء الخفيفين من خلالها الوصول إلى بيانات إيثريوم. حاليًا، يعتمد العملاء الخفيفون على طلبات RPC للعقد الكاملة باستخدام نموذج العميل/الخادم، ولكن في المستقبل يمكن طلب البيانات بطريقة أكثر لا مركزية باستخدام شبكة مخصصة مثل Portal Network (opens in a new tab) التي يمكنها تقديم البيانات للعملاء الخفيفين باستخدام بروتوكول النميمة (gossip) من نظير إلى نظير.

عناصر خارطة الطريق الأخرى مثل أشجار Verkle وانعدام الحالة ستجعل في النهاية الضمانات الأمنية للعملاء الخفيفين مساوية لتلك الخاصة بالعملاء الكاملين.