التجميعات: استراتيجية التوسع النهائية لإيثيريوم؟

فيديو توضيحي بواسطة Finematics يغطي التجميعات كاستراتيجية التوسع الأساسية لشبكة إيثيريوم. يقارن الفيديو بين الرول أب المتفائل (Arbitrum، Optimism) وتجميعات المعرفة الصفرية (ZK rollups)، ويفحص سبب أن التجميعات أصبحت الطريقة السائدة لتوسيع إيثيريوم.

هذا النص هو نسخة يسهل الوصول إليها من النص الأصلي للفيديو (opens in a new tab) الذي نشرته Finematics. تم تعديله قليلاً لتسهيل القراءة.

طبقة 2 (1:17)

كان توسع إيثيريوم أحد أكثر المواضيع التي تمت مناقشتها في مجال الكريبتو. عادة ما يشتد النقاش حول التوسع خلال فترات نشاط الشبكة المرتفع مثل جنون CryptoKitties في عام 2017، أو صيف التمويل اللامركزي (DeFi) لعام 2020، أو السوق الصاعدة للكريبتو في بداية عام 2021. خلال هذه الفترات، أدى الطلب غير المسبوق على شبكة إيثيريوم إلى رسوم غاز مرتفعة للغاية، مما جعل من المكلف للمستخدمين العاديين الدفع مقابل معاملاتهم.

لمعالجة هذه المشكلة، كان البحث عن حل التوسع النهائي أحد أهم الأولويات لفرق متعددة ومجتمع إيثيريوم ككل.

بشكل عام، هناك ثلاث طرق رئيسية لتوسيع إيثيريوم — أو في الواقع، معظم سلاسل الكتل الأخرى: توسيع سلسلة الكتل نفسها (توسع طبقة 1)، والبناء فوق طبقة 1 (توسع طبقة 2)، والبناء على جانب طبقة 1 (سلاسل جانبية).

خارج طبقة 1 (1:58)

عندما يتعلق الأمر بـ طبقة 1، فإن إيث 2 هو الحل المختار لتوسيع سلسلة الكتل لإيثيريوم. يشير إيث 2 إلى مجموعة من التغييرات المترابطة مثل الانتقال إلى إثبات الحصة (PoS)، ودمج حالة سلسلة الكتل العاملة بـ إثبات العمل (PoW) في سلسلة إثبات الحصة الجديدة، والتقسيم إلى شظايا (sharding). يمكن أن تؤدي الشظايا، على وجه الخصوص، إلى زيادة قدرة المعالجة لشبكة إيثيريوم بشكل كبير، خاصة عند دمجها مع التجميعات.

عندما يتعلق الأمر بالتوسع خارج طبقة 1، تمت تجربة العديد من حلول التوسع المختلفة مع بعض النتائج المختلطة. من ناحية، لدينا حلول طبقة 2 مثل القنوات (channels) التي يتم تأمينها بالكامل بواسطة إيثيريوم ولكنها تعمل بشكل جيد فقط لمجموعة محددة من التطبيقات. السلاسل الجانبية، من ناحية أخرى، عادة ما تكون متوافقة مع آلة إيثيريوم الافتراضية (EVM) ويمكنها توسيع التطبيقات ذات الأغراض العامة. العيب الرئيسي هو أنها أقل أمانًا من حلول طبقة 2 من خلال عدم الاعتماد على أمان إيثيريوم وبدلاً من ذلك تمتلك نماذج إجماع خاصة بها.

تهدف معظم التجميعات إلى تحقيق أفضل ما في هذين العالمين من خلال إنشاء حل توسع للأغراض العامة مع الاستمرار في الاعتماد بالكامل على أمان إيثيريوم. هذا هو الهدف الأسمى للتوسع، حيث يسمح بنشر جميع العقود الذكية الحالية الموجودة على إيثيريوم إلى تجميع مع تغييرات قليلة أو معدومة مع عدم التضحية بالأمان. لا عجب أن التجميعات هي على الأرجح حل التوسع الأكثر ترقبًا من بينها جميعًا.

التجميع هو نوع من حلول التوسع الذي يعمل عن طريق تنفيذ المعاملات خارج طبقة 1 ولكن مع نشر بيانات المعاملة على طبقة 1. يسمح هذا للتجميع بتوسيع الشبكة مع الاستمرار في استمداد أمانه من إجماع إيثيريوم. يتيح نقل الحوسبة خارج السلسلة معالجة المزيد من المعاملات في المجموع بشكل أساسي، حيث يجب أن يتناسب جزء فقط من بيانات معاملات التجميع مع كتل إيثيريوم.

لتحقيق ذلك، يتم تنفيذ معاملات التجميع على سلسلة منفصلة يمكنها حتى تشغيل إصدار خاص بالتجميع من آلة إيثيريوم الافتراضية (EVM). الخطوة التالية بعد تنفيذ المعاملات على تجميع هي تجميعها معًا ونشرها على سلسلة إيثيريوم الرئيسية. تقوم العملية بأكملها بشكل أساسي بتنفيذ المعاملات، وأخذ البيانات، وضغطها، وتجميعها (rolling it up) إلى السلسلة الرئيسية في دفعة واحدة — ومن هنا جاء اسم "تجميع" (rollup).

ينشر كل تجميع مجموعة من العقود الذكية على طبقة 1 تكون مسؤولة عن معالجة الإيداعات والسحوبات والتحقق من الإثباتات. الإثباتات هي أيضًا حيث يبرز التمييز الرئيسي بين الأنواع المختلفة من التجميعات. تستخدم الرول أب المتفائل إثباتات الاحتيال، بينما تستخدم تجميعات المعرفة الصفرية (ZK rollups) إثباتات الصلاحية.

رول أب متفائل (4:26)

تقوم الرول أب المتفائل بنشر البيانات على طبقة 1 وتفترض أنها صحيحة — ومن هنا جاء اسم "متفائل". إذا كانت البيانات المنشورة صالحة، فنحن على المسار الصحيح ولا يتعين القيام بأي شيء آخر. تستفيد الرول أب المتفائل من عدم الاضطرار إلى القيام بأي عمل إضافي في السيناريو المتفائل.

في حالة وجود معاملة غير صالحة، يجب أن يكون النظام قادرًا على تحديدها، واستعادة الحالة الصحيحة، ومعاقبة الطرف الذي يقدم مثل هذه المعاملة. لتحقيق ذلك، تنفذ الرول أب المتفائل نظامًا لتسوية النزاعات قادرًا على التحقق من إثباتات الاحتيال، واكتشاف المعاملات الاحتيالية، وتثبيط الجهات الفاعلة السيئة عن تقديم معاملات غير صالحة أخرى أو إثباتات احتيال غير صحيحة.

في معظم تطبيقات الرول أب المتفائل، يجب على الطرف القادر على تقديم دفعات من المعاملات إلى طبقة 1 تقديم ضمان، عادة في شكل ETH. يمكن لأي مشارك آخر في الشبكة تقديم إثبات الاحتيال إذا اكتشف معاملة غير صحيحة. بعد تقديم إثبات الاحتيال، يدخل النظام في وضع تسوية النزاع. في هذا الوضع، يتم تنفيذ المعاملة المشبوهة مرة أخرى — هذه المرة على سلسلة إيثيريوم الرئيسية. إذا أثبت التنفيذ أن المعاملة كانت بالفعل احتيالية، تتم معاقبة الطرف الذي قدم هذه المعاملة، عادةً عن طريق اقتطاع ضمانهم من الـ ETH.

لمنع الجهات الفاعلة السيئة من إغراق الشبكة بإثباتات احتيال غير صحيحة، عادة ما يتعين على الأطراف الراغبة في تقديم إثبات الاحتيال تقديم ضمان يمكن أن يخضع لـ اقتطاع.

لكي تكون قادرة على تنفيذ معاملة تجميع على طبقة 1، يجب أن تنفذ الرول أب المتفائل نظامًا قادرًا على إعادة تشغيل معاملة بنفس الحالة الدقيقة التي كانت موجودة عندما تم تنفيذ المعاملة في الأصل على التجميع. هذا أحد الأجزاء المعقدة في الرول أب المتفائل وعادة ما يتم تحقيقه عن طريق إنشاء عقد مدير منفصل يستبدل استدعاءات وظائف معينة بحالة من التجميع.

يمكن أن يعمل النظام كما هو متوقع ويكتشف الاحتيال حتى لو كان هناك طرف صادق واحد فقط يراقب حالة التجميع ويقدم إثباتات الاحتيال إذا لزم الأمر. نظرًا للحوافز الصحيحة داخل نظام التجميع، يجب أن يكون الدخول في عملية تسوية النزاع حالة استثنائية وليس شيئًا يحدث طوال الوقت.

عندما يتعلق الأمر بـ تجميعات المعرفة الصفرية (ZK rollups)، لا توجد تسوية للنزاعات على الإطلاق. هذا ممكن من خلال الاستفادة من قطعة ذكية من علم التشفير تسمى إثباتات المعرفة الصفرية — ومن هنا جاء اسم تجميعات ZK. في هذا النموذج، تتضمن كل دفعة يتم نشرها على طبقة 1 إثباتًا تشفيريًا يسمى زي كي سنارك (ZK-SNARK). يمكن التحقق من الإثبات بسرعة بواسطة عقد طبقة 1 عند تقديم دفعة المعاملات، ويمكن رفض الدفعات غير الصالحة على الفور.

اختلافات أخرى (7:28)

نظرًا لطبيعة عملية تسوية النزاعات، يجب أن تمنح الرول أب المتفائل وقتًا كافيًا لجميع المشاركين في الشبكة لتقديم إثباتات الاحتيال قبل إنهاء معاملة على طبقة 1. عادة ما تكون هذه الفترة طويلة جدًا — للتأكد من أنه حتى في أسوأ السيناريوهات، لا يزال من الممكن الاعتراض على المعاملات الاحتيالية. يتسبب هذا في أن تكون السحوبات من الرول أب المتفائل طويلة جدًا، حيث يتعين على المستخدمين الانتظار لمدة تصل إلى أسبوع أو أسبوعين ليتمكنوا من سحب أموالهم مرة أخرى إلى طبقة 1.

لحسن الحظ، هناك عدد قليل من المشاريع التي تعمل على تحسين هذا الوضع من خلال توفير "مخارج سيولة" سريعة. تقدم هذه المشاريع سحوبات شبه فورية مرة أخرى إلى طبقة 1، أو طبقة 2 أخرى، أو حتى سلسلة جانبية وتفرض رسومًا صغيرة مقابل هذه الراحة. يعد بروتوكول Hop و Connext من المشاريع التي يجب النظر إليها.

لا تعاني تجميعات المعرفة الصفرية (ZK rollups) من مشكلة السحوبات الطويلة، حيث تتوفر الأموال للسحوبات بمجرد تقديم دفعة التجميع، جنبًا إلى جنب مع إثبات الصلاحية، إلى طبقة 1.

ومع ذلك، تأتي تجميعات المعرفة الصفرية (ZK rollups) مع عيوبها الخاصة. نظرًا لتعقيد التكنولوجيا، من الصعب جدًا إنشاء تجميع ZK متوافق مع آلة إيثيريوم الافتراضية (EVM)، مما يجعل من الصعب توسيع التطبيقات ذات الأغراض العامة دون الحاجة إلى إعادة كتابة منطق التطبيق. ومع ذلك، تحرز zkSync تقدمًا كبيرًا في هذا المجال وقد تكون قادرة على إطلاق تجميع ZK متوافق مع EVM قريبًا جدًا.

تتمتع الرول أب المتفائل بوقت أسهل إلى حد ما مع توافق EVM. لا يزال يتعين عليها تشغيل نسختها الخاصة من EVM مع بعض التعديلات، ولكن يمكن نقل 99% من العقود دون إجراء أي تغييرات. تعد تجميعات المعرفة الصفرية (ZK rollups) أيضًا أكثر كثافة من الناحية الحسابية من الرول أب المتفائل، مما يعني أن العقد (nodes) التي تحسب إثباتات ZK يجب أن تكون أجهزة عالية المواصفات، مما يجعل من الصعب على المستخدمين الآخرين تشغيلها.

تحسينات التوسع (9:32)

عندما يتعلق الأمر بتحسينات التوسع، يجب أن يكون كلا النوعين من التجميعات قادرين على توسيع إيثيريوم من حوالي 15–45 معاملة في الثانية (اعتمادًا على نوع المعاملة) إلى ما يصل إلى 1,000–4,000 معاملة في الثانية. تجدر الإشارة إلى أنه من الممكن معالجة المزيد من المعاملات في الثانية من خلال توفير مساحة أكبر لدفعات التجميع على طبقة 1.

هذا هو السبب أيضًا في أن إيث 2 يمكن أن يخلق تآزرًا هائلاً مع التجميعات، حيث يزيد من مساحة توفر البيانات الممكنة عن طريق إنشاء شظايا متعددة — كل واحدة منها قادرة على تخزين كمية كبيرة من البيانات. يمكن أن يؤدي الجمع بين إيث 2 والتجميعات إلى رفع سرعة معاملات إيثيريوم إلى ما يصل إلى 100,000 معاملة في الثانية.

تعد Optimism و Arbitrum حاليًا الخيارات الأكثر شيوعًا عندما يتعلق الأمر بـ الرول أب المتفائل. تم طرح Optimism جزئيًا على شبكة إيثيريوم الرئيسية مع مجموعة محدودة من الشركاء مثل Synthetix و يونيسواب للتأكد من أن التكنولوجيا تعمل كما هو متوقع قبل الإطلاق الكامل. قامت Arbitrum بالفعل بنشر نسختها على الشبكة الرئيسية وبدأت في تهيئة مشاريع مختلفة في نظامها البيئي.

تشمل بعض أبرز المشاريع التي يتم إطلاقها على Arbitrum يونيسواب، و Sushi، و Bancor، و Augur، و تشين لينك، و Aave، وغيرها الكثير. أعلنت Arbitrum أيضًا عن شراكتها مع Reddit، مع التركيز على إطلاق سلسلة تجميع منفصلة لتوسيع نظام مكافأة الخاص بهم. تتعاون Optimism مع MakerDAO لإنشاء جسر Optimism Dai وتمكين السحوبات السريعة لـ DAI والرموز الأخرى مرة أخرى إلى طبقة 1.

على الرغم من أن كل من Arbitrum و Optimism يحاولان تحقيق نفس الهدف — بناء حلول رول أب متفائل متوافقة مع EVM — إلا أن هناك بعض الاختلافات في تصميمهما. تمتلك Arbitrum نموذجًا مختلفًا لتسوية النزاعات. بدلاً من إعادة تشغيل معاملة كاملة على طبقة 1 للتحقق مما إذا كان إثبات الاحتيال صالحًا، فقد توصلوا إلى نموذج تفاعلي متعدد الجولات يسمح بتضييق نطاق النزاع وربما تنفيذ بضع تعليمات فقط على طبقة 1 للتحقق مما إذا كانت المعاملة المشبوهة صالحة.

اختلاف رئيسي آخر هو النهج المتبع في التعامل مع ترتيب المعاملات والقيمة القابلة للاستخراج من قبل المُعدّن (MEV). ستقوم Arbitrum في البداية بتشغيل مُسلسِل مسؤول عن ترتيب المعاملات، لكنهم يريدون جعله لامركزيًا على المدى الطويل. تفضل Optimism نهجًا آخر حيث يمكن بيع ترتيب المعاملات — وبالتالي MEV — بالمزاد العلني لأطراف أخرى لفترة زمنية معينة.

تجميعات المعرفة الصفرية (13:10)

على الرغم من أنه يبدو أن مجتمع إيثيريوم يركز في الغالب على الرول أب المتفائل — على الأقل على المدى القصير — إلا أن المشاريع التي تعمل على تجميعات المعرفة الصفرية (ZK rollups) تتقدم أيضًا بسرعة كبيرة.

تستخدم Loopring تقنية تجميع ZK لتوسيع بروتوكول التبادل والدفع الخاص بها. تعمل Hermez و ZKTube على توسيع المدفوعات باستخدام تجميعات ZK، حيث تقوم Hermez أيضًا ببناء تجميع ZK متوافق مع EVM. تركز Aztec على جلب ميزات الخصوصية إلى تقنية تجميع ZK الخاصة بهم.

تُستخدم التجميعات القائمة على StarkWare بالفعل على نطاق واسع من قبل مشاريع مثل DeversiFi و Immutable X و dYdX. كما ذكرنا سابقًا، تعمل zkSync على آلة افتراضية متوافقة مع EVM ستكون قادرة على دعم أي عقود ذكية عشوائية مكتوبة بلغة Solidity بالكامل.

التمويل اللامركزي (DeFi) (14:02)

يجب أن يكون للتجميعات أيضًا تأثير كبير على التمويل اللامركزي (DeFi). سيتمكن المستخدمون الذين لم يتمكنوا سابقًا من إجراء معاملات على إيثيريوم بسبب رسوم المعاملات المرتفعة من البقاء في النظام البيئي في المرة القادمة التي يكون فيها نشاط الشبكة مرتفعًا. ستعمل التجميعات أيضًا على تمكين سلالة جديدة من التطبيقات التي تتطلب معاملات أرخص ووقت تأكيد أسرع — كل ذلك مع تأمينها بالكامل بواسطة إجماع إيثيريوم. يبدو أن التجميعات قد تؤدي إلى فترة نمو مرتفع أخرى لـ التمويل اللامركزي (DeFi).

التحديات (14:29)

ومع ذلك، هناك بعض التحديات عندما يتعلق الأمر بالتجميعات. قابلية التركيب هي واحدة منها — من أجل تكوين معاملة تستخدم بروتوكولات متعددة، يجب نشرها جميعًا على نفس التجميع.

تحدٍ آخر هو سيولة مجزأة. بدون دخول أموال جديدة إلى نظام إيثيريوم البيئي ككل، ستتم مشاركة سيولة الحالية الموجودة على طبقة 1 في بروتوكولات مثل يونيسواب أو Aave بين طبقة 1 وتطبيقات تجميع متعددة. عادة ما تعني السيولة المنخفضة انزلاق سعري أعلى وتنفيذ تداول أسوأ.

هذا يعني أيضًا أنه بطبيعة الحال سيكون هناك فائزون وخاسرون. في الوقت الحالي، نظام إيثيريوم البيئي الحالي ليس كبيرًا بما يكفي للاستفادة من جميع حلول التوسع. قد يتغير هذا — ومن المحتمل أن يتغير — على المدى الطويل، ولكن على المدى القصير، قد نرى بعض التجميعات وحلول التوسع الأخرى تصبح مدن أشباح. في المستقبل، قد نرى أيضًا مستخدمين يعيشون بالكامل داخل نظام بيئي لتجميع واحد ولا يتفاعلون مع سلسلة إيثيريوم الرئيسية وحلول التوسع الأخرى لفترات طويلة من الزمن.

تهديد للسلاسل الجانبية (15:44)

أحد الأسئلة التي تطرح كثيرًا عند مناقشة التجميعات هو ما إذا كانت تشكل تهديدًا لـ السلاسل الجانبية. سيظل للسلاسل الجانبية مكانها في نظام إيثيريوم البيئي. على الرغم من أن تكلفة المعاملات على طبقة 2 ستكون أقل بكثير مما هي عليه في طبقة 1، فمن المرجح أن تظل مرتفعة بما يكفي لاستبعاد أنواع معينة من التطبيقات مثل الألعاب والتطبيقات الأخرى ذات الحجم الكبير. قد يتغير هذا عندما تقدم إيثيريوم الشظايا، ولكن بحلول ذلك الوقت قد تخلق السلاسل الجانبية تأثير شبكة كافيًا للبقاء على المدى الطويل.

أيضًا، الرسوم على التجميعات أعلى من السلاسل الجانبية لأن كل دفعة تجميع لا يزال يتعين عليها الدفع مقابل مساحة كتلة إيثيريوم. يضع مجتمع إيثيريوم تركيزًا كبيرًا على التجميعات في استراتيجية توسع إيثيريوم — على الأقل على المدى القصير إلى المتوسط وربما لفترة أطول.