jakiro
كتبه: إبنكر
منذ شهر أكتوبر من هذا العام ، نشرت شركة Ethereum المؤسس المشارك Vitalik Buterin سلسلة من المقالات حول الإمكانيات المستقبلية لبروتوكول Ethereum ، والتي تغطي ستة أجزاء من خارطة طريق Ethereum Development: The Merge ، The Rase ، The Scourge ، The Verge ، The Purge ، التفاخر.ستقوم هذه المقالة بتفسير الجزء الأول من خارطة الطريق (الدمج) لاستكشاف التصميمات الفنية الأخرى التي يمكن تحسينها على إثبات POS للأسف وطرق تحقيق هذه التحسينات.
يعتقد Vitalik أن “الاندماج” يشير إلى الحدث الأكثر أهمية في التاريخ منذ إطلاق بروتوكول Ethereum: الانتقال من POW Proof to Work Properform.اليوم ، كان Ethereum نظام POS مستقر منذ ما يقرب من عامين ، وقد كان أداء هذا الإثبات بشكل جيد للغاية من حيث الاستقرار والأداء وتجنب المخاطر المركزية.ومع ذلك ، لا تزال هناك بعض المجالات المهمة لإثبات أن يتم تحسينها.
تقسم خارطة الطريق لعام 2023 من Ethereum إلى عدة أجزاء: تحسين الميزات الفنية مثل الاستقرار والأداء وإمكانية الوصول إلى أخصائيي التحقق من أصغر ، والتغيرات الاقتصادية لمعالجة المخاطر المركزية.وفقًا لـ Vitalik ، فإن هذه المقالة ليست قائمة شاملة للتحسينات لإثبات حصة ، ولكن يتم النظر في المزيد من الأفكار بنشاط.
الأهداف الرئيسية للاندماج هي كما يلي:
1.ومع ذلك ، من الممكن التحقق من كفاءة الكتل من خلال تحسين آلية إجماع Ethereum ، مما يقلل بشكل كبير من الوقت اللازم للانتهاء.يمكن اقتراح الكتل ووضعها في نفس الفتحة في الوقت نفسه دون انتظار 15 دقيقة.
2. تأكيد واستكمال المعاملات بأسرع سرعة مع الحفاظ على اللامركزية
3. تحسين جدوى التعهدات من أجل التعهدات الفردية
4. تحسين المتانة
5. تحسين قدرة Ethereum على المقاومة والتعافي من هجمات 51 ٪ (بما في ذلك الانعكاس النهائي والحظر النهائي والرقابة)
الفتحة المفردة اليقين وتعهد الديمقراطية
حاليًا ، يتطلب الأمر 2-3 عصر (حوالي 15 دقيقة) لإكمال كتلة و 32 ETH مطلوب لتصبح صانعًا.كان هذا في الأصل حل وسط لموازنة ثلاثة أهداف:
-
تعظيم عدد المدققين المشاركين في الدعوة (قلل من ETH المطلوب للتخلي) ؛
-
تقليل الوقت النهائي ؛
-
يقلل من النفقات العامة للعقد الجارية.
هذه الأهداف الثلاثة متضاربة: من أجل تحقيق النهاية الاقتصادية (أي ، يحتاج المهاجم إلى تدمير كمية كبيرة من ETH لاستعادة الكتلة النهائية) ، في كل مرة يتم فيها الانتهاء من اللمسات الأخيرة ، يحتاج كل التحقق إلى توقيع رسالتين.لذلك إذا كان هناك الكثير من المدققين ، فسيستغرق الأمر وقتًا طويلاً لمعالجة جميع التوقيعات أو العقد القوية للغاية لمعالجة جميع التوقيعات في نفس الوقت.
كل هذا يتوقف على أحد أهداف Ethereum الرئيسية: التأكد من أن الهجمات الناجحة يمكن أن تجلب تكاليف عالية للمهاجمين.هذا هو معنى مصطلح “النهاية الاقتصادية”.
هناك أيضًا أمثلة مضادة ، وهي حلقات لا تحتوي على “نهائية اقتصادية” (مثل الخوارزمية) لحل هذه المشكلة عن طريق اختيار لجنة بشكل عشوائي لوضع اللمسات الأخيرة على كل مرة.لكن المشكلة في هذا النهج هي أنه إذا كان المهاجم يتحكم في 51 ٪ من المدققين ، فإن تكلفة الهجوم منخفضة للغاية: سيتم اكتشاف بعض العقد فقط في اللجنة على أنها تشارك في الهجوم ومعاقبتها.هذا يعني أن المهاجم يمكنه مهاجمة السلسلة مرارًا وتكرارًا.
لذلك ، إذا أراد Ethereum تحقيق النهائي الاقتصادي ، فلن يعمل نهج بسيط يعتمد على اللجنة ، ولكنه يتطلب مشاركة مجموعة كاملة من المدققين.
من الناحية المثالية ، تأمل Ethereum في تحسين الوضع الراهن مع الحفاظ على نهايتها الاقتصادية:
1. قم بإنهاء الكتلة داخل فتحة (من الناحية المثالية ، احتفظ أو حتى تقليل طول 12 ثانية) بدلاً من 15 دقيقة
2. اسمح للمقاومة للمشاركة مع 1 ETH (انخفاض من 32 ETH إلى 1 ETH)
يمكن أن تضمن النقطة الأولى أن جميع مستخدمي Ethereum يمكنهم الاستفادة من مستويات أعلى من ضمان الأمن الذي تم تحقيقه من خلال الآلية النهائية.اليوم ، لا يمكن للمستخدمين الاستمتاع بهذا النوع من الضمان لأنهم غير راغبين في الانتظار لمدة 15 دقيقة ؛ثانياً ، إذا كان المستخدمون والتطبيقات لا داعي للقلق بشأن إمكانية تراجع السلسلة ، فإنه يبسط البروتوكول والبنية التحتية المحيطة.
النقطة الثانية هي دعم التعهدات الفردية.وفقًا لاستطلاعات الرأي المتعددة ، فإن العامل الرئيسي الذي يمنع التعهدات المنفصلة هو الحد الأدنى من 32 ETH.سيؤدي تقليل الحد الأدنى إلى 1 ETH إلى حل هذه المشكلة.
هناك تحد: يقين أسرع وأهداف أكثر ديمقراطية في الصراع مع هدف تقليل النفقات العامة.في الواقع ، هذه الحقيقة هي السبب في أن Ethereum لم تعتمد الحتمية المنحدرة في البداية.ومع ذلك ، اقترحت الأبحاث الحديثة بعض الحلول الممكنة لهذه المشكلة.
كيف تعمل:
تتضمن حتمية الفتحة الفردية استخدام خوارزمية الإجماع التي تنهي الكتل داخل فتحة.هذا ليس هدفًا صعبًا في حد ذاته ، وقد حققت العديد من الخوارزميات (مثل إجماع الأنينا) هذا.
خاصية مثالية فريدة من نوعها لـ Ethereum هي (أي تسرب عدم النشاط): تتيح هذه الخاصية لـ blockchain الاستمرار في التشغيل والاسترداد في النهاية حتى إذا كانت أكثر من 1/3 من المصادقين غير متصلة بالإنترنت.
الاقتراح الحتمي للفتحة الزمنية
هناك العديد من الحلول الرائدة لكيفية جعل الحتمية المنحدرة الفردية تعمل مع صحة عالية جدًا دون التسبب في سماعة مشغل العقدة العالية للغاية:
الخيار الأول هو القوة الغاشمة لتنفيذ بروتوكولات تجميع توقيع أفضل ، والتي قد تستخدم ZK-Snarks ، مما يجعل من الممكن التعامل مع توقيعات الملايين من المدققين في فتحة واحدة.القرن ، على سبيل المثال ، هو أحد المقترحات المقترحة لتصميم بروتوكول تجميع أفضل.
الخيار الثاني هو لجنة المدار ، وهي آلية جديدة تتيح أن تكون لجان متوسطة الحجم تم اختيارها عشوائيًا مسؤولة عن نهائية السلسلة ، ولكنها تتطلب الحفاظ على خاصية تكلفة الهجوم.يستفيد Orbit من عدم التجانس الموجود مسبقًا في حجم ودائع المدقق لتحقيق أعظم نهاية اقتصادية ممكنة ، مع إعطاء التحقق الصغير من الدور الذي تتم مطابقته.
كما هو مبين في الشكل أدناه ، بين النطاق X = 0 (لجنة الخوارزمية ، لا توجد نهائية اقتصادية) و X = 1 (الوضع الحالي للأيثريوم) – فتحت SSF المظهر الأوسط:
1. تكلفة القيام بالشر لا تزال مرتفعة للغاية لضمان السلامة الشديدة ؛
2. ولكن في الوقت نفسه ، لا يلزم سوى عينة التحقق العشوائية متوسطة الحجم للمشاركة في كل فترة زمنية لتقليل العبء على العقدة.
الخيار 3 هو تعهد بطبقة مزدوجة ، واحد له نوعان من آليات التعهد.فقط المستويات ذات متطلبات الإيداع الأعلى التي ستشارك بشكل مباشر في عملية توفير النهاية الاقتصادية.أما بالنسبة لحقوق ومسؤوليات الودائع ذات المستوى المنخفض ، فقد تم اقتراح مقترحات مختلفة ، بما في ذلك:
-
الحق في تعهد حقوق أصحاب الأسهم الأعلى ؛
-
ارسم بشكل عشوائي من شركات الصيادين منخفضة المستوى لإثبات كل كتلة ووضعها في كل كتلة ؛
-
الحق في توليد قوائم التضمين ، إلخ.
من أجل التجربة الأمنية لـ Ethereum وتجاوز الخصائص المركزية ، فإن كل حل له مزاياه وعيوبه ويحتاج إلى وزنه: على الرغم من أن القوة الغاشمة يمكن أن تحل المشكلة ، إلا أنها تتطلب تجميع كميات كبيرة من التوقيعات في وقت قصير للغاية تحتاج لجنة المدار إلى التحقق من أمنها وخصائصها ، وإضفاء الطابع الرسمي عليها وتنفيذها ؛
بالإضافة إلى اليقين المفرد ، تعد انتخابات القائد السري الفردي مشكلة مهمة في نظام إثبات Ethereum.في الوقت الحاضر ، من الممكن معرفة أي التحقق الذي سيقترح الكتلة التالية ، والتي تخلق ثغرة أمنية حيث يمكن للمهاجم مراقبة الشبكة ، وتحديد الأداءات التي تتوافق مع عناوين IP ، ومعالجة المجال المدقق عندما يكون على وشك اقتراح التحقق. شن هجوم DOS.
أفضل طريقة لحل هذه المشكلة هي إخفاء المعلومات التي سيقوم المدقق بإنشاء الكتلة التالية ، على الأقل قبل إنشاء الكتلة بالفعل.
انتخابات القيادة السرية الفردية
حاليًا ، من الممكن معرفة أي التحقق الذي سيقترح الكتلة التالية مقدمًا ، والذي يخلق ثغرة أمنية: يمكن للمهاجم مراقبة الشبكة ، وتحديد التحقق من العناوين IP ، ومعالجة المحقن عندما يكون على وشك اقتراح المدقق.
تحل اتفاقية انتخابات القائد الفردي هذه المشكلة باستخدام بعض تقنيات التشفير لإنشاء معرف التحقق “الأعمى” لكل التحقق ، ثم يمنح العديد من المقترح الفرصة لإعادة هيكلة وإعادة تجديد تجمع المعرف الأعمى.
ومع ذلك ، فإن تحقيق اتفاقية انتخابات سرية واحدة بسيطة بما فيه الكفاية ليس بالأمر السهل.
بساطة بروتوكول Ethereum أمر بالغ الأهمية ولا يريد زيادة تعقيدها.يستخدم SSLE المبسط باستخدام توقيعات الحلقة (SSLE المبسط باستخدام توقيعات الحلقة) مئات فقط من خطوط رمز المواصفات وتقدم افتراضات جديدة في التشفير المعقد.
كيفية تحقيق مقاومة SSLE الكم الفعالة بما فيه الكفاية هي أيضا مشكلة.في نهاية المطاف ، قد يحدث هذا: “التعقيد الهامشي” لـ SSLE سوف ينخفض إلى حد أدنى بما فيه الكفاية إذا حاولنا بجرأة تقديم آلية لأداء دليل على مستوى عالمي لأسباب أخرى.
بالإضافة إلى ذلك ، يعد تأكيد المعاملات الأسرع أيضًا أحد المشكلات التي يحتاجها نظام إثبات Ethereum إلى حلها.
من المهم تقصير وقت تأكيد معاملات Ethereum (من 12 ثانية إلى 4 ثوان).سيؤدي القيام بذلك إلى تحسين تجربة المستخدم المستندة إلى L1 و Rollups مع جعل بروتوكولات Defi أكثر كفاءة.كما أنه سيجعل L2 أكثر اللامركزية لأنه سيسمح لعدد كبير من تطبيقات L2 بالعمل على Rollups ، مما يقلل من الحاجة إلى L2 لبناء النوع اللامركزي القائم على اللجنة.
هناك تقنيتين تقريبًا: تقليل وقت الفتحة إلى 8 ثوان أو 4 ثوان ؛ومع ذلك ، ليس من الواضح مدى جدوى تقصير وقت الفتحة الزمنية.
حتى اليوم ، من الصعب على المتعهد في أجزاء كثيرة من العالم الحصول على أدلة بسرعة كافية.تكون محاولات وقت الفتحة لمدة 4 ثوان معرضة لخطر مركزية المدقق ، وبسبب الكمون ، من غير العملي أن تكون مدققًا خارج المناطق المتفوقة جغرافياً.
إن ضعف نهج المقترح قبل التأكيد هو أنه يمكن أن يحسن وقتًا لإدراجه في الحالة المتوسطة ، ولكن ليس أسوأ الحالات.بالإضافة إلى ذلك ، هناك مشكلة أخرى يجب حلها ، وهي كيفية تحفيز التأكيد قبل التأكيد.
في مواجهة تهديدات الحوسبة الكمومية المحتملة في المستقبل ، يحتاج Ethereum إلى تطوير بدائل لهجمات الكم.كل جزء من بروتوكول Ethereum يعتمد حاليًا على منحنى إهليلجي يحتاج إلى وجود بعض البدائل المقاومة للكمية القائمة على التجزئة.هذا يبرر النزعة المحافظة في افتراضات الأداء المحيطة بدليل على تصميم الحصة ، وهو أيضًا سبب لتطوير أكثر عدوانية للبدائل المقاومة للهجوم.
ملخص
إن إثبات Ethereum لنظام الأسهم يمثل تحديًا على طريق التطور التكنولوجي.نظرًا لأن عتبة Ethereum مرتفعة ، فقد أصبح مقدمو الخدمات المتجهين بقيادة Lido هو الخيار الأول لاستئصال عقدة Ethereum ، كما أن حل Staking ذو الطبقة المزدوجة لديه أيضًا درجة معينة من مخاطر المركزية.لمواجهة هذه التحديات ، فإن نهائيات أحادية الفتحة وإضفاء الطابع الديمقراطي على التعهدات ، والانتخابات القادة السرية الفردية ، وتأكيد المعاملات الأسرع ، وتطوير بدائل الهجوم الكمومي هي قضايا مهمة يحتاجها Ethereum.
لقد فكر Vitalik بشكل شامل في ترقية “The Merge” واقترح أكبر عدد ممكن من الحلول التقنية ، حيث ناقشت إمكانات تصميم Ethereum Pos Proper لتكنولوجيا الحصة ومسارات الترقية التكنولوجية المحتملة في الوقت الحاضر.
في عملية ترقية التكنولوجيا ، لا يزال Ethereum يعمل بجد لاستكشاف وابتكار ووزن واختيار بين الحلول الفنية المختلفة للعثور على مسار التطوير الأنسب وتحقيق مستويات أعلى الأمن والأداء واللامركزية.
