Ethereum Lean: النظر في العقد القادم من Ethereum

النقاط الرئيسية

في 31 يوليو ، أصدر جاستن دريك ، الباحث في مؤسسة Ethereum ، خريطة الطريق “Lean Ethereum” ، حيث تخطط لاتجاه تطوير Ethereum في العقد المقبل.
تتضمن خريطة الطريق خططًا جذرية مثل نقل جميع بدايات التشفير إلى آليات قائمة على التجزئة لتحقيق مقاومة الكم وإعادة تصميم طبقة الإجماع وطبقة البيانات وطبقة التنفيذ بشكل أساسي.
يتناقض نهج Ethereum Lean مع نهج “الدهون” الخاص بـ SUI ، والذي يسعى إلى الاحتفاظ بالوظائف الحالية مع الحد الأدنى من التغييرات.

1. أعلن “Ethereum Lean”

في 31 يوليو ، في الذكرى السنوية العاشرة لـ Ethereum ، شارك باحث مؤسسة Ethereum Justin Drake خريطة طريق تسمى “Lean Ethereum” للتحضير لتطوير Ethereum في العقد المقبل. يتم نشر خريطة الطريق في شكل منشور مدونة ، مع وصف موجز فقط لجمل 2-3 لكل حقل ، ولكن كل عنصر يحتوي على العديد من التفاصيل المكثفة.ستحفر هذه المقالة في كل جزء من خريطة الطريق وتفحص كيفية تحول شبكة Ethereum عبر خريطة الطريق هذه.

1.1 مقاومة تشفير الكم المحسنة

كما ذكرنا أولاً في خارطة الطريق ، أعتقد أن أكبر قيمة من Ethereum تكمن في استقرارها باعتبارها “سلسلة لم تتوقف أبدًا منذ كتلة الإنشاء” ، مما يجعل أكبر تدفق لرأس المال المؤسسي حتى الآن ممكنًا.هذا الإنجاز مدفوع باستراتيجية Ethereum المتمثلة في تحديد أولويات اللامركزية في الشبكة والوزن الخفيف على مدار العقد الماضي ، وهي قيمة يجب الاحتفاظ بها لتحقيق هدف Ethereum الذي تم الإعلان عنه مؤخرًا “تريليون دولار أمان”.

وراء هذه الرؤية هو وصول عصر الحوسبة الكمومية.تتسارع تقنية الحوسبة الكمومية ، مثل كمبيوتر الكمية من Willow من Google ، وتنفيذ 105 Qubits ، وتوصي NIST بالتخلص التدريجي من خوارزميات التشفير الحالية بحلول عام 2030 وانتقال كامل إلى معيار مقاومة الكمية بحلول عام 2035. يستخدم Ethereum حاليًا اتحادات ECDSA و BLS بناءً على محور الإلهيبتيك الذي يعرضه منتهية الحاسبات الكمية.كما نعلم جميعًا ، قد يقوم الكمبيوتر الكم القوي بما فيه الكفاية بإبطال نظام التشفير الحالي. تمت مناقشة هذه المشكلة في جميع أنحاء النظام الإيكولوجي لـ Web3 لسنوات عديدة ، وتفصيل Vitalik التدابير المضادة التي يمكن تنفيذها من خلال الشوكات الصلبة في منتدى أبحاث Ethereum في حالة حدوث هجوم كمبيوتر الكم قبل الترقية إلى خوارزمية تشفير مقاومة للكمية.

ومع ذلك ، فمن الواضح أن Ethereum سيتعين عليه في النهاية الترقية إلى خوارزمية التشفير المقاومة للكمية ، والتي سيتم تنفيذ Vitalik المذكورة في عام 2023 خلال المرحلة النهائية من خريطة الطريق طويلة الأجل لـ Ethereum ، “Splurge”.لم يكن هناك تفسير سابق حول تقنيات التشفير أو ما سيتم إجراؤه ، لكن خريطة طريق دريك تقترح بوضوح نهجًا جذريًا لنقل جميع بدائل التشفير إلى نظام قائم على التجزئة.

فيما يتعلق بالمقاومة الكمومية للتشفير القائم على التجزئة: في حين أن أساليب الحوسبة الكمومية البارزة يمكن أن تكسر تشفير المفتاح العام بشكل فعال مثل RSA والمنحنيات الإهليلجية ، فهي غير فعالة نسبيًا في وظائف التجزئة.على الرغم من أن الحوسبة الكمومية يمكن أن تسرع تكسير القوة الغاشمة ، إلا أن زيادة مستويات الأمان عن طريق زيادة طول التجزئة يمكن أن يعالج هذه المشكلة بالكامل.من المعروف أن مخططات التوقيع القائمة على التجزئة (مثل العضلة العضلية+، لامبورت) لها مقاومة كمية.لا يوفر التشفير القائم على التجزئة مقاومة كمية فحسب ، بل يتمتع أيضًا بمزايا أبسط أشكال التشفير ، مما يسمح بإعادة بناء طبقات الإجماع وطبقات البيانات وطبقات التنفيذ.

1.2 تحقيق قابلية عالية من خلال إعادة تصميم السلسلة الشاملة

الدعامة الثانية لخريطة الطريق هي قابلية التوسع للغاية.اقترح دريك الهدف الكبير المتمثل في 1 جيجابت غاز في الثانية لشبكة Ethereum و 1 جيجابت غاز في الثانية للثانية (الطبقة 2).حسب إنتاجية المعاملات ، فإن هذا يعادل حوالي 10000 معاملة في الثانية على Ethereum وحوالي مليون معاملة على الطبقة الثانية – وهو تحسين أداء لا يمكن تصوره مقارنة بأداء Ethereum الحالي لحوالي 30 TPS.تهدف خريطة طريق دريك إلى تحقيق تحسينات جذرية للأداء من خلال إعادة تصميم الطبقات الأساسية الثلاث لـ Ethereum – طبقة التنفيذ ، وطبقة الإجماع وطبقة البيانات.

1.2.1 طبقة الإجماع: تنفيذ سلسلة الشعاع

بالنسبة لطبقة الإجماع ، فإن الهدف هو تنفيذ سلسلة الشعاع التي اقترحها Drake في مؤتمر DevCon العام الماضي.أشار دريك إلى أن تصميم Beacon Chain يعطي الأولوية للأمان على الأداء ، مما يخلق عنق الزجاجة للتحديثات المتعلقة بالأداء.وهو يعتقد أن إعادة تصميم شاملة لطبقة الإجماع يجب أن يكون حل الأخطاء بالكامل في تصميم سلسلة المنارة.بالإضافة إلى ذلك ، دعا إلى التبني النشط لبرهان Snark المتطور بسرعة و ZKVM لزيادة إنتاج الكتلة وسرعة الانتهاء بمقدار 3 مرات على الأقل.

في حين أن خريطة طريق سلسلة الشعاع تذكر قضايا متعددة ، فإن الهدف الرئيسي هو دمج لجان متعددة تستخدم في آلية الإجماع الغاز الحالية في لجنة كبيرة ، مما يقلل من وقت الانتهاء إلى 12 ثانية وتقليل وقت الإنتاج إلى 4 ثوان. وهذا يتطلب التحقق من صحة الدولة خفيفة الوزن للغاية ، حيث يلعب Snark Proof و ZKVM دورًا.من المتوقع أن تخضع لآليات إدارة الدولة وتوقيعها لتغييرات كبيرة في الانتقال إلى الأنظمة القائمة على SNARK.

على الرغم من أن دريك شدد على أن هذا كان اقتراحه كباحث فردي عند الإعلان عن خريطة طريق سلسلة الشعاع ، إلا أن إطلاق خريطة طريق Ethereum Lean Ethereum يشير إلى أن تنفيذ سلسلة الشعاع سيبدأ رسميًا.

1.2.2 طبقة التنفيذ: تقديم RISC-V

من المتوقع أيضًا أن تخضع طبقة التنفيذ لتغييرات كبيرة. اقترح Drake خريطة طريق لإعادة تصميم EVMs بالكامل ، واعتماد مجموعة تعليمية صديقة للرسوم مع الحفاظ على التوافق مع العقود الذكية الحالية.وذكر RISC-V باعتباره بيئة تنفيذ بديلة محتملة ، مما يثير إمكانية وجود بيئة تنفيذ قائمة على RISC-V التي تناقشها Vitalik Butling منذ عام 2024.

RISC-V هي بنية مجموعة تعليمات مفتوحة المصدر هي أخف بكثير من بنية EVM التي تبلغ مساحتها 256 بت.نظرًا لأن كل تعليمات RISC-V يمكن ترجمتها إلى قيود بسيطة ويمكن التنبؤ بها ، فإن بيئات تنفيذ البناء القائمة على RISC-V يمكن أن تقلل بشكل كبير من وقت توليد الإثبات لتنفيذ Ethereum.إذا تم تصميم جميع عمليات الإعدام لإنشاء أدلة معرفة صفرية تلقائيًا ، فإن العقد واثقة من دقة انتقال الحالة دون إعادة التنفيذ.سيكون هذا الانتقال متوافقًا تمامًا مع العقود الذكية الحالية ، مما يسمح للمطورين بمواصلة استخدام الأدوات واللغات الحالية.

1.2.3 طبقة البيانات: التغلب على قيود blob

على الرغم من أن نظام BLOB الحالي الذي تم تقديمه من خلال EIP-4844 يقلل بشكل كبير من تكاليف L2 ، إلا أنه لا يزال لديه قيود أساسية.يحدد حجم 128 كيلو بايت من المرونة ، وعد KZG بأن يكون عرضة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية ، والهدف الحالي من 6 نقاط لكل كتلة (عند ترقية البكرا) لا يكفي لتلبية الاحتياجات المستقبلية.

خريطة طريق Ethereum Lean Ethereum تحل هذه القيود من وجهات نظر متعددة.أولاً ، يتم ضمان مقاومة الكم من خلال الالتزام المذكور أعلاه القائم على التجزئة مقارنةً بـ KZGs الحالية.يزيد من كفاءة التكلفة من خلال السماح بأحجام النقطة المتغيرة ، مما يسمح للسلسلة من الدرجة الثانية بتخزين الكمية الدقيقة للبيانات المطلوبة فقط.أخيرًا ، يحسن طريقة أخذ عينات توافر البيانات ، مما يسمح للعقد بالتحقق من التوفر دون تنزيل البيانات بأكملها ، ووضع الأساس لزيادة كبيرة في عدد النقط.

2. في أي مرحلة نحن الآن؟

من خلال الإعلان عن Lean Ethereum ، تم أيضًا إطلاق موقع LeanDroadMap.org ، مما يسمح للمستخدمين بتتبع حالة تنفيذ خريطة طريق Ethereum Lean Ethereum في الوقت الفعلي.وفقًا لموقع الويب ، فإن مرحلة الترقية التي تحتاج إلى ترقية إلى مجتمع Ethereum على وشك الانتهاء ، ومن المتوقع أن يتم الانتهاء من الاستعدادات لأولويات المهمة بحلول أوائل عام 2026. ويبدو أن جوستين دريك يقدر أن التنفيذ قد يستغرق ما يصل إلى خمس سنوات عند إعلانها على أن سلسلة طريق BEAM تتغير ، ويبدو أن تنفيذ Ethere يهدف إلى إكمال الاختبار في أوائل 2029. مع الإجماع ، من المتوقع أن يتقدم التنفيذ والبيانات بوتيرة سريعة للغاية.لا يتتبع موقع الويب المخططات المذكورة أعلاه فحسب ، بل يتتبع أيضًا التقدم التفصيلي للتنفيذ لجميع المكونات المطلوبة للتحديثات ، مما يوفر رؤية لمجتمع Ethereum بأكمله ، وليس فقط المطورين ، مدعيا أن Ethereum العجاف ليس فقط هدفًا كبيرًا ، ولكن مستقبلًا سيصبح حقيقة واقعة في بضع سنوات.

3. Ethereum Lean vs. Pat Sui: طرق مختلفة في عصر الحوسبة الكمومية

يمكن اعتبار خريطة طريق Ethereum Lean على أنها استجابة Ethereum للتجول في الجيل التالي من الجيل التالي مثل Solana و Sui.في حين تم تصميم هذه السلاسل بإنتاجية عالية من البداية ، تواجه Ethereum ، كرائد ، صعوبات في تحسينات الأداء العدوانية بسبب الدين التقني والحاجة إلى الحفاظ على القيم الأساسية لللامركزية والأمن.لا تعتبر خارطة الطريق هذه مهمة فقط لأن Ethereum ينضم إلى منافسة الإنتاجية ، ولكن أيضًا لأنها تنحرف بشكل كبير عن موقف Ethereum التقليدي من خلال إعادة تنظيم سلسلتها بشكل شامل لتحسين الأداء والأمن.

أكثر ما أثار إعجابي هو اختيار سلسلة ضغط (لجعلها رقيقة) بدلاً من إضافة ميزات جديدة عند إعادة التنظيم.في كثير من الأحيان ، تطورت الأنظمة القديمة بإضافة ميزات جديدة إلى الهياكل الحالية ، وقد اتخذت خارطة الطريق هذه النهج المعاكس – إعادة التفكير وتبسيط كل شيء.إنه خيار جريء لمسح الديون الفنية والاستعداد لقفزة جديدة.

في المقابل ، توضح استراتيجية Sui التي تم الإعلان عنها في أبريل من العام الماضي جوهر فلسفة “بروتوكول PAT” التي يمكن أن يتبناها اللاعبون.تخطط SUI لإدخال التشفير المقاوم للكمية في مجموعة واسعة من الحقول مثل مخططات التوقيع ، ووظائف التجزئة ، والزكلوجين ، وتبني آليات تشفير مختلفة لمتطلبات الأداء لكل حالة استخدام ، وخطط لتحديث بعناية لتتوافق على الفور مع التطبيقات الحالية.بالإضافة إلى ذلك ، أعلنت SUI عن آلية تشفير مقاومة للكمية تم تطويرها من خلال البحوث الداخلية في الثامن والعشرين ، والتي جذبت الانتباه لأنها أول مسار مقاومة الكم لتوفير توافق متخلف للسلاسل المستندة إلى EDDSA مثل SUI و Solana و Cosmos.من المتوقع ترقية SUI حتى يتمكن المستخدمون من الحصول على مقاومة كمية دون تغيير عنوان محفظة أو مفتاحهم.

في حين من المتوقع أن يؤدي إدخال التشفير المقاوم للكمية مع الاحتفاظ بالتطبيقات الحالية إلى تدهور الأداء مثل زيادة كبيرة في وقت التحقق وحجمها ، تهدف SUI إلى تخفيف هذه المشكلة مع التقنيات مثل تحسين التحقق من الدُفعات ، وتحديد أولويات الاحتفاظ بأقصى قدر من تجربة المستخدم الحالي.هذا ممكن لأن SUI لديها تركيز قوي على توافق الأداء وكلمة المرور عند التصميم من نقطة الصفر ، وتقليل المشكلات الفنية التي قد تنشأ عند استبدال آليات كلمة المرور.يعد أداء SUI الساحق بالفعل مقارنةً بالسلاسل الأخرى سببًا آخر لتوفير مقاومة الكم باستخدام استراتيجية بروتوكول PAT.

تبدأ استراتيجيات Ethereum و Sui للتكيف الكمي من نقاط انطلاق مختلفة ، لكن من المثير للاهتمام أن يشتركوا في رؤى مشتركة.ينظر كلا المشروعين إلى تهديد الحوسبة الكمومية على أنه أكثر من مجرد تحد فني ، ولكن فرصة لإعادة التفكير في أسس blockchain.يوضح إعادة تصميم Ethereum الجذري أنه حتى الأنظمة التي تعمل لأكثر من 10 سنوات يمكن أن تُعاد التفكير من الصفر ، ويثبت نهج Sui البراغماتية أن الابتكار والاستقرار يمكن أن يتعايشوا.

بعد عشر سنوات ، تمثل هذان النهجان في التحضير لعصر الحوسبة الكمومية في نهاية المطاف نضج النظام الإيكولوجي blockchain.لم يعد الهدف فقط لإنشاء “سلاسل سريعة” أو “سلاسل آمنة” ؛ يستعد كل مشروع للمستقبل بفلسفته ورؤيته.يعزز هذا التنوع مرونة النظام الإيكولوجي بأكمله وهو أفضل تحضير لمستقبل غير متوقع.سواء كان ذلك هو طريق Ethereum أو Sui ، فإنني أتطلع إلى قيادتنا إلى مستقبل أفضل من Web3.