إثيريوم بروتوكول تقنية ترقية الآفاق: The Merge篇

منذ أكتوبر 2022، قدم مؤسس إثيريوم المشارك سلسلة من الأفكار حول التطور المستقبلي لإثيريوم، تغطي ستة جوانب رئيسية: The Merge، The Surge، The Scourge، The Verge، The Purge و The Splurge. ستتطرق هذه المقالة إلى الجزء الأول The Merge، لاستكشاف التحسينات التقنية المحتملة لآلية إثبات الحصة وطرق تحقيقها.

يُعتبر الدمج أحد أهم المعالم في تاريخ إثيريوم، ويُشير إلى التحول من إثبات العمل إلى إثبات الحصة. بعد ما يقرب من عامين من التشغيل، أظهر نظام إثبات الحصة أداءً ممتازًا من حيث الاستقرار والأداء واللامركزية. ومع ذلك، لا تزال هناك بعض المجالات الحيوية التي تحتاج إلى تحسين إضافي.

تركز خريطة الطريق التقنية لإثيريوم في عام 2023 بشكل رئيسي على جانبين: الأول هو تحسين الميزات التقنية، مثل زيادة الاستقرار والأداء وسهولة الوصول للمدققين الصغار؛ والثاني هو مواجهة مخاطر المركزية من خلال تعديل الآليات الاقتصادية.

الهدف الرئيسي لدمج The Merge

1. تحقيق الحتمية في فترة زمنية واحدة (SSF): تقليل الوقت النهائي لتأكيد الكتلة من حوالي 15 دقيقة إلى فترة زمنية واحدة.

2. التأكيد وإتمام المعاملات بأسرع سرعة ممكنة مع الحفاظ على اللامركزية.

3. خفض عتبة الرهان، وزيادة إمكانية مشاركة المراهنين المستقلين.

4. تعزيز الاستقرار العام للنظام.

5. تعزيز مقاومة إثيريوم لهجمات 51% وقدرته على الاستعادة، بما في ذلك منع عكس الحتمية، ومنع الرقابة.

الحتمية الزمنية الفردية وديمقراطية الرهن

حالياً، يتطلب التأكيد النهائي لكتل إثيريوم من 2 إلى 3 epochs (حوالي 15 دقيقة)، وأدنى حد للتخزين هو 32 ETH. هذا من أجل السعي لتحقيق التوازن بين ثلاثة أهداف هي زيادة عدد المدققين، وتقليل وقت التأكيد النهائي، وخفض تكلفة تشغيل العقد.

في الحالة المثالية، تأمل إثيريوم في تحقيق تحسينين مع الحفاظ على النهائية الاقتصادية.

1. تقصير وقت تأكيد الكتلة النهائية إلى فترة زمنية واحدة (12 ثانية أو أقل).
2. خفض الحد الأدنى للرهانات من 32 ايثر إلى 1 ايثر.

ستجعل هذه التحسينات المزيد من المستخدمين يستفيدون من مستويات أعلى من الأمان، وستعزز بشكل كبير قابلية التحقق المستقل. ومع ذلك، فإن تحقيق هذين الهدفين سيزيد من تكاليف تشغيل العقد، وهو السبب الذي جعل إثيريوم في البداية لا تعتمد الحتمية ذات الفتحة الواحدة.

خطة الحسم المحددة في فترة واحدة

لحل مشكلة الحتمية في فترة زمنية واحدة في حالة وجود عدد كبير من المدققين، وتجنب ارتفاع تكلفة تشغيل العقد، هناك حاليًا عدة حلول رئيسية:

1. تحسين بروتوكول تجميع التوقيع: قد يتم الاستفادة من تقنية ZK-SNARKs لتحقيق معالجة ملايين توقيعات المدققين في فترة زمنية واحدة.

2. آلية لجنة Orbit: من خلال اختيار عشوائي للجنة متوسطة الحجم تكون مسؤولة عن التأكيد النهائي للسلسلة، مع الحفاظ على تكلفة هجوم مرتفعة في نفس الوقت لتخفيف عبء العقد.

3. آلية الرهان المزدوج: يتم تعيين نوعين من الرهائن، حيث يشارك المستوى العالي فقط من الرهائن مباشرة في عملية النهاية الاقتصادية.

كل حل له مزاياه وعيوبه، ويجب الموازنة بين الأمان واللامركزية والجدوى التقنية.

انتخابات زعيم سري واحد

حاليًا، فإن مقترح الكتلة التالية يمكن التنبؤ به، مما قد يؤدي إلى هجمات DoS مستهدفة. يقوم بروتوكول انتخاب زعيم سري واحد بإنشاء "معرفات" تحقق عمياء لكل مدقق باستخدام تقنيات التشفير، ويسمح بإعادة تشكيل وإعادة تعمية مجموعة المعرفات بواسطة مقترحين متعددين لحل هذه المشكلة.

ومع ذلك، لا يزال تحقيق بروتوكول انتخاب زعيم سري واحد بسيط وفعال يواجه تحديات، خاصة في الحفاظ على بساطة البروتوكول وقدرته على مقاومة الكوانتم.

تأكيد المعاملات بشكل أسرع

ستؤدي تقصير وقت تأكيد المعاملات بشكل أكبر (مثل تقصيره من 12 ثانية إلى 4 ثوانٍ) إلى تحسين تجربة المستخدم بشكل كبير وزيادة كفاءة بروتوكولات DeFi. هناك مساران تقنيان رئيسيان:

1. تقصير الفجوة الزمنية إلى 8 ثوانٍ أو 4 ثوانٍ.
2. السماح للمقترحين بنشر التأكيد المسبق في فترة زمنية واحدة.

ومع ذلك، قد يؤدي تقصير فترة الفجوة الزمنية إلى زيادة مخاطر مركزية المدققين، بينما يمكن لطريقة التأكيد المسبق تحسين متوسط وقت التأكيد، لكنها لا تستطيع تحسين الأداء في أسوأ الحالات.

مقاومة الهجمات الكمية

في مواجهة التهديدات المحتملة للحوسبة الكمومية، يحتاج إثيريوم إلى تطوير بدائل قائمة على الهاش أو حلول مقاومة للكم لأجزاء البروتوكول الحالية التي تعتمد على المنحنيات البيضاوية. وهذا يبرز منطق اتخاذ فرضيات أداء محافظة في تصميم إثبات الحصة.

الخاتمة

تواجه التطورات التقنية لنظام إثبات الحصة في إثيريوم العديد من التحديات. تعتبر الحتمية النهائية في فترة زمنية واحدة، وديمقراطية التشفير، وانتخاب قائد سري واحد، وتسريع تأكيد المعاملات، وتطوير بدائل لمهاجمة الكم من القضايا المهمة التي تحتاج إلى حل.

فريق إثيريوم يقوم باستكشاف وابتكار بنشاط، موازناً بين حلول تقنية مختلفة، لإيجاد أفضل مسار للتطور، لتحقيق مستوى أعلى من الأمان والأداء ودرجة اللامركزية. ستستمر هذه العملية في دفع تطوير وتحسين نظام إثيريوم البيئي.