اقرأ بسرعة اقتراح جاستن الجديد لطبقة إجماع الإيثريوم، Beam Chain

كتبه تيا، Techub News

في المسرح الرئيسي لـ Devcon في تايلاند أمس، أكمل باحث Ethereum جاستن دريك الإطلاق الأول لاقتراح Beam Chain في شكل خطاب. Beam Chain هو اقتراح جاستن لإعادة تصميم طبقة إجماع Ethereum. هذا الاقتراح هو ترقية إضافية لسلسلة Beacon للتحرك نحو الرؤية النهائية لـ Ethereum. ستمنحك هذه المقالة نظرة عامة سريعة على أهداف تحسين مقترح Beam Chain والتنفيذ الفني ذي الصلة.

على الرغم من أنها إعادة تصميم لطبقة الإجماع، إلا أن Beam Chain ستظل تستخدم رموز Ethereum ولن تصدر رموزًا جديدة أو شبكات جديدة.

لماذا نقترح سلسلة الشعاع؟  

يتكون الإيثريوم من ثلاث طبقات: طبقة التنفيذ، وطبقة البيانات الثنائية الكبيرة، وطبقة الإجماع. طبقة التنفيذ هي جزء من إيثريوم الذي يعالج المعاملات وينفذ العقود الذكية، ويدير حالة التطبيق ومنطقه مباشرة. طبقة البيانات الثنائية الكبيرة هي المسؤولة عن تخزين كميات كبيرة من البيانات، بما في ذلك تخزين البيانات على المدى الطويل التي تتطلبها التطبيقات. هاتان الطبقتان هما الطبقتان اللتان تتفاعلان مباشرة مع التطبيقات، وأي تغييرات ستؤثر بشكل مباشر على توافق هذه الطبقات.  

طبقة الإجماع مسؤولة بشكل أساسي عن ضمان توافق البيانات بين عقد الشبكة بالكامل ولا تعالج حالة التطبيق أو بياناته بشكل مباشر. يجعل هذا الاتجاه غير المباشر من السهل نسبيًا تقديم الابتكارات والترقيات دون أن يكون لها تأثير مباشر على التطبيقات. ولذلك، فإن تحسينات طبقة الإجماع مثل اقتراح Beam Chain يمكن أن توفر مساحة للابتكار دون كسر توافق طبقة التطبيق الأمامية.

علاوة على ذلك، تم تصميم Beacon Chain منذ 5 سنوات وهي بالفعل قديمة جدًا. بعد خمس سنوات، فهم السوق تمامًا بعض أخطاء Beacon Chain، كما تعمق فهمه لـ MEV. وتزامن ذلك مع الاختراق في تقنية SNARK، وبالتالي، بناءً على هذا الاختراق، تم إجراء سلسلة من الإصلاحات على طبقة إجماع الإيثريوم.

الأهداف التي تخطط Beam Chain لتحقيقها

يمكن تقسيم الأهداف إلى ثلاثة أجزاء: إنتاج الكتل، والتخزين، والتشفير.

هناك ثلاثة أهداف لإنتاج الكتل، تتعلق بشكل أساسي بـ MEV: الأول هو استخدام قوائم التضمين لزيادة مقاومة الرقابة؛ والآخر هو استخدام فصل مقدم العرض ومزادات التنفيذ لإزالة المدققين من الكتلة عزلها عن إنتاج الكتل؛ والثالث هو تحقيق فتحة أسرع، وتقصير وقت الفتحة إلى 4 ثوانٍ.

الهدف من جزء التوقيع المساحي هو تحسين منحنى الإصدار الحالي، وتقليل حد التوقيع المساحي من 32 إيثريوم إلى 1 إيثريوم، وتحقيق نهائية سريعة للفتحة الواحدة.

الهدف من جزء التشفير هو استخدام zkVM وغيره لتحقيق تسلل للسلسلة؛ للحفاظ على أمان تشفير Ethereum بحيث يمكن أن يستمر لعقود أو حتى قرون؛ واستخدام MinRoot VDF، وما إلى ذلك. حافظ على العشوائية القوية.

ولمعرفة كيفية تحقيق هذه الأهداف، قسم جاستن هذه الأهداف إلى فئتين. يجب استكمال الجزء الأخضر على شكل شوكات متدرجة، والجزء الأحمر يجب استكماله في وقت واحد بشكل شمولي.  

خذ snarkifacation (باستخدام تقنية zk-SNARKs لإثبات البيانات أو الحسابات) كمثال. إذا كنت تريد تحقيق الإثبات في الوقت الفعلي، فيجب عليك إجراء بعض التعديلات الهيكلية في النظام بما في ذلك التغييرات في التجزئة وظائف وطرق التوقيع والتسلسل وMerkleization. يجب أن تكون طريقة التوقيع قادرة على إنشاء التحقق وإكماله بسرعة، ويجب إجراء تسلسل لها بحيث يمكن نقل هياكل البيانات المعقدة وتخزينها بين العقد، وستتم معالجة البيانات المتسلسلة بواسطة Merkle Tree لتلبية هذا المطلب تتطلب البراهين تنسيقًا يمكن التحقق منه وتحويل البيانات، بالإضافة إلى التحقق الفعال من الحالة.  

 Beam Chain المستندة إلى ZK

في الماضي، شهد إجماع Ethereum تغييرات من POW إلى POS، وفي Beam سيتم تحديث الإجماع في الآلية بشكل أكبر - استنادًا إلى ZK بالكامل، أي أنه سيتم تطبيق Snark على طبقة الإجماع بأكملها.  

تسلسل السلسلة 

يجب التأكيد على أن الجزء المتسلل موجود فقط في انتقالات الحالة، ولكن بعض حسابات المستوى الأساسي (آلية الإجماع قبل معالجة المعاملات أو انتقالات الحالة الحسابات المنطقية) تم) ، تظل طبقة الشبكة (الاتصال ونقل البيانات بين العقد) وإدارة ذاكرة التخزين المؤقت وتحسين الأداء دون تغيير ولا تتأثر بـ ZK.

ما يجب فعله لرمز تنفيذ Beam Chain (مثل كود المنطق الأساسي وخوارزمية الإجماع لـ Beam Chain المكتوب بلغة Go أو Rust) هو تحويل الكود إلى تنسيق يمكن لـ zkVM فهمه . بعد تجميع كود تنفيذ Beam Chain في تنسيق كود zkVM، يمكن لـ zkVM تنفيذ هذه الرموز، وقراءة المدخلات الخارجية لـ blockchain، والتحقق من شرعية عملية انتقال الحالة، وإنشاء إثباتات المعرفة الصفرية.

zkVM هي بيئة تنفذ آلة افتراضية ذات معرفة صفرية تفهم التعليمات البرمجية بتنسيق محدد للتحقق من إثباتات المعرفة الصفرية. قد تتضمن عملية تجميع التعليمات البرمجية إلى تنسيق zkVM القابل للتنفيذ تحويل لغة عالية المستوى (مثل Go أو Rust) إلى تنسيق متوسط ​​منخفض المستوى (مثل مجموعة تعليمات RISC-V) ثم تنفيذها في zkVM.

في الوقت الحالي، أصبح RISC-V هو المعيار الصناعي لـ zkVM. يوجد حاليًا سبع شركات تقدم Risc-v zkVM.

التصديق snarkification

الجزء الآخر الذي يستخدم السنارك هو التوقيعات المجمعة (التوقيعات المجمعة)، وهي عملية ضغط توقيعات المتحققين والشهود المتعددين (المصدقين)، وتحويل عدد كبير من التوقيعات يتم تجميع عدد التوقيعات في دليل واحد يمكن التحقق منه.

نريد أن يكون لدينا أمان التوقيع الكلي بعد الكمي (مقاوم للهجمات الكمومية)، لذلك من المتوقع استخدام وظائف التجزئة هنا. تتمتع وظائف التجزئة بمستوى من الأمان بعد الكم ويمكن استخدامها كمكون أساسي أو وحدة أساسية لنظام التشفير لبناء التشفير. باستخدام السنارك المبني على التجزئة، يمكن ضغط آلاف التوقيعات في دليل واحد. هذا هو التوقيع الكلي لما بعد الكم. علاوة على ذلك، فإن هذا النوع من توقيع التجميع ما بعد الكمي هو عودي بلا حدود، ويمكنك تراكب وإعادة تجميع توقيعات التجميع المتعددة بشكل مستمر لتحقيق كفاءة ضغط أعلى، وهو تحسن كبير مقارنة بتجميع توقيع BLS التقليدي.

في الأشهر القليلة الماضية، تحسنت تقنية دالة التجزئة المستندة إلى سنارك بشكل ملحوظ، مما يسمح بإنشاء البراهين بسرعة من جهاز كمبيوتر محمول وقادرة على إكمال ما يقرب من 2 مليون عملية تجزئة في الثانية. إن هذا التقدم في الأداء يجعل أنظمة التوقيع المجمعة الآمنة بعد الكم أكثر عملية في الواقع، مما يوفر إمكانية التشفير الفعال والمقاوم للكم.

ليس هذا فحسب، بل تسمح Beam Chain المتسللة بضغط عمليات التحقق والتخزين والحساب المعقدة الأصلية، مما يؤدي إلى إنشاء سلسلة من المنتجات التي لا يمكن استخدامها مباشرة في Beacon Chain مثل libp2p، ssz، pyspec، يتم تنفيذ البنية التحتية مثل Protocolguild.

تخطيط الجدول الزمني

الجدول الزمني من حيث المصطلحات من التخطيط، يخطط جاستن لتطوير المواصفات في عام 2025، والبناء في عام 2026، والاختبار في عام 2027. يوجد حاليًا فريقان على استعداد لتطوير عملاء Beam Chain المتفق عليهما، أحدهما Zeam lambda من الهند، والآخر Lambda في أمريكا الجنوبية.