التراكمي – نقطة انطلاق نحو الاعتماد الشامل لأداة DePIN

المؤلف: Arkreen; الترجمة: Vernacular Blockchain

نجحت عملة البيتكوين في حل التحدي المتمثل في تحقيق الإجماع في مجال اللامركزية من خلال ابتكار تكنولوجيا blockchain. بدأ المهندسون بعد ذلك في التعامل مع المهمة المعقدة المتمثلة في تعزيز قابلية التوسع، وهو تحدٍ شاق بسبب الصراع المتأصل بين قابلية التوسع والأمن واللامركزية، وهي معضلة يشار إليها عادةً باسم مشاكل blockchain الثلاثة. لقد أثبتت معضلة قابلية التوسع أنها عقبة رئيسية أمام اعتماد تقنية blockchain على نطاق واسع. إن تحقيق التوازن بين ضمان الأمن واللامركزية، وهما جانبان مهمان لسلامة blockchain، يشكل تحديًا مستمرًا. إذا لم يكن من الممكن الحفاظ على هذا التوازن الدقيق، فإن blockchain قد يصبح مشابهًا للأنظمة المركزية. بالإضافة إلى ذلك، تؤدي قابلية التوسع المنخفضة أيضًا إلى زيادة تكلفة استخدام blockchain. ونتيجة لذلك، وعلى الرغم من إمكاناتها، فقد تم إعاقة اعتماد تقنية blockchain على نطاق واسع في السنوات الأخيرة.  

< img src="https://img.jinse.cn/7177136_watermarknone.png" title="7177136" alt="MgQ6gj09GowEp9qxNs2y4qrXQvKNoKpW9muDmpmE.jpeg">

1. ما هي وحدات blockchain؟

في السنوات الأخيرة، عمل المهندسون بجد لحل التحديات التي تطرحها معضلة blockchain الثلاثية، وقد وجدوا الآن حلاً ممكنًا: blockchain المعياري. يتضمن هذا النهج المبتكر تقسيم blockchain إلى وحدات وطبقات مختلفة، مع تخصص كل طبقة في التعامل مع احتياجات محددة. عادةً، يتم إعطاء الأولوية للأمن واللامركزية في الطبقة الأولى (L1)، بينما تتم معالجة قابلية التوسع في الطبقة الثانية (L2).

من الناحية النظرية، يمكن النظر إلى L1 وL2 على أنهما سلاسل كتل مترابطة ولكن مختلفة. L1 مسؤول عن ضمان الأمان واللامركزية في L2، لذلك يتم حل حالة العقدة على L1. ينفذ L1 بشكل أساسي المعاملات ويخزن الحالة، ويعمل بشكل أساسي باعتباره العمود الفقري. ومن الجدير بالذكر أنه حتى في حالة انقطاع اتصال جميع عقد L2، يمكن للمجتمع استعادة L2 من خلال المعلومات المخزنة على L1، وبالتالي تعزيز مرونة حل blockchain المعياري هذا.

في وحدة نمطية نموذجية في blockchain، تقوم الوحدات الرئيسية بإدارة الوظائف:

1) الإجماع: تعتبر هذه الوحدة أمرًا بالغ الأهمية، فهي تحدد المعاملات التي سيتم تضمينها في blockchain وتحدد ترتيبها.

2) التنفيذ: مسؤول عن تنفيذ المعاملات والحصول على الحالة اللاحقة.

3) التسوية: تحديد حالة الإجماع. تم تصميم هذه الوحدة لتحديد حالة الإجماع، حيث تتدخل عند حدوث خلافات حول الحالة لتسهيل الحل.

4) توفر البيانات (DA): لضمان الوصول الشامل إلى سجل المعاملات داخل المجتمع، تعد هذه الوحدة أمرًا بالغ الأهمية لإجراءات التسوية وجهود استرداد blockchain.

2. ما هي الطبقة 2 (L2) ولماذا يحتاجها الإيثريوم؟

Layer2 (L2) هو مفهوم في تقنية blockchain يشير إلى البروتوكولات والحلول المبنية على قمة blockchain الرئيسية (عادةً الطبقة الأولى، أو L1) لتحسين قابلية التوسع والكفاءة. باعتبارها واحدة من منصات blockchain الرائدة، تتطلب Ethereum حلول الطبقة الثانية لمعالجة قيود قابلية التوسع ورسوم المعاملات المرتفعة.

فيما يلي الأسباب التي تجعل إيثريوم بحاجة إلى الطبقة الثانية:

1) المهمة 1: توضيح تفاصيل المعاملة وتسلسلها

كما مع نمو شبكة الإيثيريوم، يزداد عدد المعاملات، مما يؤدي إلى الازدحام وارتفاع الرسوم. يمكن أن تخفف حلول الطبقة الثانية من هذه المشكلة عن طريق معالجة المعاملات خارج سلسلة إيثريوم الرئيسية. يتم بعد ذلك تجميع هذه المعاملات معًا وتسويتها بانتظام على السلسلة الرئيسية، مما يقلل الازدحام ورسوم الغاز مع الحفاظ على الأمان.

2) المهمة 2: إبلاغ آخر حالة بعد تنفيذ المعاملة، وما إذا كانت هناك طريقة للتحقق من دقتها

تنفيذ المعاملة على الطبقة الثانية أخيرًا، يحتاج الإيثيريوم إلى آلية لتوصيل آخر حالة إلى السلسلة الرئيسية (الطبقة الأولى). يتضمن هذا عادةً استخدام البراهين أو الالتزامات المشفرة للتأكد من أن انتقالات الحالة صالحة وقابلة للتحقق. تساعد آليات التحقق، مثل إثباتات الاحتيال أو zk-rollups، على التأكد من دقة المعاملات دون المساس بالأمان.

3) المهمة 3: هل هناك آلية مخصصة لتسهيل المكالمات عبر السلسلة؟

لكي يتفاعل Ethereum مع سلاسل الكتل الأخرى أو الطبقة الثانية الحلول يتطلب التفاعل السلس آلية مخصصة لتسهيل المكالمات عبر السلسلة. تعمل بروتوكولات التشغيل البيني، مثل الجسور أو معايير الاتصالات عبر السلاسل، على تمكين الأصول والبيانات من التدفق بأمان وكفاءة بين السلاسل المختلفة، وبالتالي توسيع وظائف إيثريوم ونظامها البيئي.

باختصار، تعد حلول الطبقة الثانية ضرورية لإيثريوم لحل تحديات قابلية التوسع، وزيادة إنتاجية المعاملات، وخفض الرسوم مع الحفاظ على قابلية التشغيل البيني والأمن مع أنواع سلاسل الكتل الأخرى.

3. اكتشف كيفية إنجاز المجموعات المجمعة لهذه المهام الثلاث

تسمى المجموعات المجمعة L2؛ دعنا نرى كيف تعمل لإنجاز المهام الثلاث المذكورة أعلاه "مهمة".

1) المهمة 1: توفر البيانات (DA)

أولاً، ابدأ العملية بإرسال كمية محددة من ETH إلى الطبقة الثانية (L2) ) الشبكة لدفع ثمن الغاز. يتم تنفيذ هذه الخطوة عبر الجسر عبر السلسلة L1->L2 وتسمى "الإيداع". عادةً، ستقوم شبكة L2 أيضًا بتشغيل عقد L1؛ فقط انتظر التأكيد النهائي لكتلة L1 التي تحتوي على معاملة الإيداع؛ بمجرد التأكيد، سيتم الاحتفاظ بالإيداع بأمان.

بعد ذلك، أرسل المعاملة إلى جهاز تسلسل L2. ستقوم عقدة التسلسل L2 بإدارة هذه المعاملات بكفاءة. فكر في الأمر كعملية blockchain قياسية: يقوم جهاز التسلسل ببناء كتل تحتوي على معاملات، وينفذ تلك الكتل، ويحافظ على أحدث حالة للسلسلة. عادةً، كل دقيقتين أو عند جمع عدد كافٍ من المعاملات، سيقوم جهاز تسلسل L2 بضغط المعاملات وإرسالها بشكل آمن إلى سلسلة L1. يضمن هذا النهج الاستراتيجي أن يفهم المستوى الأول معاملات المستوى الثاني بشكل كامل وتسلسلها المحدد. بعد إكمال المهمة الأولى، نسمي العملية برمتها "توفر البيانات (DA)".

2) المهمة 2: مجموعات التفاؤل (OP) والمعرفة الصفرية (ZK)

الآن، يمكن لكل من العقدتين L1 وL2 رؤية جهاز التسلسل L2 المعاملات المنفذة. يتم ضغط هذه المعاملات بشكل كبير وتخزينها فقط في بيانات المكالمات، مما يؤدي إلى الحد الأدنى من تكاليف الغاز. تفضل عقد L2 الأخرى الحصول على بيانات DA (توفر البيانات) من L1 كمصدر موثوق به بدلاً من الاعتماد على شبكة نظير إلى نظير L2، على الرغم من أنها تتلقى أيضًا كتلًا من L2 (على الرغم من أنها لا تثق بها تمامًا). عادةً، على سبيل المثال، كل ساعة، ترسل عقدة التسلسل L2 جذر Merkle لحالة L2 إلى عقد L1 RollUp. تضمن هذه العملية مزامنة أحدث حالة للL1 وL2. ومع ذلك، في هذه المرحلة، لا يثق L1 بهذه المعلومات تلقائيًا. يستخدم L2 طريقتين، OP وZK، لإقناع L1 بدقته - سيتم مناقشة هذه التفاصيل لاحقًا. بعد الانتهاء من المهمة الثانية، دعونا نبتهج!

3) المهمة 3: سحب الأموال من الطبقة 2

بمجرد الانتهاء من نشاطك على المستوى 2 وقررت سحب ETH الخاص بك مرة أخرى إلى المستوى 1، سيتم تنفيذ هذا العملية تسمى "الانسحاب". في حين أنها قد تكون مشابهة للعمليات عبر السلسلة في سيناريوهات أخرى، فإن الاختلاف الرئيسي هو أن السحب ينشأ من L2، مما يتسبب في اختلاف ضماناتها الأمنية عن العمليات الأخرى عبر السلسلة. على الجانب L1، يجب التعامل مع عمليات السحب بحذر. نظرًا لأنها تنشأ من العالم الخارجي خارج L1، فإن بدء هذه العملية يؤدي إلى تشغيل معاملة L1 (على سبيل المثال، نقل رمز مميز). إذا تم تنفيذ هذه المعاملة بشكل غير صحيح، فقد يؤدي ذلك إلى تغيير حالة L1.

تتضمن عملية السحب الخطوات التالية:

1) ابدأ معاملة سحب على L2، على غرار السيناريوهات الأخرى عبر السلسلة.

2) انتظر حتى يتم تحويل المعاملة إلى L1، بما يشمل توفر البيانات (DA) وحالتها. تحقق من دقة الحالة باستخدام طرق OP أو ZK.

3) تنفيذ معاملات السحب على L1، على غرار السيناريوهات الأخرى عبر السلسلة.

4. OP وZK Rollups

دعونا نلقي نظرة أعمق على OP وZK لفهم كيف يضمن L2 دقة الحالة المرسلة إلى L1، والتي تعد أساس التجميعات حماية.

يرمز OP إلى التفاؤل. يفترض L1 بشكل متفائل أن عقدة التسلسل L2 حقيقية، لكنه لا يثق بها بشكل أعمى. يبدأ نافذة التحدي، والتي تستمر عادة سبعة أيام. ضمن نافذة التحدي، يمكن لأي عقدة L2 أن تتحدى صحة الجذر المذكور. يتم بعد ذلك إعادة تشغيل معاملات التحدي على L1 لتحديد الصحة بين عقدة التسلسل وعقدة التحدي. يؤدي التحدي الناجح إلى معاقبة عقدة التسلسل وتلقي المنافس للأموال المتراكمة على L1. يتم تعديل الحالة وفقًا للقيم الصحيحة، ولكن يرجى ملاحظة أنه يتم تعديل جذر الحالة فقط، وليس قائمة المعاملات.

في الإعداد النموذجي، يقوم مشغلو L2 DApp بإدارة عقد L2 الخاصة بهم، مما يفتح الباب أمام المنافسين المحتملين. من منظور التحدي، إذا كانت عقدة التسلسل توفر معلومات غير دقيقة، فقد يؤدي التحدي الناجح إلى مكافآت كبيرة من الأموال التي راهنتها عقدة التسلسل على L1. ولذلك، فمن الأهمية بمكان تحدي الحالات غير الصحيحة عند حدوثها. على العكس من ذلكمن منظور عقدة التسلسل، إذا ارتكبت جذر الحالة الخطأ، فسيكون التحدي أمرًا لا مفر منه، مما يؤدي إلى فرض عقوبات، وفقدان الأموال المتراكمة على L1، وإرجاع جذر الحالة غير الصحيح. وهذا يتجنب ارتكاب جذور الحالة غير الدقيقة ويضمن التشغيل الآمن للحلول المتفائلة.

ومع ذلك، فإن حل OP به عيب: نافذة التحدي لمدة 7 أيام. وهذا يعني أنه إذا كنت تخطط لسحب الرموز المميزة إلى L1 عبر جسر OP الرسمي، فيجب عليك الانتظار لمدة 7 أيام بعد بدء عملية السحب على L2. ومع ذلك، بالنسبة للمستخدمين الذين يسحبون الرموز القابلة للاستبدال (مثل ERC20Token)، فإن استخدام التطبيقات اللامركزية التابعة لجهات خارجية يمكن أن يؤدي إلى تسريع العملية بأقل تكلفة.

من ناحية أخرى، يعتمد ZK، أو المعرفة الصفرية، على خوارزمية تشفير تسمى إثبات المعرفة الصفرية. تقوم عقدة التسلسل بتشغيل zk-EVM على L2 وتقوم بإنشاء دليل ZK الذي يتحقق من انتقال حالة L2 من الحالة المسبقة إلى الحالة اللاحقة بعد تطبيق مجموعة من المعاملات. يمكن التحقق من هذا الدليل في عقد L1، مما يضمن أن L1 يمكن أن يثق في صحة انتقال الحالة. قد يكون إنشاء براهين ZK أمرًا صعبًا ويستغرق عدة ساعات. ومع ذلك، فإن عملية التحقق بسيطة ولا تتضمن سوى معاملات بسيطة على جهاز EVM. بالمقارنة مع OP، عادةً ما يتم قياس تأخيرات الجلب باستخدام ZK بالساعات، مما يوفر خيارًا أكثر كفاءة. بالإضافة إلى ذلك، مع أجهزة الكمبيوتر الأكثر قوة، يمكن تقليل زمن الوصول بشكل أكبر.

بالنظر عن كثب إلى OP وZK، من الواضح أن كلاهما يمكنه تمديد L1 بمجرد الثقة في المعاملات على L1 وإزالة الحاجة إلى الثقة في أي شيء في L2. عند النظر في نظام تراكمي يتكون من L1 وL2، فإن الأمان واللامركزية يتوافقان بشكل وثيق مع L1، بينما تمتد قابلية التوسع إلى الإمكانات المجمعة للL1 وL2. يؤدي تحريك عدة L2s على نفس L1 إلى توسيع نطاق قابلية التوسع بشكل كبير.

تقوم ZK-Rollups بتجميع المعاملات على دفعات، Chainlink

5. الريادة في الاعتماد الجماعي: Rollups في دور DePIN في الأداة المساعدة

يسمح استخدام مجموعة التحديثات عادةً لـ TPS الخاص بـ Ethereum بالوصول إلى الآلاف. ومع ذلك، فإن العائق الحالي هو توفر البيانات (DA). على الرغم من أن معاملات L2 يتم ضغطها بشكل فعال قبل الالتزام بها في L1، إلا أن تكاليف الغاز ترتفع مع زيادة عدد المعاملات. والبديل هو تقديم المعاملات إلى خدمة تخزين لامركزية تابعة لجهة خارجية، وبالتالي تحقيق وفورات كبيرة في الغاز في كتل L1. ومن المحتمل أن يوفر هذا، إلى جانب الحلول الأخرى، قابلية للتوسع غير محدودة تقريبًا. ومع ذلك، يأتي هذا مع بعض المقايضات، حيث يجب مراعاة تأثير خدمات التخزين اللامركزية التابعة لجهات خارجية على أمان النظام. باختصار، يمكن أن تحقق تقنية blockchain قابلية توسع هائلة مع الحفاظ على الأمان واللامركزية. لقد تم حل المشاكل الثلاث المتعلقة بـ blockchain. يفتح هذا الاختراق إمكانية التبني الجماعي. ولذلك، يصبح التراكمي علامة فارقة رئيسية في الاعتماد العملي على نطاق واسع لـ DePIN.

تستخدم DePIN، شبكة البنية التحتية المادية اللامركزية، مكافآت blockchain لتعزيز تطوير شبكات البنية التحتية المادية. خذ Arkreen كمثال؛ فهو يستخدم مكافآت blockchain لتحفيز الأفراد على المساهمة في بناء شبكة طاقة نظيفة. في هذه الحالة، يقوم عمال المناجم ببناء أنظمة الطاقة الشمسية، وجمع بيانات توليد الطاقة، وإرسالها إلى شبكة Arkreen. ستقوم شبكة Arkreen بتحديد وتصفية البيانات الصادقة والقيمة وتقديم مكافآت رمزية للقائمين بالتعدين بناءً على البيانات. تعمل شبكة Arkreen بطريقة لا مركزية وتضم حاليًا أكثر من 12000 عامل تعدين ومن المتوقع أن تنمو إلى الملايين في المستقبل القريب. لذلك، يتطلب الأمر بنية تحتية blockchain قابلة للتطوير بدرجة كبيرة لاستيعاب هذه المجموعة الكبيرة من القائمين بالتعدين. في الماضي، كان تحقيق هذا المستوى من قابلية التوسع يمثل تحديًا تقنيًا واقتصاديًا. ومع ذلك، مع دعم قابلية التوسع التي تقدمها سلاسل الكتل المعيارية مثل Rollups، يصبح هذا ممكنًا.

من المتصور أن مشروع DePIN المبني على blockchain معياري مثل Rollup يمكن أن يحقق قابلية توسع عالية بأقل تكلفة مع الاستمرار في الاستفادة من الأمن والأمان الذي توفره blockchain الأساسية مثل Ethereum. يُطلق على الرمز المميز الصادر عن مشروع DePIN اسم RWA (Real World Asset)، وقيمته مستمدة من أصول حقيقية. تعمل هذه الأصول ذات السيولة الموجودة على السلسلة على توليد الأموال للقائمين بالتعدين، مما يحفزهم على المساهمة في نمو شبكة DePIN، وبالتالي إنشاء عجلة القيمة. يمكن أن تتعاون مشاريع DePIN المتعددة في العالم الحقيقي وتشكل نظام DePIN البيئي على السلسلة، مما يزيد من قيمة DePIN. يؤدي التعاون الواقعي بين العديد من مشاريع DePIN إلى بناء نظام DePIN البيئي على السلسلة، وبالتالي تعزيز القيمة الإجمالية. يمكّن هذا النهج التعاوني blockchain من خدمة اقتصاد العالم الحقيقي ويعزز النمو الجديد في مجال blockchain.

6. ملخص

تعمل وحدات blockchain المعيارية (مثل Rollup) على حل مشكلات blockchain الثلاثة بشكل فعال، وتوفر قابلية التوسع المحسنة، وتوفر تمهيد الطريق لاعتمادها على نطاق واسع. في سياق مشروع DePIN، فإن الحاجة إلى خدمات blockchain عالية الأداء وفعالة من حيث التكلفة تجد حلاً مناسبًا في سلاسل blockchain المعيارية. ومن المتوقع أن يكتسب مشروع DePIN، المدعوم من blockchain المعياري، قيمة هائلة.