سرعة قراءة مقترح جديد لطبقة الاتفاق على منصة إيثريوم من جاستن باسم Beam Chain

كتبه: Tia، أخبار تيك هاب

في المسرح الرئيسي لمؤتمر Devcon في تايلاند يوم أمس، أكمل الباحث في إثيريوم جاستن درايك عرضًا حول مقترح سلسلة Beam. يعد Beam Chain مقترحًا لإعادة تصميم طبقة الاتفاق الخاصة بـ إثيريوم من قبل جاستن، وهو مقترح لترقية مستقبلية لسلسلة Beacon من أجل التقدم نحو رؤية إثيريوم النهائية. سوف يقدم هذا المقال نظرة سريعة على أهداف تحسين مقترح سلسلة Beam وتنفيذ التقنيات المتعلقة به.

على الرغم من إعادة تصميم طبقة الاتفاق ، ستستمر شبكة Beam في استخدام عملة إيثيريوم ، ولن تصدر عملة جديدة أو شبكة جديدة.

لماذا اقترح Beam Chain؟

إثيريوم لديه ثلاث طبقات: الطبقة التنفيذية، طبقة البيانات، وطبقة الاتفاق. الطبقة التنفيذية هي الجزء في إثيريوم الذي يتعامل مع المعاملات وتنفيذ العقود الذكية، وتدير حالة التطبيق ومنطقه مباشرة. طبقة البيانات مسؤولة عن تخزين البيانات بكميات كبيرة، وتتعلق بتخزين البيانات طويلة الأمد اللازمة للتطبيق. تندرج هاتان الطبقتان ضمن الطبقات التي تتفاعل مباشرة مع التطبيق، وأي تغيير سيؤثر مباشرة على توافق هاتان الطبقتان.

وتعتبر طبقة الإجماع مسؤولة أساسا عن ضمان بيانات العقدة في الشبكة بأكملها الإجماع، دون التعامل المباشر مع حالة التطبيق أو البيانات. هذا النوع من غير المباشر يجعل من الأسهل نسبيا إدخال الابتكار والترقية، دون أن يؤثر مباشرة على التطبيق. لذلك، تحسينات طبقة الإجماع مثل مقترح سلسلة Beam يمكنها توفير مساحة للابتكار، دون أن تعطل توافق طبقة التطبيق الأمامية.

وبالإضافة إلى ذلك ، فإن Beacon Chain هو تصميم قديم جدًا تم تصميمه قبل 5 سنوات. على مر السنين ، أصبح للسوق فهماً كاملاً لبعض الأخطاء في Beacon Chain وأصبح فهم MEV أعمق. وفي هذا الوقت ، تم تحقيق اختراق في تقنية SNARK ، لذلك ، تم إجراء سلسلة من التصليحات على طبقة الاتفاق الخاصة بـ ETH.

أهداف مشروع سلسلة بيم

يمكن تقسيم الهدف إلى ثلاثة أجزاء: كتلة الإنتاج، التكديس، والتشفير.

لدى كتلة ثلاثة أهداف في الإنتاج ، وهي ذات صلة رئيسية بـ MEV: الأول هو زيادة مقاومة الفحص باستخدام قائمة الاستدراج وغيرها؛ الثاني هو عزل الرقابيين من إنتاج الكتل عن طريق استخدام فصل مقدم الشهود والمزايدة التنفيذية؛ الثالث هو تحقيق فتحة أسرع لتقليل وقت الفتحة إلى 4 ثوانٍ.

الجزء المخصص للتكديس يهدف إلى تحسين منحنى الإصدار الحالي، وخفض عتبة الإسقاط من 32 ETH إلى 1 ETH، وتحقيق النهوض النهائي السريع لفتحة واحدة.

هدف الجزء التشفيري هو تحقيق تحسين سلسلة مثل zkVM؛ وضمان أمان تشفير ETH لعقود عديدة حتى مئات السنين؛ واستخدام MinRoot VDF للحفاظ على العشوائية القوية.

بالنسبة إلى طرق تحقيق هذه الأهداف، قام جاستن بتقسيم هذه الأهداف إلى فئتين. الجزء الأخضر، يتم إكماله تدريجياً بشكل فورك، ويجب أن يتم إكمال الجزء الأحمر بشكل شامل في نفس الوقت.

على سبيل المثال، في حالة snarkifacation (استخدام تقنية zk-SNARKs لإثبات البيانات أو الحسابات)، إذا كنت ترغب في تحقيق إثبات الوقت الحقيقي، يجب إجراء بعض التعديلات الهيكلية في النظام، بما في ذلك وظيفة الهاش، وطريقة التوقيع، والتسلسل وMerkleization وغيرها. يجب أن تتمكن طريقة التوقيع من إنشاء والتحقق بسرعة، وتحتاج إلى التسلسل لجعل هياكل البيانات المعقدة قادرة على الانتقال والتخزين بين العقد، ومعالجة البيانات المتسلسلة لإنشاء شجرة Merkle، لتلبية الحاجة إلى تنسيق وتحويل قابلين للتحقق للبيانات بدون معرفة، والتحقق الفعال من الحالة.

سلسلة Beam Chain المشفرة بتقنية ZK

في الماضي، شهدت إثيريوم الإجماع تغييرًا من POW إلى POS، وفي آلية سلسلة الشعاع، سيكون الإجماع محسنًا بشكل أكبر - تحول كامل إلى ZK، أي تطبيق snark على جميع طبقات الإجماع.

تسلسل التنقيص

يجب التأكيد على أن الجزء الذي تم تحويله إلى الخفية موجود فقط في تحويل الحالة، ولكن بعض الحسابات على المستوى الأساسي (الحساب المنطقي الذي يتم إجراؤه آلية الإجماع قبل معالجة المعاملات أو تحويل الحالة)، والشبكة (الاتصال ونقل البيانات بين العقد)، وإدارة الذاكرة المؤقتة وتحسين الأداء تبقى ثابتة ولا تتأثر ب ZK.

ما يحتاجه كود تنفيذ سلسلة الشعاع (مثل الشفرة المنطقية الأساسية وخوارزمية الإجماع المكتوبة بلغة Go أو Rust) هو تحويل الشفرة إلى تنسيق يفهمه zkVM. بعد تحويل كود تنفيذ سلسلة الشعاع إلى تنسيق zkVM ، يمكن لـ zkVM تنفيذ هذا الكود ، وقراءة إدخالات سلسلة الكتل الخارجية ، والتحقق من قانونية عملية التحويل الحالة ، وإنشاء دليل بدون معرفة.

zkVM هو بيئة تنفيذ الآلة الافتراضية zk-SNARKs ، وهي قادرة على فهم شفرة معينة من أجل إجراء التحقق بدون معرفة. يمكن أن يشمل عملية تحويل الشفرة إلى تنفيذية zkVM تنسيقًا محددًا ربما تحتاج إلى تحويل لغات البرمجة عالية المستوى (مثل Go أو Rust) إلى تنسيق وسيط منخفض المستوى (مثل مجموعة تعليمات RISC-V) ، ثم التنفيذ في zkVM.

حالياً، أصبح RISC-V معيار صناعي لـ zkVM. حالياً هناك سبع شركات تقدم Risc-v zkVM.

التصديق على السخرية

واحد من الأجزاء التي تستخدم snark هو التوقيع القابل للتجميع (aggregatable signatures)، وهو عملية ضغط توقيعات المدققين والشواهد (attesters) المتعددة، حيث يتم تجميع العديد من التوقيعات في دليل واحد وقابل للتحقق.

نأمل في وجود أمان توقيع مجتمع بعد الكمية (يقاوم الهجمات الكمية) ، لذلك من المتوقع استخدام وظيفة التجزئة هنا. تتمتع وظيفة التجزئة بمستوى أمان ما بعد الكمية ويمكن استخدامها كمكون أساسي أو وحدة أساسية لبناء النظام التشفيري. باستخدام تقنية hash-based snarks ، يمكن ضغط العديد من التوقيعات إلى برهان واحد. هذا هو توقيع مجتمع بعد الكمية. وعلاوة على ذلك ، يمكن تكرار توقيع مجتمع بعد الكمية بلا حدود ، حيث يمكنك دمج التوقيعات المتعددة مرة أخرى لتحقيق كفاءة ضغط أعلى ، مما يؤدي إلى تحسين كبير مقارنة بتجميع توقيع BLS التقليدي.

خلال الأشهر القليلة الماضية، شهدت تقنية وظيفة الالتجزئة في snark تحسنًا ملحوظًا، حيث يمكن إنشاء البراهين بسرعة عبر أجهزة الكمبيوتر المحمولة وإكمال حوالي 2000000 عملية الالتجزئة في الثانية. هذا الاختراق في الأداء يجعل من الآن فصاعدًا من الممكن تحقيق تطبيق عملي لخطة التوقيع الكمي الزائدة، مما يوفر إمكانية توفير الالتشفير الفعّال ومقاوم للكمية.

وليس هذا فقط ، يجعل Beam Chain المجتمعة بعد ال snark عملية التحقق والتخزين والحساب المعقدة أصلاً مضغوطة ، مما يتيح تنفيذ سلسلة من البنية التحتية مثل libp2p و ssz و pyspec و protocolguild وغيرها التي لا يمكن استخدامها مباشرة في Beacon Chain.

تخطيط الجدول الزمني

في تخطيط الجدول الزمني، يخطط جاستن لتحديد المواصفات في عام 2025، والبناء في عام 2026، وإجراء الاختبارات في عام 2027. حاليًا، هناك فريقان مستعدان لتطوير عميل Beam Chain الخاص بالإجماع، أحدهما هو Zeam lambda من الهند، والآخر مقره في أمريكا الجنوبية Lambda.