فيتاليك يناقش ماكينة Ethereum الافتراضية وشجرة الحالة: تغيير جذري في المستقبل

لقد أدت الأسابيع الماضية إلى نقاش عميق في مجتمع إيثريوم حول أهم جزء في بنية blockchain. في الربع الأول من عام 2025، أصدر فيتاليك بوتيرين تحليلًا شاملًا حول كيفية تغيير إيثريوم من الأساس. فرضيته مباشرة: الـ EVM وهيكل شجرة الحالة غير كافيين لمستقبل إيثريوم في عصر إثباتات المعرفة الصفرية. رد المجتمع المطورين المهنيين كان متنوعًا—من الدعم إلى الرفض المباشر للمقترحات الرئيسية.

لماذا نحتاج إلى تغيير الـ EVM؟ عنق الزجاجة الكبير في الأداء

لفهم ضرورة التغيير، يجب أن نعرف أين المشكلة الآن. على مدى أكثر من عشر سنوات، كانت الـ EVM (آلة افتراضية لإيثريوم) محور نظام إيثريوم البيئي. لكن مع نمو الشبكة وظهور تقنيات متقدمة مثل ZK proofs، أصبحت قيودها أكثر وضوحًا.

قدم فيتاليك تشخيصًا واضحًا: شجرة الحالة وبنية الآلة الافتراضية تشكل أكثر من 80 بالمئة من عنق الزجاجة الحسابي لاثباتات البلوكشين. بمعنى آخر، حتى لو كانت أجزاء أخرى من النظام ممتازة، فإن لم تصلح هذين العنصرين، فإن إيثريوم لن يتمكن من التوسع بشكل مناسب في المستقبل. الأمر يشبه محاولة تسريع مركبة ولكن المحرك لا يزال ثقيلًا وبدون حيوية.

خطوتان رئيسيتان: إعادة هيكلة شجرة الحالة واستبدال كامل للـ EVM

اقترح فيتاليك حلين مترابطين لا ينبغي النظر إليهما فقط كجزء واحد. كل واحد يعالج جانبًا مختلفًا من مشكلة الأداء.

الخطوة الأولى: استبدال شجرة الحالة بهيكل ثنائي

حاليًا، تستخدم إيثريوم بنية معقدة تسمى “شجرة ميركل باتريشيا سداسية” (hexary Keccak Merkle Patricia tree)—اسم يعكس مدى تعقيدها. يقترح الـ EIP-7864 تبسيطها إلى بنية شجرة ثنائية.

التأثير العملي كبير. في النظام الحالي، عند تحديد معاملة أو رصيد معين، يتطلب الأمر اتخاذ قرارات متعددة على كل مستوى من الشجرة—ستة احتمالات لكل عقدة. مع الشجرة الثنائية، هناك خياران فقط: يسار أو يمين. النتيجة مباشرة: طول فرع ميركل ينخفض حتى أربع مرات.

بالنسبة للعملاء الخفيفين وأنظمة التحقق الموزعة، هذا ثوري. متطلبات النطاق الترددي للتحقق من البيانات تنخفض بشكل كبير. للمستخدمين النهائيين، يعني ذلك تحقق أسرع من المعاملات وتكلفة حسابية أقل.

لكن لم يتوقف فيتاليك هنا. يتضمن المقترح أيضًا تغيير وظيفة التجزئة—“خط” الحساب، إذا جاز التعبير. هناك مرشحان: Blake3 و Poseidon. يوفر Blake3 تحسينات ثابتة في الأداء. أما Poseidon، فهو أكثر عدوانية، ويُتوقع أن يزيد كفاءة الإثباتات عدة عشرات من المرات—لكن لا بد من مزيد من التدقيقات الأمنية قبل الموافقة.

هذا الاختيار يرسل إشارة غير مباشرة أيضًا: تخلت إيثريوم عن نهج أشجار Verkle، الذي كانت تناقشه المجتمع منذ فترة طويلة. في عام 2024، أدت تهديدات الحوسبة الكمومية على التشفير باستخدام المنحنيات الإهليلجية إلى تقليل الرغبة في حل Verkle، وأصبح مسار الشجرة الثنائية أكثر شعبية.

الخطوة الثانية: تحويل الـ EVM إلى بنية RISC-V

الاقتراح الثاني أوسع نطاقًا وأكثر إثارة للجدل: استبدال الـ EVM على المدى الطويل باستخدام بنية تعليمات RISC-V.

RISC-V هو مجموعة تعليمات مفتوحة المصدر وموفرة للطاقة، نشأت من أبحاث أكاديمية وأصبحت الآن معيارًا في جميع أنظمة إثبات المعرفة الصفرية. منطق فيتاليك بسيط: إذا كانت مولدات إثبات ZK تتحدث لغة RISC-V، فلماذا تتحدث آلة البلوكشين الافتراضية بلغة مختلفة وتضيف طبقة ترجمة في الوسط؟ بإزالة هذه الطبقة الزائدة، ستزداد الكفاءة مباشرة.

التنفيذ التقني ليس معقدًا كما يُتصور. يمكن برمجة مترجم RISC-V خلال مئات الأسطر من الكود. بالنسبة لفيتاليك، هذا هو النهج الصحيح لتصميم البلوكشين: البساطة مع التركيز على الأداء.

خطة الانتقال تتكون من ثلاث مراحل:

أولاً، استخدام آلة RISC-V الافتراضية لتشغيل العقود المجمعة مسبقًا. يمكن إعادة كتابة 80 بالمئة من العقود المجمعة الحالية باستخدام كود RISC-V.

ثانيًا، السماح للمطورين بنشر العقود مباشرة باستخدام الآلة الجديدة. سيعمل النظام الجديد و الـ EVM جنبًا إلى جنب، مما يسمح بالانتقال التدريجي.

ثالثًا، في النهاية، إزالة الـ EVM—لكنها لن تختفي تمامًا. سيتم تحويله إلى عقد ذكي يعمل على آلة RISC-V، لضمان التوافق الكامل مع الإصدارات السابقة. الصورة الشعرية لفيتاليك جميلة: عجلة القيادة تظل كما هي، لكن المحرك في الأسفل قد تم تغييره بصمت.

عنق الزجاجة الإنتاجي: بدون تغيير في الـ EVM، لا يوجد توسع

الحجة الأساسية تعتمد على رقم واحد: 80 بالمئة. هذا هو نسبة عنق الزجاجة في إثباتات إيثريوم الناتجة عن بنية شجرة الحالة والآلة الافتراضية. من الناحية العملية، هذا يعني أن جميع التحسينات الأخرى لها تأثير محدود إذا لم تصلح هذين العنصرين.

في عصر التوسعة المدعومة بـ ZK، ستصبح هذه القيود المعمارية بمثابة عائق كبير. ترى إيثريوم نفسها بحاجة إلى التطور بعيدًا عن التحسينات الجزئية.

المقترح المضاد: تحدي أربيتروم لاستراتيجية RISC-V

لكن القصة ليست ببساطة توافق. في نوفمبر من العام الماضي، أصدر فريق Offchain Labs—المطورون الرئيسيون لـ Arbitrum—ردًا تقنيًا مفصلًا.

ملاحظتهم الأساسية تتطلب الاستماع إليها بعناية: نعم، RISC-V مثالي لإثباتات ZK، لكن لا ينبغي أن يكون “صيغة التنفيذ” للعقود الذكية. قاموا بتمييز مهم بين: “مجموعة تعليمات التسليم” (dISA) و"مجموعة تعليمات الإثبات" (pISA)، وليس من الضروري أن تكون متطابقة.

تشبيههم العملي: المستودع يعمل بكفاءة عالية باستخدام الرافعة الشوكية، لكن هذا لا يعني أن على الناقل أن يستخدم الرافعة لتوصيل الطرد إلى بابك. كل أداة لها سياقها الصحيح.

بالنسبة لطبقة تنفيذ العقود، يدعو فريق Offchain Labs إلى استخدام WebAssembly (WASM) كحل أفضل. منطقهم التقني قوي:

أولاً، الـ WASM أثبت كفاءته العالية على الأجهزة القياسية. معظم عقد إيثريوم لا تعمل على شرائح RISC-V مخصصة، ومحاكاة ذلك ستضيف عبئًا كبيرًا.

ثانيًا، الـ WASM يمتلك آلية تحقق نوعية ناضجة، مثبتة في ملايين بيئات التنفيذ حول العالم.

ثالثًا، نظام أدوات الـ WASM متطور ويدعم المطورين بشكل واسع.

الأهم من ذلك، أنهم لا يقتصرون على النظريات. لقد أنشأ فريق Offchain Labs نموذجًا أوليًا في شبكة Arbitrum: يستخدم الـ WASM كصيغة لتوصيل العقود، ثم يُجمّع إلى RISC-V لإثباتات ZK. كل طبقة تؤدي مهمتها الخاصة دون تعارض.

كما أشاروا إلى خطر حاسم: تقنية إثبات ZK تتطور بسرعة. حتى أن تنفيذ RISC-V نفسه تطور من 32-بت إلى 64-بت خلال السنوات الأخيرة. إذا تم تثبيت RISC-V الآن على مستوى إيثريوم L1، فماذا لو ظهرت بنية إثبات متفوقة خلال عامين؟ الرهان على هدف متحرك ليس أسلوب إيثريوم.

التحول الصناعي الأكبر: إيثريوم وطبقات الحلول (Layer 2) تتجه بعيدًا

لفهم سياق هذا النقاش التقني بشكل أعمق، نحتاج إلى النظر في الديناميات الصناعية الأوسع.

قبل بضعة أشهر، عبّر فيتاليك عن شكوكه حول الحاجة إلى “خارطة طريق مخصصة للطبقة الثانية لإيثريوم”. هذا أثار رد فعل عميق من مشغلي Layer 2.

شرح بن فيش، المدير التنفيذي لـ Espresso Systems، لوسائل الإعلام: الهدف الأصلي من Layer 2 هو مساعدة إيثريوم على التوسع. لكن الآن، مع سعي إيثريوم نفسه نحو تحسينات التوسع، يجب أن تتطور مكانة Layer 2. لم تعد مجرد طبقة مساعدة، بل نظام بيئي أكثر استقلالية.

مشغلو Layer 2 لا يبدون قلقين. بل يعيدون تموضعهم بنشاط. وصف أحد مؤسسي OP Labs Layer 2 بأنها “مواقع إلكترونية مستقلة”، بينما إيثريوم هو معيار التسوية الدوري. قال الرئيس التنفيذي لشركة Polygon بشكل مباشر: التحدي الحقيقي ليس فقط في التوسع، بل في بناء مساحة كتل متخصصة للاستخدامات الحقيقية—مثل بنية الدفع.

بمعنى آخر، هذا التحول التكنولوجي الكبير في طبقة تنفيذ إيثريوم يعكس اتجاهًا هيكليًا أوسع: إيثريوم يعود للسيطرة على قدراته الأساسية، بينما تتجه Layer 2 إما إلى الدفع أو تكتشف في النهاية سبب وجودها الخاص.