في قمة مطوري ETH Shanghai Web 3.0 في 20 مايو 2022، قال مؤسس إيثريوم فيتاليك إن الحدث الرئيسي الأول بعد دمج إيثريوم يمكن أن يكون تنفيذ EIP-4844، والذي يُعرف باسم بروتو-دانكشاردينغ، وأن بروتو-دانكسهاردينغ هو سلسلة أخرى من الترقيات - الخطوة الأولى لـ Danksharding في سلسلة أخرى من الترقيات. بعد الانتهاء بنجاح من الاندماج في 15 سبتمبر، أصبحت الترقيات اللاحقة، بما في ذلك EIP-4844، على جدول الأعمال أخيرًا.

ترقية شنغهاي هي الترقية الأولى والأكثر أهمية بعد دمج إيثريوم وستشمل عناصر رئيسية مثل فتح حصة ETH، والتي من المتوقع أن يتم إضفاء الطابع الرسمي عليها ربما خلال عام 2023. في 24 نوفمبر 2022، قال مطورو إيثريوم في اجتماع مجتمعي إنه تم تضمين ثمانية EIPs، بما في ذلك EIP-4844، في النظر في ترقية شنغهاي. في الوقت نفسه، قام فيتاليك أيضًا بالتغريد مرة أخرى، مؤكدًا أن تنفيذ EIP-4844 سيكون البداية الرئيسية لتخفيض كبير في رسوم الطبقة الثانية لإيثريوم، مما يجعل من السهل على المستخدمين استخدام التطبيقات على السلسلة مباشرةً، دون الحاجة إلى الاعتماد على وسطاء CeFi الآخرين.

إذن، ما هو EIP-4844 بالضبط، وماذا يعني ذلك بالنسبة لنظام إيثريوم ككل؟ ستطلعك هذه المقالة على هذه الأسئلة بعمق.

حلول التحجيم القائمة على التقسيم والتجميع

أدت عملية الدمج التي اكتملت في سبتمبر 2022 إلى حل مشكلة استهلاك الطاقة في Ethereum فقط من خلال الانتقال إلى آلية PoS، ولكنها لم تحل مشكلة قدرة المعالجة غير الكافية لشبكة Ethereum؛ ما يمكن أن يوفر حقًا أداء معالجة أعلى لـ Ethereum هو التجزئة، والتي سيتم نشرها على الشبكة لاحقًا. بعد الانتهاء من مرحلة الدمج، دخلت إيثريوم الآن مرحلة الطفرة، والتي ستحسن قابلية التوسع بشكل كبير من خلال استخدام تقنية التقسيم.

المصدر: تويتر الخاص بفيتاليك

لحل التناقضات الناجمة عن ثليث استحالة بلوكتشين أخيرًا، خططت إيثريوم لخطة توسع تركز على تقنيات Sharding and Rollup، وبعد اكتمال التوسع، سيتم تحسين قدرة معالجة المعاملات في إيثريوم بشكل كبير، وسيتم حل المشكلة الحالية المتمثلة في الرسوم المرتفعة. تعد تقنية التقطيع حلاً للتوسع من الطبقة الأولى، بينما ستلعب Beacon Chain دور التواصل مع جميع سلاسل التقطيع الرئيسية. سلسلة تجزئة الإيثيريوم متشابهة ومتصلة بتركيبات مختلفة من الطبقة الثانية بالإضافة إلى بنية «سلسلة المنارة + سلسلة التقطيع» بأكملها.

في هذا النظام المستقبلي، ستكون Beacon Chain في جوهرها، حيث توفر إثبات الحصة لكامل الإيثيريوم، وتشكل طبقة الإجماع، وتتزامن مع الروابط المتقاطعة الأخرى. تعمل سلسلة المنارة بمثابة قلب الشبكة، حيث تنسق الشبكة بأكملها من خلال فتحة مدتها 12 ثانية وعصر من الفتحات المكونة من 32 مرة. بالإضافة إلى ذلك، توفر Beacon Chain أيضًا أمانًا موحدًا لجميع سلاسل التقطيع الرئيسية من خلال إنشاء أرقام عشوائية لتعيين أدوات التحقق لسلاسل التجزئة. لكل فترة زمنية، تختار Beacon Chain بشكل عشوائي عقدة من أدوات التحقق لتصبح من مقدمي مقترحات الكتل، وبالنسبة لسلسلة التجزئة، تقوم كل فتحة زمنية أيضًا بإنشاء مُقترح الكتلة. لكل فترة زمنية، تقوم Beacon Chain أيضًا بتوزيع أدوات التحقق بالتساوي بين الفترات الزمنية، ثم تختار عشوائيًا 128 عقدة على الأقل من كل مجموعة من أدوات التحقق من الفترات الزمنية لتصبح لجانًا لمشاهدة الكتل والتحقق من صحة كتل Beacon Chain وكتل الأجزاء.

ما هي تقنية التقطيع

تُشتق تقنية التقسيم من تقنية تقسيم قواعد البيانات، والتي تشير حاليًا إلى تقسيم البيانات.

من المخطط أن تقوم سلسلة إشارات Ethernet أولاً بتوصيل 64 سلسلة جزئية، والتي وفقًا للتقديرات المتحفظة، ستتمتع بقوة معالجة تبلغ 64 ضعف قوة معالجة Ethernet 1.0، بينما في التخطيط الأولي، يمكن أن يصل عدد السلاسل الجزئية إلى 1024.

من بينها، تعتبر كل سلسلة Sharding كبيرة مستقلة نسبيًا، وسيتم تقسيم عناوين Ethereum إلى فئات متعددة وفقًا لأحرفها الأولى. ستقوم كل عملية تقسيم بمعالجة المعاملات من نفس فئة العناوين. لذلك، ستحتاج كل عقدة فقط إلى تخزين جزء من جميع المعاملات على شبكة Ethereum والتحقق فقط من الجزء المسؤول عنه.

الشكل: رسم تخطيطي لتجزئة إيثريوم

إذا احتاجت العقدة إلى استخدام البيانات المخزنة على العقد الأخرى، فيمكنها الاتصال والتنسيق من خلال Beacon Chain، وذلك أساسًا للحصول على Root Hash الخاص بـ Sharding الأخرى، ولكن لتجنب العبء الكبير على Beacon Chain، يتم إجراء هذا الاتصال مرة واحدة كل 6 دقائق. في الوقت نفسه، تقوم Beacon Chain بتعيين مدققين لسلسلة Sharding عن طريق إنشاء أرقام عشوائية، بحيث توفر Beacon Chain أمانًا موحدًا لكل سلسلة Sharding كبيرة.

يمكن لتقنية التقطيع تحسين الأداء بشكل كبير دون التضحية بالأمان.

يوفر التقسيم سعة بيانات لـ Rollup

تجزئة قاعدة البيانات هي تقنية التجزئة الحالية التي تستخدمها إيثريوم، حيث توفر كل سلسلة تجزئة سعة البيانات فقط وليست مسؤولة عن معالجة المعاملات أو تشغيل العقود الذكية. ستتعامل الطبقة الثانية مع الأخيرين، لا سيما مشاريع Rollup الرئيسية.

المجموعة هي تجميع مجموعة من معلومات المعاملات في استدعاء بيانات المعاملة، والتي يتم بعد ذلك تجميعها دوريًا في كتل لإرسالها إلى كل سلسلة تجزئة رئيسية (الطبقة 1) لإكمال السجل. وفقًا للخطة الحالية، يمكن أن توفر كل عملية تقسيم ما يقرب من 250 كيلوبايت من سعة البيانات المخصصة لـ Rollup، ويمكن أن تحقق 64 عملية تقسيم سعة 16 ميجابايت. كلما زاد استخدام التجزئة في المستقبل، زادت سعة البيانات التي يمكن لـ Rollup استخدامها، وانخفضت تكلفة التشغيل.

ما هو دانكشاردينغ

منذ تقديم حل تقسيم الإيثيريوم في عام 2016، تطورت حلول تقنية التقسيم ذات الصلة، وكان أحد أبرز التغييرات هو التحول من تجزئة التنفيذ الكامل إلى تجزئة البيانات بشكل أبسط. Danksharding هو حل للتوسع تم الترويج له سابقًا من قبل مجموعة تطوير إيثريوم، والذي سمي على اسم دانكراد فيست، أحد أعضاء المجموعة، ويهدف إلى تحقيق التوازن بين اللامركزية والأمن.

يعتقد فيتاليك وآخرون أنه في المستقبل، إذا لم تتمكن تقنية Rollup واحدة من احتلال السوق بالكامل وتعايشت مجموعات Rollups المتعددة، فستكون هناك فرص تداول ومراجحة معقدة للعديد من مجموعات Rollups نظرًا لوجود فرص القيمة القابلة للاستخراج عبر النطاقات، وفي النهاية، سيتحكم عدد صغير من الأشخاص الذين يسعون إلى MEV في إنتاج البلوكشين بالكامل.

نظرًا لأن الإنتاج المركزي للكتل أمر لا مفر منه، فإن الحل الوحيد هو فصل أدوار منشئ الكتل ومقدم الاقتراح، والذي يُعرف باسم منشئ الكتل Proposer-Builder Separation (PBS)، للحصول على أقصى ربح، وتصنيف مجمع المعاملات من الأعلى إلى الأدنى من حيث رسوم الغاز. يقوم مُنشئ الكتل، لتحقيق أقصى قدر من الربح، بطلب محتويات كتل مُنشئ الكتل في مجمع المعاملات من أعلى إلى أدنى رسوم غاز، ثم يقدم عطاءات إلى مقدم العرض (أي المدقق)، الذي يمكنه فقط اختيار صاحب العطاء الأعلى لإنشاء الكتلة. ومع ذلك، في تصميم التقطيع السابق، تم التحقق من صحة كل عملية تمزيق رئيسية وسلسلة Beacon بشكل مستقل، مما أعاق تنفيذ PBS.

أعادت Danksharding تصميم نظامها حول مشكلة MEV عبر المجالات سعياً لمواجهة اتجاه المركزية الناجم عن MEV. في Danksharding، ستحتوي Beacon Chain على جميع الكتل، وسيتم توحيد البيانات والمصادقة عليها من قبل لجنة. تم تبسيط نظام التقسيم بشكل كبير من خلال هذا التصميم الجديد، ويمكن مزامنة Layer1 و Rollup مباشرة مع بعضهما البعض، وزيادة سعة البيانات التي يوفرها التقسيم إلى Rollup للمعالجة، ويتم تجنب مشكلة تأكيد وقت الاستجابة.

«التدبير المؤقت»: بروتو-دانكسهاردينغ

ومن المتوقع أن يكون Danksharding «الحل الأمثل» لتوسيع نطاق إيثريوم، ولكن هناك العديد من التحديات التقنية والتجارية التي تواجه تنفيذه الفعلي. لذلك، تعد الخطة المؤقتة التي يمكن أن تخفف مؤقتًا من مشاكل الأداء من خلال نشرها مبكرًا أمرًا بالغ الأهمية.

شارك فيتاليك بوتيرين، مؤسس إيثريوم، إجاباته على الأسئلة الشائعة حول EIP-4844، أو بروتو-دانكسهاردينغ، على تويتر في ١٩ مارس 2022. يقترح فيتاليك وآخرون استخدام Proto-DankSharding كتصميم مبكر لـ Ethereum Sharding لزيادة مساحة البيانات لمشروع Rollup مع تمهيد الطريق لتجزيء البيانات في المستقبل. ومن المتوقع أن يقلل الاقتراح من متطلبات أداء شبكة إيثريوم للتخزين والذاكرة، وربما يقلل جميع رسوم Rollup إلى واحد بالمائة من مستويات اليوم.

المصدر: Twitter@Vitalik.eth

في الأساس، يعد EIP-4844، الذي يتضمن البروتو-دانكسهاردينغ، حلاً مؤقتًا. قبل إدخال ميزة تجزئة قاعدة البيانات الكاملة، والتي تزيد مساحة توفر البيانات لكل كتلة من سلسلة Ethereum Beacon إلى 16 ميجابايت، يمكن لـ EIP-4844 زيادة المساحة المتاحة لكل كتلة إلى 2 ميجابايت كحد أقصى. تشير البادئة «Proto-» إلى «الأصلي» و «البدائي»، بينما تشير البادئة proto-danksharding إلى «الإصدار الأولي» قبل بدء تشغيل Danksharding. قد يستغرق نشر Danksharding رسميًا عدة سنوات نظرًا لصعوبته التقنية، في حين أن Proto-Danksharding، الذي يمكن تشغيله في أقرب وقت ممكن، يمكن أن يحل المشكلة الملحة المتمثلة في عدم كفاية قابلية التوسع لشبكة إيثريوم قبل النشر الرسمي لـ Sharding. ومن المتوقع أن يؤدي تطبيق Danksharding إلى تعزيز قابلية تطوير إيثريوم إلى آفاق جديدة.

المعاملات الجديدة التي تحمل BLOB

يرمز EVM إلى آلة إيثريوم الافتراضية، التي يتمثل دورها في بيئة تشغيل لجميع حسابات إيثريوم والعقود الذكية الموجودة على سلسلة إيثريوم. وتنشر موارد الحوسبة القيمة في الشبكة من خلال استهلاك رسوم الغاز. في EVM، تعد بيانات المكالمات مورد تخزين مهمًا، وتمثل تكلفة استخدام بيانات المكالمات جزءًا كبيرًا من التكاليف التي تتكبدها معاملات الطبقة الثانية. بعد EIP-4844، لم تعد هناك حاجة لتخزين بيانات الطبقة الثانية في تاريخ المكالمة المكلف، ولكن في الشكل الفريد لبيانات Blob، وهو ما يسمى معاملة حمل النقاط.

تعد المعاملات التي تحمل Blob شكلاً جديدًا من المعاملات التي اقترحها Vitalik سابقًا، والتي يمكن أن تقلل بشكل كبير من استهلاك بيانات المكالمات واستهلاك Rollup. لا يمكن الوصول إلى المعاملات التي تحمل Blob بواسطة طبقة تنفيذ EVM، ولكن يمكن فحصها فقط، ولكن يمكن للمستخدمين والمدققين تنزيل بيانات blob. لهذا السبب، يُطلق على EIP-4844 أيضًا اسم Shard Blob Transactions، وسيستخدم Rollup المساحة الموجودة في هذه النقاط لتخزين بيانات المعاملات المضغوطة فيها.

ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن Proto-DankSharding يكمل فقط منطق الشبكة والمواصفات الخاصة بتقاسم البيانات في المستقبل (أي. danksharding)، وحتى بعد تحديث بروتو-دانكسهاردينغ، لن تتصل شبكة إيثريوم بأي تجزئة جارية فعلية. في Proto-danksharding، لا يزال يتعين على جميع المدققين والمستخدمين التحقق بشكل مباشر من توفر البيانات الكاملة. ونتيجة لذلك، لتقليل العبء على العقد التوافقية، ستضع إيثريوم حدًا زمنيًا لتخزين بيانات Blob (ربما بين 30 و90 يومًا)، وقد يتم تخزين هذه البيانات التاريخية على BitTorrent أو IPFS في المستقبل.

الخاتمة

المصدر: ep4844.com

وفقًا لموقع eip4844.com، هناك ست مزايا رئيسية لـ EIP-4844: سهولة التجميع، وانخفاض رسوم الغاز، والتوافق الأمامي، والتواجد في عُقد المنارة، وتقليل استخدام القرص الصلب، ووقت تخزين بيانات Blob الأقصر. من المتوقع أنه في عام 2023، سيتم نشر EIP-4844 رسميًا في نظام ETH بعد ترقية Shanghai hard fork. بعد اكتمال الترقية، من المتوقع أن تستفيد مشاريع Layer2 مثل Arbitrum و Optimism.

وفي ذلك الوقت، من المرجح أن تصبح EIP-4844 عقدة رئيسية أخرى في تاريخ تطوير إيثريوم، مع فتح الطريق للتقسيم الكامل في المستقبل.