أحدث مقال طويل بقلم V God: ما هو الفرق الحقيقي بين Ethereum L2 وتقاسم التنفيذ؟

قبل عامين ونصف، في "لعبة النهاية" الخاصة بي؛ ذكرت في مقالتي أن مسارات التطوير المختلفة المستقبلية لـ blockchain تبدو متشابهة جدًا من الناحية الفنية. في كلتا الحالتين، هناك عدد كبير من المعاملات على السلسلة، وتتطلب معالجة هذه المعاملات: (1) الكثير من العمليات الحسابية؛ (2) الكثير من عرض النطاق الترددي للبيانات.

لا يمكن لعقدة إيثريوم عادية (مثل عقدة أرشيف 2 تيرابايت التي تعمل على جهاز الكمبيوتر الخاص بي الآن) التحقق بشكل مباشر من الكمية الهائلة من البيانات والحسابات المطلوبة، حتى مع إمكانات هندسة البرمجيات القوية وأشجار Verkle. بدلاً من ذلك، في كل من "تقسيم L1" والحلول المتمركزة على مجموعة التحديثات، ويتم استخدام ZK-SNARKs للتحقق من الحسابات، ويتم استخدام DAS للتحقق من توفر البيانات. سواء أكان الأمر يتعلق بتقسيم L2 أو Rollups، فإن DAS هو نفسه، كما أن تقنية ZK-SNARKs متطابقة أيضًا. كلاهما رمز عقد ذكي وميزة بروتوكول. من منظور تقني حقيقي، فإن الإيثريوم عبارة عن تقسيم، أما المجموعات المجمعة فهي أجزاء.

ومن الطبيعي أن يثير هذا سؤالاً: ما الفرق بين الاثنين؟ أحد الاختلافات هو عواقب أخطاء التعليمات البرمجية: في عمليات التجميع، تتم سرقة الرموز المميزة؛ وفي التجزئة، ينهار الإجماع. ومع ذلك، أتوقع أنه مع استقرار البروتوكول وتحسن تكنولوجيا التحقق الرسمية، فإن تأثير الأخطاء البرمجية سوف يصبح أقل بشكل متزايد. إذن، ما هي الاختلافات الأخرى التي قد توجد بين هذين الحلين والتي يمكن أن تستمر على المدى الطويل؟

تنوع بيئات التنفيذ

في عام 2019، ناقشنا فكرة بيئات التنفيذ في الايثيريوم. في الأساس، سيكون للإيثريوم "مناطق" مختلفة. يمكنها وضع قواعد مختلفة للحسابات (بما في ذلك طرق مختلفة تمامًا مثل UTXO)، وكيفية عمل الأجهزة الافتراضية، والوظائف الأخرى. وهذا من شأنه أن يسمح بالتنوع المنهجي عبر أجزاء مختلفة من المكدس، ولكن سيكون من الصعب تحقيقه إذا حاولت إيثريوم دمج وظائف متعددة في وظيفة واحدة.

وفي نهاية المطاف، تخلينا عن بعض الخطط الأكثر طموحًا واحتفظنا فقط بأداة EVM. ومع ذلك، يمكن القول أن Ethereum L2s (بما في ذلك المجموعات، والصالحيات، والبلازما) تعمل في النهاية كبيئات تنفيذ. حاليًا، نركز عادةً على L2s المكافئة لـ EVM، لكن هذا يتجاهل التنوع الذي توفره العديد من الطرق الأخرى:

• Arbitrum Stylus، الذي يضيف أوراكل ثانٍ قائم على WASM خارج EVM؛
• الوقود، الذي يستخدم بنية تعتمد على UTXO مشابهة للبيتكوين (لكنها أكثر وظيفية)؛
• Aztec، التي تقدم لغة جديدة وإضفاء الطابع الرسمي على البرمجة تتمحور حول العقود الذكية التي تحافظ على الخصوصية بناءً على ZK-SNARKs.

يمكننا أن نحاول أن نجعل EVM جهازًا افتراضيًا فائقًا يغطي جميع الأشكال الرسمية الممكنة، ولكن هذا من شأنه أن يقلل بشكل كبير من كفاءة كل وظيفة. سيكون من الأفضل السماح لهذه المنصات بالقيام بما تتخصص فيه.

المقايضات الأمنية: قابلية التوسع وسرعة المعاملات

يوفر Ethereum L1 ضمانات أمنية قوية جدًا. إذا تم الالتزام بالبيانات المضمنة في الكتلة النهائية على L1، فإن الإجماع الكامل (بما في ذلك الإجماع الاجتماعي في الحالات القصوى) سيضمن عدم إمكانية تغيير البيانات وعدم التراجع عن أي تنفيذ يتم تشغيله بواسطة هذه البيانات، وستظل البيانات قابلة للوصول. ولتحقيق هذا الضمان الأمني، فإن Ethereum L1 على استعداد لقبول التكاليف المرتفعة.

في وقت كتابة هذا التقرير، كانت رسوم المعاملات منخفضة نسبيًا: رسوم الطبقة الثانية أقل من سنت واحد لكل معاملة، وحتى على L1، تكون تحويلات ETH الأساسية أقل من دولار واحد. إذا كان التقدم التكنولوجي سريعا بما فيه الكفاية وكان النمو في المساحة المتاحة قادرا على مواكبة الطلب، فقد تظل هذه الرسوم منخفضة نسبيا في المستقبل، لكنها قد لا تكون كذلك. بالنسبة للعديد من التطبيقات غير المالية (مثل وسائل التواصل الاجتماعي أو الألعاب)، فإن رسوم المعاملة البالغة 0.01 دولار أمريكي تعتبر مرتفعة للغاية.

ومع ذلك، لا تحتاج الوسائط الاجتماعية والألعاب إلى نفس نموذج الأمان مثل L1. إذا كان بإمكان شخص ما أن ينفق مليون دولار لإلغاء سجل خسارة مباراة ما أو جعل تغريدة تظهر بعد ثلاثة أيام من موعد ظهورها الفعلي، فهذا لا يهم. ولذلك، لا ينبغي أن تتحمل هذه التطبيقات نفس تكاليف الأمان. تحقق حلول L2 ذلك من خلال دعم مجموعة من طرق توفر البيانات بدءًا من المجموعات المجمعة وحتى البلازما وحتى التحقق من الصحة.

وهناك مقايضة أخرى وهي مسألة نقل الأصول من L2 إلى L2. أتوقع أنه في السنوات الخمس إلى العشر القادمة، ستكون جميع عمليات التجميع عبارة عن ZK Rollups، وأنظمة إثبات فائقة الكفاءة مثل Binius وCircle STARKs مع عمليات البحث، جنبًا إلى جنب مع طبقات تجميع الإثبات، ستجعل من الممكن لـ L2s توفير جذور الحالة النهائية في كل فتحة.

لكن في الوقت الحالي، لا يمكننا سوى الدمج بشكل معقد بين Optimistic Rollups وZK Rollups واستخدام نوافذ زمنية مختلفة للإثبات. إذا قمنا بتنفيذ تجزئة التنفيذ في عام 2021، لكان نموذج الأمان للحفاظ على صدق الأجزاء هو عمليات التجميع المتفائلة، وليس ZK، لذلك سيتعين على L1 إدارة منطق معقد مقاوم للاحتيال على السلسلة، وستكون أوقات السحب طويلة تصل إلى أسبوع لنقل الأصول بين القطع. ولكن مثل الأخطاء البرمجية، أعتقد أن هذه المشكلة ستكون مؤقتة في النهاية.

تعد سرعة المعاملة جانبًا ثالثًا من جوانب المقايضة الأمنية، وهو جانب أكثر ديمومة. تنتج Ethereum كتلًا كل 12 ثانية ولن تكون أسرع لتجنب المركزية المفرطة. ومع ذلك، فإن العديد من لغات L2 تستكشف ضغط أوقات الكتلة إلى بضع مئات من المللي ثانية. اثنتي عشرة ثانية ليست سيئة للغاية: عادةً ما ينتظر المستخدمون حوالي 6 إلى 7 ثوانٍ في المتوسط ​​حتى يتم تضمين معاملاتهم في الكتلة (وليس 6 ثوانٍ فقط لأن الكتلة التالية قد لا تتضمنهم). وهذا مشابه للوقت الذي أنتظره عند الدفع ببطاقة الائتمان. لكن العديد من التطبيقات تحتاج إلى سرعات أعلى، ويمكن لـ L2s توفير ذلك.

للتسريع، لدى مدققي L2 آلية تأكيد مسبق: يعد مدققو L2 أنفسهم بتضمين معاملة في وقت محدد مع التوقيعات الرقمية، وإذا لم يتم تضمين المعاملة، فسيتم معاقبتهم. تعمل آلية StakeSure على توسيع هذه الآلية.

الآن، يمكننا أن نحاول تنفيذ كل هذه الميزات على L1. يمكن أن يتضمن L1 "تأكيدًا مسبقًا سريعًا" و"التأكيد النهائي البطيء" نظام. يمكن أن تتضمن أجزاء مختلفة بمستويات أمان مختلفة. ومع ذلك، فإن هذا من شأنه أن يزيد من تعقيد البروتوكول. بالإضافة إلى ذلك، فإن القيام بكل شيء على المستوى الأول يخاطر بإثقال الإجماع، حيث أن العديد من الأساليب واسعة النطاق أو ذات الإنتاجية العالية تشكل مخاطر مركزية أعلى أو تتطلب أشكالًا أقوى من "الحوكمة". والتي، إذا تم القيام بها على L1، من شأنها أن تؤثر على أجزاء أخرى من البروتوكول. ومن خلال توفير المقايضات من خلال L2s، يمكن لـ Ethereum تجنب هذه المخاطر إلى حد كبير.

فوائد الطبقة الثانية للتنظيم والثقافة

تخيل دولة مقسمة إلى قسمين، نصفها يصبح دولة رأسمالية والنصف الآخر دولة تقودها الحكومة بشكل كبير (على عكس سيناريوهات العالم الحقيقي، لنفترض أن هذا ليس نتيجة لأي حرب مؤلمة ولكن مجرد حدود طبيعية تظهر في يوم من الأيام).

في الجزء الرأسمالي، تتكون المطاعم من ملكية لا مركزية مختلفة، وسلاسل الكتل، وحقوق التصويت. وفي الدولة التي تقودها الحكومة، تكون جميعها فروعًا حكومية، مثل مراكز الشرطة. في اليوم الأول، لن يكون هناك الكثير من التغيير. سيتبع الناس عمومًا العادات الحالية، وما يصلح وما لا يصلح، بناءً على الحقائق التقنية مثل مهارات العمل والبنية التحتية. ومع ذلك، بعد مرور عام، سترى تغييرات هائلة حيث تؤدي الحوافز وهياكل التحكم المختلفة إلى تغييرات كبيرة في السلوك، مما يؤثر على من يأتي ويذهب، وما يتم بناؤه، وما يتم الحفاظ عليه، وما يتم التخلي عنه.

تتحدث نظرية تنظيم الصناعة كثيرًا عن مثل هذه الاختلافات: فهي لا تناقش فقط الاختلافات بين الاقتصادات التي تديرها الحكومة والاقتصادات الرأسمالية، بل تناقش أيضًا الاختلافات بين الاقتصادات التي تهيمن عليها شركات الامتياز الكبيرة والاقتصادات حيث تتم إدارة كل سوبر ماركت بواسطة رجل أعمال مستقل. أعتقد أن الفرق بين النظام البيئي الذي يركز على اللغة الأولى والنظام البيئي الذي يركز على اللغة الثانية متشابه.

وباعتباره نظامًا بيئيًا يتمحور حول L2، أعتقد أن المزايا الرئيسية للإيثريوم هي كما يلي:

• نظرًا لأن Ethereum هو نظام بيئي يركز على L2، فيمكنك بشكل مستقل بناء نظام بيئي فرعي بميزات فريدة بينما تظل جزءًا من نظام Ethereum البيئي الأكبر.
• إذا كنت تقوم ببناء عميل Ethereum فقط، فأنت جزء من Ethereum الأكبر، وعلى الرغم من أن لديك بعض المساحة للابتكار، إلا أنها أقل بكثير من المستوى الثاني. ومع ذلك، إذا كنت تقوم ببناء سلسلة مستقلة تمامًا، فستكون مساحة الإنشاء لديك واسعة، ولكنك ستفقد أيضًا فوائد الأمان المشترك وتأثيرات الشبكة. L2 هو توازن جيد.
• فهو لا يوفر فرصًا لتجربة بيئات تنفيذ جديدة ومقايضات أمنية يمكن أن تحقق قابلية التوسع والمرونة والسرعة فحسب، بل يوفر أيضًا آلية حوافز تشجع المطورين على البناء والصيانة والمجتمع على الدعم.

في الواقع، كل لغة L2 معزولة، مما يعني أيضًا أن نشر الأساليب الجديدة لا يتطلب إذنًا: لا تحتاج إلى إقناع جميع المطورين الأساسيين بأن طريقتك الجديدة "آمنة". للسلسلة بأكملها. إذا فشل L2 الخاص بك، فهذه مسؤوليتك. يمكن لأي شخص أن يقترح أفكارًا جامحة (على سبيل المثال، طريقة Intmax’s Plasma)، وحتى إذا تجاهلها مطورو Ethereum الأساسيون تمامًا، فيمكنهم الاستمرار في البناء والنشر في النهاية.

ميزات L1 والترجمات المسبقة ليست هكذا. حتى في الإيثيريوم، غالبًا ما يعتمد نجاح أو فشل تطوير المستوى الأول في النهاية على السياسة أكثر مما نرغب. وأيًا كان ما يمكن بناؤه نظريًا، فإن آليات الحوافز المختلفة التي تولدها الأنظمة البيئية التي تتمحور حول اللغة الأولى واللغة الثانية ستؤثر في نهاية المطاف بشكل خطير على ما تم بناؤه بالفعل، ومستوى الجودة، والترتيب الذي تم بناؤه به.

ما هي التحديات التي يواجهها النظام البيئي المتمركز حول L2 في Ethereum؟

يواجه هذا النهج المرتكز على اللغة الثانية تحديًا رئيسيًا لا يواجهه النظام البيئي المرتكز على اللغة الأولى بنفس القدر تقريبًا: التنسيق. بمعنى آخر، على الرغم من أن Ethereum يحتوي على العديد من لغات L2، فإن التحدي يكمن في كيفية جعله يبدو وكأنه "Ethereum". والاحتفاظ بتأثيرات شبكة Ethereum بدلاً من أن تصبح سلاسل N مستقلة. اليوم، هذا الوضع غير مرضٍ من نواحٍ عديدة:

1. تتطلب السلاسل المتقاطعة عادةً جسورًا مركزية، وهي معقدة للغاية بالنسبة للمستخدمين العاديين. إذا كان لديك رموز مميزة على Optimism، فلا يمكنك فقط لصق عنوان Arbitrum الخاص بشخص آخر في محفظتك لتحويل الأموال.
2. دعم العقود عبر السلاسل ليس جيدًا لمحافظ العقود الذكية الفردية والمحافظ التنظيمية (بما في ذلك المنظمات اللامركزية المستقلة). إذا قمت بتغيير مفتاح على أحد L2، فستحتاج إلى تغييره على كل L2 آخر.
3. غالبًا ما تكون البنية التحتية للتحقق اللامركزي غير موجودة. بدأت Ethereum أخيرًا في الحصول على عملاء خفيفين لائقين مثل Helios. ومع ذلك، إذا حدثت جميع الأنشطة على L2s، فسيحتاج كل منها إلى RPC المركزي الخاص به، وهو أمر لا معنى له. من حيث المبدأ، بمجرد حصولك على رؤوس كتلة Ethereum، فإن إنشاء عملاء خفيفين لـ L2s ليس بالأمر الصعب؛ ولكن في الممارسة العملية، لم يتم التركيز على هذه النقطة إلا قليلاً.

ويعمل المجتمع على تحسين هذه المجالات الثلاثة. بالنسبة لتبادل الرمز المميز عبر السلسلة، يعد معيار ERC-7683 اقتراحًا جديدًا، على عكس "الجسور المركزية" الحالية، ليس لديه عقد مركزية ثابتة أو رموز مميزة أو حوكمة. بالنسبة للحسابات عبر السلسلة، تتبع معظم المحافظ نهج استخدام الرسائل القابلة لإعادة التشغيل عبر السلسلة لتحديث المفاتيح على المدى القصير ومجموعات تخزين المفاتيح على المدى الطويل. بدأ ظهور عملاء خفيفين لـ L2s، مثل Beerus لـ Starknet. بالإضافة إلى ذلك، أدت التحسينات الأخيرة في تجربة المستخدم مع محافظ الجيل التالي إلى حل المزيد من المشكلات الأساسية، مثل السماح للمستخدمين بالوصول إلى التطبيقات اللامركزية دون تبديل الشبكات يدويًا.

ومع ذلك، يجب الاعتراف بأن النظام البيئي الذي يركز على اللغة الثانية يواجه تحديات حقيقية في التنسيق. لأن أي لغة ثانية واحدة ليس لديها حوافز اقتصادية طبيعية لبناء البنية التحتية اللازمة للتنسيق: فاللغة الثانية على نطاق صغير لن تفعل ذلك لأنها لا تجني سوى جزء صغير من الفوائد؛ لن تتمكن شبكات L2 واسعة النطاق من تحقيق ذلك لأنها يمكن أن تكسب نفس القدر أو أكثر من خلال تعزيز تأثيرات الشبكة المحلية الخاصة بها. إذا أخذ كل لغة L2 في الاعتبار نفسه فقط ولم يفكر أحد في كيفية التوافق مع نظام الإيثيريوم الأوسع، فسوف نفشل، تمامًا مثل المدينة الفاضلة الحضرية الموصوفة في الأقسام السابقة.

من الصعب القول أن هناك حلاً مثاليًا لهذه المشكلة. لا أستطيع إلا أن أقول إن النظام البيئي يحتاج إلى إدراك كامل أن البنية التحتية عبر L2 هي نوع من البنية التحتية لـ Ethereum بقدر ما هي عملاء L1 وأدوات التطوير ولغات البرمجة ويجب تقييمها وتمويلها. لدينا نقابة البروتوكول؛ ربما نحتاج إلى نقابة البنية التحتية الأساسية.

خاتمة

في مختلف المناقشات العامة، "L2" و "التقسيم" غالبًا ما يُنظر إليهما على أنهما استراتيجيتين متعارضتين لتوسيع نطاق blockchain. ولكن عند دراسة التكنولوجيا الأساسية، تجد معضلة: طرق القياس الأساسية الفعلية هي نفسها تمامًا. سواء أكان الأمر يتعلق بتقاسم البيانات، أو أدوات التحقق من الاحتيال، أو أدوات التحقق من ZK-SNARK، أو حلول "التراكمي، الجزئي" المتقاطع. التواصل، والفرق الرئيسي هو: من المسؤول عن بناء وتحديث هذه المكونات، وما مدى استقلاليتها؟

يقوم النظام البيئي الذي يركز على اللغة الثانية بشكل أساسي على التقسيم من منظور تقني حقيقي، ولكن في التقسيم، يمكنك إنشاء الأجزاء الخاصة بك باستخدام قواعدك الخاصة. هذا قوي جدًا، مع إبداع لا حدود له والكثير من الابتكار المستقل. ولكن هناك أيضًا بعض التحديات الرئيسية، خاصة فيما يتعلق بالتنسيق. لكي ينجح النظام البيئي المرتكز على اللغة الثانية مثل Ethereum، يجب عليه فهم هذه التحديات ومعالجتها بشكل مباشر للحصول على أكبر عدد ممكن من الفوائد من النظام البيئي المرتكز على اللغة الأولى والاقتراب قدر الإمكان من أفضل ما في العالمين.