تأكيد المعاملات السريعة: اتجاه جديد لتحسين تجربة مستخدمي إثيريوم
من الجوانب المهمة لتجربة مستخدم blockchain هو سرعة تأكيد المعاملات. في السنوات الأخيرة، حقق إثيريوم تقدمًا ملحوظًا في هذا الصدد. بفضل EIP-1559 والانتقال إلى PoS مما أدى إلى استقرار أوقات إنشاء الكتل، عادةً ما يتم تأكيد المعاملات المرسلة من قبل المستخدمين على L1 في غضون 5-20 ثانية، مما يعادل تقريبًا تجربة الدفع بواسطة بطاقة الائتمان. ومع ذلك، لا يزال هناك قيمة في تقصير وقت التأكيد، حيث تتطلب بعض التطبيقات حتى تأخير دون جزء من الثانية. ستستكشف هذه المقالة عدة حلول قابلة للتطبيق لتعزيز سرعة تأكيد معاملات إثيريوم.
نظرة عامة على التكنولوجيا الحالية
نهائية واحدة
حاليًا، يتبنى إجماع Gasper في إثيريوم هيكلًا يتضمن الفتحة (Slot) والعصر (Epoch). كل 12 ثانية فتحة، يصوت بعض المدققين على رأس السلسلة، ويدور 32 فتحة (6.4 دقيقة ) بحيث يصوت جميع المدققين مرة واحدة. يتم تفسير هذه الأصوات كرسائل في خوارزمية إجماع من نوع PBFT، بعد عصرين (12.8 دقيقة ) تُوفر ضمانات اقتصادية قوية للنهائية.
في السنوات الأخيرة، بدأت هذه الطريقة تُظهر عيوبًا: أولًا، التعقيد العالي، حيث أن التفاعل بين آلية مستوى الفتحة وآلية مستوى العصر يمكن أن يؤدي إلى أخطاء بسهولة؛ ثانيًا، فترة الانتظار التي تبلغ 12.8 دقيقة طويلة جدًا. لقد حلت نهائية الفتحة الواحدة (Single Slot Finality، SSF) مكان هذه البنية من خلال آلية شبيهة بتندرمينت، حيث يمكن تأكيد الكتلة N نهائيًا قبل توليد N+1. تحتفظ SSF بآلية "تسرب غير نشط"، مما يسمح بسير السلسلة واستعادة العمل حتى في حالة انقطاع أكثر من 1/3 من الموثقين.
التحدي الرئيسي لSSF هو أن كل مُراهن يحتاج إلى نشر رسالتين كل 12 ثانية، مما يسبب حملًا كبيرًا على الشبكة. على الرغم من وجود بعض الحلول التخفيفية، مثل اقتراح Orbit SSF الأخير، إلا أن المستخدمين لا يزالون بحاجة للانتظار من 5 إلى 20 ثانية لتأكيد المعاملة.
تأكيد مسبق لروول أب
في السنوات الأخيرة، اتبعت إثيريوم خريطة طريق تركز على rollup، حيث تم تصميم L1 لدعم وظائف أساسية مثل توفر البيانات للاستخدام من قبل بروتوكولات L2 ( مثل rollups وvalidiums وplasmas )، لتقديم أمان مماثل للمستخدمين على نطاق أوسع.
هذا أدى إلى تقسيم العمل داخل نظام إثيريوم البيئي: تركز L1 على مقاومة الرقابة والموثوقية وتحسين الوظائف الأساسية، بينما تخدم L2 احتياجات المستخدمين بشكل مباشر أكثر. ومع ذلك، تأمل L2 في تقديم تأكيدات أسرع من 5-20 ثانية للمستخدمين.
من الناحية النظرية، فإن إنشاء شبكة موحدة غير مركزية هو مسؤولية L2. قد تقوم مجموعة صغيرة من المدققين بالتوقيع على الكتل كل بضع مئات من المللي ثانية، وتخزين الأصول كضمان. في النهاية، سيتم نشر ملفات رأس هذه الكتل L2 إلى L1.
لكن مجموعة المدققين L2 قد تسيء التصرف: توقيع الكتلة B1 أولاً، ثم توقيع B2 المتعارضة وتقديمها مسبقاً. بمجرد اكتشافهم، سيفقدون أصول الرهان. حالياً هناك أمثلة على إصدارات مركزية، لكن تطوير rollup لشبكات ترتيب لامركزية يتقدم ببطء. يبدو أنه ليس من العدل أن يُطلب من جميع L2 تنفيذ ترتيب لامركزي، فهذا يعادل تقريباً إنشاء L1 جديدة تماماً. لذلك، تم اقتراح أن تشترك جميع L2( و L1) في آلية تأكيد مسبقة ضمن نطاق إيثريوم: التأكيد المسبق الأساسي.
تأكيد مسبق أساسي
الافتراضات الأساسية المسبقة تفترض أن مقترحي إثيريوم هم مشاركون معقدون للغاية مرتبطون بـ MEV، من خلال تحفيزهم لتحمل مسؤولية خدمات ما قبل التأكيد للاستفادة من هذه التعقيدات.
فكرته الأساسية هي إنشاء بروتوكولات موحدة، يمكن للمستخدمين دفع رسوم إضافية للحصول على ضمان فوري بأن معاملاتهم ستدرج في الكتلة التالية، بالإضافة إلى إعلان عن نتائج المعاملات. إذا خالف المقترح، سيتم مصادرة المبلغ.
يمكن استخدام هذه الآلية لكل من معاملات L1 وأيضًا لكتل L2 القائمة على "rollups".
آفاق المستقبل
افترض أننا حققنا نهائية الفتحة الواحدة، باستخدام تقنية مشابهة لأوربيت لتقليل عدد مصدقي التوقيع في كل فتحة، مع التقدم نحو تقليل هدف ضمان 32 ايثر. قد تزيد مدة الفتحة إلى 16 ثانية، ثم نستخدم التأكيد المسبق للـ rollup أو التأكيد المسبق الأساسي لتوفير تأكيد أسرع للمستخدمين. في النهاية، نحصل على عصر جديد - هيكل الفتحة.
السبب العميق الذي لا مفر منه وراء هذا الهيكل هو: أن الوقت المطلوب للتوصل إلى توافق تقريبي حول شيء ما هو أقل بكثير من الوقت المطلوب لتحقيق "النهائية الاقتصادية" إلى أقصى حد.
تشمل الأسباب الرئيسية عدد العقد و"جودة" العقد. "التوافق التقريبي" يحتاج إلى عدد قليل من العقد، بينما تتطلب النهائية الاقتصادية مشاركة غالبية العقد. يمكن لمجموعة فرعية من العقد المتخصصة تقليل وقت البروتوكول التقريبي إلى حوالي 2 ثانية.
لذلك، يبدو أن هيكلية عصر-المسار هي الاتجاه الصحيح، ولكن هناك اختلافات بين التنفيذات المختلفة. ومن الجدير استكشاف إنشاء فصل أقوى للنقاط التركيز بين الآليتين، بدلاً من الربط الوثيق كما هو الحال مع Gasper.
اختيار L2
حاليًا، هناك ثلاث استراتيجيات معقولة لـ L2:
تقنيًا وفكريًا "مبني على" إثيريوم، تحسين خصائص الطبقة الأساسية والقيم. يمكن اعتباره "شظية علامة تجارية"، ويمكن أيضًا ابتكار بشكل جريء في جوانب مثل تصميم VM الجديد.
أن تصبح "خادم مزود بإطار عمل بلوكشين"، استغلال المزايا المركزية بالكامل، وفي الوقت نفسه ضمان الأمان من خلال إثبات الفعالية وآليات الخروج وغيرها.
الحل الوسط: سلسلة سريعة تحتوي على حوالي مئة عقدة، إثيريوم يوفر قابلية تشغيل إضافية وأمان. هذه هي المسار الحالي للعديد من مشاريع L2.
بالنسبة لبعض التطبيقات مثل ENS، تخزين المفاتيح، وبعض بروتوكولات الدفع، فإن زمن كتلة قدره 12 ثانية يكفي. في حالات أخرى، هناك حاجة إلى بنية العصر - الفتحة، حيث "العصر" هو SSF الخاص بإيثيريوم، و"الفتحة" تختلف حسب التطبيق.
المسألة الأساسية هي إلى أي مدى يمكن أن تحقق بنية العصور-المنافذ الأصلية في إثيريوم. إذا تم تقليل وقت المنفذ إلى ثانية واحدة، ستتقلص مساحة الحل الثالث بشكل كبير.
ما زلنا بعيدين عن الإجابات النهائية لهذه الأسئلة. لا يزال هناك مستوى كبير من عدم اليقين بشأن تطور تعقيد مقترحي الكتل. التصميمات الجديدة مثل Orbit SSF توفر مساحة واسعة للاستكشاف. كلما زادت الخيارات، يمكننا تقديم تجربة أفضل لمستخدمي L1 و L2، كما يمكننا تبسيط عمل مطوري L2.
قد تحتوي هذه الصفحة على محتوى من جهات خارجية، يتم تقديمه لأغراض إعلامية فقط (وليس كإقرارات/ضمانات)، ولا ينبغي اعتباره موافقة على آرائه من قبل Gate، ولا بمثابة نصيحة مالية أو مهنية. انظر إلى إخلاء المسؤولية للحصول على التفاصيل.
إثيريوم تأكيد الصفقة تسريع: دراسة عن النهائيّة في منفذ واحد وآلية التأكيد المسبق
تأكيد المعاملات السريعة: اتجاه جديد لتحسين تجربة مستخدمي إثيريوم
من الجوانب المهمة لتجربة مستخدم blockchain هو سرعة تأكيد المعاملات. في السنوات الأخيرة، حقق إثيريوم تقدمًا ملحوظًا في هذا الصدد. بفضل EIP-1559 والانتقال إلى PoS مما أدى إلى استقرار أوقات إنشاء الكتل، عادةً ما يتم تأكيد المعاملات المرسلة من قبل المستخدمين على L1 في غضون 5-20 ثانية، مما يعادل تقريبًا تجربة الدفع بواسطة بطاقة الائتمان. ومع ذلك، لا يزال هناك قيمة في تقصير وقت التأكيد، حيث تتطلب بعض التطبيقات حتى تأخير دون جزء من الثانية. ستستكشف هذه المقالة عدة حلول قابلة للتطبيق لتعزيز سرعة تأكيد معاملات إثيريوم.
نظرة عامة على التكنولوجيا الحالية
نهائية واحدة
حاليًا، يتبنى إجماع Gasper في إثيريوم هيكلًا يتضمن الفتحة (Slot) والعصر (Epoch). كل 12 ثانية فتحة، يصوت بعض المدققين على رأس السلسلة، ويدور 32 فتحة (6.4 دقيقة ) بحيث يصوت جميع المدققين مرة واحدة. يتم تفسير هذه الأصوات كرسائل في خوارزمية إجماع من نوع PBFT، بعد عصرين (12.8 دقيقة ) تُوفر ضمانات اقتصادية قوية للنهائية.
في السنوات الأخيرة، بدأت هذه الطريقة تُظهر عيوبًا: أولًا، التعقيد العالي، حيث أن التفاعل بين آلية مستوى الفتحة وآلية مستوى العصر يمكن أن يؤدي إلى أخطاء بسهولة؛ ثانيًا، فترة الانتظار التي تبلغ 12.8 دقيقة طويلة جدًا. لقد حلت نهائية الفتحة الواحدة (Single Slot Finality، SSF) مكان هذه البنية من خلال آلية شبيهة بتندرمينت، حيث يمكن تأكيد الكتلة N نهائيًا قبل توليد N+1. تحتفظ SSF بآلية "تسرب غير نشط"، مما يسمح بسير السلسلة واستعادة العمل حتى في حالة انقطاع أكثر من 1/3 من الموثقين.
التحدي الرئيسي لSSF هو أن كل مُراهن يحتاج إلى نشر رسالتين كل 12 ثانية، مما يسبب حملًا كبيرًا على الشبكة. على الرغم من وجود بعض الحلول التخفيفية، مثل اقتراح Orbit SSF الأخير، إلا أن المستخدمين لا يزالون بحاجة للانتظار من 5 إلى 20 ثانية لتأكيد المعاملة.
تأكيد مسبق لروول أب
في السنوات الأخيرة، اتبعت إثيريوم خريطة طريق تركز على rollup، حيث تم تصميم L1 لدعم وظائف أساسية مثل توفر البيانات للاستخدام من قبل بروتوكولات L2 ( مثل rollups وvalidiums وplasmas )، لتقديم أمان مماثل للمستخدمين على نطاق أوسع.
هذا أدى إلى تقسيم العمل داخل نظام إثيريوم البيئي: تركز L1 على مقاومة الرقابة والموثوقية وتحسين الوظائف الأساسية، بينما تخدم L2 احتياجات المستخدمين بشكل مباشر أكثر. ومع ذلك، تأمل L2 في تقديم تأكيدات أسرع من 5-20 ثانية للمستخدمين.
من الناحية النظرية، فإن إنشاء شبكة موحدة غير مركزية هو مسؤولية L2. قد تقوم مجموعة صغيرة من المدققين بالتوقيع على الكتل كل بضع مئات من المللي ثانية، وتخزين الأصول كضمان. في النهاية، سيتم نشر ملفات رأس هذه الكتل L2 إلى L1.
لكن مجموعة المدققين L2 قد تسيء التصرف: توقيع الكتلة B1 أولاً، ثم توقيع B2 المتعارضة وتقديمها مسبقاً. بمجرد اكتشافهم، سيفقدون أصول الرهان. حالياً هناك أمثلة على إصدارات مركزية، لكن تطوير rollup لشبكات ترتيب لامركزية يتقدم ببطء. يبدو أنه ليس من العدل أن يُطلب من جميع L2 تنفيذ ترتيب لامركزي، فهذا يعادل تقريباً إنشاء L1 جديدة تماماً. لذلك، تم اقتراح أن تشترك جميع L2( و L1) في آلية تأكيد مسبقة ضمن نطاق إيثريوم: التأكيد المسبق الأساسي.
تأكيد مسبق أساسي
الافتراضات الأساسية المسبقة تفترض أن مقترحي إثيريوم هم مشاركون معقدون للغاية مرتبطون بـ MEV، من خلال تحفيزهم لتحمل مسؤولية خدمات ما قبل التأكيد للاستفادة من هذه التعقيدات.
فكرته الأساسية هي إنشاء بروتوكولات موحدة، يمكن للمستخدمين دفع رسوم إضافية للحصول على ضمان فوري بأن معاملاتهم ستدرج في الكتلة التالية، بالإضافة إلى إعلان عن نتائج المعاملات. إذا خالف المقترح، سيتم مصادرة المبلغ.
يمكن استخدام هذه الآلية لكل من معاملات L1 وأيضًا لكتل L2 القائمة على "rollups".
آفاق المستقبل
افترض أننا حققنا نهائية الفتحة الواحدة، باستخدام تقنية مشابهة لأوربيت لتقليل عدد مصدقي التوقيع في كل فتحة، مع التقدم نحو تقليل هدف ضمان 32 ايثر. قد تزيد مدة الفتحة إلى 16 ثانية، ثم نستخدم التأكيد المسبق للـ rollup أو التأكيد المسبق الأساسي لتوفير تأكيد أسرع للمستخدمين. في النهاية، نحصل على عصر جديد - هيكل الفتحة.
السبب العميق الذي لا مفر منه وراء هذا الهيكل هو: أن الوقت المطلوب للتوصل إلى توافق تقريبي حول شيء ما هو أقل بكثير من الوقت المطلوب لتحقيق "النهائية الاقتصادية" إلى أقصى حد.
تشمل الأسباب الرئيسية عدد العقد و"جودة" العقد. "التوافق التقريبي" يحتاج إلى عدد قليل من العقد، بينما تتطلب النهائية الاقتصادية مشاركة غالبية العقد. يمكن لمجموعة فرعية من العقد المتخصصة تقليل وقت البروتوكول التقريبي إلى حوالي 2 ثانية.
لذلك، يبدو أن هيكلية عصر-المسار هي الاتجاه الصحيح، ولكن هناك اختلافات بين التنفيذات المختلفة. ومن الجدير استكشاف إنشاء فصل أقوى للنقاط التركيز بين الآليتين، بدلاً من الربط الوثيق كما هو الحال مع Gasper.
اختيار L2
حاليًا، هناك ثلاث استراتيجيات معقولة لـ L2:
تقنيًا وفكريًا "مبني على" إثيريوم، تحسين خصائص الطبقة الأساسية والقيم. يمكن اعتباره "شظية علامة تجارية"، ويمكن أيضًا ابتكار بشكل جريء في جوانب مثل تصميم VM الجديد.
أن تصبح "خادم مزود بإطار عمل بلوكشين"، استغلال المزايا المركزية بالكامل، وفي الوقت نفسه ضمان الأمان من خلال إثبات الفعالية وآليات الخروج وغيرها.
الحل الوسط: سلسلة سريعة تحتوي على حوالي مئة عقدة، إثيريوم يوفر قابلية تشغيل إضافية وأمان. هذه هي المسار الحالي للعديد من مشاريع L2.
بالنسبة لبعض التطبيقات مثل ENS، تخزين المفاتيح، وبعض بروتوكولات الدفع، فإن زمن كتلة قدره 12 ثانية يكفي. في حالات أخرى، هناك حاجة إلى بنية العصر - الفتحة، حيث "العصر" هو SSF الخاص بإيثيريوم، و"الفتحة" تختلف حسب التطبيق.
المسألة الأساسية هي إلى أي مدى يمكن أن تحقق بنية العصور-المنافذ الأصلية في إثيريوم. إذا تم تقليل وقت المنفذ إلى ثانية واحدة، ستتقلص مساحة الحل الثالث بشكل كبير.
ما زلنا بعيدين عن الإجابات النهائية لهذه الأسئلة. لا يزال هناك مستوى كبير من عدم اليقين بشأن تطور تعقيد مقترحي الكتل. التصميمات الجديدة مثل Orbit SSF توفر مساحة واسعة للاستكشاف. كلما زادت الخيارات، يمكننا تقديم تجربة أفضل لمستخدمي L1 و L2، كما يمكننا تبسيط عمل مطوري L2.