ZK-Rollups: فهم حل التوسع الذي يعد بإحداث ثورة في Layer 2

مشكلة قابلية التوسع التي تواجهها سلاسل الكتل

لقد كشفت عملية اعتماد العملات المشفرة على نطاق واسع عن ضعف أساسي: لا تستطيع معظم الشبكات البلوكتشين معالجة المعاملات بالسرعة الكافية. عندما تزدحم الشبكة، تحدث أمران بشكل لا مفر منه: تتصاعد الرسوم وتزداد سوء تجربة المستخدم.

هناك مساران لحل هذه المشكلة. حلول الطبقة 1 تعدل مباشرةً البلوكشين ( مثل الشاردينغ في إيثيريوم )، مما يقسم عبء العمل. بينما تعمل حلول الطبقة 2 على البلوكشين الموجودة، حيث تعالج المعاملات خارج السلسلة ثم تسجل فقط النتيجة النهائية. تعتبر رولات الأكثر شعبية في تنفيذ الطبقة 2.

ما هي الـ rollups ولماذا توجد نوعان منها؟

تجمع الـ Rollups مئات المعاملات في معاملة واحدة، مما يقلل بشكل كبير من العبء على البلوكشين الأساسية. ومع ذلك، هناك نهجان مختلفان:

التجميعات المتفائلة ( مثل Optimism وArbitrum وopBNB) تفترض أن جميع المعاملات شرعية بشكل افتراضي. للتحقق منها، ينتظرون فترة تحدي حيث يمكن للشبكة الاعتراض على المعاملات المشبوهة. هذه الطريقة أسهل في التنفيذ، لكنها تضيف تأخيرًا.

ZK-rollups (مثل zkSync و Starknet) تعمل بطريقة معاكسة: تتحقق من كل معاملة على الفور باستخدام تقنية تشفير تسمى إثباتات المعرفة الصفرية. لا تتطلب فترة انتظار، لكنها أكثر تعقيدًا في التنفيذ.

براهين المعرفة الصفرية: التكنولوجيا الكامنة وراء ZK-Rollups

إثباتات عدم المعرفة (ZKP) هي أدوات تشفيرية تسمح بإثبات أن شيئًا ما صحيح دون الكشف عن تفاصيل كيفية كونه صحيحًا. يقوم جزء (المختبر) بإثبات صحة ادعاء ما لجزء آخر (المدقق) مع الحفاظ على ذلك مخفيًا تمامًا.

لكي تعمل بشكل صحيح، يجب أن تفي كل ZKP بثلاث خصائص:

1. سلامة: إذا كانت العبارة صحيحة وتصرف الطرفان بشكل صحيح، ستؤكد الاختبار دائمًا صحتها.

2. الصلابة: لا يمكن لمختبر غير شريف خداع المدقق تقريبًا، إلا في ظروف نادرة للغاية.

3. المعرفة الصفرية: الجانب الأكثر أهمية. عند الانتهاء، يعرف المدقق فقط ما إذا كان شيء ما صحيحًا، لكنه لا يحصل على أي معلومات حول ما الذي اختبره.

تعمل العملية في ثلاث مراحل: أولاً، يقدم المختبر “شاهد” (معلومات سرية لا يعرفها سوى هو)؛ ثانياً، يطرح المدقق أسئلة عشوائية بناءً على هذا الشاهد؛ وأخيراً، يجيب المختبر بشكل صحيح مما يدل على أنه يمتلك المعلومات دون الكشف عنها.

كيف تعمل ZK-rollups بالفعل

تجمع ZK-rollups بين العقود الذكية على السلسلة وآلات افتراضية خارج السلسلة. العقد الرئيسي على إيثريوم يخزن كتل الـ rollup ويدير الودائع، بينما يتحقق عقد التحقق من الإثباتات المشفرة. بالتوازي، تقوم أجهزة الكمبيوتر خارج السلسلة بتنفيذ المعاملات بشكل مستقل، وتوليد الإثباتات التي يتم تقديمها لاحقًا على السلسلة الأساسية.

الميزة تكمن في أن إيثيريوم لا يتحمل الحمل الزائد مع كل معاملة صغيرة. بدلاً من ذلك، يتلقى ملخصات مضغوطة تحتوي على كافة المعلومات التي تم التحقق منها بطريقة مشفرة.

المزايا المحددة لـ ZK-rollups

سرعة محسنة: من خلال معالجة المعاملات في بيئة حوسبة محسّنة خارج السلسلة، يرتفع الأداء الكلي بشكل كبير.

أقل ازدحام في الشبكة: تحتاج عقد الإيثيريوم فقط إلى تخزين أدلة تشفيرية مضغوطة بدلاً من بيانات المعاملات الكاملة، مما يحرر الموارد.

عمولات مخفضة: مع تقليل الازدحام، تنخفض تكاليف المعاملات بشكل متناسب.

الأمان المعزز: على عكس السلاسل الجانبية، تتيح عمليات ZK-rollups للمستخدمين سحب الأموال حتى إذا كانت شبكة rollup تواجه مشكلات، مما يحافظ عليها تحت سيطرة البلوكشين الأساسية.

التحقق الفوري: نظرًا لأن الاختبارات الصالحة تتطلب التحقق فقط، لا توجد فترة تحدٍ تميز التجميعات المتفائلة.

القيود التي لا تزال تواجه هذه التكنولوجيا

العيب الرئيسي هو التعقيد: تتطلب ZK-rollups رياضيات تشفيرية متطورة وهي أكثر صعوبة بشكل ملحوظ في التطوير والتنفيذ مقارنة بنظيراتها المتفائلة.

بالإضافة إلى ذلك، فإنها تظل خاضعة لقيود الطبقة الأساسية. إذا كانت شبكة إيثريوم مزدحمة، فإن ZK-rollups ستلاحظ ذلك أيضًا.

أخيرًا، تسهم كل تنفيذ من الطبقة الثانية في تجزئة السيولة. إذا تم توزيع القيمة بين العديد من رول أب، فقد تعاني البروتوكولات الفردية من مشاكل في عمق السوق.

لماذا يختار البعض المتفائلين والآخرون ZK؟

اكتسبت الرفع المتفائلة اعتمادًا مبكرًا لأنها نسبيًا سهلة البناء. يضحي المطورون بالسرعة مقابل تنفيذ أسرع. على الرغم من أن الرفع ZK، التي هي أعلى من حيث الأداء النظري، تتطلب مستوى أعلى من التعقيد الفني، مما يحد من اعتمادها الحالي.

ومع ذلك، مع نضوج التكنولوجيا وتقدم البحث، تتجه الـ ZK-rollups لتكون الحل السائد على المدى الطويل.

الخاتمة: مستقبل قابلية التوسع في البلوكشين

تعتبر القابلية للتوسع ليست ميزة اختيارية في البلوكتشين، بل ضرورة أساسية. تمثل ZK-rollups تقدمًا مفاهيميًا مهمًا، حيث تجمع بين الخصوصية التشفيرية والأداء المتفوق. تعقيدها الحالي ليس ضعفًا دائمًا، بل هي ميزة سيتم تحسينها مع مرور الوقت.

بالنسبة لأولئك الذين يسعون لفهم الأجيال القادمة من تكنولوجيا البلوكتشين، أصبح فهم كيفية عمل ZK-rollups أمرًا ضروريًا وليس اختياريًا. هذه الطريقة في توسيع نطاق طبقة 2 تعيد تعريف ما هو ممكن في التمويل اللامركزي.