ZK Rollup: المنفذ القادم لتوسعة إيثيريوم

لماذا تحتاج Ethereum إلى حلول الطبقة الثانية

باعتبارها أكبر منصة للعقود الذكية في العالم، لم تعيد Ethereum فقط تشكيل مشهد DeFi، بل أصبحت أيضًا موطنًا لعدد لا يحصى من التطبيقات اللامركزية. لكن الثمن الذي دفعه النجاح هو ازدحام الشبكة. مع تزايد المستخدمين، تظل رسوم المعاملات على السلسلة مرتفعة، وسرعة تأكيد المعاملات مزعجة. على الرغم من أن Ethereum 2.0 يتقدم تدريجيًا، إلا أن حل مشكلة التوسعة بشكل جذري لا يزال يتطلب وقتًا.

في هذا السياق، ظهرت حلول الشبكة من الطبقة الثانية، وZK Rollup بفضل آليته الفريدة في علم التشفير، أصبح التقنية الأكثر توقعًا في مجال التوسعة.

المبدأ الأساسي لـ ZK Rollup: لماذا هو مميز جدًا

يُعد ZK Rollup من حلول التوسعة من الطبقة الثانية، والفكرة الأساسية واضحة جدًا — حزم المعاملات خارج السلسلة الرئيسية لـ Ethereum، ثم نستخدم علم التشفير لإثبات أمان البيانات.

على وجه التحديد، يستخدمون تقنية الإثبات بصفر معرفة (zero-knowledge proofs)، وهي تقنية “تكنولوجيا سوداء” تتيح إثبات صحة مجموعة من المعاملات دون الكشف عن تفاصيلها. هذه الإثباتات مضغوطة جدًا، وتقلل بشكل كبير من عبء التخزين على السلسلة الرئيسية، مع ضمان نجاح المعاملات تقريبًا في الثانية.

تمتلك إثباتات ZK ثلاث خصائص رئيسية: الاكتمال (Completeness)، الصحة (Soundness)، وصفر المعرفة (Zero Knowledge). هذا التصميم الثلاثي يجعل النظام آمنًا وفعالًا في آن واحد.

عملية عمل ZK Rollup

يعتمد النظام بأكمله على تعاون بين العقود الذكية على السلسلة الرئيسية ومحاكاة افتراضية خارج السلسلة:

1. تحديد قواعد على السلسلة الرئيسية: العقود الذكية على Ethereum تحدد إطار قواعد معاملات ZK Rollup
2. معالجة كمية هائلة من المعاملات خارج السلسلة: يتم تنفيذ معاملات المستخدمين على آلة افتراضية مستقلة، متجاوزة تمامًا ازدحام السلسلة الرئيسية
3. إنشاء إثباتات علم التشفير: يُنتج النظام إثبات بصفر معرفة لمجموعة المعاملات بأكملها، دون الكشف عن التفاصيل الفردية
4. التحقق على السلسلة الرئيسية: يُرفع هذا الإثبات إلى Ethereum، ويؤكد عقد التحقق صحة مجموعة المعاملات

هذا التقسيم في المهام يسمح لـ Ethereum بالتركيز على الأمان والتأكيد النهائي، بينما يتم تحميل المهام الحسابية الثقيلة خارج السلسلة، مما يؤدي إلى زيادة القدرة على المعالجة، وانخفاض الرسوم، وتحسين تجربة المستخدم بشكل كبير.

ما هي مزايا ZK Rollup مقارنة بحلول الطبقة الثانية الأخرى

مقارنة بـ Optimistic Rollup (اللفافة المتفائلة)، يبرز ZK Rollup بوضوح. تعتمد اللفافة المتفائلة على نموذج “الثقة أولًا، ثم الإثبات” — تفترض صحة المعاملة، وتتحقق منها فقط عند وجود اعتراض؛ بينما ZK Rollup يتبع مبدأ “كل معاملة يجب أن يكون لها إثبات”، حيث تتطلب كل معاملة إثبات بصفر معرفة للتحقق المشفر.

وهذا يؤدي إلى اختلافات رئيسية:

• الأمان الفوري: يحقق ZK Rollup إتمام المعاملات بشكل فوري، حيث يتم قفلها بشكل دائم بمجرد استلام الإثبات على السلسلة، ولا يوجد فترة نزاع؛ بينما يتطلب Optimistic Rollup انتظار نافذة تحدي مدتها 7 أيام
• لا يعتمد على فرضيات الثقة: أمان ZK Rollup مضمون رياضيًا، ولا حاجة للاعتقاد بنزاهة المدققين؛ بينما يعتمد Optimistic Rollup على فرضية أن المدققين لن يتعاونوا معًا لارتكاب الاحتيال
• حماية أكبر للخصوصية: تفاصيل المعاملة الفردية مخفية داخل الإثبات، مما يجعلها أكثر خصوصية مقارنة بـ Optimistic Rollup الذي يكون شفافًا تمامًا

هذه المزايا تجعل ZK Rollup خيارًا أكثر تعقيدًا ولكنه أكثر متانة في حلول التوسعة.

خارطة مشاريع ZK Rollup في نظام Ethereum البيئي

حاليًا، تتنوع مشاريع ZK Rollup بشكل كبير، ولكل منها استراتيجيتها. دعونا نلقي نظرة على أبرز اللاعبين الذين يستحقون المتابعة.

Manta Network: رائد الخصوصية في DeFi

حجم TVL: 851 مليون دولار | تاريخ الإطلاق: سبتمبر 2023 (شبكة الاختبار) | الرمز المميز: MANTA (إدارة + قفل + رسوم)

Manta Pacific هو الحل من الطبقة الثانية الخاص بـ Manta Network على Ethereum، ويتميز بخصوصية المعاملات. يستخدم تقنية zk-SNARKs للسماح للمستخدمين بالتداول واستبدال الأصول المشفرة في بيئة خاصة تمامًا — حيث يتم تشفير طرفي المعاملة والمبلغ، لكن النظام يمكنه التحقق من صحتها.

منذ إطلاقه، استحوذ Manta Pacific بسرعة على المركز الرابع في قائمة حلول الطبقة الثانية على Ethereum، متفوقًا حتى على Base من Coinbase. يملأ هذا المشروع فجوة الخصوصية في نظام DeFi، حيث تفتقر معظم DEX إلى هذه الميزة.

الميزة الأساسية: جعل طبقة الخصوصية جزءًا من نظام DeFi، ويخطط ليصبح البنية التحتية للخصوصية عبر شبكات متعددة.

Linea: موازن بين السرعة والسهولة

حجم TVL: 202 مليون دولار | تاريخ الإطلاق: أغسطس 2023 | الرمز المميز: LINEA (الاستخدام لم يُعلن بعد)

تستخدم Linea تقنية zk-SNARKs لضغط وتجميع المعاملات خارج السلسلة قبل رفعها على السلسلة. تضع سهولة المطورين في المقام الأول، مما يسمح بنقل تطبيقات Ethereum الحالية بسلاسة. الإعلان عن توزيع رمزي في يناير 2024 زاد من توقعات المجتمع، على الرغم من أن آلية الرموز لم تتضح بعد، إلا أن المشروع يكتسب زخمًا.

الميزة الأساسية: توسعة + سهولة الاستخدام، مع قدرة عالية على المعالجة ضمن فئتها.

Polygon zkEVM: طموح عملاق النظام البيئي

حجم TVL: 115 مليون دولار | تاريخ الإطلاق: مارس 2023 (نسخة تجريبية للشبكة الرئيسية) | الرمز المميز: MATIC (رسوم الغاز + إدارة)

يُعد zkEVM من Polygon خيارًا أكاديميًا. ينفذ المعاملات خارج السلسلة في بيئة آلة افتراضية متوافقة مع EVM، ثم يستخدم إثبات ZK للتحقق على السلسلة، مع توافق تام مع أدوات وعقود Ethereum الحالية. كجزء من نظام Polygon البيئي، يمكنه الاستفادة من تكامل النظام البيئي.

الميزة الأساسية: انتقال سلس لأدوات Ethereum، وتقليل تكاليف التعلم والاندماج للمطورين.

Starknet: ابتكار تقنية STARKs

حجم TVL: 170 مليون دولار | تاريخ الإطلاق: فبراير 2022 | الرمز المميز: STRK (القيمة السوقية الحالية 389.88 مليون دولار، رسوم الغاز + إدارة + قفل)

يستخدم Starknet تقنية STARKs بدلاً من zk-SNARKs، وهو فرق رئيسي. لا يحتاج إلى إعداد موثوق (trusted setup)، ويوفر توسعة أكبر ومقاومة أقوى للحوسبة الكمومية. يدعم النظام الحساب العام، مما يعني أن أي منطق عقد ذكي يمكن تنفيذه.

الميزة الأساسية: مقاومة للحوسبة الكمومية + بدون فرضية الثقة، وهو الخيار الأكثر “رقمية بونك”.

zkSync Era: عمل Matter Labs المخلص

حجم TVL: 555 مليون دولار | تاريخ الإطلاق: مارس 2023 (إطلاق كامل للشبكة الرئيسية) | الرمز المميز: ZKS (رسوم الغاز + إدارة + قفل)

يركز zkSync Era على تجربة المستخدم. يعالج المعاملات بشكل غير متصل ويجمعها، مما يحسن من سرعة وتكلفة المعاملات. بفضل توافقه مع EVM، يمكن للمطورين نشر العقود الحالية مباشرة، بدون تكاليف ترحيل.

الميزة الأساسية: سهولة الوصول + كفاءة عالية، وهو من أبرز حلول ZK Rollup المتوافقة مع EVM.

Scroll: الوافد الجديد ذو الأداء العالي

حجم TVL: 63.46 مليون دولار | تاريخ الإطلاق: أكتوبر 2023 (جسر عبر السلسلة) | الرمز المميز: لا يوجد خطة لرمز مميز بعد

يستخدم Scroll تقنية zk-SNARKs، ويعتمد على تقديم أداء عالٍ وتأخير منخفض. يستخدم إثبات zk-SNARK واحد لدعم مجموعة كاملة من المعاملات، ثم يُبث إلى Ethereum. التوافق مع EVM يسهل نقل العقود الذكية الحالية.

الميزة الأساسية: يركز على الأداء العالي، مناسب لـ DeFi وبيئات التفاعل المكثف.

Aztec Protocol: مزيج اختياري للخصوصية

تاريخ الإطلاق: 2017 | الرمز المميز: لا يوجد رمز أصلي بعد

تتميز Aztec بدمج بين العام والخاص — يمكن تنفيذ منطق العقود الذكية بشكل علني أو خاص. أطلقت لغة برمجة Noir، المصممة خصيصًا لتطوير دوائر zk، مما يقلل بشكل كبير من صعوبة تطوير تطبيقات ZK. تعد البروتوكول بالانتقال الكامل إلى اللامركزية عند إطلاق الشبكة الرئيسية.

الميزة الأساسية: خصوصية برمجية + سهولة التطوير، مناسبة للتطبيقات التي تتطلب خصوصية.

ZKFair: “الشفرة الجراحية” في DEX

تاريخ الإطلاق: ديسمبر 2023 | الرمز المميز: ZKF (القيمة السوقية الحالية 163 مليون دولار، رسوم الغاز + إدارة + مكافآت الرسوم)

ZKFair هو بورصة لامركزية، ويستخدم ZK Rollup لمواجهة مشكلة التلاعب في ترتيب المعاملات (الفرونت رانينغ). يعالج هذا النقطة الدقيقة، حيث تتعرض العديد من DEX لمشكلة التلاعب في ترتيب المعاملات، ويستخدم ZKProof لضمان عدم إمكانية التلاعب في ترتيب المعاملات.

الميزة الأساسية: حارس نزاهة التداول، يجذب المتداولين المهتمين بالحد من الانزلاق السعري.

DeGate V1: حل منخفض التكلفة لـ DEX

تاريخ الإطلاق: سبتمبر 2022 | الرمز المميز: DG (القيمة السوقية الحالية 21.14 مليون دولار، إدارة + قفل + رسوم)

DeGate V1 هو تطبيق DEX آخر، يستخدم تقنية ZK Rollup لحل مشكلة التكاليف العالية للمعاملات الكبيرة. يعبئ المعاملات خارج السلسلة ويقوم بتسويتها بشكل موحد على Ethereum، مما يقلل التكاليف ويحد من الانزلاق السعري.

الميزة الأساسية: خيار مثالي للمعاملات الكبيرة، مع تحسين كبير في الرسوم والانزلاق السعري.

ZetaChain: رسول الربط بين السلاسل

تاريخ الإطلاق: فبراير 2021 | الرمز المميز: ZETA (القيمة السوقية الحالية 79.55 مليون دولار، رسوم الغاز + إدارة + وظائف عبر السلاسل)

ZetaChain تتبع نهج الربط بين السلاسل، وتستخدم zk-SNARKs لتوفير ضمانات تشفيرية لنقل الأصول بين السلاسل المختلفة. يمكن للتطبيقات استخدام أصول وبيانات من سلسلة أخرى على نفس السلسلة، مع انتقال سلس عبر الحدود بين السلاسل. كما تستخدم تقنية ZetaML لتنفيذ العقود خارج السلسلة.

الميزة الأساسية: تقنية تجمع الأصول عبر السلاسل، وتوفر تجربة “جسر عام”.

Taiko: ابتكار آلية الترتيب اللامركزية

تاريخ الإطلاق: يناير 2024 (شبكة اختبار) | حجم التمويل: 37 مليون دولار (جولتين)

أكبر ابتكار في Taiko هو آلية الترتيب “المبنية” — فهي ليست منظم ترتيب مركزي، بل تعتمد على Ethereum نفسه ليكون دور الترتيب. هذا يقضي تمامًا على مخاطر المركزية والرقابة، ويخفض عتبة دخول المدققين والمطورين. يعالج هذا مشكلة أن منظم الترتيب في حلول اللفافة قد يكون نقطة فشل واحدة قاتلة.

الميزة الأساسية: الترتيب اللامركزي هو ابتكار حقيقي، ويعزز مقاومة النظام للرقابة.

التحديات الواقعية التي تواجه تقنية ZK Rollup

على الرغم من أن المستقبل واعد، إلا أن ZK Rollup لا تزال تواجه عدة تحديات:

• عقبة التعقيد العالي: علم التشفير بصفر معرفة هو تقنية معقدة جدًا، ويصعب تنفيذها وصيانتها
• حدود المرونة: ليست كل أنواع المعاملات يمكن معالجتها بكفاءة عبر ZK Rollup، وتقتصر على سيناريوهات معينة
• اختبار توفر البيانات: يجب أن تكون بيانات اللفافة متاحة دائمًا، مما يتطلب بنية تحتية قوية لإدارة البيانات
• تكاليف إنشاء الإثبات: توليد الإثباتات يتطلب موارد عالية، ويواجه عنق زجاجة في الكفاءة
• صعوبة اعتماد المستخدمين: بناء النظام البيئي من الصفر يتطلب ثقة كبيرة وتعاون في البنية التحتية
• تعقيد الحوكمة: ترقية البروتوكول وتعديل المعلمات يتطلب آليات حوكمة لامركزية آمنة وفعالة
• مخاطر النموذج الاقتصادي: على الرغم من الهدف هو تقليل التكاليف، إلا أن تكاليف التشغيل قد تكون أعلى من المتوقع، ويحتاج النموذج الاقتصادي إلى تحسين

مستقبل ZK Rollup: هل يمكن أن يغير اللعبة حقًا؟

على المدى الطويل، يتمتع ZK Rollup بزخم قوي جدًا. تستمر الاستثمارات في البحث عن حلول لمشاكل التعقيد، وتعمل العديد من الابتكارات على تخفيف مشكلة تجزئة السيولة. طالما استمر التعاون بين النظام البيئي، فإن ZK Rollup لديه القدرة على أن يصبح القوة الرئيسية في توسيع Ethereum، وفتح باب عصر البلوكتشين عالي السرعة، الرخيص، والآمن.

الكلمة الأخيرة

ZK Rollup ليست مجرد مفهوم تقني، بل هي خطوة حاسمة في تطور Ethereum. من خلال معالجة المعاملات بكفاءة خارج السلسلة، واستخدام الإثباتات الرياضية لضمان الأمان على السلسلة، تفتح هذه التقنية نافذة جديدة لنظام Ethereum — فهي لا توسع فقط سقف الأداء، بل تخلق أيضًا ظروفًا لتطبيقات واسعة النطاق وانتقال المستخدمين. من الآن فصاعدًا، ستستمر ZK Rollup في إعادة تشكيل طرق تفاعلنا مع البلوكتشين، وتحرير الإمكانات الحقيقية للتقنية.