من معضلة اللامركزية إلى الاختراق: كيف يعيد إيثريوم تشكيل قابلية التوسع باستخدام تقنية المعرفة الصفرية

لطالما كافحت مجتمع البلوكشين مع واقع غير مريح: فالهندسة الأساسية للشبكات اللامركزية تخلق تنازلات جوهرية. كما صاغها فيتاليك بوتيرين مرة، فإن “معضلة البلوكشين الثلاثية” تلتقط هذا التحدي—تحقيق الأمان، القابلية للتوسع، واللامركزية في آنٍ واحد يبدو مستحيلاً رياضياً. ومع ذلك، فإن رؤية التوسع الأخيرة لإيثيريوم تشير إلى أن هذا الاعتقاد السائد قد يتم تغييره أخيراً.

المشكلة الأساسية: لماذا تفشل الطرق التقليدية في التوسع

التزام إيثيريوم باللامركزية يميّزه عن المنافسين. على عكس سلاسل الأداء العالي التي تعتمد على بنية خوادم مركزية، فإن إيثيريوم تتبنى فلسفة مختلفة: يجب أن يظل الشبكة متاحة لأي شخص. يمكن للمستخدم تشغيل عقدة كاملة على أجهزة استهلاكية مثل Raspberry Pi، وحالياً، يتحقق أكثر من 15,000 إلى 16,000 عقدة عامة من المعاملات عبر النظام البيئي.

هذا الاختيار الهندسي يأتي بتكلفة كبيرة. يجب على كل مدقق أن ينفذ ويعيد حساب كل معاملة على الشبكة بشكل مستقل—عملية تشبه إلى حد كبير أن يقوم كل مشارك في منظمة كبيرة بإعادة حساب جدول بيانات كامل يدويًا كلما تغيرت خلية واحدة. النتيجة هي سقف للمعالجة: حالياً، تعالج إيثيريوم حوالي 18 إلى 20 معاملة في الثانية، بينما تحقق سلاسل أخرى تدعي أداء أعلى ذلك من خلال المركزية بدلاً من الابتكار.

تصف أومه روي، الشريكة المؤسسة لشركة Succinct Labs الرائدة في zk، القيد الأساسي: “تصميم إيثيريوم يعطي الأولوية للسماح لأي شخص بمواكبة الشبكة عن طريق إعادة تنفيذ جميع المعاملات. هذا الحد لا يمكن توسيعه بشكل تعسفي عندما يتطلب كل معاملة أن يعيد أحدهم حساب حالتها من الصفر.”

إثباتات المعرفة الصفرية: كسر المثلث المستحيل

يكمن الاختراق في نهج غير بديهي: بدلاً من أن يتطلب من كل مدقق إعادة حساب كل معاملة، يمكن للشبكة بدلاً من ذلك التحقق من دليل تشفير واحد يؤكد أن دفعة كبيرة من المعاملات تم تنفيذها بشكل صحيح.

يدعو جاستن درايك، باحث رئيسي في مؤسسة إيثيريوم، هذا “رياضيات القمر”—رياضيات متطورة، ولكنها أنيقة من الناحية المفهومية. تُمكّن إثباتات المعرفة الصفرية طرفًا واحدًا من إقناع طرف آخر بأن بيانًا ما صحيح دون الكشف عن المعلومات الأساسية. إنشاء مثل هذا الدليل مكلف حسابيًا، لكن التحقق منه خفيف بشكل ملحوظ.

النتيجة من حيث التوسع عميقة. تشرح روي: “بدلاً من أن يعيد كل مشارك تنفيذ المعاملات، قدم لهم دليلًا يثبت أن هذه العمليات حدثت. يمكن للمدققين التحقق من هذا الدليل دون إعادة حساب أي شيء.” يلاحظ درايك بشكل هزلي أن التحقق المستقبلي قد يصبح خفيفًا جدًا لدرجة أن حتى $7 Raspberry Pi Pico—الذي يمتلك أقل من عُشر قوة المعالجة لأجهزة الاستهلاك العادية—يمكنه التعامل مع العبء الحسابي.

هذا التحول يغير معضلة البلوكشين الثلاثية: يمكن لإيثيريوم زيادة سعة المعاملات بشكل كبير دون أن يتطلب من المدققين تشغيل خوادم أو مراكز بيانات أكثر قوة، مما يحافظ على كل من اللامركزية والأمان.

خارطة طريق zkEVM: مسار منهجي للمستقبل

أشارت تصريحات حديثة من الباحثة في مؤسسة إيثيريوم، صوفيا جولد، إلى أن دمج قدرات إيثيريوم الافتراضية باستخدام إثباتات المعرفة الصفرية في الطبقة الأولى قد يحدث في إطار زمني قريب نسبيًا. ومع ذلك، فإن هذا الانتقال لن يحدث بين عشية وضحاها أو يحقق 10,000 TPS فور الإطلاق.

تعمل إيثيريوم من خلال خمسة عملاء برمجيين رئيسيين، مما يخلق تكرارًا مدمجًا. تركز استراتيجية الترقية على الحذر: سيتم إصدار نسختين أو ثلاث من العملاء الجدد التي تدعم التحقق باستخدام zk أولاً، مما يسمح للمدققين بالانضمام تدريجيًا. في البداية، سيقوم عدد قليل فقط بالتحول، مما يتيح لفريق البروتوكول تحديد وحل الحالات الحافة قبل الانتشار الأوسع.

قال لاديسلاوس من فريق تنسيق البروتوكول في مؤسسة إيثيريوم: “الانتقال إلى EVM مزود بـ SNARK يمثل تطورًا تدريجيًا.” يشير SNARK إلى فئة محددة من إثباتات المعرفة الصفرية التي يتم اعتمادها لهذا الغرض.

بالإضافة إلى انتقال المدققين، تقوم إيثيريوم بالفعل بتوسيع سعة الغاز. مؤخرًا، زاد الشبكة حد الغاز بنسبة 22%، ليصل إلى 45 مليون. اقترح الباحث دانكراد فايس، مشروع تحسين إيثيريوم (EIP)، الذي يتيح للعملاء زيادة حد الغاز تلقائيًا ثلاث مرات سنويًا.

وفقًا لهذا الجدول الزمني، يمكن لإيثيريوم أن تحقق حوالي 2,000 TPS خلال أربع سنوات من خلال زيادات حد الغاز فقط. اقترح درايك تسريع هذا الجدول الزمني بسنتين إضافيتين، مستهدفًا “جيغا جاجاس” من خلال الأداء في عام 2031—ما يعادل حوالي 10,000 معاملة في الثانية على الطبقة الأولى.

النظام البيئي خارج الطبقة الأولى: الرول أب الأصلية والهندسة المستقبلية

بينما يثبت التوسع عبر zk أنه تحويلي، فإن الرؤية تمتد أبعد من ذلك. ستتوسع حلول الطبقة الثانية في الوقت نفسه، وربما تصل إلى مئات الآلاف أو الملايين من TPS من خلال فئة جديدة من الرول أب تسمى “الرول أب الأصلية”—رول أب مصممة للعمل كطبقات تجزئة قابلة للبرمجة مع ضمانات أمان معادلة للطبقة الأولى.

أكد أندرو فنتون وغيرهم من الباحثين أن أي بلوكتشين واحد لا يمكنه تلبية الطلب العالمي على المعاملات بشكل واقعي. ستكون الهندسة المستقبلية عبارة عن “شبكة من الشبكات”، حيث تخدم تطبيقات L2 المتنوعة حالات استخدام مختلفة، كل منها محسّن للتنازلات والمتطلبات الخاصة.

مشاريع مثل Linea، وهو رول أب zk متوافق تمامًا مع EVM ومحتضن من قبل Consensys (مؤسس من قبل جو لوبين، أحد مؤسسي إيثيريوم)، تجسد هذا الاتجاه. تضع Linea نفسها كامتداد لإيثيريوم، وأعلنت مؤخرًا أن 20% من رسوم معاملات ETH ستُحرق لإعادة توجيه القيمة مرة أخرى إلى L1. يوضح ديكلان فوكس، الذي يقود جهود Linea: “تكمن روعة zk في رفع حد الغاز في L1 بشكل كبير دون تعقيد منطق التحقق. مع انخفاض تكاليف توليد الدليل وتقليل التأخيرات، نتعامل مع سعة أكبر مع الحفاظ على متطلبات الأجهزة للتحقق عند الحد الأدنى.”

الجدول الزمني والتوقعات

تكشف خارطة طريق مؤسسة إيثيريوم عن طموح محسوب. السؤال الأساسي ليس ما إذا كان سيتم دمج zk، بل مدى سرعة ذلك. مع وجود توسعات حد الغاز قيد التنفيذ ودمج zkEVM نظريًا ممكن خلال شهور، يبدو أن المسار قابل للتصديق.

الهدف النهائي الذي يضعه جاستن درايك: 10 ملايين TPS عبر نظام إيثيريوم بأكمله خلال عقد من الزمن. يتطلب ذلك نشر تكنولوجيا zk على الطبقة الأولى، وانتشار الرول أب الأصلية على الطبقة الثانية، وإعادة تصور الهيكل الاقتصادي للتحقق وتسوية المعاملات على مستوى العالم.

ما بدأ كمفهوم رياضي مجرد أصبح الآن يمثل الطريق الأكثر وضوحًا لإيثيريوم نحو أن تصبح طبقة تسوية عالمية تحافظ على القيم—الوصولية، واللامركزية، والأمان—التي عرّفت بدايتها.