تقنية تطور وتحديات نظام تصديق إثيريوم

مؤخراً، نشر المؤسس المشارك لإثيريوم فيتاليك بوتيرين سلسلة من المقالات التي تناقش اتجاهات تطوير إثيريوم المستقبلية. تغطي هذه المقالات ستة مراحل رئيسية من خارطة طريق إثيريوم، وستركز هذه المقالة على تحليل المرحلة الأولى منها - "The Merge"، واستكشاف المساحات المحتملة لتحسين آلية تصديق (PoS) وطرق تحقيق ذلك.

"The Merge" يعتبر واحدًا من أهم المعالم في تاريخ إثيريوم، ويشير إلى الانتقال من إثبات العمل (PoW) إلى إثبات الحصة (PoS). بعد ما يقرب من عامين من التشغيل، أظهر نظام PoS الخاص بإثيريوم أداءً ممتازًا من حيث الاستقرار والأداء واللامركزية. ومع ذلك، لا تزال هناك بعض المجالات الرئيسية التي تحتاج إلى تحسين إضافي.

! تحليل احتمالية ترقية تقنية بروتوكول Ethereum (1): الدمج

الأهداف الرئيسية

1. تحقيق الحتمية في فترة زمنية واحدة (SSF): تقليل الوقت النهائي لتأكيد الكتلة من حوالي 15 دقيقة إلى فترة زمنية واحدة.
2. تسريع تأكيد المعاملات وسرعة الإنجاز مع الحفاظ على اللامركزية.
3. خفض عتبة الرهن المستقل، وزيادة إمكانية مشاركة صغار المراهنين.
4. تعزيز استقرار النظام.
5. زيادة القدرة على مقاومة هجمات 51% والقدرة على الاستعادة.

! تحليل احتمالية ترقية تقنية بروتوكول Ethereum (1): الدمج

التحديات التقنية والحلول

تحديد الزمن الأحادي والتصديق الديمقراطي

حاليًا، يحتاج إثيريوم إلى حوالي 15 دقيقة لإكمال كتلة واحدة، وعليه فإن الحد الأدنى للتصديق هو 32 ETH. هذا لتحقيق التوازن بين زيادة عدد المدققين، وتقليل وقت التأكيد النهائي، وتقليل تكلفة تشغيل العقد.

في الحالة المثالية، تأمل إثيريوم في تحقيق هدفين مع الحفاظ على النهائية الاقتصادية.

1. إكمال تحديد الكتلة في فترة زمنية (12 ثانية أو أقل).
2. خفض عتبة الرهن من 32 ايثر إلى 1 ايثر.

لتحقيق هذه الأهداف، اقترح الباحثون عدة حلول محتملة:

1. تحسين بروتوكول تجميع التوقيع، مثل استخدام تقنية ZK-SNARKs.
2. إدخال آلية لجنة Orbit، مع الحفاظ على تكلفة هجوم عالية، بينما يسمح لمجموعة عشوائية متوسطة الحجم من المدققين بالمشاركة في كل فترة زمنية.
3. اعتماد آلية رهن مزدوج الطبقات، وتحديد متطلبات إيداع مختلفة لفئتين من الرهائن.

انتخاب زعيم سري واحد

في النظام الحالي، فإن مقترح الكتلة التالية يمكن التنبؤ به، مما قد يؤدي إلى ثغرات أمنية. لمعالجة هذه المشكلة، تم اقتراح بروتوكول انتخاب قائد سري واحد (SSLE)، والذي ينشئ "هوية تحقق عمياء" لكل مُحقق باستخدام التقنية التشفيرية، ويسمح لعدة مقترحين بإعادة تنظيم وإعادة تعمية مجموعة الهوية العمياء.

ومع ذلك، لا يزال تحقيق بروتوكول SSLE بسيط وفعال يواجه تحديات، خاصة فيما يتعلق بالحفاظ على بساطة البروتوكول ومقاومته للكم.

تأكيد المعاملات بشكل أسرع

تقليل وقت تأكيد المعاملات بشكل أكبر (مثل تقليل الوقت من 12 ثانية إلى 4 ثواني) سيحسن بشكل كبير تجربة المستخدم ويزيد من كفاءة بروتوكولات DeFi. هناك مساران رئيسيان للتقنية:

1. تقليل وقت الفجوة إلى 8 ثوانٍ أو 4 ثوانٍ.
2. السماح للمقترحين بنشر التأكيد المسبق خلال فترة الفتحة الواحدة.

لكن هذه الطرق تواجه تحدياتها الخاصة، مثل مخاطر تركيز المدققين وتصميم آلية التحفيز.

! تحليل احتمالية ترقية تقنية بروتوكول Ethereum (1): الدمج

مقاومة الهجمات الكمومية

في مواجهة التهديدات المحتملة للحوسبة الكمومية، يحتاج إثيريوم إلى تطوير بدائل قائمة على الهاش أو غيرها من الحلول المقاومة للكم لكل جزء من البروتوكول الحالي المعتمد على المنحنيات البيضاوية. وهذا يبرز أهمية الحفاظ على فرضيات محافظة في تصميم التصديق.

الخاتمة

إن مسار التطور التكنولوجي لإثيريوم مليء بالتحديات. خفض عتبة الرهن، تحقيق اليقين في الفترات الزمنية الواحدة، تحسين آلية انتخاب القادة، تسريع تأكيد المعاملات وتعزيز القدرة على مقاومة الكم هي جميعها اتجاهات رئيسية للتطور في المستقبل. توفر تحليلات فيتاليك بوتيرين أفكاراً شاملة لترقية تكنولوجيا إثيريوم، مما يظهر الإمكانات الكبيرة لآلية التصديق.

في هذه العملية، سيستمر فريق إثيريوم في الموازنة بين الحلول التقنية المختلفة، ساعيًا لإيجاد أفضل مسار للتطوير، لتحقيق مستوى أعلى من الأمان والأداء واللامركزية. ستدفع هذه العملية المستمرة من الابتكار والتحسين تطور وتكامل نظام إثيريوم البيئي.

! تحليل احتمالية ترقية تقنية بروتوكول Ethereum (1): الدمج