مناقشة الحلول العملية لتحسين سرعة تأكيد المعاملات في إثيريوم

لقد حقق إثيريوم في السنوات الأخيرة تقدمًا ملحوظًا في سرعة تأكيد المعاملات. حاليًا، يتم تأكيد المعاملات التي يرسلها المستخدمون على L1 عادةً في غضون 5-20 ثانية، وهو ما يعادل تجربة الدفع ببطاقة الائتمان. ومع ذلك، لا يزال من الضروري تحسين تجربة المستخدم، حيث تحتاج بعض التطبيقات إلى تقليل التأخير إلى بضع مئات من المللي ثانية. ستستكشف هذه المقالة بعض الخيارات القابلة للتطبيق لتحسين وقت تأكيد المعاملات في إثيريوم.

نظرة عامة على التكنولوجيا والأفكار الحالية

النهائي في فتحة واحدة

تستخدم آلية إجماع Gasper المعتمدة حاليًا في إثيريوم بنية مكونة من فتحة واحدة وحقبة. كل فتحة تدوم 12 ثانية، ويقوم بعض المدققين بالتصويت على رأس السلسلة، وخلال 32 فتحة (6.4 دقيقة)، تتاح الفرصة لجميع المدققين للتصويت مرة واحدة. يتم تفسير هذه الأصوات لاحقًا كرسائل مشابهة لتلك الموجودة في خوارزمية إجماع PBFT، وبعد حقبتين (12.8 دقيقة)، توفر ضمانًا اقتصاديًا قويًا يُعرف بالنهائية.

ومع ذلك، فإن هذه الطريقة تواجه مشكلتين رئيسيتين: ارتفاع التعقيد، ومدة تأكيد نهائي تبلغ 12.8 دقيقة والتي تعد طويلة جدًا. لحل هذه المشكلات، اقترحت نهائية الفتحة الواحدة (Single Slot Finality، SSF) آلية مشابهة لتوافق Tendermint، أي أنه يتم الانتهاء من التأكيد النهائي للكتلة الحالية قبل إنشاء الكتلة التالية.

التحدي الرئيسي لـ SSF هو أن كل مُراهن يحتاج إلى نشر رسالتين كل 12 ثانية، مما يشكل عبئًا كبيرًا على الشبكة. على الرغم من وجود بعض الأفكار الابتكارية مثل اقتراح Orbit SSF الذي يحاول التخفيف من هذه المشكلة، إلا أن المستخدمين لا يزال يتعين عليهم الانتظار من 5 إلى 20 ثانية لتأكيد المعاملة.

تأكيد مسبق لRollup

مع اعتماد إيثريوم على مسار تطوير يركز على rollup، يمكن لبروتوكولات L2 (مثل rollups وvalidiums وplasmas) تقديم خدمات واسعة النطاق للمستخدمين بنفس مستوى الأمان الذي تقدمه إيثريوم. وقد أدى ذلك إلى تقسيم الأدوار داخل نظام إيثريوم البيئي: تركز L1 على مقاومة الرقابة وموثوقية وصيانة وتحسين الوظائف الأساسية، بينما تكرس L2 جهودها لخدمة احتياجات المستخدمين مباشرة من خلال تقنيات وثقافات مختلفة.

من الناحية النظرية، يمكن لـ L2 إنشاء شبكة "ترتيب لامركزي" خاصة بها، حيث تقوم مجموعة صغيرة من المدققين بالتوقيع على الكتل كل بضع مئات من المللي ثانية، مع استخدام أصولهم المرهونة كضمان. في النهاية، سيتم نشر رأس ملف كتلة L2 على L1.

ومع ذلك، يبدو أن المطالبة بجميع L2 بإنشاء شبكة ترتيب لامركزية ليست واقعية جداً، وهذا يعادل المطالبة بأن تقوم rollup بإنجاز عمل مشابه تقريباً لإنشاء L1 جديد. لذلك، تم اقتراح أن تشارك جميع L2 (بالإضافة إلى L1) آلية تأكيد مسبق ضمن نطاق إيثيريوم: التأكيد المسبق الأساسي.

تأكيد مسبق أساسي

تفرض طريقة التأكيد المبدئي الأساسية أن مقترحي إثيريوم هم مشاركون معقدون للغاية. تستفيد هذه الطريقة من خبرتهم من خلال تحفيز هؤلاء المقترحين على قبول مسؤولية تقديم خدمات التأكيد المبدئي.

فكرته الأساسية هي إنشاء بروتوكول موحد، يمكن للمستخدمين دفع رسوم إضافية للحصول على ضمان فوري بأن الصفقة ستُدرج في الكتلة التالية، بالإضافة إلى بيان بنتائج تنفيذ الصفقة. إذا خالف المقترح تعهده، فسيتعرض للعقوبة.

تعتبر هذه الآلية مناسبة ليس فقط لمعاملات L1، ولكن أيضًا لـ "الـrollups" القائمة على إثيريوم، حيث تعتبر جميع كتل L2 بشكل أساسي معاملات L1، وبالتالي يمكن لنفس الآلية أن تقدم خدمات التحقق المسبق لأي L2.

اتجاهات التطور المستقبلية

افترض أننا حققنا نهائية الحفرة الواحدة، واستخدمنا تقنية مشابهة لـ Orbit لتقليل عدد المدققين في كل حفرة، مع الحفاظ على مستوى كافٍ من اللامركزية لتقليل عتبة الرهان. قد تزيد مدة الحفرة إلى 16 ثانية، ثم يمكننا الاستفادة من تأكيدات مسبقة لـ rollup أو تأكيدات أساسية لتوفير تأكيدات أسرع للمستخدمين. بهذه الطريقة، نحصل في النهاية على بنية epoch-slot.

هذا الهيكل يصعب تجنبه بشكل رئيسي لأن الوقت اللازم للتوصل إلى توافق تقريبي حول شيء ما أقل بكثير من الوقت المطلوب لتحقيق "النهائية الاقتصادية" بأقصى درجة. تشمل الأسباب الرئيسية:

1. "التوافق التقريبي" يحتاج فقط إلى عدد قليل من العقد للمشاركة، في حين أن النهائية الاقتصادية تتطلب مشاركة الغالبية العظمى من العقد.
2. بعد تجاوز عدد العقد حدًا معينًا، سيزداد الوقت اللازم لجمع التوقيعات بشكل ملحوظ.

لذلك، يبدو أن هيكل الإيبوك والفتحة هو الاتجاه الصحيح للتطور، ولكن قد تختلف فعالية طرق التنفيذ المختلفة. ومن الجدير استكشاف إنشاء فصل أقوى بين نقطتي التركيز بين الآليتين، بدلاً من الربط الوثيق كما هو الحال في غاسبر.

استراتيجية تطوير L2

بالنسبة لـ L2، هناك ثلاث استراتيجيات تطوير معقولة في الوقت الحالي:

1. تقنيًا وفكريًا "مبني على" إثيريوم، تحسين الخصائص التقنية الأساسية والقيم.
2. أن تصبح "خادم مزود بإطار عمل البلوكشين"، للاستفادة الكاملة من كفاءة الخوادم المركزية، بينما تضمن الأمان واللامركزية من خلال إدخال عناصر البلوكشين.
3. الحل الوسط: إنشاء سلسلة سريعة تضم حوالي مئة عقدة، مع الاستفادة من إثيريوم لتوفير قابلية التشغيل البيني والأمان الإضافي.

بالنسبة لمختلف سيناريوهات التطبيق، تتمتع هذه الاستراتيجيات الثلاث بمزاياها الخاصة. إحدى القضايا الرئيسية هي مدى قدرتنا على تحسين بنية الإيبوك والفتحات الأصلية في إثيريوم. إذا استطعنا تقليل وقت الفتحة إلى ثانية واحدة، فقد تتقلص مساحة الاستراتيجية الثالثة بشكل كبير.

حتى الآن، لا يزال لدينا مسافة بعيدة عن الإجابات النهائية لهذه الأسئلة. توجد درجة عالية من عدم اليقين حول تعقيد مقترحي الكتل، وإمكانات التصميمات الجديدة مثل Orbit SSF. إن الاستمرار في استكشاف وتحسين هذه الحلول سيساعد على توفير تجربة أفضل للمستخدمين في L1 و L2، بالإضافة إلى تبسيط العمل لمطوري L2.