مستقبل بروتوكول إثيريوم ( 6 ): ازدهار

تصميم بروتوكول إثيريوم يحتوي على العديد من "التفاصيل" التي تعتبر حاسمة لنجاحه. في الواقع، حوالي نصف المحتوى يتعلق بأنواع مختلفة من تحسينات EVM، بينما يتكون النصف الآخر من مواضيع متنوعة قليلة الجمهور، وهذا هو معنى "الازدهار".

الازدهار: الهدف الرئيسي

• تحويل EVM إلى "حالة نهائية" عالية الأداء ومستقرة
• إدخال التجريد الحسابي في البروتوكول، مما يسمح لجميع المستخدمين بالاستمتاع بحساب أكثر أمانًا وسهولة.
• تحسين الاقتصاد في رسوم التداول، وزيادة قابلية التوسع مع تقليل المخاطر
• استكشاف التشفير المتقدم، لجعل إثيريوم يتحسن بشكل ملحوظ على المدى الطويل

تحسين EVM

ماذا حَلّ؟

من الصعب حاليًا إجراء تحليل ثابت لـ EVM، مما يجعل من الصعب إنشاء تنفيذه بكفاءة، والتحقق الرسمي من الشيفرة، وإجراء المزيد من التوسعات. بالإضافة إلى ذلك، فإن كفاءة EVM منخفضة، مما يجعل من الصعب تنفيذ العديد من أشكال التشفير المتقدم، إلا من خلال الدعم الصريح عبر الترجمة المسبقة.

ما هو، كيف يعمل؟

الخطوة الأولى في خارطة طريق تحسين EVM الحالية هي تنسيق كائن EVM (EOF)، المخطط إدراجه في الشوكة الصلبة القادمة. EOF هو مجموعة من EIP، يحدد إصدار جديد من كود EVM، مع العديد من الخصائص الفريدة، والأكثر بروزًا هي:

• الكود ( قابل للتنفيذ، ولكن لا يمكن قراءة ) من EVM والفصل بين البيانات ( القابلة للقراءة، ولكن لا يمكن تنفيذ ).
• يمنع الانتقال الديناميكي، ويسمح فقط بالانتقال الثابت
• لا يمكن لرموز EVM مراقبة المعلومات المتعلقة بالوقود
• تمت إضافة آلية جديدة لمثال فرعي صريح

ستستمر العقود القديمة في الوجود ويمكن إنشاؤها، على الرغم من أنه قد يتم في النهاية التخلص تدريجياً من العقود القديمة (، وقد يتم حتى تحويلها قسراً إلى كود EOF ). ستستفيد العقود الجديدة من تحسين الكفاءة الذي توفره EOF - أولاً من خلال حجم الشيفرة البرمجية الذي تم تقليصه قليلاً بفضل ميزات الروتين الفرعي، ثم من خلال الوظائف الجديدة المحددة لـ EOF أو تقليل تكاليف الغاز.

بعد إدخال EOF، أصبحت الترقيات الإضافية أسهل بكثير، وأفضل تطوير حتى الآن هو توسيع العمليات الرياضية لوحدة EVM ( EVM-MAX ). أنشأت EVM-MAX مجموعة من العمليات الجديدة المخصصة لعمليات المود، وتم وضعها في مساحة ذاكرة جديدة لا يمكن الوصول إليها من خلال أكواد العمليات الأخرى، مما يجعل من الممكن استخدام تحسينات مثل ضرب مونتغمري.

فكرة جديدة نسبيًا هي دمج EVM-MAX مع خاصية SIMD (معالجة بيانات متعددة بأمر واحد) (، حيث أن SIMD كفلسفة لإثيريوم موجودة منذ فترة طويلة، وقد تم اقتراحها لأول مرة من قبل Greg Colvin في EIP-616. يمكن استخدام SIMD لتسريع العديد من أشكال التشفير، بما في ذلك دوال التجزئة و STARKs 32 بت والتشفير القائم على الشبكات، ودمج EVM-MAX مع SIMD يجعل من هذين النوعين من التوسعات الموجهة نحو الأداء زوجًا طبيعيًا.

سيكون التصميم العام لمجموعة EIP نقطة انطلاقه EIP-6690، ثم:

• يسمح بأي عدد فردي أو أي قوة من 2 لا تتجاوز 2768 كعدد جزئي )i( )ii(
• بالنسبة لكل رمز عملية EVM-MAX ) الجمع، الطرح، الضرب (، أضف إصدارًا لم يعد يستخدم 3 ثوابت x، y، z، بل يستخدم 7 ثوابت: x_start، x_skip، y_start، y_skip، z_start، z_skip، count. في كود Python، تعمل هذه الرموز بشكل مشابه لـ:

بايثون بالنسبة لأنا في range)count(: mem[z_start + z_skip * العدد] = op) mem [x_start + x_skip * عدد] ، [y_start + y_skip * عدد] (

في التنفيذ الفعلي، سيتم معالجة ذلك بطريقة متوازية.

• من الممكن إضافة XOR و AND و OR و NOT و SHIFT) بما في ذلك الحلقات وغير الحلقات( ، على الأقل بالنسبة للعدد 2 كقوة. في الوقت نفسه، إضافة ISZERO) ستدفع الإخراج إلى المكدس الرئيسي EVM( ، مما سيكون قويًا بما يكفي لتنفيذ علم التشفير باستخدام المنحنيات البيضاوية، وعلم التشفير في المجالات الصغيرة) مثل Poseidon و Circle STARKs(، والدوال الهاش التقليدية) مثل SHA256 و KECCAK و BLAKE( وعلم التشفير القائم على الشبكات. قد يتم تنفيذ ترقيات EVM أخرى أيضًا، لكن حتى الآن كانت التركيزات أقل.

)# روابط الأبحاث الحالية

• EOF:
• EVM-MAX:
• سيمد:

العمل المتبقي والتوازن

حاليًا، تخطط EOF للإدراج في الشوكة الصلبة القادمة. بالرغم من أنه دائمًا ما يكون من الممكن إزالته في اللحظة الأخيرة - حيث كانت هناك ميزات تمت إزالتها مؤقتًا في الشوكات الصلبة السابقة، فإن القيام بذلك سيواجه تحديات كبيرة. يعني إزالة EOF أن أي ترقية مستقبلية لـ EVM يجب أن تتم بدون EOF، على الرغم من أنه يمكن القيام بذلك، إلا أنه قد يكون أكثر صعوبة.

تتمثل المقايضات الرئيسية في EVM في تعقيد L1 وتعقيد البنية التحتية، حيث يتطلب EOF إضافة الكثير من التعليمات البرمجية إلى تنفيذ EVM، كما أن فحص التعليمات البرمجية الثابتة معقد نسبيًا. ومع ذلك، كتعويض، يمكننا تبسيط اللغات عالية المستوى، وتبسيط تنفيذ EVM، بالإضافة إلى فوائد أخرى. يمكن القول إن التركيز على خارطة طريق التحسين المستمر لـ إثيريوم L1 يجب أن يتضمن ويستند إلى EOF.

تتمثل إحدى المهام المهمة التي يجب القيام بها في تحقيق وظائف مشابهة لـ EVM-MAX مع SIMD، وإجراء اختبارات مرجعية لاستهلاك الغاز لمختلف العمليات المشفرة.

كيف تتفاعل مع أجزاء أخرى من خارطة الطريق؟

تقوم L1 بضبط EVM الخاص بها بحيث يمكن لـ L2 أيضًا إجراء التعديلات المناسبة بسهولة أكبر، وإذا لم يتم إجراء التعديلات المتزامنة بينهما، فقد يؤدي ذلك إلى عدم التوافق، مما يسبب تأثيرات سلبية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لـ EVM-MAX و SIMD تقليل تكلفة الغاز للعديد من أنظمة الإثبات، مما يجعل L2 أكثر كفاءة. كما أن ذلك يسهل استبدال المزيد من البرمجيات المسبقة بكود EVM القادر على تنفيذ نفس المهام، مما قد لا يؤثر بشكل كبير على الكفاءة.

![فيتاليك حول إثيريوم المحتمل في المستقبل (6): التبذير]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-ec1638a809393a6ed42724fb08f534da.webp(

) تجريد الحساب

ماذا حَلّ؟

حاليًا، يمكن التحقق من المعاملات فقط بطريقة واحدة: توقيع ECDSA. في البداية، كانت فكرة تجريد الحساب تهدف إلى تجاوز ذلك، مما يسمح للمنطق التحققي للحساب بأن يكون أي كود EVM. يمكن أن يتيح هذا مجموعة من التطبيقات:

• التبديل إلى التشفير المقاوم للكم
• تبديل المفاتيح القديمة ### يُعتبر على نطاق واسع ممارسة أمان موصى بها (
• محفظة متعددة التوقيع ومحفظة استرداد اجتماعي
• استخدم مفتاحًا واحدًا للعمليات ذات القيمة المنخفضة، واستخدم مفتاحًا آخر ) أو مجموعة مفاتيح ( للعمليات ذات القيمة العالية

يسمح لبروتوكول الخصوصية بالعمل دون الحاجة إلى وسيط، مما يقلل بشكل كبير من تعقيده، ويقضي على نقطة اعتماد مركزية حاسمة.

منذ أن تم اقتراح تجريد الحسابات في عام 2015، توسع هدفها ليشمل العديد من "أهداف الراحة"، على سبيل المثال، يمكن لحساب لا يمتلك ETH ولكنه يمتلك بعض ERC20 دفع رسوم الغاز باستخدام ERC20.

MPC) الحوسبة متعددة الأطراف ( هي تقنية لها تاريخ يمتد لأكثر من 40 عامًا، تُستخدم لتقسيم المفاتيح إلى أجزاء متعددة وتخزينها على أجهزة متعددة، مستفيدة من تقنيات التشفير لإنشاء توقيعات، دون الحاجة إلى تجميع هذه الأجزاء من المفاتيح مباشرة.

EIP-7702 هو اقتراح مخطط تقديمه في الانقسام الصلب التالي ، EIP-7702 هو نتيجة للوعي المتزايد بتوفير راحة تجريد الحساب لصالح جميع المستخدمين ) بما في ذلك مستخدمي EOA ( بهدف تحسين التجربة لجميع المستخدمين على المدى القصير وتجنب الانقسام إلى نظامين بيئيين.

بدأ هذا العمل بـ EIP-3074، وانتهى أخيرًا بـ EIP-7702. يوفر EIP-7702 "وظائف الراحة" للتجريد الحسابي لجميع المستخدمين، بما في ذلك حسابات EOA) الخارجية المملوكة اليوم، أي الحسابات التي تتحكم فيها توقيعات ECDSA (.

على الرغم من أن بعض التحديات )، وخاصة تحدي "الملاءمة" (، يمكن حلها من خلال تقنيات تدريجية مثل الحساب متعدد الأطراف أو EIP-7702، إلا أن الهدف الأمني الرئيسي الذي تم اقتراحه في البداية لمقترح تجريد الحسابات لا يمكن تحقيقه إلا من خلال التراجع وحل المشكلة الأصلية: السماح لكود العقد الذكي بالتحكم في التحقق من المعاملات. السبب في عدم تحقيق ذلك حتى الآن هو التنفيذ الآمن، وهو تحدٍ.

![فيتالك حول مستقبل إثيريوم المحتمل (6): التبذير])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-66bd22f0b53601d0976aa3a2b701c981.webp(

)# ما هو، كيف يعمل؟

الجوهر الأساسي للتجريد الحسابي هو البساطة: السماح للعقود الذكية بإجراء المعاملات، وليس فقط EOA. تأتي كل التعقيدات من تنفيذ ذلك بطريقة تتسم بالود تجاه الحفاظ على الشبكة اللامركزية، ومنع هجمات رفض الخدمة.

تحدي رئيسي نموذجي هو مشكلة الفشل المتعدد:

إذا كانت هناك 1000 دالة تحقق لحسابات تعتمد على قيمة واحدة فقط S، وكانت القيمة الحالية S تجعل المعاملات في مجموعة الذاكرة صالحة، فإن إجراء معاملة واحدة من شأنه عكس قيمة S قد يجعل جميع المعاملات الأخرى في مجموعة الذاكرة غير صالحة. وهذا يمكّن المهاجم من إرسال معاملات غير مرغوب فيها إلى مجموعة الذاكرة بتكلفة منخفضة جدًا، مما يؤدي إلى انسداد موارد عقد الشبكة.

بعد سنوات من الجهود، والتي تهدف إلى توسيع الوظائف مع الحد من مخاطر رفض الخدمة ### DoS (، تم التوصل في النهاية إلى حل لتحقيق "تجريد الحساب المثالي": ERC-4337.

تعمل آلية ERC-4337 على تقسيم معالجة عمليات المستخدمين إلى مرحلتين: التحقق والتنفيذ. يتم معالجة جميع عمليات التحقق أولاً، ثم يتم معالجة جميع عمليات التنفيذ. في تجمع الذاكرة، لن يتم قبول عمليات المستخدمين إلا عندما تتعلق مرحلة التحقق بحساباتهم الخاصة فقط ولا تقرأ متغيرات البيئة. هذا يمكن أن يمنع هجمات الفشل المتعدد. علاوة على ذلك، يتم تطبيق قيود صارمة على الغاز في خطوات التحقق.

تم تصميم ERC-4337 كمعيار بروتوكول إضافي )ERC(، لأن مطوري عميل إثيريوم كانوا يركزون في ذلك الوقت على الدمج )Merge(، ولم يكن لديهم طاقة إضافية للتعامل مع ميزات أخرى. ولهذا السبب، استخدم ERC-4337 كائنات تُعرف باسم عمليات المستخدم بدلاً من المعاملات التقليدية. ومع ذلك، أدركنا مؤخرًا الحاجة إلى كتابة جزء على الأقل من هذه المحتويات في البروتوكول.

السببين الرئيسيين هما كما يلي:

1. EntryPoint ككفاءة متأصلة للعقد: كل حزمة لديها تكلفة ثابتة حوالي 100,000 غاز، بالإضافة إلى آلاف غاز إضافية لكل عملية مستخدم.
2. تأكيد ضرورة خصائص إثيريوم: مثل الضمانات التي تم إنشاؤها من خلال القائمة التي تحتاج إلى تحويلها إلى حسابات المستخدمين المجردة.

بالإضافة إلى ذلك، قامت ERC-4337 بتوسيع وظيفتين:

-代理 الدفع )Paymasters(: يسمح لحساب واحد بدفع الرسوم نيابة عن حساب آخر، مما يتعارض مع القاعدة التي تنص على أن مرحلة التحقق يمكنها الوصول فقط إلى حساب المرسل نفسه، لذا تم تقديم معالجة خاصة لضمان أمان آلية وكيل الدفع.

• المجمعات ): تدعم وظيفة تجميع التوقيعات، مثل التجميع BLS أو التجميع القائم على SNARK. وهذا ضروري لتحقيق أعلى كفاءة بيانات على الRollup.

(# روابط الأبحاث الحالية

• حول تاريخ تجريد الحسابات:
• ERC-4337:
• EIP-7702:
• كود BLSWallet ) يستخدم وظيفة التجميع ###:
• EIP-7562( كتابة بروتوكول حسابات مجردة ):
• EIP-7701( بروتوكول الكتابة المستند إلى EOF حساب التجريد ):

(# العمل المتبقي والتوازن

المشكلة الرئيسية التي تحتاج إلى حلها حالياً هي كيفية إدخال التجريد الحسابي بالكامل في البروتوكول، وEIP لتجريد الحسابات الذي أصبح شائعاً مؤخراً هو EIP-7701، حيث يتم تنفيذ التجريد الحسابي فوق EOF. يمكن أن يمتلك الحساب جزءاً منفصلاً من الكود للتحقق، إذا تم تعيين هذا الجزء من الكود للحساب، فسيتم تنفيذ هذا الكود في خطوة التحقق من المعاملات القادمة من ذلك الحساب.

هذه الطريقة لـ