كتبه: Tia، أخبار تكهاب

في المرحلة الرئيسية ل Devcon في تايلاند أمس، أكمل Justin Drake ، باحث في ETH ، إطلاقًا أوليًا لمقترح Beam Chain في شكل خطاب. Beam Chain هو مقترح لإعادة تصميم طبقة الإجماع في ETH وهو تحسين إضافي لـ Beacon Chain للوصول إلى رؤية ETH النهائية. ستوضح هذه المقالة أهداف تحسين مقترح Beam Chain وتنفيذه الفني ذي الصلة.

على الرغم من إعادة تصميم طبقة الاتفاق المشتركة ، ستستخدم Beam Chain ما زالت عملة إيثريوم ولن تصدر عملة جديدة أو شبكة جديدة.

لماذا اقترح سلسلة Beam؟

إثيريوم لديها ثلاثة طبقات: طبقة التنفيذ، طبقة البيانات، وطبقة الاتفاق. طبقة التنفيذ هي الجزء الذي يتعامل في إثيريوم مع المعاملات وتنفيذ العقود الذكية، وتدير حالة التطبيق والمنطق مباشرة. طبقة البيانات تتولى تخزين البيانات الكبيرة وتتعلق بتخزين البيانات طويلة الأمد المطلوبة من التطبيق. تندرج هاتان الطبقتان ضمن الطبقات التي تتفاعل مباشرة مع التطبيق، حيث يؤثر أي تغيير مباشرة على التوافق في هاتان الطبقتان.

والطبقة الاجتماعية هي المسؤولة الرئيسية عن ضمان الاتفاق بين العقد في جميع أنحاء الشبكة ، دون التعامل مباشرة مع حالة التطبيق أو البيانات. هذا التوسط يجعله أكثر سهولة نسبيًا لإدخال الابتكار والترقية ، دون أن يؤثر مباشرة على تطبيقات. لذلك ، تحسينات طبقة الإجماع مثل توصية سلسلة Beam يمكن أن توفر مساحة للابتكار دون تعطيل توافق طبقة التطبيق الأمامية.

ومنذ ذلك الحين، أصبحت Beacon Chain من التصميمات التي تم العمل عليها قبل 5 سنوات، وأصبحت قديمة للغاية. وبعد مرور 5 سنوات، أصبح السوق قد فهم بشكل كامل بعض الأخطاء في Beacon Chain وأصبح فهم MEV أعمق أيضًا. وبالتزامن مع تقدم تقنية SNARK، فإنه في ظل هذا التقدم الكبير، تم إجراء سلسلة من التعديلات على طبقة الاتفاق في شبكة الإثيريوم.

تهدف سلسلة بيم إلى تحقيق الأهداف

يمكن تقسيم الهدف إلى ثلاثة أجزاء: إنتاج الكتل، الرهن، والتشفير.

لدى كتلة ثلاثة أهداف تتعلق بشكل رئيسي بـ MEV: الأول هو زيادة مقاومة الرقابة باستخدام قائمة الاستثناءات؛ الثاني هو عزل المدققون من إنتاج الكتل باستخدام الفاصل بين المدقق والمقترح وتنفيذ المزاد؛ والثالث هو تحقيق فترة فتح أسرع عن طريق تقليل الفترة الزمنية للفتح إلى 4 ثوانٍ.

الجزء المكدس يهدف إلى تحسين منحنى الإصدار الحالي، وخفض عتبة التكديس من 32 ETH إلى 1 ETH، وتحقيق النهائية الفورية السريعة للفتحة الواحدة.

هدف جزء التشفير هو استخدام zkVM وما إلى ذلك لتحقيق snarkification للسلسلة؛ وضمان أمان تشفير ETH بلوكشين لضمان استمراريته لعقود أو حتى مئات السنين؛ واستخدام MinRoot VDF وما إلى ذلك للحفاظ على العشوائية القوية.

بالنسبة لطرق تحقيق هذه الأهداف، قسم جاستن هذه الأهداف إلى فئتين. الجزء الأخضر، يجب إتمامه تدريجياً بشكل fork، ويجب إتمام الجزء الأحمر بشكل كامل في نفس الوقت.

على سبيل المثال، عند استخدام تقنية zk-SNARKs في snarkifacation (إثبات البيانات أو الحسابات باستخدام تقنية zk-SNARKs)، إذا كنت ترغب في تحقيق إثبات الوقت الحقيقي، فيجب إجراء بعض التعديلات الهيكلية في النظام، بما في ذلك دوال الهاش، وطريقة التوقيع، بالإضافة إلى التسلسل وMerkleization. يجب أن تكون طريقة التوقيع قادرة على إنشاء والتحقق بسرعة، وتحتاج التسلسل لتمكين هياكل البيانات المعقدة من التنقل والتخزين بين العقد، ومن ثم تحويل البيانات المتسلسلة إلى شجرة Merkle لتلبية احتياجات تحويل وتنسيق البيانات التي يجب التحقق منها بدون معرفة، بالإضافة إلى التحقق الفعال من الحالة.

سلسلة الشعاع المشفرة بتقنية ZK

في الماضي ، خضع الإجماع على منصة ETH لتغيير من POW إلى POS ، ومع ذلك ، في آلية Beam Chain ، سيتم تحديث الإجماع بشكل أكبر - حيث يتم تطبيق الـ snark على جميع طبقات الإجماع بشكل كامل.

تسليسل السلسلة

يجب التأكيد على أن الجزء المفحوص بواسطة SNARK يوجد فقط في عملية تحويل الحالة ، ولكن الحسابات الأساسية (الحسابات المنطقية التي يتم إجراؤها بواسطة آلية الإجماع قبل معالجة المعاملات أو تحويل الحالة) والطبقة الشبكية (الاتصال ونقل البيانات بين العقد) وإدارة التخزين المؤقت وتحسين الأداء تظل دون تغيير ولا تتأثر بـ ZK.

يتطلب عمل تحقيق سلسلة Beam إلى تنسيق يمكن لـ zkVM فهمه، مثل تحويل الشفرة المصدرية (مثل الشفرة المصدرية لسلسلة Beam التي تمت كتابتها باستخدام Go أو Rust) إلى تنسيق الكود zkVM. بعد تحويل شفرة تنفيذ سلسلة Beam إلى تنسيق الكود zkVM، يمكن لـ zkVM تنفيذ هذه الشفرات، وقراءة المدخلات الخارجية لسلسلة الكتل، والتحقق من قانونية عملية تحويل الحالة، وإنشاء البرهان دون المعرفة.

zkVM هو بيئة تنفيذ الآلة الافتراضية zk-SNARKs ، والتي يمكنها فهم تنسيق معين من الشفرة للقيام بالتحقق بدون معرفة. يمكن أن يشمل عملية ترجمة الشفرة إلى تنسيق قابل للتنفيذ في zkVM تحويل لغات البرمجة عالية المستوى (مثل Go أو Rust) إلى تنسيق وسيط منخفض المستوى (مثل مجموعة تعليمات RISC-V) ، ثم التنفيذ في zkVM.

حالياً ، أصبح RISC-V اليوم الصناعي لـ zkVM. هناك حالياً سبع شركات تقدم Risc-v zkVM.

**شهادة **سخرية

الجزء الآخر الذي يستخدم snark هو جزء التوقيع المجمع، وهو عملية ضغط توقيع المدققون والمعتمدين (attesters) المتعددين إلى دليل واحد قابل للتحقق.

نأمل أن يكون لدينا توقيع مجموعة ما بعد الكمية آمن (يمكنه مقاومة الهجمات الكمية) ، لذلك نتوقع استخدام وظيفة التجزئة هنا. تتمتع وظيفة التجزئة بمستوى أمان ما بعد الكمية ، ويمكن استخدامها كمكون أساسي لنظام التشفير أو كوحدة أساسية لبناء علم التشفير. باستخدام تقنية هاش القائمة على SNARKs ، يمكن ضغط آلاف التواقيع إلى دليل واحد. هذا هو توقيع مجموعة ما بعد الكمية. علاوة على ذلك ، هذا التوقيع للتجميع بعد الكمية هو لا متناهي الانعكاس ، يمكنك تكديسه بشكل متواصل ، وتجميع التواقيع المتعددة مرة أخرى لتحقيق كفاءة ضغط أعلى ، مما يوفر تحسينًا كبيرًا مقارنة بتوقيعات BLS التقليدية.

في الأشهر القليلة الماضية ، حققت تقنية وظيفة التجزئة snark تحسينًا كبيرًا ، حيث يمكن إنشاء الإثباتات بسرعة عبر أجهزة الكمبيوتر المحمولة ويمكن إكمال حوالي 2 مليون عملية تجزئة في الثانية. هذا الإنجاز في الأداء يجعل من الممكن استخدام حلول التوقيع المجمع الآمنة من الناحية الكمومية بطريقة أكثر فعالية في الواقع ، ويوفر إمكانية لتشفير كمومي فعال ومقاوم للكموم.

وليس ذلك فحسب ، بل يتم ضغط سلسلة Beam بعد تحويلها إلى snark ، مما يجعل عملية التحقق والتخزين والحساب المعقدة تتم بشكل مضغوط ، وهذا يتيح تنفيذ سلسلة من البنية التحتية مثل libp2p و ssz و pyspec و protocolguild التي لا يمكن استخدامها مباشرة في Beacon Chain.

خطة الجدول الزمني

في تخطيط الجدول الزمني، يخطط جاستن لوضع المواصفات في عام 2025، والبناء في عام 2026، واختباره في عام 2027. حاليًا، هناك فريقان مستعدان لتطوير عميل Beam Chain واجماع، أحدهما هو Zeam lambda من الهند، والآخر موجود في أمريكا الجنوبية.