ومع التوسع المستمر في صناعة بلوكتشين، تواجه المشاريع الأكثر شعبية، بما في ذلك إيثريوم، مشكلة حرجة تتمثل في ازدحام المعاملات على بلوكتشين. بغض النظر عن الحجم، يمكن لشبكات الكمبيوتر الاحتفاظ بالكثير من حركة المرور فقط. كلما زادت شعبية الشبكة، زاد احتمال ازدحامها. تقيد هذه المشكلة قابلية التوسع وتؤثر على تجربة المستخدم بشكل عام.

وعلى هذا النحو، تحتاج إيثريوم إلى شبكات مختلفة من الطبقة الثانية للمساعدة في حل مشكلات قابلية التوسع. من بين شبكات الطبقة الثانية هذه المرتبطة بسلسلة الطبقة الأولى من إيثريوم هي الآلة الافتراضية المتفائلة. تتعمق هذه المقالة في الأعمال الداخلية لـ OVM وتسلط الضوء على أهميتها للتشغيل السلس لنظام Ethereum البيئي.

ما هي الآلة الافتراضية المتفائلة؟

تعمل الآلة الافتراضية المتفائلة (OVM)، التي أنشأتها شركة Optimism باستخدام تقنية Optimism Rollup (OR) الخاصة بها كحل لتوسيع نطاق الطبقة الثانية لإيثيريوم. تم تصميمه للاستفادة من توافق EVM، مما يوفر إطارًا مستقرًا للمطورين لتوسيع نطاق عقودهم الذكية بسهولة وكفاءة.

يوفر OVM نظامًا بيئيًا موحدًا لبروتوكولات الطبقة الثانية، ويجمع بين حلول التحجيم الأخرى تحت مظلة واحدة. بدلاً من تحديث المعاملات مباشرةً على بلوكشين الطبقة الأولى، يستخدم OVM البيانات خارج السلسلة لضمان (أو اتخاذ قرارات متفائلة بشأن) المعاملات المحدثة على بلوكشين إيثريوم.

كيف يعمل OVM؟

كل عملية حسابية يقوم بها OVM تسمى الانتقال. يتم تقييم هذه التحولات من جانب العميل من قبل المستخدمين الفرديين الذين يرغبون في تأكيد أحدث حالة للعقد الذكي أو التحقق من أدلة الاحتيال (الآليات المصممة لاكتشاف السلوك الاحتيالي وإثباته في الأنظمة اللامركزية) على السلسلة.

تعمل OVM كمساحة عمل مخصصة للعقود الذكية. يتم نشر العقود الذكية وتنفيذها ومراقبتها على OVM، مما يضمن تنفيذ أي مهمة عقد ذكي أخرى بكفاءة. عندما تقوم عقدة في سلسلة الطبقة الثانية بإرسال معاملة، تقوم OVM بمعالجة هذه المعاملات ثم تنشيط تغييرات الحالة المختلفة داخل بيئتها، مما يؤدي إلى مخرجات مختلفة مثل تسوية المدفوعات.

يقوم OVM أيضًا بتطبيق نظام الحد من الغاز لحماية نفسه من المعاملات الضارة التي تعمل باستمرار على تشغيل موارد الشبكة واستنزافها. عند إجراء معاملة، يجب على المستخدمين تعيين حد للغاز، وتحديد مقدار الغاز الذي يمكنهم إنفاقه على المعاملة. تعمل هذه الرسوم أيضًا كتعويض للعقد لتوفير الموارد الحسابية الإضافية لتنفيذ المعاملات.

علاوة على ذلك، يمكن لـ OVM فقط تفسير وتنفيذ العقود الذكية المكتوبة برمز البايت. في حين أن اللغات عالية المستوى المتوافقة مع EVM مثل Solidity أكثر ملاءمة للإنسان وتبسط عملية النشر، إلا أنه يجب ترجمتها وتجميعها إلى كود بايت قبل نشرها. ومع ذلك، نظرًا لتوافق OVM مع EVM على مستوى البايت كود، يمكن للمطورين نشر عقود EVM الذكية الحالية مباشرةً في OVM.

قرارات متفائلة: ما الذي يجعل OVM مميزًا؟

بينما قام القسم أعلاه بتشريح تعقيدات OVM، فإن ابتكارها الحقيقي يكمن في عملية «القرار المتفائل». كما ذكرنا سابقًا، فإن القرار المتفائل هو مفهوم يستخدم فيه OVM بيانات خارج السلسلة للتنبؤ بالحالة المستقبلية لطبقة Ethereum 1. يمهد هذا النهج الطريق لمعاملات أسرع وأكثر كفاءة. تتضمن عملية اتخاذ القرار المتفائل ثلاث خطوات رئيسية:

1. افحص الطبقة الأولى وقم بتقدير ما يمكن أن يحدث في المستقبل.
2. افحص الرسائل خارج السلسلة وفكر في تأثيرها إذا تم دمجها في الطبقة الأولى.
3. بعد دراسة الأفكار من الخطوات السابقة، لدى OVM فكرة جيدة عن حالة EVM المستقبلية. ستوجه هذه الرؤية القرارات التالية لـ OVM.

ومع ذلك، قد يتساءل المرء كيف يصل OVM بالضبط إلى هذه القرارات على الرغم من الاحتمالات التي تبدو غير محدودة. ستساعدنا المفاهيم التالية على فهم المنهجية الكامنة وراء القرارات المتفائلة بشكل أفضل:

مخروط إيثريوم للعقود الآجلة

حالات إيثريوم المستقبلية لا حصر لها، وتشمل كل معاملة ممكنة، وكل DAO يمكن اختراقه، وأي حدث آخر. على الرغم من التعامل مع العقود الآجلة اللانهائية، تساعد قواعد EVM على تصفية الحالات المستقبلية التي تقل احتمالية حدوثها. يمكننا تشبيه هذه العملية بمخروط ضخم يتقلص من ثقب كبير إلى قمع أكثر إحكامًا في كل مرة يتم فيها استخراج كتلة جديدة ووضع اللمسات الأخيرة عليها.

معلومات محلية

تعمل الطبقة الثانية على توسيع بروتوكول الإجماع من خلال دمج المعلومات المحلية، بما في ذلك الرسائل خارج السلسلة أو تحديث القناة الموقّع أو إثبات التضمين لكتلة البلازما. تستخدم OVM هذه المعلومات المحلية لاتخاذ القرارات، ولكن يجب عليها أولاً تحديد الافتراضات لاستخدامها في اشتقاق حالات إيثريوم المستقبلية المحتملة.

الافتراضات المحلية

تحدد برامج OVM الافتراضات بناءً على المعلومات المحلية الموضحة أعلاه، وتعمل كفلاتر للتمييز بين الحالات المستقبلية الواقعية والحالات المستحيلة. ومن الأمثلة على ذلك استخدام افتراض «حيوية النزاع»، والذي تستخدمه العديد من حلول الطبقة الثانية. نظرًا لأن المشاركين في القناة يتوقعون الاعتراض على عمليات السحب الضارة، فسيتم اعتبار أي حالة تحتوي على سحب ضار مستحيلة وسيتم رفضها. عندما تزيل الافتراضات المحلية هذه العقود المستقبلية المستحيلة، قد نتخذ أخيرًا «قرارات متفائلة» بشأن المستقبل.

الإيجابيات والسلبيات: OVM مقابل EVM و zKevM

الآن بعد أن فهمنا كيفية عمل OVM، من الضروري فهم نقاط القوة والضعف فيها، خاصة عند مقارنتها بالأجهزة الافتراضية الأخرى مثل آلة Ethereum الافتراضية (EVM) وآلة إيثريوم الافتراضية ذات المعرفة الصفرية (ZKevM). ستسلط دراسة الاختلافات بينهما الضوء على القيمة الفريدة لـ OVM وكيفية عملها جنبًا إلى جنب لتعزيز قابلية التوسع.

OVM مقابل EVM

يعطي OVM الأولوية للمعاملات الأسرع بدلاً من EVM. باستخدام OVM، يمكن للعقدة الكتابة مباشرة إلى blockchain، مما يلغي الحاجة إلى عملية التحقق متعددة العقد الخاصة بـ EVM. ومن ناحية أخرى، يطلب EVM إجماعًا من جميع العقد من خلال جعل كل منها يصوت على كل معاملة قبل تحديث بلوكتشين. هذه الدقة معقولة لأنها تضمن الثقة المطلقة، ولكن التكلفة تنخفض الإنتاجية مقارنة بـ OVM.

يختلف OVM و EVM أيضًا من حيث الصلاحية، حيث لا يفرض OVM صلاحية تغييرات الحالة. باستخدام OVM، يمكن لمستخدم لديه نوايا ضارة نقل أصول مستخدم آخر إلى نفسه قبل إرسال المعاملة إلى الطبقة الأولى. إذا لم يتم الطعن في المعاملة، فإن OVM تقبلها.

من ناحية أخرى، يجب أن تتبع جميع تغييرات الحالة في EVM قواعد إجماع الشبكة قبل قبولها. على هذا النحو، سيتبع السيناريو أعلاه قواعد مختلفة لأن مفتاح توقيع المرسل لن يتطابق مع مفتاحه العام، وهو شرط لقبول المعاملات.

بالإضافة إلى ذلك، يضمن EVM النهاية الفورية. تشير النهاية الفورية إلى قبول تغيير الحالة على الشبكة، ولا يمكن تغييره أو عكسه. لا تضمن OVM النهاية الفورية لأنها لا تفرض صلاحية المعاملة وإنهاء المعاملات غير الصالحة أو الضارة من شأنه أن يفسد بلوكتشين. لذلك، تكون حالات OVM نهائية فقط عندما يتم قبولها في سلسلة الطبقة الأولى.

OVM مقابل ZKevMS

يركز OVM بشكل أساسي على تنفيذ المعاملات والعقود الذكية ويترك الطبقة الأولى من EVM لفرض قواعد blockchain، خاصة فيما يتعلق بتغييرات الحالة. يعطي OVM الأولوية للسرعة من خلال تقديم المعاملات المكتملة دون إثبات الصلاحية. وهذا يعزز قابلية التوسع، ولكن هناك خطر يتمثل في أن المعاملات غير الصالحة قد تمر دون أن يلاحظها أحد ويتم الانتهاء منها في الطبقة الأولى، خاصة إذا تم تركها دون مواجهة.

تعالج آلة إيثريوم الافتراضية ذات المعرفة الصفرية (zKevM) هذه المشكلة عن طريق إنشاء براهين مشفرة لكل معاملة خارج السلسلة، على غرار الإيصالات. هذا يعزز ضمان صحة تحديثات الحالة، مما يعزز الثقة في النظام ككل.

باستخدام zKevm، يتم الانتهاء من انتقالات الحالة بمجرد التحقق منها على السلسلة. وهذا يقلل من التأخير في إكمال معاملات الطبقة الثانية على الطبقة الأولى. تؤكد براهين المعرفة الصفرية أيضًا صحة تحديثات الحالة، مما يلغي الحاجة إلى أدلة الاحتيال ما لم يكن ذلك ضروريًا.

تعد ZkEVMs عمومًا أكثر صعوبة في التنفيذ من OVM لأن تطوير مثل هذه البراهين المعقدة للعديد من خطوات الحساب أمر مكلف. تجعل إمكانية الوصول هذه تشغيل OVM أسهل من zkEVMS. ومع ذلك، فإن كلا المشروعين متوافقان مع EVM ويمكنهما تشغيل العقود الذكية.

حالات استخدام OVM

يتيح OVM، الذي يعمل على الطبقة الثانية، للمستخدمين استخدام EVM المستند إلى الطبقة الأولى دون تحديث حالة EVM بشكل مستمر مباشرةً. تخيل OVM كمساعد لـ EVM، ويعمل خلف الكواليس في الطبقة الثانية ويتعامل مع المعاملات حتى لا يتم إرهاق EVM.

في السياق، لنفترض أن المستخدم A يمتلك 2 WBTC ويرسل 1 WBTC إلى المستخدم B باستخدام مجموعة متفائلة. وسيقوم المُجمِّع بعد ذلك بإرسال تفاصيل المعاملة إلى عقد التجميع الخاص بالطبقة الأولى. وإذا لم يتم الطعن فيه، فسيتم دمجه بشكل دائم على بلوكتشين إيثريوم، مما يجعله رسميًا.

هذا الضمان ممكن بشرطين. الأول هو أن OVM ينفذ المعاملات وفقًا لقواعد EVM، لذلك يتم ضمان قبول المعاملات التي تتم معالجتها بشكل صحيح خارج السلسلة في الطبقة الأولى. العامل الثاني هو أن المجمع يشارك بيانات المعاملة علنًا، مما يسمح لأي شخص بالإشارة إلى التناقضات في تنفيذ المعاملة، وبالتالي الحفاظ على نزاهة جميع الأطراف.

ومع ذلك، سواء قرر كلا الطرفين سحب أصولهما أو إجراء معاملات أخرى، فقد استمروا في الاستفادة من EVM دون الحاجة إلى تنفيذ أي معاملات على الطبقة الأولى.

بصرف النظر عن تنفيذ المعاملات بشكل أسرع، يمكن استخدام OVM بطرق أخرى مختلفة. أحدثت OVM أيضًا ثورة في ألعاب blockchain، مما أتاح اللعب بشكل أسرع دون تأخير أو تأخير، حيث تتم المعاملات على الفور ويتفاعل عالم اللعبة في الوقت الفعلي. لا يمكن أن يمر استخدامه في تحسين تطبيقات DeFi دون أن يلاحظه أحد أيضًا، حيث يوفر مقايضات رمزية شبه فورية في البورصات اللامركزية برسوم غاز أقل.

الخاتمة

باستخدام الآلة الافتراضية المتفائلة، يمكن للمطورين نشر العقود الذكية، ويمكن للمستخدمين إجراء المعاملات دون متاعب رسوم الغاز المرتفعة وأوقات المعالجة البطيئة التي تعاني منها إيثريوم. وفي حين أنها تواجه تحديات تتعلق بالأمن ومخاطر المركزية المحتملة، فإن OVM تحمل المفتاح لفتح حقبة جديدة من التطبيقات التي تعمل بتقنية بلوكتشين والتبني الجماعي بشكل عام. مع تطور تقنية blockchain، تعد OVM واحدة من الأدوات المبتكرة المتوقع أن تشكل مستقبل التطبيقات اللامركزية.