مقدمة

مع التطور السريع لتكنولوجيا blockchain ، تواجه سلاسل الكتل المتجانسة تحديات خطيرة في قابلية التوسع والتشغيل البيني. تواجه المنصات الرائدة مثل Ethereum ارتفاعا كبيرا في رسوم المعاملات خلال فترات ارتفاع طلب المستخدمين ، مما يعيق بشكل كبير اعتماد التطبيقات اللامركزية. لمعالجة هذه المشكلات ، كان المطورون يبحثون باستمرار عن حلول مبتكرة ، ويقدم ظهور Avail اتجاها جديدا لحل هذه المشكلات. بعد ترقية كانكون ، انخفضت تكاليف المعاملات في نظام Ethereum البيئي بشكل كبير ، وأصبحت التكنولوجيا المعيارية سردا رئيسيا في تطوير blockchain. في النصف الأول من العام ، قادت سلاسل الكتل المعيارية مثل Celestia و EigenDA هذا الاتجاه ، وفي 23 يوليو ، اتخذت Avail خطوة كبيرة إلى الأمام في المجال المعياري من خلال إطلاق شبكة Avail DA الرئيسية.

كأحد المشاريع الأساسية في سلاسل الكتل القابلة للتعديل، Avail و EigenDA و Celestia تخدم مجالات مماثلة. ومع ذلك، لكل منها خصائصها الفريدة من ناحية البنية التحتية ونماذج التنفيذ وتصاميم الاقتصاد الرمزي.

خلفية الفريق

نشأت Avail من Polygon وأصبحت كياناً مستقلاً ومحايداً في عام 2023. قبل أن تصبح توافر البيانات (DA) نقطة تركيز في الصناعة، قام Anurag Arjun بالتعاون مع الآخرين لتطوير سلسلة Plasma، بهدف حل مشاكل التوسع لدى Ethereum. على الرغم من أن هذه السلسلة ساعدت Polygon في توليد 19 مليار دولار في الإيرادات، إلا أنها في النهاية لم تصبح الحل الأمثل للتوسيع. خلال هذه العملية، أدرك Anurag أن جميع سلاسل الكتل ستواجه في نهاية المطاف نفس التحدي - توافر البيانات. تتعلق حوالي 80% من تكاليف معاملات Rollup بتوافر البيانات، مما يدفعه إلى تصور إنشاء طبقة DA فعالة من حيث التكلفة يمكنها حل مشاكل التوسع لعدة سلاسل كتل.

لم تكن هذه الفكرة فكرة فريدة من نوعها لأنوراج؛ بل حاولت العديد من مشاريع سلسلة الكتل Layer 1 (L1) أيضًا تموضع نفسها كطبقات DA. على سبيل المثال، تقوم إيثيريوم باستكشاف حلول DA من خلال نهج Rollup، بينما تبتكر مشاريع L1 الأخرى في هذا المجال. يعتقد أنوراج أن سلسلة كتل L1 مصممة خصيصًا لـ DA تقدم مزايا متميزة.

خلال فترة عمله في Matic، التقى أنوراغ بـ برابال بانيرجي، المؤسس المشارك الحالي لـ Avail، الذي كان يسعى إلى الحصول على شهادة الدكتوراه في التشفير والأمان. انضم برابال فيما بعد إلى الفريق كباحث، وعملوا معًا على بناء طبقة DA قابلة للتوسعة. مع ظهور تقنية Zero-Knowledge Proof (ZK)، دمج الاثنان تصاميم البلوكشين القائمة على البراهين الصالحة. وباستغلال خبرة أنوراغ في بناء بروتوكول بقيمة مليار دولار في Polygon، قاموا بتطوير حلول لمواجهة تحديات توافر البيانات.

من متكامل إلى مرن

المصدر: توفر الوثائق الرسمية

مع تصاعد منافسة الموارد الحسابية الأساسية ، أظهرت البنية المعمارية المتكاملة لإيثيريوم - التي تتعامل مع التنفيذ والتسوية والترتيب وتوفر البيانات (DA) على سلسلة واحدة - قدراتها المحدودة بشكل متزايد ، خاصة من حيث التوسع. وقد دفع ذلك الصناعة إلى إعادة تقييم النموذج المتكامل واستكشاف حلول جديدة.

قدمت عمليات التجميع بنية معيارية عن طريق نقل التنفيذ خارج السلسلة ، مما خفف من الازدحام على شبكات الطبقة 1 (L1) ، وخفض تكاليف المعاملات للمستخدمين ، وتعزيز إنتاجية المعاملات. على الرغم من أن هذه البنية حسنت بشكل كبير من الكفاءة على السلسلة ، إلا أن مساحة الكتلة المحدودة ل Ethereum لا تزال عنق الزجاجة ، ومع نمو الطلب ، قد تظهر هذه المشكلة مرة أخرى. حاليا ، تعتمد التطبيقات اللامركزية (Dapps) على L1 لنقل البيانات وتسويتها ، بينما تستخدم Rollups L1 لإدارة هذه العمليات. بينما قامت Rollups بتحسين استخدام مساحة الكتلة ، تظل مساحة الكتلة نفسها موردا نادرا.

تحليل معاملات L1 للتكدسات في إيثيريوم يكشف أن تكاليف DA تمثل 90% من نفقات التكديسات، مما يجعلها أكبر مصدر للإنفاق. يأتي معظم هذه التكلفة من دفع رسوم L1 لنشر بيانات المعاملات.

على غرار كيفية تفريغ Rollups للتنفيذ خارج السلسلة ، تتيح عمارة Avail نقل توافر البيانات إلى طبقة مخصصة. يوفر Avail للمطورين طبقة DA مرنة وسهلة الاستخدام وآمنة تعالج تحديات التوسع ، والحوكمة ، واللامركزية.

الهندسة المعمارية لأفيل المعيارية

تهدف Avail إلى تسريع توحيد الويب 3 من خلال استفادتها من تكنولوجيا نظام الوحدة النمطية الخاصة بها، والتي تدمج توافر البيانات، والتجميع، والأمان المشترك. ستشكل أنظمة مثل Validium (في حالة Optimistic Rollups، يُعرف بـ Optimium) نظمًا يستخدم Avail لنشر بيانات المعاملات الغير متصلة بالشبكة الرئيسية. يمكن لـ Validiums و Sovereign Rollups الاعتماد على Avail لتوفير خدمات توافر البيانات وترتيبها ذات الثقة المنخفضة.

هنا نظرة عامة على كيفية دعم الأفايل للفاليديوم وسوفرين رولابس:

1. إرسال المعاملة: مثل معظم Rollups الحالية ، يتم دمج بيانات المعاملات ويتم إرسال جذر الحالة إلى Avail DA (توافر البيانات). يتم ربط كل دفعة مع معرف تطبيق فريد لتمثيل منشأ Rollup.
2. توسع البيانات وترميز المسح: يتم إرسال المعاملات المقدمة إلى Avail DA لترميز المسح. يتم تجزئة كتلة البيانات إلى n شظايا أصلية وتوسيعها إلى 2n شظية. يمكن استخدام أي n شظية من مجموعة 2n لإعادة بناء البيانات الأصلية، مما يضمن الاستعداد والتسامح في الأعطال.
3. خلق التزام: يطبق DA KZG الالتزامات متعددة الحدود إلى البيانات الزائدة ، مما يضمن سلامتها من خلال الأدلة التشفيرية. تضمن هذه الالتزامات أن البيانات المخزنة دقيقة ومقاومة للتلاعب.
4. انتشار الكتلة: يستلم المدققون كتلًا تحتوي على التزامات KZG وإعادة تكوينها للتحقق من دقتها. يتم بعد ذلك تحديد صحة الكتلة بالتوافق.
5. شبكة العميل الخفيف: يستخدم العملاء الخفيفون عينات توافر البيانات (DAS) للتحقق من سلامة بيانات الكتلة. يتم ذلك من خلال إجراء التحقق من فتح مضاعفات KZG على التزامات رؤوس الكتلة، مما يزيل الحاجة إلى إعادة بناء التزام KZG الكامل أو الاعتماد على دلائل الغش.
6. التحقق من البرهان: ينفذ العملاء الخفيفون التحقق من البرهان باستخدام البراهين على مستوى الخلية المولدة من مصفوفة البيانات. هذا يضمن توافر البيانات وصحتها دون الحاجة إلى تنزيل أو التحقق من الكتلة الكاملة.

نظرًا لأن Avail يستخدم دلائل الصحة بدلاً من دلائل الاحتيال، يمكن للعملاء الخفيفة التحقق على الفور من توافر البيانات وصحتها بعد تحقق الحالة. يضمن شبكة العميل الخفيف أيضًا توافر البيانات العالي من خلال أخذ عينات توافر البيانات. كلما انضم المزيد من العملاء الخفيفين، تتحسن قدرتهم على أخذ عينات التوافر، مما يتيح للشبكة دعم بلوكات أكبر. يمكن أن يعمل هؤلاء العملاء الخفيفين حتى على أجهزة الكمبيوتر المحمولة أو الأجهزة المحمولة، مما يعزز كفاءة الشبكة.

المصدر: توفر الوثائق الرسمية

الميزات التقنية

حالات استخدام العميل الخفيف

في الوقت الحالي ، تعتمد العديد من تطبيقات blockchain على الوسطاء للحفاظ على العقد الكاملة ، حيث يتفاعل المستخدمون بشكل غير مباشر من خلال هؤلاء الوسطاء بدلا من الاتصال المباشر ب blockchain. نظرا لعدم توفر البيانات المضمون ، لم يصبح العملاء الخفيفون بعد البديل المثالي للبنى التقليدية. يعالج Avail هذه المشكلة من خلال تمكين التطبيقات من التفاعل مباشرة مع شبكة blockchain دون الاعتماد على وسطاء.

على الرغم من أن Avail يدعم تشغيل العقد الكاملة، إلا أن معظم التطبيقات لا تحتاج إلى تشغيل العقد الكاملة، أو تتطلب فقط عدداً أدنى من العقد للعمل بسلاسة. وهذا يقلل بشكل كبير من متطلبات الموارد للمشاركة في شبكة البلوكشين ويعزز اللامركزية عن طريق السماح لمزيد من المشاركين بالتفاعل مع السلسلة مباشرة من خلال البنية التحتية خفيفة الوزن.

عينات توافر البيانات (DAS)

على غرار العملاء الخفيفة التقليدية، تحتاج عملاء Avail الخفيفة فقط إلى تنزيل بيانات رأس الكتلة. بالإضافة إلى ذلك، يقومون بعينات عشوائية من أجزاء من بيانات الكتلة للتحقق من توافرها من خلال عينات توافر البيانات (DAS). من خلال الجمع بين الترميز بالمسح والتزامات الجدول الزمني KZG، يمكن للعملاء الخفيفة التأكد من توافر البيانات بنسبة تقارب 100% دون الاعتماد على دلائل الغش، مما يتطلب عددًا صغيرًا وثابتًا من الاستفسارات فقط.

تشفير الاستيفاء وتوافر البيانات

يعمل الترميز بالمحوّلات عن طريق تقسيم البيانات إلى شظايا، مع استعادة المحتوى الأصلي حتى إذا فقدت بعض أجزاء البيانات. في تطبيقات سلسلة الكتل، حتى إذا حاول الممثلون الخبيثون إخفاء أجزاء من البيانات، يمكن للنظام استعادتها من الشظايا الأخرى. يعمل هذا الآلية على تحسين موثوقية عينات توافر البيانات بشكل كبير وتعزيز مقاومة النظام لتلاعب البيانات.

التزامات KZG

تعهدات KZG ، التي طورها Aniket Kate و Gregory M. Zaverucha و Ian Goldberg في عام 2010 ، هي طريقة فعالة للالتزام بالمعاملات الجبرية التي حظيت بتبني واسع في نظام الأدلة بدون معرفة في السنوات الأخيرة. في هندسة Avail ، توفر التعهدات KZG المزايا التالية:

• يسمحون بالالتزام الموجز بالقيم المسجلة في رأس الكتلة.
• يمكن للعملاء الخفيفة التحقق من توافر البيانات من خلال هذه التزامات.
• تجعل الخصائص الربطية للالتزامات KZG من العملات الرقمية من الصعب تقريباً إنشاء الالتزامات الزائفة، مما يقلل بشكل كبير من الحاجة إلى دلائل الاحتيال.

الطبقة الموحدة لأفيل

تعمل Avail على بناء "الطبقة الموحدة"، وهي مجموعة تكنولوجيا شاملة تبدأ بطبقة توفر البيانات الأساسية (DA)، وطبقة Nexus الموحدة، وطبقة أمان إضافية تُسمى Fusion. من خلال طبقة توفر البيانات القابلة للتوسع لديها، تهدف Avail إلى دعم نظام الويب3 بأكمله. باستخدام دلائل الصحة القائمة على التزامات الجداء KZG، يضمن Avail توفر البيانات في الوقت الحقيقي وبمصداقية عالية، مما يسمح للتجميعات بالنمو والتفاعل والحفاظ على الأمان والتكيف.

استفد من DA

المصدر: الحصول على الوثائق الرسمية

يعتبر Avail DA هوية معمارية أساسية مُحسنة خصيصًا لتوفير توافر البيانات. إنه يستخدم خوارزميات الاتفاق GRANDPA و BABE ، مما يجعله يتميز عن طبقات توافر البيانات الأخرى. يمنح هذا التصميم Avail DA قابلية توسع عالية ، مما يضمن ضمانات البيانات الموثوقة بتكاليف منخفضة من خلال عينات توافر البيانات (DAS) وبراهين الصحة.

في جوهرها، يعطي Avail DA الأولوية للمعاملات وينشرها بينما يسمح للمستخدمين بالتحقق من توافر بيانات الكتلة دون الحاجة إلى تنزيل الكتلة بأكملها. إحدى ميزات Avail DA التحديدية هي طبيعتها البيانات اللامبالية. إنه يدعم مجموعة متنوعة من بيئات التنفيذ، بما في ذلك EVM و WASM وبيئات تشغيل مخصصة جديدة، مما يوفر أساسًا متعدد الاستخدامات لمجموعة واسعة من تطبيقات سلسلة الكتل.

استفد من نيكسوس

المصدر: توفر الوثائق الرسمية

أفيل نكسوس، الركيزة الثانية من نظام أفيل البيئي، هو إطار غير مرخص مصمم لتوحيد بيئة الويب3. يربط بين سلاسل الكتل الداخلية والخارجية، باستخدام أفيل DA كأساس موثوق ويعمل كمحور تحقق. يدمج نكسوس نظام Rollup متنسق ZK، الذي يجمع بين تجميع البراهين، وطبقة التحقق، وآلية اختيار المتسلسل، ونظام مزاد الفتحات. يقوم نكسوس بتقديم البراهين المجمعة بشكل دوري إلى إيثريوم وطبقة أفيل DA للتحقق، مضمناً موثوقية العمليات عبر السلاسل.

توفر فوزيون

المصدر: توفر الوثائق الرسمية

Avail Fusion ، الركيزة الثالثة ، توفر أمانًا إضافيًا لنظام Avail ومجال Web3 الأوسع. المفهوم الأساسي وراء Fusion هو أن النظام الموحد يتطلب أمانًا موحدًا على المستوى الاقتصادي. يعزز أمان الدمج توافق Avail من خلال استخدام الأصول الأصلية من الأنظمة المعترف بها مثل BTC و ETH ، مما يساهم في أمان توافق Avail. يشكل هذا أول محاولة لاستخدام الرموز الخارجية لتحقيق التوافق عبر سلاسل الكتل.

تدعم Fusion نوعين من رهان الأصول: العملات المشهورة والرموز الناشئة Rollup. حاليًا، يتضمن النموذج الأولي لـ Fusion وحدتين لرهان الأصول: واحدة تعمل على سلسلة الكتل Avail وأخرى لرهان تحويل الأصول. من المهم أن نلاحظ أن النموذج الأولي العام لـ Avail Fusion ما زال قيد التطوير.

أنواع العقد الذكي في Avail

على الرغم من أن تصميم Avail يختلف عن البلوكشينات المتكاملة التقليدية، إلا أنه لا يزال يدعم أنواعًا مختلفة من العقد، بما في ذلك العقد الكاملة، والعملاء الخفيفة، والعقد الأرشيفية، وعقد المحقق.

• Full Node: تتحمل العُقد الكاملة مسؤولية تحميل والتحقق من صحة الكتل ، لكنها لا تشارك في عملية التوافق. بينما توفر العُقد الكاملة تكرارًا ومرونة إضافية للنظام ، إلا أنها ليست ضرورية لوظيفة الشبكة.
• عقدة المحقق: تعتبر عقدة المحقق حاسمة في إنشاء الكتل، وتحديد الصفقات المراد تضمينها، والحفاظ على الترتيب. تساعد هذه العقد على بلوغ شبكة الاتفاق.
• يتيح للمستخدمين التفاعل مع طبقة توافر البيانات (DA) في Avail دون تشغيل عقدة كاملة أو الاعتماد على عقداء الأقران البعيدين. يتم ذلك عن طريق إجراء عينات توافر البيانات (DAS) على كل كتلة تم إنشاؤها حديثًا ، مما يضمن توافر البيانات دون تنزيل الكتلة بأكملها.
• نقطة RPC: توفر نقاط RPC واجهة برمجة تطبيقات للتفاعل عن بُعد، حيث تعمل كبوابة للمطورين والمستخدمين الخارجيين للتفاعل مع شبكة Avail.

يقوم العملاء الخفيفون بمراقبة الكتل المؤكدة على شبكة Avail وأداء DAS على وحدات البيانات المحددة مسبقًا داخل كل كتلة جديدة. عند التحقق الناجح، يقوم النظام بحساب مدى تأكيد جزء من وحدات البيانات داخل الكتلة، استنادًا إلى مستوى الثقة المطلوب من قبل المستخدم.

النموذج الاقتصادي

توزيع الرمز المميز

مع إطلاق شبكة Avail DA الرئيسية ، قام الفريق بإسقاط رموز AVAIL على المستخدمين المؤهلين ، بإجمالي إمدادات تبلغ 10 مليار رمز. توزيع الكميات على النحو التالي:

• 6% للأيرو دروبس والتخصيص العام
• 30% لتطوير النظام البيئي
• 23.88% للمجتمع والبحث
• 14.12% تخصيصها للمستثمرين
• 20% تخصص للمساهمين الأساسيين

المصدر: توفير الوثائق الرسمية

التراكم

يؤدي رمز AVAIL أغراضًا متعددة، بما في ذلك حوكمة النظام البيئي والرهان السائل. بينما لم يتم تفصيل الإطار الرسمي للحوكمة بشكل كامل، يمكن لأي شخص الرهان على AVAIL عبر بنية Avail لكسب مكافآت الرهان.

بالنسبة للتخزين ، تتبنى Avail آلية إجماع إثبات الحصة المعينة (NPoS) ، الموروثة من النظام البيئي للركيزة. يلعب Staking دورا مهما في هذا النظام ، حيث يشارك المستخدمون رموز AVAIL لتعزيز أمان الشبكة وكسب المكافآت. كلما زاد عدد الرموز المميزة المخزنة ، أصبحت الشبكة أكثر أمانا ، حيث تزداد تكلفة مهاجمة الشبكة مع كمية الرموز المميزة المربوطة.

تشمل تطبيقات الرهان:

• توفير DA Staking: يمكن للمستخدمين رهن الرموز AVAIL للمشاركين في التحقق أو حمامات الترشيح لتأمين الشبكة ودعم تطبيقات مختلفة مثل ألعاب Web3 ومنصات DeFi. يكسب رهن الرموز مكافآت عن مساهماتهم.
• توفير Nexus Staking: يتطلب من المتسلسلين رهن AVAIL tokens للمشاركة في إرسال الصفقات وترتيبها. يتم مكافأة المتسلسلين الذين يؤدون بأداء عالٍ بينما يتم تغريم المتسلسلين الذين يؤديون بأداء ضعيف.
• استفد من مساهمة الانصهار: بالإضافة إلى رموز AVAIL ، يمكن للمستخدمين أن يركبوا أصول العملات الرقمية الرئيسية الأخرى مثل BTC و ETH لتعزيز أمان الشبكة ، مع كسب المشاركون للمكافآت.

من المهم أن نلاحظ أن المستخدمين الذين يرغبون في إلغاء رهن رموزهم يجب أن يخضعوا لفترة فك الربط لمدة 28 يومًا، خلالها لا يمكن استخدام أو نقل رموزهم AVAIL.

تحديات

مخاطر مسابقة رولاب

قد يتعرض نمو Avail للتحدي من قبل الروابط العامة الكبيرة التي لها نظام البيئات المعتمدة وحلول التشغيل الداخلية. قد تتوقف هذه الروابط العامة في نهاية المطاف عن الاعتماد على أنظمة التوافقية الخارجية، مما قد يقلل من قيمة Avail Nexus. ومع ذلك، فإن ارتفاع عدد الروابط الخاصة بالتطبيقات والتشظي العالي الذي يواجهه المستخدمون يجعل هذا السيناريو أقل احتمالا.

المنافسة في حلول DA

مع حلول توافر البيانات المتعددة (DA) ، مثل Celestia و EigenDA ، و EIP-4844 القادم من Ethereum ، والذي يقدم "النقط" كخيار لنشر البيانات ، تزداد المنافسة في طبقة DA. قد تدفعها حساسية عمليات التجميع لتكاليف نشر البيانات والمنافسة الشرسة بين حلول DA إلى تفضيل أنظمة DA الراسخة أو الاعتماد على توفر البيانات الأصلية ل Ethereum ، خاصة بمجرد تنفيذ danksharding الكامل. قد يؤثر هذا على اعتماد حل DA الخاص ب Avail.

مشاركة مخاطر الأمان

يعتمد نموذج الأمان المشترك الذي توفره Avail Fusion على تخزين أصول متعددة جنبا إلى جنب مع رمز AVAIL ، مما قد يثير مخاوف بين المستخدمين بشأن أمان هذه الأصول المختلفة. قد يفضل بعض المطورين اشتقاق الأمان من أصل واحد راسخ مثل ETH أو BTC بدلا من الاعتماد على رموز متعددة. بالإضافة إلى ذلك ، قد يتحول المطورون نحو حلول DA ذات الأمان الاقتصادي الأقوى إذا فشل Avail Fusion في توفير الأمان الكافي.

التنافس من نظم الخدمات القيمة المضافة

قد تطوّر منتجات إعادة الرهن أو الأمن المشترك بيئات خدمات مضافة تستهدف ال rollups. على سبيل المثال، يمكن أن تقدّم EigenLayer تسلسلًا لامركزيًا، وتوافر البيانات، وخدمات الاستقرار السريع، مما يجعلها أكثر تنافسًا. هذه الميزات الإضافية قد تجذب المطورين الذين يبحثون عن حل شامل وآمن.