بلوكتشين وحدات: تفكيك بنية قابلة للإدخال لتجاوز عنق الزجاجة في الأداء

بلوكتشين وحدات:深入解析可插拔架构如何解决 البلوكتشين性能瓶颈

تشتهر بلوكتشين وحدات بشموليتها، حيث تتحمل بشكل مستقل جميع جوانب الشبكة، من تخزين البيانات إلى التحقق من المعاملات وما إلى ذلك. بينما تقوم بلوكتشين وحدات من خلال فصل الوظائف المختلفة للبلوكتشين إلى وحدات مستقلة، بتوفير دعم للأداء وتجربة مستخدم سلسة في وظائف معينة، مما يساعد إلى حد ما في حل مشكلة "المثلث المستحيل".

تعتبر الإيثيريوم كأول منصة بلوكتشين تدعم العقود الذكية، قد وفرت تربة خصبة للتصميمات الوحدات. مع تطور تكنولوجيا البلوكتشين، بدأ نظام البيتكوين البيئي أيضًا في استكشاف إمكانية الوحدات، من خلال إضافة وحدات جديدة لتحقيق وظائف متقدمة، مثل تحسين حماية الخصوصية، معالجة المعاملات بشكل أكثر كفاءة أو تعزيز وظائف العقود الذكية.

تمثل التقنية المودولارية فكرة منتج أكثر "روحانية" وقابلية للتوصيل، حيث ستظهر في المستقبل حلول بلوكتشين أكثر مرونة وقابلية للتخصيص، ويمكن إدخال وإخراج مختلف الخدمات والوظائف بسهولة مثل قطع ليغو. تتيح هذه المرونة للمطورين بناء ونشر حلول بلوكتشين بسرعة وفقًا لمتطلبات سيناريوهات التطبيقات المحددة.

تفسير متعمق للوحدات: حل قابل للتوصيل لعقبات أداء البلوكتشين

البلوكتشين وحدات الأساسية

عند مناقشة بلوكتشين وحدات، يجب أولاً فهم مفهوم سلسلة الكتل الفردية. السلاسل الفردية، مثل البيتكوين والإيثريوم، تشتهر بشموليتها، حيث تتحمل بشكل مستقل جميع جوانب الشبكة، من تخزين البيانات إلى التحقق من المعاملات، وصولاً إلى تنفيذ العقود الذكية. في هذه العملية، تلعب السلسلة الفردية دورًا متعدد الجوانب، حيث تتدخل في جميع المراحل.

إذا أخذنا الإيثيريوم كمثال، يمكن تقسيم سلسلة الكتل أحادية الطبقة الناضجة عمومًا إلى أربعة هياكل.

  • طبقة التنفيذ
  • طبقة التسوية
  • طبقة توفر البيانات/ طبقة DA
  • طبقة الإجماع

تحليل عميق للوحدات: حل قابل للتوصيل لعقبات أداء البلوكتشين

البلوكتشين وحدات هو نوع جديد من بنية البلوكتشين، حيث يتم تقسيم نظام البلوكتشين إلى مكونات أو طبقات متخصصة متعددة، كل مكون مسؤول عن معالجة مهمة معينة، مثل الإجماع، توفر البيانات، التنفيذ والتسوية.

بلوكتشين وحدات像一群 خبراء, تركز على التنقيب العميق والابتكار التكنولوجي في مجالاتها الخاصة. هذه التركيز تجعل بلوكتشين وحدات تقدم أداء وتجربة مستخدم ممتازة في وظائف معينة, على سبيل المثال, يمكنها توفير سرعة معالجة معاملات أسرع بتكلفة أقل.

فيما يتعلق بهندسة العقد، تعتمد السلسلة الأحادية على العقد الكاملة، حيث يجب على هذه العقد تنزيل ومعالجة نسخة كاملة من بيانات البلوكتشين. وهذا يضع متطلبات عالية على موارد التخزين والحوسبة، كما يحد من سرعة توسع الشبكة. بالمقابل، تعتمد بلوكتشين وحدات على تصميم العقد الخفيفة، التي تحتاج فقط إلى معالجة معلومات رأس الكتلة، مما يحسن بشكل كبير من سرعة المعاملات وكفاءة الشبكة.

تتمثل إحدى المزايا البارزة لبلوكتشين وحدات في مرونتها وتعاونها. يمكنها الاستعانة بخدمات خبراء آخرين للوظائف غير الأساسية، مما يشكل تأثيرًا تآزريًا، لتحقيق تحسين ملحوظ في الأداء الكلي. تشبه هذه الفلسفة التصميمية قطع الليغو، حيث تسمح للمطورين بتجميع وحدات مختلفة بحرية وفقًا لمتطلبات المشروع، مما يؤدي إلى إنشاء حلول متنوعة.

على الرغم من أن السلاسل الفردية تتمتع بميزة على مستوى التحكم العالمي والأمان والاستقرار، إلا أنها تواجه تحديات في قابلية التوسع وصعوبة الترقية والتكيف مع الاحتياجات الجديدة. بينما تبرز بلوكتشين وحدات بمرونتها العالية وقابلية تخصيصها، مما يسهل عملية إنشاء وتحسين بلوكتشين جديدة.

ومع ذلك، تواجه بلوكتشين وحدات تحدياتها الخاصة. إن بنية المعقدة تزيد من عبء العمل على المطورين في التصميم والتطوير والصيانة. كنوع من التكنولوجيا الناشئة، لم تخضع بلوكتشين وحدات بعد لاختبارات أمان شاملة ولا لامتحانات تقلبات السوق، ولا تزال حاجة إلى مزيد من التحقق من استقرارها وأمانها على المدى الطويل.

تحليل متعمق للوحدات: حل قابل للتوصيل لعنق الزجاجة في أداء البلوكتشين

كيف تحل بلوكتشين وحدات مشكلة "مثلث المستحيل"

لماذا تحظى تقنية بلوكتشين وحدات باهتمام واسع، وتنبأ بأنها "اتجاه المستقبل"؟ هذا مرتبط ارتباطًا وثيقًا بنظرية "المثلث المستحيل" الشهيرة في مجال البلوكتشين.

تشير "مثلث المستحيل" في البلوكتشين إلى أن من الصعب على شبكة البلوكتشين تحقيق الحالة المثلى للأمان، واللامركزية، وقابلية التوسع في نفس الوقت.

  • تركز القابلية للتوسع على قدرة الشبكة على معالجة عدد كبير من المعاملات، وكذلك قدرتها على الحفاظ على كفاءة وتكلفة منخفضة عندما ينمو عدد المستخدمين وحجم المعاملات. عادة ما يتم قياس ذلك من خلال TPS والتأخير.
  • تتعلق الأمانة بتكاليف وصعوبة حماية شبكة البلوكتشين من الهجمات. على سبيل المثال، تتطلب آلية POW لبيتكوين من المهاجمين السيطرة على أكثر من 51% من قوة الحوسبة على الشبكة، بينما تتطلب آلية POS لإيثريوم تآمر أكثر من ⅓ من العقد.
  • تصف اللامركزية أن تشغيل الشبكة لا يعتمد على عقدة مركزية واحدة، بل يتوزع عبر العديد من العقد. كلما زادت العقد وتوزيعها الجغرافي، زادت درجة اللامركزية في الشبكة.

"مثلث الاستحالة" تنص على أن نظام البلوكتشين من الصعب تحقيق تحسين مثالي في هذه الخصائص الثلاثة. على سبيل المثال: من بين العديد من سلاسل الكتل العامة، تبرز البيتكوين والإيثيريوم بسبب توزيع العقد الواسع وعدد العقد الكافي، مما يجعلهما بارزين في اللامركزية والأمان.

ومع ذلك، فإنها تضحي ببعض القابلية للتوسع، مما يؤدي إلى بطء في سرعة المعاملات وارتفاع رسوم المعاملات: زمن إنتاج الكتلة لبيتكوين حوالي 10 دقائق، وTPS للإيثيريوم حوالي 13، وعند زيادة حجم المعاملات بشكل كبير، قد تصل رسوم معاملات الإيثيريوم إلى مئات الدولارات.

في هذا السياق، ظهرت تقنية بلوكتشين وحدات، حيث تحل التحديات التي تواجهها الشبكات العامة التقليدية في قابلية التوسع وتكاليف المعاملات من خلال تخصيص وظائف مختلفة لوحدات متخصصة. على سبيل المثال، شبكة البرق الخاصة ببيتكوين وتقنية Rollup الخاصة بإيثيريوم، هما تجسيد لفكرة الوحدات.

تتمثل مزايا بلوكتشين وحدات في هيكله الطبقي، مما يسمح لكل طبقة بتحسين تلبية احتياجات محددة. يمكن أن تركز طبقة البيانات على تخزين البيانات والتحقق منها، بينما يمكن أن تتعامل طبقة التنفيذ مع منطق العقود الذكية. لا تعزز هذه الفجوة الأداء والكفاءة فحسب، بل تعزز أيضًا التشغيل البيني بين مختلف البلوكتشين، مما يوفر أساسًا لبناء نظام بيئي مفتوح ومترابط.

بناءً على ما سبق، تقدم تقنية بلوكتشين وحدات وسيلة جديدة لحل قيود السلاسل العامة التقليدية. إنها تحقق قابلية توسع أعلى وتكاليف معاملات أقل مع الحفاظ على اللامركزية والأمان، مما له دلالات بعيدة المدى على التطبيق الواسع لتقنية البلوكتشين وتطورها على المدى الطويل.

تحليل عميق للوحدات: حلول قابلة للتوصيل لقيود أداء البلوكتشين

أنواع البلوكتشين وحدات الرئيسية

يمكن تقسيم بلوكتشين وحدات إلى أنواع مختلفة بناءً على ميزات هيكلها. من بين هذه الأنواع، يتم تصميم طبقة توفر البيانات وطبقة الإجماع غالبًا ككل موحد بسبب اعتمادهما الوثيق على بعضهما. وذلك لأن العقدة عندما تستقبل بيانات المعاملة، غالبًا ما تحدد أيضًا ترتيب المعاملة، وهو جوهر أمان البلوكتشين وعدم قابليتها للتغيير.

استنادًا إلى هذه المبادئ التصميمية، يمكننا أن نفهم مشاريع البلوكتشين وحدات من ثلاثة جوانب: طبقة التنفيذ، وطبقة توفر البيانات، وطبقة الإجماع، وطبقة التسوية.

تحليل متعمق لوحدات: حلول قابلة للتوصيل لعقبات أداء البلوكتشين

طبقة التنفيذ: تقنية الطبقة الثانية

تقنية الطبقة الثانية، كامتداد لطبقة التنفيذ في بنية البلوكتشين، هي تجسيد لمفهوم بلوكتشين وحدات. من خلال بناء شبكة أو نظام أو تقنية خارج السلسلة على البلوكتشين الأساسي، تهدف إلى تعزيز قابلية التوسع لسلسلة الكتل الرئيسية.

تسمح حلول الطبقة الثانية بمعالجة المعاملات بشكل أسرع وأكثر فعالية من حيث التكلفة، مع الحفاظ على أمان وخصائص اللامركزية للبلوكتشين الأساسي. وفقًا للوحة البيانات، يمكن رؤية أن نسبة الغاز المستهلكة في التحقق والتسوية على الطبقة الثانية في نظام الإيثيريوم البيئي أقل من 10% في المتوسط، مما يوفر بشكل كبير تكاليف المعاملات للمستخدمين.

تحليل متعمق للوحدات: حل قابل للتوصيل لعقبات أداء البلوكتشين

تقنية Rollup هي الحل الأكثر شيوعًا حاليًا في Layer 2، فكرتها الأساسية هي "تنفيذ خارج السلسلة، والتحقق على السلسلة"، حيث يتم تنفيذ حسابات وأعمال أخرى خارج السلسلة، ثم يتم رفع بيانات calldata مرة أخرى إلى الشبكة الرئيسية.

تنفيذ خارج السلسلة:

في نموذج Rollup، يتم تنفيذ المعاملات خارج السلسلة، بينما تتحمل البلوكتشين الأساسية فقط مسؤولية التحقق من إثبات المعاملات في العقود الذكية وتخزين بيانات المعاملات الأصلية. هذا التصميم يقلل بشكل ملحوظ من عبء الحساب على السلسلة الرئيسية، ويقلل من احتياجات التخزين، مما يسمح بمعالجة معاملات أكثر كفاءة.

لخفض التكاليف بشكل أكبر، اعتمدت Rollup تقنية تجميع المعاملات. يمكن مقارنتها بتجميع البضائع في اللوجستيات، حيث أن إرسال كل قطعة من البضائع بشكل منفصل سيؤدي إلى تكاليف شحن مرتفعة. بينما تقنية Rollup تجمع العديد من المعاملات معًا، مما يتطلب "نقلًا" واحدًا فقط، وبالتالي يقلل بشكل كبير من تكلفة كل معاملة.

التحقق على البلوكتشين:

التحقق على البلوكتشين هو المفتاح لأمان شبكة Layer 2. يجب أن تقدم شبكة Layer 2 دليلاً تشفيرياً لحل الخلافات المحتملة على البلوكتشين الأساسي. حالياً، آليتان رئيسيتان من آليات الإثبات هما إثبات الخطأ وإثبات الصلاحية، اللذان يدعمان على التوالي Optimistic Rollups و ZK Rollups.

إثبات الخطأ لعمليات التكديس المتفائلة:

تعتمد Rollups المتفائلة على فرضية متفائلة، حيث يُعتبر أن جميع المعاملات صالحة بشكل افتراضي، ما لم يكن هناك دليل واضح على وجود خطأ. يعتمد هذا النموذج على إثبات الخطأ خلال فترة التحدي، حيث يمكن لأي مشارك في الشبكة تقديم دليل للطعن في حالة العقد الذكي، مما يضمن نزاهة وشفافية الشبكة.

حاليًا، يوجد 16 طبقة 2 تستخدم آلية Optimistic Rollups، مثل: Arbitrum و OP و Base و Blast وغيرها.

تفسير عميق للوحدات: حل قابل للتوصيل لعوائق أداء البلوكتشين

إثبات صلاحية ZK Rollups:

على عكس Optimistic Rollups، تتبنى ZK Rollups أسلوبًا أكثر حذرًا، حيث يتطلب الأمر أن تمر جميع المعاملات بعملية إثبات الصحة قبل قبولها. آلية الإثبات هذه تشبه عملية التحقق، مما يضمن أن كل معاملة وحساب في شبكة Layer 2 دقيقة وصحيحة.

باختصار، فإن إثبات الفعالية هو حجر الزاوية في ZK-Rollups، حيث يتطلب من كل دفعة من المعاملات أن تكون مرفقة بإثباتات مناسبة، مما يضمن أن العقود الذكية على البلوكشين الأساسي تستطيع التحقق والموافقة على تغييرات الحالة. بالنسبة لعقد التحقق، توفر ZK Rollups آلية تسوية خالية من الأخطاء، حيث يجب أن تمر كل معاملة من خلال تحقق صارم من الفعالية.

حاليًا، هناك 11 طبقة ثانية تستخدم آلية ZK Rollups، مثل: Linea، Starknet، zkSync وغيرها.

تفسير عميق للبلوكتشين وحدات: حل قابل للتوصيل لعنق الزجاجة في أداء البلوكتشين

طبقة توفر البيانات وطبقة الإجماع: Celestia، EigenDA، Avail

سيلستيا

تعتبر Celestia رائدة في مجال بلوكتشين وحدات، حيث إن جوهرها هو طبقة توفر البيانات، مما يوفر أساسًا قويًا لتطوير التطبيقات اللامركزية (dApps) وRollup. من خلال نشرها على طبقة توفر البيانات وطبقة الإجماع في Celestia، يمكن لمطوري التطبيقات التركيز على تحسين منطق التنفيذ، بينما تتولى Celestia معالجة تعقيد توفر البيانات وآلية الإجماع.

تصميم بنية Celestia يوفر حلول متنوعة للتوسع الوحدات، حيث تتكون هيكليتها بشكل رئيسي من الأنواع الثلاثة التالية:

  • رول أب السيادة: تقدم Celestia قابلية بيانات متاحة
شاهد النسخة الأصلية
قد تحتوي هذه الصفحة على محتوى من جهات خارجية، يتم تقديمه لأغراض إعلامية فقط (وليس كإقرارات/ضمانات)، ولا ينبغي اعتباره موافقة على آرائه من قبل Gate، ولا بمثابة نصيحة مالية أو مهنية. انظر إلى إخلاء المسؤولية للحصول على التفاصيل.
  • أعجبني
  • 5
  • مشاركة
تعليق
0/400
Rugman_Walkingvip
· 07-30 07:26
الوحدة النمطية ستفجر لك الثقة
شاهد النسخة الأصليةرد0
consensus_failurevip
· 07-30 07:21
كتبت بشكل مبالغ فيه... إنها مجرد تحسين حتى الأسماء المعقدة ظهرت.
شاهد النسخة الأصليةرد0
SleepyValidatorvip
· 07-30 07:16
هل هذه الأشياء موثوقة... الكلاب الكسولة لديها غريزة الشك
شاهد النسخة الأصليةرد0
MetaverseVagabondvip
· 07-30 07:08
إذا كنت تتحدث عن المعيارية، فلماذا لا نتحدث عن كيفية تحقيق الحرية المالية
شاهد النسخة الأصليةرد0
just_here_for_vibesvip
· 07-30 07:00
gm من يفهم كيف يلعب القابل للتوصيل؟
شاهد النسخة الأصليةرد0
  • تثبيت