عمل فيتاليك الجديد: كيف يختلف L2 عن أداء مشاركة؟

كتب بواسطة: فيتاليك بوتيرين

Peng Sun، Foresight News

قبل عامين ونصف، ذكرت في مقالة “نهاية اللعبة” أن مستقبل تطور التكنولوجيا للبلوكتشين يبدو متشابهًا إلى حد كبير على الأقل من الناحية التقنية. في كلتا الحالتين، هناك عدد كبير من المعاملات على السلسلة ومعالجة هذه المعاملات تتطلب: (1) حسابات كبيرة ؛ (2) عرض نطاق البيانات الكبير. حتى العقد الذكية العادية في إثيريوم (مثل العقد الأرشيفي الحالي بحجم 2 تيرابايت الذي أعمل به على جهاز الكمبيوتر الخاص بي) ليست كافية للتحقق مباشرة من كميات البيانات وعمليات الحساب الضخمة، حتى مع أداء البرمجيات الهندسية القوية وشجرة Verkle. بدلاً من ذلك، في حالتين من “قطعة L1” والتركيز على Rollup، يتم استخدام ZK-SNARK للتحقق من الحسابات و DAS للتحقق من توفر البيانات. سواء كانت تقسيمات L2 أو Rollup، فإن DAS هو نفسه، وتكنولوجيا ZK-SNARKs هي نفسها. إنها وظيفة للعقود الذكية والبروتوكول. من الناحية التقنية الحقيقية، إثيريوم يعمل على التقسيم، و Rollup هو التقسيم.

هذا سيؤدي بالطبيعة إلى سؤال: ما هي الاختلافات بينهما؟ أحد الاختلافات هو النتائج المختلفة التي تنتج عن ثغرات الشفرة: في ال Rollup ، يتم سرقة العملات المشفرة؛ في الـ شاردة ، يتم كسر الإجماع. ولكنني أتوقع أنه مع استقرار البروتوكول وتحسين تقنية التحقق الشكلي (formal verification) ، ستقل أثار ثغرات الشفرة تدريجيًا. فما هي الاختلافات الأخرى بين هاتين الخيارين المحتملتين التي قد تستمر لفترة طويلة؟

أطول بيئات التنفيذ

في عام 2019، تم مناقشة فكرة في إثيريوم تتعلق ببيئة التنفيذ. في الجوهر، ستحتوي إثيريوم على “مناطق” مختلفة، حيث يمكن وضع قواعد مختلفة للحسابات (بما في ذلك طرق مختلفة تمامًا مثل UTXO) وطريقة عمل الآلة الافتراضية وغيرها من الميزات. هذا يسمح بتنوع الأساليب في جميع أجزاء البرنامج، ولكنه يعتبر صعبًا إذا حاولت إثيريوم دمج وظائف متعددة في مكان واحد.

أخيرًا ، قمنا بالتخلي عن بعض الخطط الطموحة واكتفينا بـ EVM. ومع ذلك ، يمكن القول أن إيثيريوم L2 (بما في ذلك المجموعات والمتطلبات والبلازمات) في النهاية لعبت دورًا في بيئة التنفيذ. حاليًا ، نركز عادةً على L2 المعادلة لـ EVM مثل المجموعات ، ولكننا في الواقع نتجاهل العديد من التنوع الذي توفره طرق أخرى.

• Arbitrum Stylus، إنه يضيف إلى جانب EVM آلة أوراكل ثانية تعتمد على WASM.
• الوقود ، والذي يستخدم بنية قائمة على UTXO مشابهة ل بيتكوين (ولكن أكثر تميزا) ؛
• Aztec، يقدم نوعًا جديدًا من اللغة ونمط البرمجة المتعلق بتصميم العقود الذكية لحماية الخصوصية بناءً على ZK-SNARK.

بناءً على هيكل UTXO، المصدر: وثائق الوقود

يمكننا أن نحاول جعل EVM يعمل كجهاز افتراضي فائق يشمل جميع الأنماط الممكنة ، ولكن هذا سيؤدي إلى تقليل كفاءة الوظائف المختلفة بشكل كبير ، ومن الأفضل أن يقوم هذه المنصات بمهامها المتخصصة.

توازن الأمان: توسيع القدرة وسرعة المعاملات

إيثيريوم L1 يوفر أمانًا قويًا جدًا. إذا تم تضمين بعض البيانات في كتلة تم إكمالها في L1 ، فإن الإجماع بأكمله (بما في ذلك الإجماع الاجتماعي في حالات الطوارئ) سيعمل على ضمان عدم تعديل هذه البيانات وضمان عدم استعادة أي تنفيذ تم تنشيطه بواسطة هذه البيانات والاحتفاظ بإمكانية الوصول إلى هذه البيانات. لتحقيق هذا الضمان الأمني ، فإن إيثيريوم L1 على استعداد لتحمل تكاليف مرتفعة. في وقت كتابة هذه المقالة ، فإن تكلفة المعاملات منخفضة نسبيًا: يتم تحصيل أقل من سنت واحد لكل معاملة في Layer2 ، حتى على L1 ، لا يتجاوز تحويل ETH الأساسي دولارًا واحدًا. إذا تقدم التكنولوجيا بسرعة كافية وتمكن زيادة المساحة المتاحة في الكتلة من مواكبة الطلب على الزيادة ، فقد تظل هذه التكاليف منخفضة في المستقبل ، ولكن قد لا تكون كذلك. بالنسبة للعديد من التطبيقات غير المالية (مثل وسائل التواصل الاجتماعي أو الألعاب) ، فإن سعر كل معاملة قدره 0.01 دولار مرتفع جدًا.

لكن وسائل التواصل الاجتماعي والألعاب لا تحتاج إلى نفس نمط الأمان الذي يتمتع به L1. إذا كان بإمكان شخص ما استرداد سجل خسارته في لعبة بمليون دولار، أو جعل تغريدتك تبدو كأنها تمت نشرها بعد ثلاثة أيام من التنفيذ الفعلي، فليس هناك مشكلة. وبالتالي، يجب ألا تدفع هذه التطبيقات نفس تكلفة الأمان. تحقق البيانات المتاحة في L2 من خلال دعم مجموعة من أساليب إمكانية البيانات من rollups وplasma إلى validiums.

مختلف أنواع L2 مناسبة لحالات استخدام مختلفة. اقرأ المزيد.

آخر حلا وسطًا ينشأ حول مشكلة نقل الأصول من L2 إلى L2. أتوقع أن جميع Rollups في المستقبل لن يكونوا إلا ZK Rollup ، وسوف تجعل أنظمة الإثبات فائقة الكفاءة مثل Binius و Circle STARKs مع البحث ، بالإضافة إلى طبقة التجميع الإثباتي ، L2 قادرة على توفير جذر الحالة النهائي في كل فتحة. ولكن حاليًا ، يمكننا فقط أن نمزج بين Optimistic Rollup و ZK Rollup بشكل معقد ونستخدم نوافذ زمنية مختلفة للإثبات. إذا كنا ننفذ تقسيمًا في عام 2021 ، فإن نموذج الأمان الذي يحتفظ بنزاهة التقسيم سيكون Optimistic Rollup بدلاً من ZK ، وبالتالي سيتعين على L1 إدارة منطق الإثبات المعقدة على سلسلة النظام وستستغرق عملية سحب الأموال أسبوعًا لنقل الأصول بين الأقسام. ولكن مثل الثغرات في البرمجة ، أعتقد أن هذه المشكلة في النهاية مؤقتة أيضًا.

سرعة التداول هي الجانب الثالث المتوازن بين الأمان وأيضا الجانب الأكثر استدامة. يتم إنتاج كتل Ethereum كل 12 ثانية ولن يتم زيادتها بشكل أسرع ، وإلا ستزيد درجة التمركزية بشكل كبير. ومع ذلك ، يقوم العديد من الطبقات الثانوية بتجربة ضغط وقت الإنتاج ليصبح عدة مئات من الأمتار. 12 ثانية ليست سيئة جدًا بالفعل: يحتاج المستخدمون في المتوسط ​​للانتظار لمدة حوالي 6-7 ثوانٍ بعد تقديم الصفقات قبل أن يتم تضمينهم في كتلة (ليس فقط 6 ثوانٍ لأن الكتلة التالية قد لا تضمهم). هذا ما يعادل الوقت الذي يستغرقه لدفع بطاقة الائتمان. ومع ذلك ، تحتاج العديد من التطبيقات إلى سرعة أعلى ويمكن تحقيقها من خلال الطبقات الثانوية.

لتحقيق سرعة أفضل ، يتم استخدام L2 آلية التأكيد المسبق: يقوم المدققون في L2 بتعهد رسمي بتضمين المعاملات في وقت محدد بواسطة التوقيع الرقمي ، وإذا لم تتم إضافة المعاملات ، سيتعرضون للعقاب. تعزز آلية StakeSure هذه الآلية بشكل أكبر.

L2 التأكيد المسبق

الآن، يمكننا أن نحاول تنفيذ كل هذه الميزات في L1. يمكن أن يتضمن L1 نظام “التأكيد المبكر السريع” ونظام “التأكيد النهائي البطيء”. يمكن أن يتضمن أيضًا جداول زمنية مختلفة مع مستويات أمان مختلفة. ومع ذلك، فإن ذلك سيزيد من تعقيد البروتوكول. بالإضافة إلى ذلك، هناك مخاطر تحميل البنية التحتية الأساسية للتوافق في L1، حيث أن العديد من الأساليب ذات المقياس الأكبر أو القدرة الأعلى على المرور تحمل مخاطر مرتفعة للتركيز المركزي أو تتطلب أشكال حكم أقوى. إذا تم إنجاز هذه المتطلبات الأقوى في L1، فإن تأثيرها سيمتد إلى أجزاء أخرى من البروتوكول. يمكن لإثيريوم تفادي هذه المخاطر إلى حد كبير من خلال تقديم حل وسط عبر L2.

الفوائد المتعلقة بالطبقة 2 للمؤسسات والثقافة

“تخيل بلدًا ينقسم إلى نصفين، حيث يتحول أحدهما إلى بلد رأسمالي والآخر يصبح بلدًا تديره الحكومة بشكل كبير (على عكس ما يحدث في الواقع، نفترض في هذه التجربة الفكرية أن هذا ليس نتيجة لأي حرب مؤلمة، بل أن الحدود ظهرت بشكل طبيعي في يوم من الأيام فقط). في الجزء الرأسمالي، تكون المطاعم مكونة من ملكية لا مركزية مختلفة وتقنية سلسلة الكتل وحق التصويت. في الدولة التي تديرها الحكومة، تكون جميع المطاعم فروعًا للحكومة تشبه مراكز الشرطة. في اليوم الأول، لن يكون هناك تغيير كبير. في الأساس، سيتبع الناس العادات القائمة، والتي من الممكن والتي ليست ممكنة، وذلك حسب المهارات العملية والبنية التحتية وغيرها من الواقع التقني. ومع ذلك، بعد عام واحد، ستشهد تغييرات جذرية، حيث سيؤدي هيكل الحوافز والرقابة المختلفة إلى تغييرات كبيرة في السلوك، وبالتالي يؤثر على حركة الأشخاص، وما يتم بناؤه، وما يتم الحفاظ عليه، وما يتم التخلص منه.”

تناقش نظرية تنظيم الصناعة العديد من الاختلافات مثل هذه: فهي لا تتحدث فقط عن الاختلاف بين الاقتصاد الذي يديره الحكومة والاقتصاد الرأسمالي ، بل تتحدث أيضًا عن الاختلاف بين الاقتصاد الذي يتحكم فيه شركات الترخيص الكبيرة والاقتصاد الذي يديره رجال الأعمال المستقلين في كل سوبر ماركت. أعتقد أن الاختلاف أيضًا بين النظام البيئي المركز على الطبقة الأولى والنظام البيئي المركز على الطبقة الثانية مماثل.

“تواجه الهندسة المعمارية لـ ‘المطور الرئيسي يدير كل شيء’ مشكلة كبيرة”

كنظام بيئي مركزي يعتمد على L2 ، أعتقد أن أهم مزايا إيثريوم هي كما يلي:

نظرًا لأن إثيريوم هو نظام بيئي مركزي حول L2 ، يمكنك بناء نظام بيئي فرعي لديه وظائف فريدة بحرية وفي الوقت نفسه جزء من إثيريوم الأكبر.

إذا كنت تقوم ببناء عميل Ethereum فأنت جزء من Ethereum الأكبر، على الرغم من أن لديك بعض المساحة للابتكار، إلا أنها ليست بقدر L2. وإذا كنت تقوم ببناء سلسلة مستقلة تمامًا، فستكون لديك مساحة كبيرة للإبداع، ولكنك ستفقد فوائد مشاركة الأمان وفوائد مشاركة الشبكة وغيرها. L2 هو نقطة توازن جيدة.

توفر ليس فقط فرصًا تقنية لتجربة بيئات تنفيذ جديدة وتسوية أمان قابلة للتحقيق، ولكنها توفر أيضًا آلية حوافز تحفز المطورين على البناء والصيانة وتحفز المجتمع على الدعم.

في الواقع ، كل L2 معزول ، وهذا يعني أن نشر طرق جديدة ليس بحاجة إلى إذن: لا حاجة لإقناع جميع المطورين الأساسيين بأن طريقتك الجديدة هي “آمنة” بالنسبة للأجزاء الأخرى من السلسلة بأكملها. إذا فشل L2 الخاص بك ، فهذا مسؤوليتك. يمكن لأي شخص أن يقدم أفكارًا غريبة (مثل طريقة Plasma لـ Intmax) ، حتى إذا لم يكن لمطوري النواة في Ethereum أي اهتمام بها ، فيمكنهم الاستمرار في البناء والنشر في النهاية. ينطبق ذلك على L1 والمكونات المسبقة أيضًا ، حتى في Ethereum ، فإن نجاح أو فشل تطوير L1 في النهاية يعتمد على العوامل السياسية بشكل كبير ، بمدى أكبر مما نأمل. بغض النظر عن ما يمكن بناؤه من النظرية ، ستؤثر آليات التحفيز المختلفة التي تنشئها البيئة المحيطة ب L1 والبيئة المحيطة ب L2 بشكل كبير على المحتوى ومستوى الجودة والتسلسل العملي الفعلي.

إثيريوم تواجه أي تحديات في النظام البيئي المركز على L2؟

L1 + L2 الهندسة المعمارية تواجه مشكلة كبيرة.

مصدر الصورة: رديت

هذا النوع من الأساليب المركزة على L2 يواجه تحديًا رئيسيًا ، بينما يواجه النظام البيئي المركز على L1 مشاكل مماثلة بالكاد: التنسيق. بمعنى آخر ، على الرغم من وجود العديد من L2 في Ethereum ، فإن التحدي هو كيفية جعلها تبقى “Ethereum” وتحمل آثار الشبكة Ethereum بدلاً من أن تكون N سلاسل مستقلة. في الوقت الحاضر ، هذا الوضع ليس مرضيًا في كثير من الجوانب.

• عادة ما يتطلب التفاعل عبر السلسلة بين L2 جسرًا مركزيًا للتفاعل عبر السلسلة ، وهذا أمر معقد للمستخدم العادي. إذا كان لديك عملة على Optimism ، فلن تتمكن من لصق عنوان Arbitrum الخاص بشخص آخر في محفظتك لإرسال الأموال.
• بالنسبة لمحفظة العقود الذكية الشخصية ومحفظة المنظمة (بما في ذلك DAO) ، فإن دعم محفظة العقود الذكية عبر السلسلة ليس جيدًا على الإطلاق. إذا قمت بتغيير المفتاح على L2 ، فيجب أن تقوم بتغيير المفتاح على كل L2 آخر.
• تتوفر البنية التحتية للتحقق من اللامركزية عادة بشكل محدود. أخيرًا ، بدأت إثيريوم في الحصول على عميل خفيف جيد مثل Helios. ولكن إذا تمت جميع الأنشطة على L2 وتتطلب RPC مركزيًا خاص بها ، فليس لديها معنى. في النظرية ، ليس من الصعب بناء عميل خفيف لـ L2 بمجرد أن يكون لديك رأس كتلة لإثيريوم ؛ ومع ذلك ، في الممارسة ، لا يولي هذا الأمر أهمية كافية.

المجتمع يعمل بجد لتحسين هذه الجوانب الثلاثة. بالنسبة لتبادل العملات المشفرة عبر السلاسل، فإن معيار ERC-7683 هو حلاً جديدًا يختلف عن “جسر عبر السلسلة المركزي” الحالي، حيث لا يوجد أي عقدة مركزية أو عملات مشفرة أو حوكمة ثابتة. بالنسبة للحسابات عبر السلاسل، فإن الطريقة التي يعتمدها معظم المحافظ هي استخدام رسائل قابلة للتكرار عبر السلاسل (replayable) لتحديث المفتاح في الفترة القصيرة، واستخدام مجموعات المفاتيح الرئيسية على المدى الطويل. بدأت العميلة الخفيفة للطبقة L2 في الظهور، مثل Beerus لـ Starknet. بالإضافة إلى ذلك، تم حل مشاكل أكثر أساسية مؤخرًا من خلال تحسين تجربة المستخدم من خلال المحافظ الجيل القادم، حيث لا يلزم المستخدم تبديل الشبكة يدويًا للوصول إلى التطبيقات اللامركزية.

نظرة شاملة على أطول أرصدة أصول سلسلة Rabby ، والتي لم تستطع المحفظة السابقة القيام بها!

ولكن يجب أن ندرك أن النظام البيئي المركز حول L2 سيكون صعبًا إلى حد ما عند محاولة التنسيق. لأن L2 الفردية ليس لديها حوافز اقتصادية طبيعية لبناء البنية التحتية للتنسيق: لن يقوم L2 الصغيرة بذلك لأنها تسعى فقط للحصول على جزء صغير من المكاسب ؛ ولن تفعل L2 الكبيرة لأنها يمكن أن تحصل على نفس قدر أو حتى أكثر من المكاسب من تعزيز تأثيرات الشبكة المحلية الخاصة بها. إذا كانت كل L2 تفكر فقط في نفسها دون أن يفكر أحد في كيفية توافقها مع نظام Ethereum الأوسع نطاقًا ، فسوف نفشل ، تمامًا مثل اليوتوبيات الحضرية الموجودة في الصور السابقة.

“من الصعب قول أن هناك حلاً مثاليًا لحل هذه المشكلة. يمكنني فقط أن أقول أن النظام البيئي يحتاج إلى إدراك أكثر شمولًا بأن البنية التحتية L2 على حد سواء مع عميل L1 وأدوات التطوير ولغات البرمجة هي نوع واحد من بنية البنية التحتية لإيثريوم، وبالتالي يجب أن تحظى بالاهتمام والتمويل. لدينا نقابة البروتوكول، وربما نحن بحاجة إلى نقابة البنية التحتية الأساسية.”

ملخص

في جميع المناقشات العامة، يُعتبر “L2” و “مشاركة” استراتيجيتين متضادتين لتوسيع سعة بلوكشين. ومع ذلك، عند دراسة التكنولوجيا الأساسية، ستجد أن هناك مشكلة واحدة: طرق التوسع الأساسية الفعلية متطابقة تمامًا. سواء كان ذلك في تجزئة البيانات، أو محققي الغش، أو محققي ZK-SNARK، أو حلول الاتصال عبر “Rollup” و “مشاركة”، فالاختلاف الرئيسي هو: من المسؤول عن بناء وتحديث هذه المكونات، وما هي درجة استقلاليتهم؟

من الناحية التقنية ، يعتبر النظام البيئي القائم على L2 نظامًا مشتتًا بالفعل ، ولكن يمكنك بناء شرائح خاصة بك بقواعدك الخاصة في هذا النظام المشتت. إنه قوي للغاية وليس له حدود في الإبداع ، ويمكن تحقيق الكثير من الابتكارات المستقلة. ومع ذلك ، فإنه يواجه بعض التحديات الرئيسية ، خاصة فيما يتعلق بالتنسيق. لكي ينجح النظام البيئي المبني على L2 مثل Ethereum ، يجب أن نتعرف على هذه التحديات ومواجهتها بشجاعة للاستفادة قدر الإمكان من فوائد النظام البيئي المبني على L1 والاقتراب قدر الإمكان من الحالة المثلى لكلاهما.