إثيريوم 3.0: الاقتراح الثوري لسلسلة Beam

في مؤتمر Devcon 2024 الذي عقد مؤخرًا في بانكوك، اجتمع ممثلو مختلف الأطراف في نظام إثيريوم البيئي لمناقشة أحدث التطورات والاتجاهات المستقبلية في مجال blockchain. من بين العديد من المشاركات المثيرة، كانت هناك اقتراح ترقية طبقة الإجماع المعروف باسم "إثيريوم 3.0" - Beam Chain، الذي جذب الانتباه بشكل خاص.

تم اقتراح هذا الاقتراح من قبل أحد الباحثين في مؤسسة إثيريوم، حيث أن الفكرة الأساسية هي استخدام تقنية الإثباتات الصفرية لتحسين عبء الحساب والتواصل لعقد التحقق. لا تعمل هذه التحسينات فقط على خفض عتبة أن تصبح عقدة تحقق، بل يمكنها أيضًا جذب المزيد من المشاركين للانضمام إلى الشبكة، مما يعزز الأمان العام، ويقلل من الحسابات الزائدة، ويزيد من كفاءة الشبكة. بالإضافة إلى ذلك، يركز هذا الاقتراح أيضًا على معالجة المشكلات التقنية المتبقية في سلسلة Beacon بسبب الأسباب التاريخية، والاستعداد للتهديدات المحتملة من الحوسبة الكمومية في المستقبل.

يتماشى اقتراح Beam Chain مع خارطة الطريق The Verge التي اقترحها سابقًا أحد مؤسسي إيثيريوم. تتضمن خارطة الطريق The Verge خطة شاملة "لتحويل إيثيريوم إلى Snark" (أي تطبيق تقنية إثبات المعرفة الصفرية) تشمل طبقة الإجماع وطبقة التنفيذ. على الرغم من أن تحويل طبقة الإجماع يُعتبر عملًا يمثل تحديًا ويتطلب تحسينات مستمرة واعتبارات، إلا أن اقتراح Beam Chain يقدم حلاً محتملاً لهذه المعضلة.

تركز Beam Chain بشكل رئيسي على إعادة تشكيل طبقة الإجماع، حيث يكمن جوهرها في تحويل دالة تحويل الحالة إلى Snark. ويتضمن ذلك إعادة تشكيل دالة تحويل الحالة لكل فترة زمنية، وكل كتلة، وكل فترة، ويتعلق بخوارزمية الإجماع، وتنفيذ منطق Staking، واقتراح الكتل، والتحقق من نتائج طبقة التنفيذ، والتحقق من جذر شجرة Merkle، والتحقق من توقيع الإجماع وتجميعه، وحساب التجزئة، بالإضافة إلى عمليات الرهن والاسترداد. ومن الجدير بالذكر أن إثيريوم، عند دفع هذه التحولات، لا تزال تتمسك بمبادئ اللامركزية والتنوع، ولن تطلب بشكل قسري استخدام خوارزميات وإجراءات إثبات المعرفة الصفرية المحددة.

التحدي الرئيسي في تحقيق فكرة Beam Chain هو كيفية زيادة كفاءة الإثبات بشكل كبير، وتقليص عملية الإثبات التي تستغرق حاليًا عشرات الثواني أو حتى وقت أطول إلى مستوى الثواني. لحل هذه العقبة في الأداء، اقترح بعض الخبراء استخدام شرائح ASIC لتسريع العملية الكاملة للإثباتات ذات المعرفة الصفرية، ومن المتوقع أنه في السنوات القليلة القادمة يمكن أن تزيد من سرعة توليد الإثباتات بأكثر من عشرة أضعاف، مما يحقق الإثبات الفعلي في الوقت الحقيقي.

تستكشف فرق بحثية متعددة بنشاط استخدام منصات الأجهزة مثل GPU وFPGA وASIC لتسريع عملية إثبات المعرفة الصفرية. لقد حققوا تحسينات ملحوظة في الأداء على العديد من أنظمة الإثبات المعرفة الصفرية الرائجة، حيث وصلت نسبة تسريع بعض الخوارزميات الأساسية إلى أكثر من مئة مرة. لا تقتصر هذه التقدمات التكنولوجية على تطبيقات blockchain التقليدية، بل حققت أيضًا تقدمًا كبيرًا في مجال الجمع بين الذكاء الاصطناعي وإثبات المعرفة الصفرية، مثل تقصير الوقت اللازم للحسابات القابلة للتحقق من نماذج اللغة الكبيرة بشكل كبير.

في مواجهة التهديد المحتمل الذي تطرحه الحوسبة الكمومية، يقوم الباحثون أيضًا بتطوير مكتبات تشفير ما بعد الكم بنشاط، ومن خلال تحسين عمليات الإجماع وقراءة الذاكرة، يمكن أن تصل أداء سلسلة الكتل المقاومة للكم إلى حوالي نصف أداء سلسلة الكتل التقليدية.

لقد بدأت هذه الاستكشافات التكنولوجية في تطبيقها في المنتجات الفعلية. على سبيل المثال، تم تحسين بعض خطط التسريع للخوارزميات المستخدمة عادة في إثباتات المعرفة الصفرية، بما في ذلك الضرب المتعدد للنقاط، التحويلات العددية، حل المعادلات متعددة الحدود والإثباتات وغيرها من المكونات الأساسية، مما يتيح الاستفادة الكاملة من موارد الحوسبة وعرض النطاق الترددي لوحدات المعالجة الرسومية، مما يعزز بشكل ملحوظ من كفاءة العمليات.

على مدى فترة طويلة، كانت مجتمع إثيريوم يركز بشكل رئيسي على تحسين طبقة التنفيذ، مثل زيادة حد الغاز في الكتل وتطوير الشبكات من الطبقة الثانية. وقد تم إحراز تقدم ملحوظ في Snarkification لطبقة التنفيذ من خلال حلول الشبكة من الطبقة الثانية. وقد أدى تقديم Beam Chain إلى فتح فصل جديد في Snarkification لطبقة الإجماع، مما يعزز إمكانية تحفيز المزيد من الأفكار الابتكارية.

من المتوقع أنه مع اكتمال عملية تحويل طبقة الإجماع وطبقة التنفيذ إلى Snark، ستتحسن قابلية التوسع ودرجة اللامركزية في إثيريوم بشكل أكبر. ستلعب تقنية الآلات الافتراضية القائمة على إثبات المعرفة الصفرية دورًا متزايد الأهمية في نظام إثيريوم البيئي. من خلال إدخال إثباتات SNARK وعلوم التشفير ما بعد الكم، جنبًا إلى جنب مع عتبة رهان أقل وسرعة تأكيد كتل أسرع، من المتوقع أن توفر Beam Chain خصائص لامركزية أقوى وأداء شبكة أعلى لإثيريوم.