مسابقة توسيع إيثريوم تشتد: كيف تعيد تقنية ZK Rollup تشكيل مشهد Layer-2

في صناعة البلوكشين، كانت قابلية التوسع دائمًا من التحديات الأساسية لإيثريوم. مع انفجار تطبيقات نظام إيثريوم البيئي، أصبحت مشكلة ازدحام الشبكة الرئيسية وارتفاع الرسوم تتفاقم يومًا بعد يوم. على الرغم من أن ترقية إيثريوم 2.0 تتقدم تدريجيًا، إلا أن حلول الشبكة من الطبقة الثانية أصبحت الآن المفتاح الأكثر عملية لتحقيق الاختراق. من بين هذه الحلول، تقنية ZK Rollup المدفوعة بإثباتات المعرفة الصفرية تجذب اهتمامًا متزايدًا بفضل خصائصها التي تجمع بين الكفاءة والأمان.

لماذا أصبحت ZK Rollup المفضلة الجديدة في طبقة-2؟

ZK Rollup في جوهرها آلية معالجة معاملات خارج السلسلة، حيث تربط عددًا كبيرًا من المعاملات معًا للتحقق منها بشكل جماعي. بخلاف حلول طبقة-2 الأخرى، تستخدم ZK Rollup تقنية إثبات المعرفة الصفرية، مما يسمح بالتحقق من صحة المعاملات دون الكشف عن تفاصيلها المحددة.

تخيل: إذا كانت الطريقة التقليدية تتطلب فحص كل معاملة بشكل فردي للتحقق من صحتها، فإن ZK Rollup تشبه تقرير تدقيق مشفر، يمكن التحقق من صحته دون الحاجة لرؤية التفاصيل الدقيقة في التقرير.

الخصائص الثلاثة الأساسية لإثبات المعرفة الصفرية: السلامة (إثبات الصحة والفعالية)، السلامة من التزوير (عدم القدرة على التزييف)، وعدم الكشف عن المعلومات (عدم تسريب التفاصيل). تضمن هذه الآلية أن تكون المعاملات آمنة وسريعة في آنٍ واحد.

عملية عمل ZK Rollup

يتكون هيكل ZK Rollup من جزأين: على السلسلة وخارج السلسلة:

1. الطبقة على السلسلة: العقود الذكية تحدد قواعد المعاملات وتخزن البيانات الرئيسية
2. الطبقة خارج السلسلة: آلة افتراضية مستقلة تعالج معظم المعاملات، مما يقلل التكاليف ويزيد السرعة
3. إنتاج الإثبات: يتم إنشاء إثبات مشفر لمجموعة من المعاملات، للتحقق من صحتها دون الكشف عن تفاصيل كل معاملة
4. التحقق على السلسلة: يُقدم الإثبات إلى شبكة إيثريوم الرئيسية، حيث يضمن المدققون سلامة المعاملات خارج السلسلة

ميزة هذا الهيكل أن السلسلة الرئيسية تحتاج فقط إلى التحقق من إثبات مشفر بسيط، بدلاً من معالجة مئات المعاملات بشكل فردي، مما يقلل بشكل كبير من عبء الشبكة.

ZK Rollup مقابل Optimistic Rollups: من الأفضل؟

هذه من المواضيع التي يُناقش كثيرًا في السوق. تعتمد Optimistic Rollups على استراتيجية “افتراض الصحة”، حيث يتم فحص المعاملات فقط عند وجود نزاع؛ بينما تعتمد ZK Rollups على نمط “التحقق من كل معاملة”.

وهذا يؤدي إلى اختلافات رئيسية:

الأمان: توفر ZK Rollups حتمية فورية، حيث تصبح المعاملات نهائية بمجرد تقديمها؛ بينما يتطلب الأمر انتظار فترة نزاع (عادة عدة أيام) في حالة Optimistic Rollups.

فرضية الثقة: لا تعتمد ZK Rollups على أمان المدققين، فهي تعتمد على إثباتات رياضية؛ بينما تعتمد Optimistic Rollups على وجود مدقق واحد على الأقل يكون صادقًا.

حماية الخصوصية: تُخفي تفاصيل المعاملات في إثباتات ZK، مما يوفر مستوى أعلى من الخصوصية؛ بينما تكون بيانات المعاملات في Optimistic Rollups شفافة تمامًا.

موازنة التعقيد: تقنية ZK Rollup أكثر تعقيدًا، لكنها توفر قدرات توسع أكبر.

مشهد نظام ZK Rollup في بيئة إيثريوم

حتى نهاية عام 2025، دخلت العديد من مشاريع ZK Rollup الرئيسية مرحلة التشغيل الفعلي، وأصبح شكل السوق أكثر وضوحًا.

مانتا نتورك: رائد الخصوصية في DeFi

الرمز الأصلي: MANTA (القيمة السوقية 33.95 مليون دولار) تاريخ الإطلاق: سبتمبر 2023

تستخدم شبكة مانتا تقنية zk-SNARKs لإدخال حماية الخصوصية في معاملات DeFi. يمكن للمستخدمين إجراء تبادل أصول مشفر بشكل كامل، حيث تكون تفاصيل المعاملة مشفرة ولكن يمكن التحقق منها. خلال فترة قصيرة من الإطلاق، تجاوزت TVL الخاص بها تلك الخاصة بـ Coinbase’s Base، وارتقت لتصبح رابع أكبر شبكة من طبقة-2 على إيثريوم.

نقطة التركيز: تميزت مانتا بكونها تضع الخصوصية كوظيفة أساسية في DeFi، بدلاً من خيار إضافي، وتسعى لبناء طبقة خصوصية عبر السلاسل، لربط بيئات سلاسل الكتل المختلفة.

لاينيا: الموازن بين السرعة والتوافق

الرمز الأصلي: LINEA (القيمة السوقية 107.71 مليون دولار) تاريخ الإطلاق: أغسطس 2023

تستخدم لاينيا zk-SNARKs للتحقق من المعاملات، مع الحفاظ على التوافق الكامل مع أدوات تطوير إيثريوم. أُطلقت خطة توزيع الرموز الخاصة بها في يناير 2024، لتوفير حوافز لتطوير النظام البيئي.

الميزة التنافسية الأساسية: قدرة عالية على معالجة المعاملات وسهولة للمطورين. تركز لاينيا بشكل خاص على تقليل تكاليف دمج المطورين، مما يجعل بناء تطبيقات إيثريوم أكثر كفاءة.

بوليجون zkEVM: النموذج المثالي للتوافق مع إيثريوم

الرمز الأصلي: MATIC تاريخ الإطلاق: مارس 2023 (نسخة تجريبية للشبكة الرئيسية)

كمنتج رائد في نظام بوليجون البيئي، يعمل zkEVM في بيئة متوافقة مع EVM، ويستخدم إثباتات ZK للتحقق. يتيح هذا التصميم ترحيل العقود والأدوات الحالية على إيثريوم دون تعديل.

الميزة الفريدة: بفضل تأثير شبكة بوليجون وتكامل الحلول المتعددة، يوفر zkEVM بيئة كاملة من طبقة-2. للمطورين المتمرسين على إيثريوم، تكاليف الترحيل منخفضة جدًا.

ستارك نت: الطموح في الحوسبة العامة

الرمز الأصلي: STRK (القيمة السوقية 396.83 مليون دولار) تاريخ الإطلاق: فبراير 2022

يعتمد ستارك نت على تقنية STARKs (مختلفة عن zk-SNARKs)، وهو نظام إثبات بدون إعداد موثوق به. يدعم الحوسبة العامة، مما يعني أن أي عقد ذكي يمكن تشغيله على منصته.

نقطة القوة التقنية: تتميز STARKs بمقاومتها للحوسبة الكمومية، مما يضمن الأمان على المدى الطويل؛ كما أنها لا تتطلب مراسم إعداد موثوقة معقدة، مما يبسط عملية التهيئة.

zkSync Era: الدافع الرئيسي لاعتماده السائد

الرمز الأصلي: ZKS (إجمالي الأصول المقفلة $555 مليون) تاريخ الإطلاق: مارس 2023

تم تطويره بواسطة Matter Labs، يستخدم zkSync Era تقنية تجميع المعاملات بشكل جماعي خارج السلسلة وتقديم إثبات واحد إلى إيثريوم. توافقه مع EVM يسمح للمطورين بنشر التطبيقات دون إعادة كتابة الكود.

المكانة السوقية: يتصدر TVL بين المشاريع المماثلة، ويجذب العديد من تطبيقات DeFi، ليصبح أحد أكثر نماذج ZK Rollup نضجًا من حيث التشغيل.

سك롤: الطموح في تحقيق المعاملات عالية الإنتاجية

الرمز الأصلي: لم يُطلق بعد تاريخ الإطلاق: أكتوبر 2023 (نشر وظيفة الجسر)

يعتمد سك롤 على zk-SNARKs لضغط المعاملات، مع التركيز على التوافق الكامل مع EVM. يهدف إلى تحقيق إنتاجية عالية مع الحفاظ على التكاليف منخفضة.

حالات الاستخدام: موجه بشكل خاص لتطبيقات DeFi والألعاب ذات معدل المعاملات العالي.

Aztec Protocol: الرائد في الخصوصية القابلة للبرمجة

تاريخ الإطلاق: 2017 الرمز الأصلي: لم يُطلق بعد

يتيح هيكل أزتك المختلط بين العلني والخاص للمطورين اختيار مستوى الخصوصية للمعاملات. أداته المبتكرة Noir تسهل تطوير دوائر إثبات المعرفة الصفرية، مما يتيح للمطورين العاديين استخدام تقنية ZK.

الرؤية: تحقيق نظام لامركزي بالكامل لجميع المكونات الأساسية، مع الالتزام بقيم إيثريوم المفتوحة والمقاومة للرقابة.

ZKFair: الحارس ضد عمليات التسرع في المعاملات

الرمز الأصلي: ZKF (القيمة السوقية $163 ملايين) تاريخ الإطلاق: ديسمبر 2023

يعمل ZKFair كمنصة تبادل لامركزية، وتركز ابتكاراته على استخدام إثباتات المعرفة الصفرية لمنع عمليات التسرع في المعاملات (Front-running) والتحكم في ترتيب المعاملات.

حلول لمشاكل السوق: في البورصات اللامركزية التقليدية، غالبًا ما يستغل المعدنون أو المدققون المعلومات لتحقيق أرباح من خلال تنفيذ معاملات قبل الآخرين. تستخدم ZKFair تقنيات التشفير لضمان عدالة ترتيب المعاملات.

DeGate: الحل الأمثل للمعاملات الكبيرة

الرمز الأصلي: DG (القيمة السوقية 21.14 مليون دولار) تاريخ الإطلاق: سبتمبر 2022

يعتمد DeGate V1 على تقنية ZK Rollup، ويركز على تقديم معاملات ذات انزلاق منخفض وتكاليف منخفضة للصفقات الكبيرة. يعمل عبر معالجة جماعية خارج السلسلة، مما يقلل من تكاليف المعاملات للمؤسسات.

التموضع المميز: أن يكون منصة تبادل لامركزية محسنة، تلبي احتياجات المعاملات الكبيرة.

ZetaChain: جسر التفاعل بين سلاسل الكتل

الرمز الأصلي: ZETA (القيمة السوقية 80.78 مليون دولار) تاريخ الإطلاق: فبراير 2021

طورت ZetaChain تقنية “الجسر العام” المبنية على ZK Rollup، باستخدام zk-SNARK للتحقق من صحة المعاملات عبر السلاسل دون الكشف عن المفاتيح.

الميزة الأساسية: كسر قيود تطبيقات اللامركزية على سلسلة واحدة، مما يتيح للتطبيقات استخدام أصول وبيانات متعددة بشكل سلس. تدعم تقنية “ZetaML” تنفيذ العقود الذكية خارج السلسلة.

Taiko: الاختراق في ترتيب المعاملات اللامركزي

تاريخ الإطلاق: يناير 2024 (شبكة الاختبار) حجم التمويل: $37 ملايين

تميز Taiko بنظامها المبتكر “آلية ترتيب تعتمد على Layer 1”، حيث تعتمد على blockchain من الطبقة-1 لترتيب المعاملات بدلاً من الاعتماد على ترتيب مركزي. يُدير المُرتبون من قبل شبكة L1 الأساسية.

الاختراق التقني: يزيل هذا التصميم مخاطر الرقابة من قبل ترتيب مركزي، ويقلل من مخاطر نقطة الفشل الوحيدة، ويبسط فرضية الثقة في طبقة-2، مما يخفض من عتبة اعتماد المطورين.

التحديات الرئيسية الحالية لـ ZK Rollup

على الرغم من آفاقها الواعدة، لا تزال تقنية ZK Rollup تواجه عدة تحديات:

التعقيد التقني: تستند إلى أساسات معقدة من علم التشفير، مما يتطلب خبرة عالية في التطوير والصيانة.

مرونة التطبيق: بعض أنواع المعاملات لا يمكن معالجتها بكفاءة، مما يحد من نطاق الاستخدام.

متطلبات توفر البيانات: يجب أن تظل بيانات المعاملات متاحة، مما يفرض تحديات على إدارة البيانات.

كفاءة توليد الإثبات: عملية إنشاء الإثبات المشفر تتطلب موارد عالية، وقد تصبح عنق زجاجة للنظام.

توعية المستخدمين واعتمادهم: يحتاج النظام إلى قاعدة مستخدمين واسعة وبنية تحتية داعمة، وبناء الثقة يستغرق وقتًا.

تصميم آليات الحوكمة: عمليات اتخاذ القرار لترقية البروتوكول وتغيير القواعد يجب أن تضمن اللامركزية والأمان والكفاءة.

الجدوى الاقتصادية: رغم الهدف في تقليل التكاليف، إلا أن التكاليف التشغيلية قد تؤثر على الربحية على المدى الطويل.

مستقبل ZK Rollup

تتجه جهود البحث والتطوير في الصناعة نحو عدة اتجاهات لتحقيق تقدم:

تبسيط التعقيد: من خلال تحسين أدوات التشفير وأطر التطوير، لتسهيل الاستخدام.

تعزيز التكامل مع إيثريوم: لتسهيل انتقال الأصول والتطبيقات بين الطبقات، وبناء نظام بيئي موحد.

تجميع السيولة: من خلال آليات جسر وتبادل مبتكرة، للتغلب على تشتت السيولة.

التواصل بين Rollup مختلفة: لإنشاء آليات تعاون سلس بين أنظمة ZK Rollup المختلفة.

مع استمرار الاستثمار في البحث والتطوير وتعمق التعاون البيئي، من المتوقع أن تصبح ZK Rollup محفزًا رئيسيًا لاعتماد واسع للبلوكتشين، وفتح عصر جديد من التطبيقات ذات الإنتاجية العالية والتكاليف المنخفضة والأمان القوي.

الخلاصة

تمثل تقنية ZK Rollup أحدث إنجازات استكشاف قابلية توسع البلوكشين. من خلال معالجة المعاملات بكفاءة خارج السلسلة مع التحقق على السلسلة، تبني بيئة إيثريوم أكثر قابلية للتوسع والكفاءة والأمان.

من ابتكار مانتا نتورك في الخصوصية، إلى اختراق Taiko في الترتيب اللامركزي، تدفع المشاريع المختلفة تقدم تقنية ZK Rollup من زوايا متعددة. تزيل هذه التطورات العقبات أمام اعتماد تطبيقات البلوكشين على نطاق واسع، وتطلق الإمكانات الحقيقية للتقنية.

مع استمرار التطور، ستصبح ZK Rollup جسرًا رئيسيًا يربط بين إيثريوم الرئيسية وطبقة التطبيقات، ويعيد تشكيل طرق تدفق القيمة في نظام البلوكشين.