تعزيز سرعة تأكيد معاملات إثيريوم: استكشاف هيكل epoch-slot

تعد سرعة تأكيد المعاملات أحد العوامل الأساسية في تجربة مستخدمي البلوكشين. في السنوات الأخيرة، حقق إثيريوم تقدمًا ملحوظًا في هذا المجال. حاليًا، يمكن تأكيد المعاملات على مستوى L1 عادةً في غضون 5-20 ثانية، مما يجعلها تعادل تجربة الدفع باستخدام بطاقة الائتمان. ومع ذلك، لا يزال من المفيد تقليل وقت التأكيد بشكل أكبر، حيث تحتاج بعض التطبيقات إلى تأخير في نطاق أقل من الثانية. ستتناول هذه المقالة عدة حلول قابلة للتطبيق لتحسين إثيريوم لوقت تأكيد المعاملات.

نظرة عامة على التكنولوجيا الحالية

النهائية الواحدة

آلية إجماع غاسبر المستخدمة حاليًا في إثيريوم تعتمد على هيكل الفتحات والأحقاب. كل 12 ثانية فتحة، حيث يقوم المدققون بالتصويت بالتناوب على رأس السلسلة. بعد حقبتين (12.8 دقيقة)، تصل المعاملات إلى حالة النهائية.

توجد مشكلتان رئيسيتان في هذه الطريقة: الأولى هي ارتفاع التعقيد، حيث أن التفاعل بين تصويت مستوى الفتحة والنهائية على مستوى الإيبوك عرضة للأخطاء؛ والثانية هي أن زمن التأكيد النهائي الذي يبلغ 12.8 دقيقة طويل جداً.

تقدم نهائية الفتحة الواحدة (SSF) آلية مشابهة لتندرمينت لاستبدال الهيكل الحالي، مما يسمح بتأكيد الكتلة N قبل إنشاء الكتلة N+1. تحتفظ SSF بآلية تسرب غير نشطة، مما يسمح لسلسلة الكتل بالاستمرار في العمل حتى مع انقطاع أكثر من 1/3 من المدققين.

التحدي الرئيسي لSSF هو أن كل مُراهن يحتاج إلى نشر رسالتين كل 12 ثانية، مما يشكل عبءًا كبيرًا على الشبكة. على الرغم من وجود بعض الحلول للتخفيف، مثل اقتراح Orbit SSF، إلا أن المستخدمين لا يزالون بحاجة إلى الانتظار من 5 إلى 20 ثانية لتأكيد المعاملات.

تأكيد مسبق Rollup

إثيريوم تتبنى خريطة طريق تركز على rollup، حيث تم تصميم L1 كطبقة أساسية تدعم توفر البيانات والوظائف الأخرى لاستخدام بروتوكولات L2. هذه الهيكلية الطبقية تجعل L1 تركز على مقاومة الرقابة، والموثوقية، والوظائف الأساسية، بينما تقترب L2 أكثر من احتياجات المستخدم.

تأمل L2 أن توفر للمستخدمين سرعة تأكيد أسرع. نظريًا، يمكن لـ L2 إنشاء شبكة "موفر ترتيب لامركزي" خاصة بها، حيث تقوم مجموعة صغيرة من المدققين بتوقيع الكتل كل بضع مئات من المللي ثانية. ومع ذلك، يبدو أنه من غير العادل أن يُطلب من جميع L2 تحقيق ترتيب لامركزي.

تأكيد مسبق أساسي

تفترض آلية التحقق المسبق الأساسية أن مقترحي إثيريوم هم مشاركون معقدون في MEV. تستخدم هذه الآلية تحفيز هؤلاء المقترحين لتقديم خدمات التحقق المسبق لاستغلال خبراتهم.

يمكن للمستخدمين دفع رسوم إضافية للحصول على ضمان فوري بأن يتم تضمين الصفقة في الكتلة التالية. إذا خالف المقترح التزامه، فسيواجه عقوبة. هذه الآلية تنطبق على معاملات L1 وكذلك على معاملات L2 المعتمدة على L1.

آفاق بنية epoch-slot

إذا قمنا بتنفيذ نهائية أحادية الفتحة، واعتمدنا تقنيات مشابهة لتقنية Orbit لتقليل عدد المدققين في كل فتحة، مع الحفاظ على درجة كافية من اللامركزية، فقد نحصل على بنية epoch-slot:

• epoch: باستخدام آلية SSF، يتم تأكيد كتلة واحدة نهائيًا كل 16 ثانية
• slot：استخدام rollup المسبق التأكيد أو التأكيد الأساسي، لتوفير تأكيدات معاملات أسرع

هذا الهيكل يعكس سببًا فلسفيًا عميقًا: الوصول إلى توافق تقريبي يتطلب وقتًا أقل من تحقيق "النهائية الاقتصادية" إلى أقصى حد. الأسباب الرئيسية تشمل:

1. عدد العقد: تحتاج الإجماع التقريبي إلى عدد قليل من العقد، بينما تحتاج النهاية الاقتصادية إلى مشاركة الغالبية العظمى من العقد.
2. وقت جمع التوقيع: زيادة عدد العقد ستؤدي إلى إطالة وقت جمع التوقيع.
3. جودة العقد: مجموعة فرعية متخصصة من العقد يمكن أن تصل إلى اتفاق تقريبي بشكل أسرع.

لذلك، يبدو أن هيكل epoch-slot لا مفر منه، ولكن قد تكون هناك اختلافات كبيرة بين التنفيذات المختلفة. من الجدير استكشاف مساحة التصميم بشكل أكبر، خاصة لتحقيق فصل أقوى بين نقطتي التركيز بين الآليتين.

اختيار استراتيجية L2

توجد ثلاث استراتيجيات رئيسية حاليًا لـ L2:

1. "مبني على" إثيريوم: تحسين تقنية الطبقة الأساسية و القيم لإثيريوم.
2. "خادم مزود بإطار عمل البلوكشين": يجمع بين كفاءة الخادم وأمان البلوكشين.
3. الحل الوسط: دمج السلسلة السريعة مع الأمان الإضافي الذي تقدمه إثيريوم.

بالنسبة لمختلف سيناريوهات الاستخدام، تتمتع هذه الاستراتيجيات الثلاث بمزاياها الخاصة. السؤال الرئيسي هو مدى جودة هيكل epoch-slot الأصلي لإثيريوم. إذا كان من الممكن تقليل وقت slot إلى حوالي ثانية واحدة، فقد يتقلص نطاق الاستراتيجية الثالثة بشكل كبير.

حالياً، نحن بعيدون جداً عن الإجابات النهائية لهذه الأسئلة. لا يزال هناك عدم يقين بشأن تعقيد مقترحي الكتل. توفر التصاميم الجديدة مثل Orbit SSF فرصة لمزيد من الاستكشاف. كلما زادت الخيارات المتاحة لدينا، كلما استطعنا تقديم تجربة أفضل لمستخدمي L1 وL2، بينما نبسط العمل لمطوري L2.