كيف ستعيد ترقية إيثريوم كانكون تشكيل القابلية للتوسع: من الاختراقات التقنية إلى التطبيقات العملية

النقاط الرئيسية

• في 13 مارس 2024، قامت Ethereum بتنفيذ ترقية Cancun-Deneb على الشبكة الرئيسية، وهو معلم رئيسي في خارطة طريق Ethereum 2.0 التي تقدم Proto-Danksharding.
• من خلال أربعة مقترحات تحسين Ethereum مثل EIP-4844 وEIP-1153 وEIP-4788 وEIP-6780، أدى هذا التحديث إلى تقليل تكلفة معاملات Layer 2 بشكل كبير وزيادة القدرة على معالجة الشبكة.
• تم تقديم Proto-Danksharding هيكل بيانات Blob، مما يسمح لـ Layer 2 Rollup بتخزين البيانات المؤقتة بتكلفة أقل، مما يدفع TPS (عدد المعاملات في الثانية) نحو مستوى 100000.
• تشمل المخاطر الرئيسية التي تواجه الترقية مشكلات التوافق مع العقود الذكية الحالية وتحديات تكامل تقنيات تخزين البيانات الجديدة

من إثبات العمل إلى إثبات الحصة: تعزيز أساسيات توسيع إيثريوم

إن التحول من Ethereum إلى آلية إثبات الحصة (PoS) ليس مجرد تحديث لخوارزمية الإجماع، بل هو أساس ضروري يمهد الطريق لتقنية الشاردينغ اللاحقة. في عصر إثبات العمل (PoW)، كان المعدّنون يتنافسون على حق التدوين من خلال قوة الحوسبة؛ بينما في نظام إثبات الحصة، يتم توزيع المصدّقين عشوائيًا إلى شاردات مختلفة بناءً على كمية ETH المرهونة.

تكمن براعة هذا التصميم في: أن آلية التوزيع العشوائي تقلل بشكل كبير من احتمالية تعرض الشظايا للهجوم، وفي الوقت نفسه من خلال توزيع عمل التحقق عبر عدة شظايا متوازية، يمكن للشبكة بأكملها معالجة أضعاف عدد المعاملات في نفس الوقت. بالمقارنة مع الكفاءة المنخفضة التي تتطلب من جميع المشاركين في الشبكة المشاركة في حسابات إثبات العمل، يمكن لشاردينغ في بيئة إثبات الحصة تحقيق معالجة حقيقية بالتوازي.

عصر كانكون بعد ترقية إيثريوم شانغهاي

إذا كانت ترقية شنغهاي قد وضعت الأساس للتخزين، فإن ترقية كانكون اللاحقة هي إعادة هيكلة منهجية لكفاءة الشبكة. ترقية كانكون-دينيب (المعروفة أيضًا باسم دنتون) لم تظهر من فراغ، بل تم تصميمها بعناية استنادًا إلى أربع مقترحات تحسين إيثيريوم (EIPs) محددة:

تفسير مقترح تحسين أساسي

** EIP-4844: تنفيذ Proto-Danksharding ** هذه هي الأكثر ثورية من بين الاقتراحات الأربعة. إنها تقدم مفهوم “Blob” (كائنات ثنائية كبيرة) - وهي هيكل تخزين بيانات مؤقت يمكن أن يتم تنظيفه تلقائيًا بعد حوالي 18 يومًا من الوجود في الكتلة. بالنسبة لـ Layer 2 Rollup، فهذا يعني أنهم ليسوا مضطرين لتخزين جميع بيانات المعاملات بشكل دائم على السلسلة الرئيسية لـ Ethereum، بل يمكنهم الاستفادة من مساحة التخزين المؤقتة الرخيصة. ما هي النتيجة؟ يمكن أن تنخفض رسوم الغاز على Layer 2 بنسبة 50%-90%.

EIP-1153: تحسين التخزين قصير الأجل يقوم هذا الاقتراح بتقليل استهلاك الغاز في عمليات التخزين للعقود الذكية من خلال إدخال آلية التخزين المؤقت (transient storage) التي تسمح للعقود الذكية بتخزين البيانات مؤقتًا داخل نفس المعاملة دون الحاجة إلى عمليات التخزين الدائم المكلفة.

EIP-4788: جسر الاتصالات عبر السلاسل يقوم هذا الاقتراح بكشف حالة سلسلة الإشارات مباشرةً إلى طبقة التنفيذ، مما يؤسس لأساس تفاعلات بين السلاسل الأكثر تعقيدًا في المستقبل، مما يعزز قابلية التشغيل البيني بين إيثريوم وشبكات البلوكشين الأخرى.

EIP-6780: تعزيز أمان العقود الذكية من خلال تقييد سياقات استخدام تعليمات SELFDESTRUCT، تم تقليل مخاطر تدمير العقود الضارة، مما عزز أمان أموال المستخدمين.

التنفيذ التدريجي لـ Danksharding

Danksharding هو مفهوم اقترحه الباحث في Ethereum دانكراد فيست، ويمثل خطة تقسيم المرحلة النهائية من Ethereum 2.0 (الهدوء). على عكس التقسيم التقليدي الذي يخصص منشئي كتل مستقلين لكل تقسيم، يتطلب Danksharding فقط مقترح كتلة واحد، مما يؤدي إلى تحسين توفر البيانات من خلال تبسيط الهيكل.

Proto-Danksharding هو التنفيذ التجريبي لهذه الرؤية - حيث يحتفظ بالخصائص الرئيسية لـ Danksharding ولكنه يعتمد أسلوب انتقال أكثر سلاسة. من خلال إدخال بنية بيانات Blob، يمكن لتطبيقات Layer 2 أن تستفيد على الفور، بينما لا يزال إطار Danksharding الكامل قيد التطوير.

كيف ستغير معاملات Blob البيئة

تُعتبر معاملات Blob نتاجًا مباشرًا لـ Proto-Danksharding. تتطلب المعاملات التقليدية في Ethereum تسجيل جميع البيانات بشكل دائم على blockchain، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف التخزين بشكل أساسي مع زيادة الشبكة. بينما تسمح معاملات Blob بإرفاق كميات كبيرة من البيانات كحزم بيانات مؤقتة بالمعاملة، حيث يتم تنظيف هذه البيانات بعد التحقق، مما يقلل بشكل كبير من ضغط التكاليف على المطورين.

بالنسبة لـ Layer 2 Rollup (مثل Arbitrum و Optimism وما إلى ذلك) ، فهذا يعني أنهم يمكنهم تقديم إثباتات المعاملات بكميات أكبر على Ethereum بتكلفة أقل ، مما يعود بالفائدة على المستخدمين النهائيين من خلال انخفاض كبير في رسوم الغاز.

التأثيرات الخمسة الفعلية لترقية كانكون على البيئة

1. تعزيز قابلية التوسع يحقق Proto-Danksharding قفزة نوعية في قدرة Layer 2 Rollup من خلال إدخال تخزين البيانات المؤقتة. يصبح هدف 100,000 TPS المطروح في خارطة طريق “Surge” الرسمية لإيثريوم أكثر قابلية للتحقيق.

2. الانخفاض الملحوظ في تكلفة المستخدم منحنى تكلفة بيانات Blob مستقل تمامًا عن رسوم الغاز العادية، وعادة ما يكون أرخص بكثير. هذا يترجم مباشرة إلى انخفاض رسوم الغاز لمستخدمي Layer 2 بنسبة 50%-90%، وفي بعض الفترات حتى أقل.

3. الإدارة الذكية لتخزين البيانات تتيح آلية التخزين المؤقت لـ EIP-1153 لمطوري العقود الذكية خيارات تخزين أكثر مرونة - لم يعد من الضروري دفع تكلفة التخزين الدائم المرتفعة للبيانات التي تحتاج فقط إلى حفظ قصير الأجل.

4. تعزيز التفاعل بين النظم البيئية عبر السلاسل يوفر EIP-4788 أساسًا تقنيًا أفضل لجسر عبر السلاسل والتطبيقات متعددة السلاسل من خلال فتح حالة سلسلة الإشارات لمستوى التنفيذ.

5. ترقية أمان نظام العقود الذكية EIP-6780 حد من إساءة استخدام SELFDESTRUCT، مما قلل من بعض نقاط الضعف المعروفة في العقود، وحمى أصول المستخدمين بينما خفض أيضًا من تكاليف التدقيق.

التحديات الواقعية التي تواجه الترقية

على الرغم من أن آفاق ترقية كانكون مشرقة، إلا أن تنفيذها ليس خاليًا من المخاطر. أولاً، قد تتسبب بعض العقود الذكية القديمة في مشاكل توافق مع أساليب حساب الغاز الجديدة أو آليات التخزين، مما يتطلب من فرق المشروع التكيف بشكل استباقي. ثانيًا، على الرغم من أن هيكل بيانات Blob الجديد أكثر كفاءة، إلا أنه يتطلب أيضًا تحديثات وتحسينات مناسبة لبرامج العقد، مما يضع متطلبات تقنية على مشغلي العقد في الشبكة بأكملها.

علاوة على ذلك، لا يزال Danksharding الكامل في مرحلة التطوير، ورغم أن Proto-Danksharding قد جلب فوائد فورية، إلا أن تنفيذ الحل النهائي لا يزال يتطلب اختبارًا دقيقًا.

جدول زمني للترقية وتقدم التنفيذ

كان من المقرر أن يتم ترقية كانكون في الأصل في أكتوبر 2023، ولكن تم تأجيلها إلى النصف الأول من 2024 لضمان الاختبار والتدقيق الشاملين. في النهاية، تم تنفيذ الترقية رسميًا على شبكة إيثريوم الرئيسية في 13 مارس 2024 (عصر تجميع المدققين 269,568).

يحتاج مشغلو العقد والمستثمرون إلى تحديث إصدار برنامج العميل الخاص بهم في الوقت المناسب لضمان التوافق مع الشبكة المحدثة.

آفاق: عصر جديد من قابلية التوسع لإيثيريوم

ترقية Cancun-Deneb تمثل نقطة تحول رئيسية في انتقال Ethereum من التصميم النظري إلى القابلية للاستخدام الفعلي. من خلال إدخال Proto-Danksharding، حصلت بيئة Layer 2 على مساحة تنفس، وانخفضت تكاليف المستخدمين بشكل كبير، وتحسنت تجربة المستخدم بشكل ملحوظ في تطبيقات DeFi وNFT.

المعنى الأعمق هو أن ترقية كانكون أثبتت جدوى رؤية تقسيم Ethereum، مما وضع أساسًا قويًا لتحقيق Danksharding النهائي. في المستقبل، عندما يتم نشر خطة تقسيم كاملة، من المتوقع أن تتجاوز Ethereum سقف الأداء البالغ 100,000 TPS، مما يجعلها دعماً موثوقاً للبنية التحتية المالية العالمية.

بالنسبة للمطورين والمراهنين والمستخدمين العاديين، فإن معنى هذا التحديث واضح - رسوم أقل، سرعة أكبر، وتجربة أفضل. وهذا هو بالضبط مفتاح بقاء إيثريوم في صدارة المنافسة مع سلاسل الكتل عالية الأداء الأخرى.