إثيريوم 3.0: اقتراح Beam Chain يقود تحول طبقة الإجماع

مؤتمر Devcon لعام 2024 الذي انتهى مؤخرًا عُقد في بانكوك، وجمع العديد من المشاركين في نظام إثيريوم البيئي. خلال المؤتمر، أصدرت العديد من المشاريع أحدث التطورات والخطط، مما جلب ديناميكية جديدة إلى مجال Web3 العالمي.

من بين ذلك، فإن اقتراح "إثيريوم 3.0" الذي قدمه الباحث في مؤسسة إثيريوم جاستين دريك هو الأكثر لفتًا للانتباه. هذا الاقتراح لترقية طبقة الإجماع المعروف باسم Beam Chain يهدف إلى تقليل عبء الحسابات والاتصالات لمقدمي الخدمة من خلال تقنية الإثباتات الصفرية، مما يقلل من عتبة الانضمام كمقدم خدمة. سيساعد ذلك في جذب المزيد من مقدمي الخدمة للانضمام إلى الشبكة، وزيادة الأمان، وتقليل الحسابات الزائدة، وتحسين الكفاءة العامة للشبكة. بالإضافة إلى ذلك، يخطط الاقتراح أيضًا لاستغلال هذه الفرصة لمعالجة المشكلات التاريخية في سلسلة Beacon، والاستعداد لمطالب الأمان ضد الكم التي قد تظهر في المستقبل.

يمكن اعتبار اقتراح Beam Chain رداً محدداً على عمل تحويل Ethereum إلى Snark (SNARKification) الذي اقترحه Vitalik في خارطة الطريق The Verge. وقد ذكر Vitalik أن تحويل طبقة الإجماع هو عمل يتطلب تحدياً ويحتاج إلى تحسين مستمر.

تتركز Beam Chain بشكل أساسي على تحويل طبقة الإجماع. جوهرها هو تحويل دالة الحالة إلى Snark، وهو بالضبط ما يمثل ميزة تقنية الإثباتات الصفرية. تشمل دوال تحويل الحالة في طبقة الإجماع دالة التحويل لكل فترة زمنية، وكل كتلة، وكل عصر. تتعلق هذه الدوال بتنفيذ خوارزمية الإجماع ومنطق الرهان، واقتراح الكتل، والتحقق من نتائج الطبقة التنفيذية، والتحقق من جذر شجرة ميركل، والتحقق والتجميع من توقيعات الإجماع، وحساب التجزئة، بالإضافة إلى العمليات المتعلقة بالوصول إلى حالة تخزين الحساب المرتبطة بالرهان والاسترداد.

من الجدير بالذكر أن إثيريوم في دفعها نحو تجسيد طبقة الإجماع Snark، لا تزال تعتبر اللامركزية والتنوع كهدفين أساسيين. لذلك، لن يتم فرض استخدام خوارزميات وبروتوكولات إثبات المعرفة الصفرية المحددة، بل سيتم السماح للمقترحين باختيار ما يناسبهم.

التحدي الرئيسي لتحقيق فكرة Beam Chain هو كيفية تقليل وقت الإثبات الحالي الذي يحتاج إلى عشرات أو حتى مئات الثواني إلى مستوى الثواني. لهذا، يشجع جاستن المجتمع على استخدام طريقة تسريع ASIC، لإكمال العملية الكاملة من توليد الأدلة إلى الإثبات على الشريحة باستخدام آلة إثبات المعرفة الصفرية، على أمل زيادة وقت توليد الإثبات بأكثر من عشرة أضعاف خلال السنوات القليلة المقبلة، وتحقيق الإثبات في الوقت الحقيقي (Realtime Proving).

تقوم بعض المؤسسات البحثية باستكشاف بنشاط استخدام منصات الأجهزة مثل GPU وFPGA وASIC لتسريع إثباتات المعرفة الصفرية. لقد نجحوا في تسريع العديد من أنظمة إثبات المعرفة الصفرية، مثل Polygon ZKEVM Prover وStone Prover وHalo2 وPlonky2، وطوّروا العديد من حلول تسريع FPGA IP وGPU، حيث وصلت نسبة تسريع بعض العمليات الأساسية إلى أكثر من مئة مرة.

في مجال الحساب القابل للتحقق للنماذج الكبيرة في اتجاه AI+ZK، من خلال تقنيات مثل ضرب المصفوفات المصممة ذاتيًا، وتحسين التعاون بين GPU و CPU لبروتوكول Sumcheck، والتنفيذ الفعال للمنحنيات الإهليلجية، تمكنت بعض المؤسسات من تقليل زمن توليد أول توكن ل zkLLM من 4 ساعات إلى حوالي 18 دقيقة.

علاوة على ذلك، لمواجهة التهديد المحتمل للحواسيب الكمومية، قامت بعض المؤسسات بتعديل مكتبات التشفير التي تدعم خوارزميات ما بعد الكم وفقاً لمعايير NIST المتعددة بناءً على OpenSSL. كما قاموا بتحسين عملية الإجماع وقراءة الذاكرة ذات الكمون المنخفض، مما يجعل TPS للكتل المقاومة للكم تصل إلى حوالي 50٪ من سلسلة الكتل الأصلية.

مع اقتراح Beam Chain، من المتوقع أن يوجه المجتمع المزيد من الانتباه نحو تحسين طبقة الإجماع، مما يجلب المزيد من الأفكار المبتكرة. ستكتمل عملية تحويل Snark لكل من طبقة الإجماع وطبقة التنفيذ لتحقيق المخطط النهائي لتحويل Snark الخاص بإثيريوم، مما سيساهم بشكل كبير في قابلية التوسع واللامركزية لإثيريوم. في الوقت نفسه، من المتوقع أن تلعب الآلة الافتراضية المعتمدة على تقنيات الإثبات الصفري دورًا أساسيًا في بيئة إثيريوم. من خلال إدخال إثبات SNARK وتشفير ما بعد الكم، جنبًا إلى جنب مع عتبات رهن أقل وأوقات تأكيد الكتل أسرع، من المتوقع أن تجلب Beam Chain لامركزية قوية وأداء أعلى لإثيريوم.