تعتبر Rollups الصلاحية (المعروفة أيضًا باسم zk-rollups) من أكثر الحلول الواعدة لزيادة قدرة إثيريوم على المعالجة بطريقة آمنة ولامركزية. تكمن جوهر هذه الخطة التوسعية في استخدام إثباتات الصلاحية لإجراء حسابات قابلة للتحقق. تعمل على النحو التالي:
ستقوم الشركات المشغلة بنقل معالجة المعاملات إلى بيئة خارج السلسلة (تسمى الطبقة الثانية) بدلاً من معالجة كل معاملة على شبكة إثيريوم الرئيسية. بعد معالجة عدد كبير من المعاملات، سيقوم مشغلو الطبقة الثانية بإرجاع النتائج لتطبيقها على حالة إثيريوم، مع تقديم دليل على صحة سلامة التنفيذ خارج السلسلة. يضمن هذا الدليل صحة جميع المعاملات في الدفعة، ويتم التحقق منه تلقائيًا بواسطة عقدة الموثقين على السلسلة. وهذا يمكّن إثيريوم من تطبيق النتائج على حالته الخاصة.
من المهم ملاحظة أن "Validity Rollups" غالبًا ما تُطلق عليها اسم "الملخصات ذات المعرفة الصفرية"، لكن هذا غير دقيق. معظم "Validity Rollup" لا تستخدم ZKP ولا تُستخدم لضمان الخصوصية. لذلك، فإن مصطلح "Validity Rollup" هو الأكثر دقة.
آلة افتراضية خارج السلسلة
قبل الخوض في المناقشة العميقة، نحتاج أولاً إلى فهم مفهوم الآلة الافتراضية (VM). باختصار، VM هو بيئة يمكن أن تعمل فيها البرامج، مثل تشغيل نظام تشغيل Windows على Mac. إنها تتحول بين حالات مختلفة بعد إجراء حسابات معينة على المدخلات. آلة إثيريوم الافتراضية (EVM) هي VM التي تعمل على تشغيل عقود إثيريوم الذكية.
آلة الافتراضية ذات المعرفة الصفرية (zkVM) هي بيئة تنفيذ برامج قادرة على إنشاء إثباتات صلاحية سهلة التحقق لإثبات أن البرنامج قد تم تنفيذه بشكل صحيح. يشير مصطلح "zkEVM" عادةً إلى استخدام آلة إثيريوم الافتراضية (EVM) والقادرة على إثبات تنفيذ EVM. قد يكون هذا المصطلح مضللًا، لأن EVM نفسها لا تنتج هذه الإثباتات؛ بل تُنتَج الإثباتات بواسطة آلية إثبات منفصلة تأخذ نتائج تنفيذ EVM كنقطة انطلاق. علاوة على ذلك، تركز هذه الإثباتات بشكل أساسي على الصلاحية وليس الخصوصية، لذا فهي ليست تمامًا إثباتات ذات معرفة صفرية.
على الرغم من أن جميع Validity Rollups تهدف إلى الاستفادة من إثباتات الفعالية لتوسيع إثيريوم، إلا أن هناك اختلافات في اختيار VM لتنفيذ المعاملات خارج السلسلة. تختار العديد من Validity Rollups نسخ تصميم EVM (لذا تُسمى "zkEVM rollups")، في محاولة لتكرار تجربة إثيريوم على L2 rollup. بينما تستخدم Starknet VM جديدة - Cairo VM (CVM)، مصممة خصيصًا لتحسين كفاءة إثبات الفعالية.
تتمتع الطريقتان بمزايا وعيوب: تضحّي zkEVM بالأداء من أجل توافق إيثيريوم، بينما تضع Cairo VM الأداء فوق التوافق، مع التركيز على القدرة على التوسع.
طريقة zkEVM
تهدف zkEVM إلى نقل تجربة إثيريوم بالكامل إلى سلسلة الكتل Layer-2. هدفها هو تكرار بيئة مطوري إثيريوم في التجميع. من خلال zkEVM، يمكن للمطورين كتابة العقود الذكية أو نقلها إلى حلول أكثر قابلية للتوسع دون الحاجة إلى تغيير الكود أو التخلي عن أدوات EVM الحالية والعقود الذكية.
ومع ذلك، فإن أحد العيوب الرئيسية لهذه الطريقة هو أنها تقيد إمكانيات توسيع إثبات الفعالية. نظرًا لأن zkEVM يلتزم بالتوافق مع إثيريوم، فإنه أبطأ ويتطلب موارد أكثر. على عكس CVM، لم يتم أخذ كفاءة الإثبات في الاعتبار عند تصميم EVM. وهذا يقيد التدابير التي يمكن أن تعزز الكفاءة وقابلية التوسع، مما يؤثر في النهاية على الأداء العام للنظام.
تحديات قابلية إثبات EVM
تأتي التحديات الأساسية التي تواجه طريقة zkEVM من التصميم الأصلي لـ EVM - حيث لم يتم تصميمه للعمل في بيئة إثبات الصلاحية. لذلك، فإن الجهود المبذولة لاستنساخ وظائفه لا يمكن أن تحقق الإمكانات الكاملة لإثبات الصلاحية، مما يؤدي إلى كفاءة ضعيفة. ستؤدي هذه الكفاءة المنخفضة في النهاية إلى تراجع الأداء العام للنظام. تعيق العوامل التالية التوافق بين EVM وإثبات الصلاحية:
يعتمد EVM على نموذج قائم على المكدس، بينما تعتبر إثباتات الفعالية أكثر ملاءمة لنموذج قائم على السجل. تجعل خصائص المكدس في EVM من الصعب إثبات صحة تنفيذها وتقديم دعم مباشر لسلسلة الأدوات الأصلية الخاصة بها.
يعتمد تخزين إثيريوم بشكل كبير على Keccak وشجرة Merkle Patricia الكبيرة، وكلاهما لا يفيد في إثبات الفعالية ويزيد من عبء الإثبات بشكل كبير. على سبيل المثال، يعمل Keccak بسرعة على بنية x86، ولكنه يحتاج إلى 90 ألف خطوة للإثبات. بالمقابل، يحتاج Pedersen (وهو دالة تجزئة صديقة لـ zk) فقط إلى 32 خطوة.
لذلك، توفر أنواع مختلفة من zkEVM مستويات دعم مختلفة لأدوات إيثيريوم - كلما كانت توافقية zkEVM مع إيثيريوم أعلى، كانت الأداء أقل.
طريقة Cairo-VM
على عكس zkEVM الذي يستثمر الكثير من وقت التطوير في "تكييف EVM مع Validity Rollups"، هناك خيار آخر: استخدام آلة افتراضية جديدة مخصصة، وإضافة دعم لأدوات إيثيريوم كطبقة إضافية فوقها. هذه هي الطريقة التي اعتمدتها Starknet، وهي Validity Rollup بدون إذن تم إطلاقها في نوفمبر 2021. Starknet هي أول Validity Rollup توفر منصة عقود ذكية عامة على شبكة قابلة للتجميع بالكامل.
ستارك نت تستخدم كايرو-في إم (CVM) ، وهي لغة عالية المستوى تحمل نفس الاسم. تم تصميم كايرو-في إم خصيصًا لإنشاء إثباتات فاعلية تنفيذ البرنامج بكفاءة.
تقدم استخدام كايرو (آلة افتراضية ولغة) الفوائد التالية:
إثبات الفعالية المحسن - كل تعليمات لها تمثيل جبري فعال.
لغة Rust المستخدمة لكتابة البرامج القابلة للإثبات
تمثيل وسيط بين Cairo المتقدم وتجميع Cairo (تعليمات VM) (Sierra)، يسمح بتنفيذ كود Cairo بكفاءة
تطوير لغات جديدة يسمح بالتخصيص وفقًا للاحتياجات المحددة، ويزودها بالميزات التي تلبي الاحتياجات التي لم يتم تلبيتها سابقًا.
كايرو وتنوع الترميز
ستارك نت تشجع الابتكار، وهذا ينعكس في أساليب البرمجة المتنوعة لديها. كايرو تستخدم STARKs للحصول على أفضل قدرة للتوسع، وهذا لا يقتصر فقط على أولئك الذين يكتبون العقود مباشرة في كايرو. يمكن للمطورين اختيار الطريقة التي تناسبهم أكثر:
كتابة الكود بشكل أصلي في كايرو: مع إصدار كايرو 1.0، يمكن للمطورين الآن استخدام لغة تشبه روست، ergonomics وآمنة.
التوافق مع سوليدتي: يمكن لمطوري سوليدتي كتابة كود يمكن استخدامه بواسطة Cairo VM. توفر هذه الطريقة تجربة تطوير مشابهة لإثيريوم، وتسمح بنقل عقود سوليدتي الذكية إلى Starknet. هناك طريقتان للتنفيذ:
تحويل: استخدم محول Warp لتحويل كود Solidity إلى Cairo.
zkEVM على Starknet: باستخدام Kakarot، وهو zkEVM مكتوب بلغة كايرو، يمكن تشغيل العقود الذكية لإثيريوم على Starknet.
على الرغم من فترة وجودها القصيرة، أصبحت كايرو رابع أكثر لغات العقود الذكية شعبية من حيث إجمالي القيمة المقفلة، وحصلت على دعم مالي يزيد عن 350 مليون دولار.
ملخص
تهدف zkEVM إلى نسخ بيئة إثيريوم كـ rollup، مما يسمح للمطورين باستخدام أدوات إثيريوم المألوفة. ومع ذلك، فإن هذه الطريقة تحد من إمكانيات إثبات الفعالية، وقد تستهلك موارد كبيرة.
تم تصميم Cairo VM خصيصًا لأنظمة إثبات الفعالية، دون قيود EVM. وهو مدعوم بلغة برمجة جديدة وآمنة ومريحة تشبه Rust، وهي Cairo 1.0، مما يشكل أداة قوية تهدف إلى تعظيم كفاءة توسيع إثيريوم من خلال استخدام إثباتات STARK.
إن التقدم المستمر في Cairo، ونمو خيارات التطوير المتنوعة مثل Kakarot zkEVM وWarp، مثير للغاية. مع دخول تطبيقات Starknet اللامركزية مرحلة الإنتاج، يظهر القوة الكبيرة لـ Cairo، ومن المؤكد أنه سيستخدم في المستقبل لمشاريع أكثر طموحًا.
بفضل الطرق المتعددة لتوسيع STARK، وكذلك الأساليب الجديدة التي قد تظهر في الأشهر القليلة المقبلة، أصبح لدى المطورين الآن سيطرة غير مسبوقة على توسيع blockchain.
قد تحتوي هذه الصفحة على محتوى من جهات خارجية، يتم تقديمه لأغراض إعلامية فقط (وليس كإقرارات/ضمانات)، ولا ينبغي اعتباره موافقة على آرائه من قبل Gate، ولا بمثابة نصيحة مالية أو مهنية. انظر إلى إخلاء المسؤولية للحصول على التفاصيل.
تسجيلات الإعجاب 5
أعجبني
5
3
إعادة النشر
مشاركة
تعليق
0/400
TokenomicsTrapper
· منذ 16 س
في الواقع، إذا قرأت المواصفات... فإن إثباتات zk ليست سوى دخان ومرآة للبنية التحتية المركزية، ضحكت على هذا في عام 2021.
Validity Rollups: أفضل حل لتوسيع إثيريوم والجدل المحيط به
Validity Rollups: إثيريوم توسيع الخيارات الأفضل
تعتبر Rollups الصلاحية (المعروفة أيضًا باسم zk-rollups) من أكثر الحلول الواعدة لزيادة قدرة إثيريوم على المعالجة بطريقة آمنة ولامركزية. تكمن جوهر هذه الخطة التوسعية في استخدام إثباتات الصلاحية لإجراء حسابات قابلة للتحقق. تعمل على النحو التالي:
ستقوم الشركات المشغلة بنقل معالجة المعاملات إلى بيئة خارج السلسلة (تسمى الطبقة الثانية) بدلاً من معالجة كل معاملة على شبكة إثيريوم الرئيسية. بعد معالجة عدد كبير من المعاملات، سيقوم مشغلو الطبقة الثانية بإرجاع النتائج لتطبيقها على حالة إثيريوم، مع تقديم دليل على صحة سلامة التنفيذ خارج السلسلة. يضمن هذا الدليل صحة جميع المعاملات في الدفعة، ويتم التحقق منه تلقائيًا بواسطة عقدة الموثقين على السلسلة. وهذا يمكّن إثيريوم من تطبيق النتائج على حالته الخاصة.
من المهم ملاحظة أن "Validity Rollups" غالبًا ما تُطلق عليها اسم "الملخصات ذات المعرفة الصفرية"، لكن هذا غير دقيق. معظم "Validity Rollup" لا تستخدم ZKP ولا تُستخدم لضمان الخصوصية. لذلك، فإن مصطلح "Validity Rollup" هو الأكثر دقة.
آلة افتراضية خارج السلسلة
قبل الخوض في المناقشة العميقة، نحتاج أولاً إلى فهم مفهوم الآلة الافتراضية (VM). باختصار، VM هو بيئة يمكن أن تعمل فيها البرامج، مثل تشغيل نظام تشغيل Windows على Mac. إنها تتحول بين حالات مختلفة بعد إجراء حسابات معينة على المدخلات. آلة إثيريوم الافتراضية (EVM) هي VM التي تعمل على تشغيل عقود إثيريوم الذكية.
آلة الافتراضية ذات المعرفة الصفرية (zkVM) هي بيئة تنفيذ برامج قادرة على إنشاء إثباتات صلاحية سهلة التحقق لإثبات أن البرنامج قد تم تنفيذه بشكل صحيح. يشير مصطلح "zkEVM" عادةً إلى استخدام آلة إثيريوم الافتراضية (EVM) والقادرة على إثبات تنفيذ EVM. قد يكون هذا المصطلح مضللًا، لأن EVM نفسها لا تنتج هذه الإثباتات؛ بل تُنتَج الإثباتات بواسطة آلية إثبات منفصلة تأخذ نتائج تنفيذ EVM كنقطة انطلاق. علاوة على ذلك، تركز هذه الإثباتات بشكل أساسي على الصلاحية وليس الخصوصية، لذا فهي ليست تمامًا إثباتات ذات معرفة صفرية.
على الرغم من أن جميع Validity Rollups تهدف إلى الاستفادة من إثباتات الفعالية لتوسيع إثيريوم، إلا أن هناك اختلافات في اختيار VM لتنفيذ المعاملات خارج السلسلة. تختار العديد من Validity Rollups نسخ تصميم EVM (لذا تُسمى "zkEVM rollups")، في محاولة لتكرار تجربة إثيريوم على L2 rollup. بينما تستخدم Starknet VM جديدة - Cairo VM (CVM)، مصممة خصيصًا لتحسين كفاءة إثبات الفعالية.
تتمتع الطريقتان بمزايا وعيوب: تضحّي zkEVM بالأداء من أجل توافق إيثيريوم، بينما تضع Cairo VM الأداء فوق التوافق، مع التركيز على القدرة على التوسع.
طريقة zkEVM
تهدف zkEVM إلى نقل تجربة إثيريوم بالكامل إلى سلسلة الكتل Layer-2. هدفها هو تكرار بيئة مطوري إثيريوم في التجميع. من خلال zkEVM، يمكن للمطورين كتابة العقود الذكية أو نقلها إلى حلول أكثر قابلية للتوسع دون الحاجة إلى تغيير الكود أو التخلي عن أدوات EVM الحالية والعقود الذكية.
ومع ذلك، فإن أحد العيوب الرئيسية لهذه الطريقة هو أنها تقيد إمكانيات توسيع إثبات الفعالية. نظرًا لأن zkEVM يلتزم بالتوافق مع إثيريوم، فإنه أبطأ ويتطلب موارد أكثر. على عكس CVM، لم يتم أخذ كفاءة الإثبات في الاعتبار عند تصميم EVM. وهذا يقيد التدابير التي يمكن أن تعزز الكفاءة وقابلية التوسع، مما يؤثر في النهاية على الأداء العام للنظام.
تحديات قابلية إثبات EVM
تأتي التحديات الأساسية التي تواجه طريقة zkEVM من التصميم الأصلي لـ EVM - حيث لم يتم تصميمه للعمل في بيئة إثبات الصلاحية. لذلك، فإن الجهود المبذولة لاستنساخ وظائفه لا يمكن أن تحقق الإمكانات الكاملة لإثبات الصلاحية، مما يؤدي إلى كفاءة ضعيفة. ستؤدي هذه الكفاءة المنخفضة في النهاية إلى تراجع الأداء العام للنظام. تعيق العوامل التالية التوافق بين EVM وإثبات الصلاحية:
يعتمد EVM على نموذج قائم على المكدس، بينما تعتبر إثباتات الفعالية أكثر ملاءمة لنموذج قائم على السجل. تجعل خصائص المكدس في EVM من الصعب إثبات صحة تنفيذها وتقديم دعم مباشر لسلسلة الأدوات الأصلية الخاصة بها.
يعتمد تخزين إثيريوم بشكل كبير على Keccak وشجرة Merkle Patricia الكبيرة، وكلاهما لا يفيد في إثبات الفعالية ويزيد من عبء الإثبات بشكل كبير. على سبيل المثال، يعمل Keccak بسرعة على بنية x86، ولكنه يحتاج إلى 90 ألف خطوة للإثبات. بالمقابل، يحتاج Pedersen (وهو دالة تجزئة صديقة لـ zk) فقط إلى 32 خطوة.
لذلك، توفر أنواع مختلفة من zkEVM مستويات دعم مختلفة لأدوات إيثيريوم - كلما كانت توافقية zkEVM مع إيثيريوم أعلى، كانت الأداء أقل.
طريقة Cairo-VM
على عكس zkEVM الذي يستثمر الكثير من وقت التطوير في "تكييف EVM مع Validity Rollups"، هناك خيار آخر: استخدام آلة افتراضية جديدة مخصصة، وإضافة دعم لأدوات إيثيريوم كطبقة إضافية فوقها. هذه هي الطريقة التي اعتمدتها Starknet، وهي Validity Rollup بدون إذن تم إطلاقها في نوفمبر 2021. Starknet هي أول Validity Rollup توفر منصة عقود ذكية عامة على شبكة قابلة للتجميع بالكامل.
ستارك نت تستخدم كايرو-في إم (CVM) ، وهي لغة عالية المستوى تحمل نفس الاسم. تم تصميم كايرو-في إم خصيصًا لإنشاء إثباتات فاعلية تنفيذ البرنامج بكفاءة.
تقدم استخدام كايرو (آلة افتراضية ولغة) الفوائد التالية:
تطوير لغات جديدة يسمح بالتخصيص وفقًا للاحتياجات المحددة، ويزودها بالميزات التي تلبي الاحتياجات التي لم يتم تلبيتها سابقًا.
كايرو وتنوع الترميز
ستارك نت تشجع الابتكار، وهذا ينعكس في أساليب البرمجة المتنوعة لديها. كايرو تستخدم STARKs للحصول على أفضل قدرة للتوسع، وهذا لا يقتصر فقط على أولئك الذين يكتبون العقود مباشرة في كايرو. يمكن للمطورين اختيار الطريقة التي تناسبهم أكثر:
كتابة الكود بشكل أصلي في كايرو: مع إصدار كايرو 1.0، يمكن للمطورين الآن استخدام لغة تشبه روست، ergonomics وآمنة.
التوافق مع سوليدتي: يمكن لمطوري سوليدتي كتابة كود يمكن استخدامه بواسطة Cairo VM. توفر هذه الطريقة تجربة تطوير مشابهة لإثيريوم، وتسمح بنقل عقود سوليدتي الذكية إلى Starknet. هناك طريقتان للتنفيذ:
على الرغم من فترة وجودها القصيرة، أصبحت كايرو رابع أكثر لغات العقود الذكية شعبية من حيث إجمالي القيمة المقفلة، وحصلت على دعم مالي يزيد عن 350 مليون دولار.
ملخص
تهدف zkEVM إلى نسخ بيئة إثيريوم كـ rollup، مما يسمح للمطورين باستخدام أدوات إثيريوم المألوفة. ومع ذلك، فإن هذه الطريقة تحد من إمكانيات إثبات الفعالية، وقد تستهلك موارد كبيرة.
تم تصميم Cairo VM خصيصًا لأنظمة إثبات الفعالية، دون قيود EVM. وهو مدعوم بلغة برمجة جديدة وآمنة ومريحة تشبه Rust، وهي Cairo 1.0، مما يشكل أداة قوية تهدف إلى تعظيم كفاءة توسيع إثيريوم من خلال استخدام إثباتات STARK.
إن التقدم المستمر في Cairo، ونمو خيارات التطوير المتنوعة مثل Kakarot zkEVM وWarp، مثير للغاية. مع دخول تطبيقات Starknet اللامركزية مرحلة الإنتاج، يظهر القوة الكبيرة لـ Cairo، ومن المؤكد أنه سيستخدم في المستقبل لمشاريع أكثر طموحًا.
بفضل الطرق المتعددة لتوسيع STARK، وكذلك الأساليب الجديدة التي قد تظهر في الأشهر القليلة المقبلة، أصبح لدى المطورين الآن سيطرة غير مسبوقة على توسيع blockchain.