ترقية EVM لإثيريوم وتجريد الحساب: بناء بنية تحتية للبلوكتشين أكثر كفاءة وأمانًا

مستقبل بروتوكول إثيريوم المحتمل (6): الازدهار

في تصميم بروتوكول إثيريوم، هناك العديد من "التفاصيل" التي تعتبر حاسمة لنجاح إثيريوم. في الواقع، حوالي نصف المحتوى يتعلق بأنواع مختلفة من تحسينات EVM، بينما يتكون النصف الآخر من مواضيع متنوعة صغيرة، وهذا هو معنى "الازدحام".

الازدهار: الهدف الرئيسي

  • تحويل EVM إلى "حالة نهائية" عالية الأداء ومستقرة
  • إدخال تجريد الحسابات في البروتوكول، مما يسمح لجميع المستخدمين بالاستمتاع بحساب أكثر أمانًا وملاءمة
  • تحسين تكاليف المعاملات الاقتصادية، وزيادة قابلية التوسع مع تقليل المخاطر
  • استكشاف علم التشفير المتقدم، مما يحسن إثيريوم بشكل ملحوظ على المدى الطويل

! فيتاليك حول المستقبل المحتمل ل Ethereum (6): التفاخر

تحسين EVM

ماذا حلت هذه المشكلة؟

إن تحليل EVM الثابت الحالي صعب، مما يجعل من الصعب إنشاء تنفيذات فعالة، والتحقق الرسمي من الشفرات، وإجراء المزيد من التوسعات. بالإضافة إلى ذلك، فإن كفاءة EVM منخفضة، مما يصعب تحقيق العديد من أشكال التشفير المتقدم، إلا من خلال الدعم الصريح عبر ما قبل التجميع.

ما هو، كيف يعمل؟

الخطوة الأولى في خريطة تحسين EVM الحالية هي تنسيق كائن EVM (EOF)، والذي من المقرر تضمينه في الانقسام الصعب القادم. EOF هو سلسلة من EIP، يحدد إصدارًا جديدًا من كود EVM، مع العديد من الخصائص الفريدة، وأبرزها:

  • الكود ( قابل للتنفيذ، لكن لا يمكن قراءته من EVM. ) والبيانات ( يمكن قراءتها، لكن لا يمكن تنفيذها بين الفصل.
  • ممنوع الانتقال الديناميكي، يُسمح فقط بالانتقال الثابت
  • كود EVM لا يمكنه بعد الآن مراقبة المعلومات المتعلقة بالوقود
  • أضيفت آلية جديدة لروتين فرعي صريح

![فيتاليك حول إثيريوم المحتمل في المستقبل (6): The Splurge])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-e607936b4195e92945aa6ebd5f969276.webp(

ستستمر العقود القديمة في الوجود ويمكن إنشاؤها، على الرغم من أنه قد يتم التخلي تدريجياً عن العقود القديمة ) وقد يتم تحويلها بشكل إجباري إلى شفرة EOF (. ستستفيد العقود الجديدة من تحسين الكفاءة الناتج عن EOF - أولاً من خلال تقليص حجم الشفرة بايت بشكل طفيف باستخدام ميزات الروتين الفرعي، ثم من خلال الميزات الجديدة المحددة لـ EOF أو تقليل تكاليف الغاز.

بعد إدخال EOF، أصبح من الأسهل بكثير إجراء التحديثات، وأفضل تطوير حتى الآن هو توسيع العمليات الرياضية لوحدة EVM ) EVM-MAX (. أنشأ EVM-MAX مجموعة من العمليات الجديدة المصممة خصيصًا للعمليات المودولية، وتم وضعها في مساحة ذاكرة جديدة لا يمكن الوصول إليها من خلال رموز العمليات الأخرى، مما يجعل من الممكن استخدام تحسينات مثل ضرب مونتغمري.

فكرة جديدة نسبياً هي دمج EVM-MAX مع خاصية التعليمات المتعددة البيانات )SIMD(، حيث أن SIMD كمفهوم في إثيريوم موجود منذ فترة طويلة، حيث تم اقتراحه لأول مرة من قبل Greg Colvin في EIP-616. يمكن استخدام SIMD لتسريع العديد من أشكال التشفير، بما في ذلك دوال التجزئة، و STARKs البالغة 32 بت، والتشفير القائم على الشبكات، ويجعل دمج EVM-MAX و SIMD من هذين التوسعين الموجهين نحو الأداء ثنائياً طبيعياً.

![فيتاليك حول مستقبل إثيريوم المحتمل (6): The Splurge])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-8930b556d169a2bc7168ddc2e611d3df.webp(

سيكون التصميم العام لمجموعة EIP نقطة انطلاقه EIP-6690، ثم:

  • يسمح لـ )i( بأي عدد فردي أو )ii( أي قوة من 2 لا تتجاوز 2768 كعدد نسبي.
  • بالنسبة لكل عملية EVM-MAX ) الجمع، الطرح، الضرب (، أضف إصدارًا لم يعد يستخدم 3 أعداد فورية x، y، z، بل يستخدم 7 عددًا فوريًا: x_start، x_skip، y_start، y_skip، z_start، z_skip، count. في كود بايثون، فإن تأثيرات هذه الرموز الشريطية تشبه:

بايثون بالنسبة لأنا في range)count(: mem[z_start + z_skip * العدد] = op) mem [x_start + x_skip * عدد] ، [y_start + y_skip * عدد] (

في التنفيذ الفعلي، سيتم التعامل مع ذلك بطريقة متوازية.

  • قد يتم إضافة XOR و AND و OR و NOT و SHIFT) بما في ذلك التكرار وغير التكرار (، على الأقل بالنسبة لمودولوس القوة 2. في نفس الوقت، سيتم إضافة ISZERO) لدفع الإخراج إلى مكدس EVM الرئيسي (، مما سيكون قويًا بما يكفي لتنفيذ علم التشفير المنحني، وعلم التشفير في الحقول الصغيرة ) مثل Poseidon و Circle STARKs (، ودوال التجزئة التقليدية ) مثل SHA256 و KECCAK و BLAKE ( وعلوم التشفير المعتمدة على الشبكات. قد يتم تنفيذ ترقيات EVM الأخرى أيضًا، ولكن حتى الآن كان التركيز أقل.

)# روابط الأبحاث الحالية

  • EOF:
  • EVM-MAX:
  • SIMD:

العمل المتبقي والموازنة

حالياً، تخطط EOF لإدراجها في الانقسام الصلب القادم. على الرغم من أنه دائماً ما يكون من الممكن إزالتها في اللحظة الأخيرة - فقد تم إزالة ميزات مؤقتاً في الانقسامات الصلبة السابقة، إلا أن القيام بذلك سيواجه تحديات كبيرة. إزالة EOF تعني أن أي ترقيات مستقبلية لـ EVM يجب أن تتم بدون EOF، على الرغم من أنه يمكن القيام بذلك، إلا أنه قد يكون أكثر صعوبة.

تتمثل الموازنة الرئيسية لـ EVM في تعقيد L1 وتعقيد البنية التحتية، حيث أن EOF يتطلب إضافة كمية كبيرة من التعليمات البرمجية إلى تنفيذ EVM، كما أن فحص التعليمات البرمجية الثابتة معقد نسبيًا. ومع ذلك، مقابل ذلك، يمكننا تبسيط اللغات عالية المستوى، تبسيط تنفيذ EVM، وغيرها من الفوائد. يمكن القول إن التركيز على خارطة طريق تحسينات إيثريوم L1 المستمرة ينبغي أن يشمل ويستند إلى EOF.

تتمثل إحدى المهام المهمة في تحقيق ميزات مماثلة لوظائف EVM-MAX و SIMD، وإجراء اختبارات مرجعية لاستهلاك الغاز لمختلف العمليات التشفيرية.

كيف تتفاعل مع الأجزاء الأخرى من خريطة الطريق؟

تعدل L1 EVM الخاصة بها بحيث يمكن لـ L2 أيضًا إجراء تعديلات مماثلة بسهولة أكبر، وإذا لم يتم إجراء التعديلات المتزامنة، فقد يؤدي ذلك إلى عدم التوافق، مما قد يسبب آثارًا سلبية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يقلل EVM-MAX و SIMD من تكاليف الغاز للعديد من أنظمة الإثبات، مما يجعل L2 أكثر كفاءة. كما أنه يجعل من الأسهل استبدال المزيد من التعليمات البرمجية المسبقة بتعليمات EVM القابلة للتنفيذ التي تؤدي نفس المهام، وقد لا يؤثر ذلك بشكل كبير على الكفاءة.

![فيتالك حول مستقبل إثيريوم المحتمل (6): The Splurge]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-ec1638a809393a6ed42724fb08f534da.webp(

) تجريد الحساب

ماذا حلت هذه المشكلة؟

حالياً، يمكن التحقق من المعاملات فقط من خلال طريقة واحدة: توقيع ECDSA. في البداية، كان الهدف من تجريد الحسابات هو تجاوز ذلك، مما يسمح للمنطق التحقق من الحسابات بأن يكون رموز EVM عشوائية. يمكن أن يتيح ذلك مجموعة من التطبيقات:

  • التبديل إلى التشفير المقاوم للكم
  • تبديل المفاتيح القديمة ### يعتبر على نطاق واسع ممارسة أمنية موصى بها (
  • محفظة متعددة التوقيعات ومحفظة الاستعادة الاجتماعية
  • استخدم مفتاحًا واحدًا لإجراء عمليات ذات قيمة منخفضة، واستخدم مفتاحًا آخر ) أو مجموعة مفاتيح ( لإجراء عمليات ذات قيمة عالية

السماح لبروتوكول الخصوصية بالعمل دون الحاجة إلى وسطاء، مما يقلل بشكل كبير من تعقيده، ويزيل نقطة اعتماد مركزية رئيسية.

منذ تقديم مفهوم تجريد الحسابات في عام 2015، تم توسيع هدفه ليشمل مجموعة كبيرة من "أهداف الراحة"، مثل حساب لا يمتلك ETH ولكنه يمتلك بعض ERC20 يمكنه استخدام ERC20 لدفع رسوم الغاز.

MPC) الحوسبة متعددة الأطراف( هي تقنية لها تاريخ يمتد لأربعين عامًا، تُستخدم لتقسيم المفاتيح إلى عدة أجزاء وتخزينها على عدة أجهزة، مستفيدةً من تقنيات التشفير لإنشاء توقيعات، دون الحاجة إلى دمج هذه الأجزاء المفتاحية مباشرة.

EIP-7702 هو اقتراح مخطط لإدخاله في الانقسام الصلب القادم، EIP-7702 هو نتيجة الاعتراف المتزايد بأهمية توفير مرونة التجريد الحسابي لصالح جميع المستخدمين ) بما في ذلك مستخدمي EOA (، يهدف إلى تحسين تجربة جميع المستخدمين على المدى القصير وتجنب الانقسام إلى نظامين بيئيين.

بدأ هذا العمل بـ EIP-3074 ، وتطور في النهاية إلى EIP-7702. يوفر EIP-7702 "وظائف الراحة" للتجريد الحسابي لجميع المستخدمين، بما في ذلك حسابات EOA) الخارجية المملوكة اليوم، أي الحسابات التي تتحكم فيها توقيعات ECDSA (.

على الرغم من أن بعض التحديات ) وخاصة تحديات "الراحة" ( يمكن حلها من خلال تقنيات تدريجية مثل الحوسبة متعددة الأطراف أو EIP-7702، إلا أن الهدف الأمني الرئيسي وراء اقتراح تجريد الحسابات الذي تم تقديمه في البداية لا يمكن تحقيقه إلا من خلال التراجع وحل المشكلة الأصلية: السماح لشفرة العقد الذكي بالتحكم في تحقق المعاملات. السبب في عدم تحقيق ذلك حتى الآن هو التنفيذ الآمن، وهو تحدٍ.

![فيتاليك حول إثيريوم المستقبل المحتمل (6): The Splurge])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-66bd22f0b53601d0976aa3a2b701c981.webp(

)# ما هو، كيف يعمل؟

جوهر تجريد الحسابات بسيط: يسمح للعقود الذكية ببدء المعاملات، وليس فقط حسابات المستخدمين العادية. تأتي كل التعقيدات من تنفيذ ذلك بطريقة ودية للحفاظ على الشبكة اللامركزية، ومنع هجمات حجب الخدمة.

تحدي رئيسي نموذجي هو مشكلة الفشل المتعدد:

إذا كان هناك 1000 دالة تحقق للحسابات تعتمد على قيمة واحدة S، وكانت القيمة الحالية S تجعل المعاملات في مجموعة الذاكرة صالحة، فإن وجود معاملة واحدة تعكس قيمة S قد يجعل جميع المعاملات الأخرى في مجموعة الذاكرة غير صالحة. وهذا يمكّن المهاجم من إرسال معاملات غير مرغوب فيها إلى مجموعة الذاكرة بتكلفة منخفضة جداً، مما يؤدي إلى سد موارد عقد الشبكة.

بعد سنوات من الجهود، والتي تهدف إلى توسيع الوظائف مع الحد من مخاطر رفض الخدمة ### DoS (، تم التوصل أخيرًا إلى حل لتحقيق "تجريد الحساب المثالي": ERC-4337.

يعمل ERC-4337 على تقسيم معالجة عمليات المستخدم إلى مرحلتين: التحقق والتنفيذ. تتم معالجة جميع عمليات التحقق أولاً، ثم تتم معالجة جميع عمليات التنفيذ. في مجموعة الذاكرة، يتم قبول عمليات المستخدم فقط عندما تتعلق مرحلة التحقق بحساباتهم الخاصة ولا تقرأ متغيرات البيئة. هذا يمكن أن يمنع هجمات الفشل المتعدد. بالإضافة إلى ذلك، يتم فرض حدود صارمة على الغاز في خطوة التحقق.

تم تصميم ERC-4337 كمعيار بروتوكول إضافي ) ERC (، لأن مطوري عملاء إثيريوم في ذلك الوقت كانوا يركزون على الدمج ) Merge (، ولم يكن لديهم طاقة إضافية للتعامل مع ميزات أخرى. هذه هي السبب وراء استخدام ERC-4337 كائنات تُعرف باسم عمليات المستخدم بدلاً من المعاملات العادية. ومع ذلك، أدركنا مؤخرًا الحاجة إلى كتابة جزء على الأقل من هذا في البروتوكول.

السببين الرئيسيين هما كما يلي:

  1. EntryPoint كفعالية جوهرية منخفضة للعقد: كل حزمة تحمل تكاليف ثابتة تبلغ حوالي 100,000 غاز، بالإضافة إلى آلاف الغاز الإضافية لكل عملية مستخدم.
  2. ضمان ضرورة خصائص إثيريوم: مثل القائمة المضمنة التي تم إنشاؤها والتي تحتاج إلى ضمان نقلها إلى حساب المستخدم المجرد.

بالإضافة إلى ذلك، فإن ERC-4337 قد وسع وظيفتين:

  • وكلاء الدفع )Paymasters(: يسمح لوكالة واحدة بتمثيل حساب آخر لدفع الرسوم، مما ينتهك قاعدة أنه يمكن الوصول فقط إلى حساب المرسل نفسه في مرحلة التحقق، وبالتالي تم إدخال معالجة خاصة لضمان أمان آلية وكيل الدفع.
  • المجمعات ) Aggregators (: تدعم وظيفة تجميع التوقيع، مثل التجميع BLS أو التجميع القائم على SNARK. هذا ضروري لتحقيق أعلى كفاءة بيانات على Rollup.

! [فيتاليك حول المستقبل المحتمل ل Ethereum (6): التفاخر])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-c0f722db75e53f4ff37ef40f5547dfc4.webp019283746574839201

(# روابط الأبحاث الحالية

  • خطاب حول تاريخ تجريد الحسابات:
  • ERC-4337:
  • EIP-7702:
  • كود BLSWallet ) يستخدم وظيفة التجميع ###:
  • EIP-7562( كتابة بروتوكول حسابات مجردة ):
  • EIP-7701( بروتوكول الكتابة القائم على EOF حساب تجريدي: )

(# العمل المتبقي والموازنة

الشيء الرئيسي الذي يحتاج إلى الحل حاليًا هو كيفية إدخال التجريد الكامل للحسابات في البروتوكول. البروتوكول الخاص بالتجريد الحسابي الذي لاقى شعبية مؤخرًا هو EIP-7701، حيث يتم تنفيذ التجريد الحسابي على EOF. يمكن أن يحتوي الحساب على جزء كود منفصل للتحقق، وإذا تم تعيين هذا الجزء من الكود على الحساب، فسوف يتم تنفيذ هذا الكود في خطوة التحقق من المعاملات القادمة من هذا الحساب.

هذه الطريقة

ETH-2.31%
شاهد النسخة الأصلية
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.
  • أعجبني
  • 5
  • مشاركة
تعليق
0/400
SignatureAnxietyvip
· منذ 2 س
هذا الغاز الذي تم توفيره يمكن أن يشتري شيئًا ما
شاهد النسخة الأصليةرد0
BlockchainRetirementHomevip
· منذ 21 س
أخيرًا انتظرنا تحديث إصدار EVM أسطورة الذهب
شاهد النسخة الأصليةرد0
Web3ExplorerLinvip
· منذ 21 س
فرضية: EVM مشابه لجهاز كمبيوتر قديم يسعى إلى شكله النهائي... من المثير للاهتمام كيف يعكس تطور الوعي البشري بصراحة
شاهد النسخة الأصليةرد0
WenAirdropvip
· منذ 21 س
لا تعبث، لا تزال رسوم الغاز مرتفعة لدرجة القيء، حسنًا؟
شاهد النسخة الأصليةرد0
MEVictimvip
· منذ 21 س
كم يمكن أن تستمر الإصلاحات... لا تجعل EVM معقدة.
شاهد النسخة الأصليةرد0
  • تثبيت