a16z تعريف "قوة السلسلة": الاحتفاظ بـ 3% من الرهانات يضمن 3% من المساحة لكل كتلة، وإعادة تشكيل حارة افتراضية لإنصاف blockchain.

قدم فريق الأبحاث في a16z مفهوم “جودة السلسلة القوية” (SCQ)، حيث يمدد جودة السلسلة التقليدية (CQ) من المتوسط عبر الزمن إلى توزيع دقيق داخل كل كتلة: من يمتلك 3% من كمية الرهن، يمكنه الحصول على ضمان 3% من مساحة الكتلة في كل كتلة. تم ترجمة وتنظيم هذا المقال بواسطة 动区动趋، استنادًا إلى تقرير أبحاث a16z Crypto.
(ملخص سابق: حدث إعادة تنظيم نادرة لكتلتين في البيتكوين: Foundry USA تحفر 7 كتل متتالية متفوقة على AntPool، مما يبرز مخاوف مركزية تجمعات التعدين)
(خلفية إضافية: فيتاليك يعيد تحديد إيثريوم كـ “تقنية ملاذ”، مع ثلاث آليات تجعل المراجعة على السلسلة جزءًا من التاريخ)

فهرس المقال

Toggle

• من CQ إلى SCQ: التحول الجذري في الدقة
• الممرات الافتراضية: المستوى الاقتصادي لـ SCQ
• العلاقة النظرية بين SCQ ومقاومة المراجعة
• كيفية تحقيق SCQ في التنفيذ
• ما وراء SCQ: المشكلة المفتوحة لترتيب المعاملات

تُقاس الخصائص الأمنية الأساسية لبروتوكولات البلوكتشين عادةً بـ “جودة السلسلة” (Chain Quality، CQ): يجب أن يكون التحالف الذي يمتلك X% من كمية الرهن في الشبكة لديه احتمال X% ليكون مُنتج الكتلة لكل كتلة. كانت هذه الخاصية كافية في البلوكتشينات المبكرة ذات السعة المنخفضة: عندما تكون سعة المعاملات في كل كتلة محدودة، فإن من ينتج الكتلة يكاد يكون هو من يتحكم في كل محتويات تلك الكتلة.

ومع ذلك، مع الزيادة الكبيرة في سعة البلوكتشين الحديثة، يمكن أن تحتوي الكتلة الواحدة على مئات إلى آلاف المعاملات، مما يجعل دقة CQ التقليدية غير كافية لوصف عدالة توزيع مساحة الكتلة (blockspace). لهذا السبب، قدم فريق الأبحاث في a16z مفهوم “جودة السلسلة القوية” (Strong Chain Quality، SCQ) الذي يوسع نطاق الضمان من “نسبة إنتاج الكتلة المتوسطة عبر الزمن” إلى “نسبة توزيع المساحة داخل كل كتلة”.

من CQ إلى SCQ: التحول الجذري في الدقة

قسمت الحوسبة الموزعة التقليدية المشاركين إلى جهات صادقة وشريرة، حيث كانت السلوكيات الصادقة تُعتبر جزءًا من فرضيات النموذج، دون الحاجة إلى حوافز إضافية. لكن نموذج الاقتصاديات الرمزية يعتبر جميع المشاركين كجهات عقلانية ذات دوال منفعة غير معروفة، حيث يهدف تصميم البروتوكول إلى مواءمة سلوك تحقيق الأرباح مع نجاح البروتوكول.

في هذا الإطار، تُعرف CQ التقليدية رسميًا على أنها: التحالف الذي يمتلك X% من كمية الرهن في الشبكة، بعد فترة زمنية مستقرة عالمية (GST)، لديه احتمال X% ليكون مُنتج الكتلة لكل كتلة تدخل على السلسلة. قد يؤدي الانحراف عن هذه الخاصية إلى تمكين تحالف معين من جمع مكافآت زائدة، مما يهدد هيكل الحوافز للسلوك الصادق، ويعرض أمان البروتوكول للخطر.

تدفع SCQ هذه الضمانات خطوة أخرى إلى الأمام: التحالف الذي يمتلك X% من كمية الرهن في الشبكة، بعد GST، يمكنه السيطرة على X% من مساحة الكتلة في كل كتلة. الفرق الرئيسي هو في عبارة “داخل كل كتلة” — لم تعد مرتبطة بالمتوسط الزمني، بل بتوزيع دقيق لكل كتلة.

الممرات الافتراضية: المستوى الاقتصادي لـ SCQ

تُشير SCQ ضمنيًا إلى مفهوم “الممرات الافتراضية” (virtual lanes): حيث يمتلك كل عقدة مرهونة في كل كتلة، فعليًا، ممرًا خاصًا بنسبة ثابتة من مساحة الكتلة.

من الناحية الاقتصادية، فإن امتلاك ممر افتراضي يعادل امتلاك أصل إنتاجي — حيث يمكن أن يولد هذا الممر إيرادات من الرسوم ومعاملات القيمة الاقتصادية (MEV). يجب على الكيانات الخارجية التي ترغب في الحصول على هذه الممرات والحفاظ عليها أن تواصل تجميع كميات من الرهن، مما يخلق طلبًا مستمرًا على رموز L1 الأساسية. كلما زادت القيمة الاقتصادية التي يمكن أن تنتجها الممرات، زادت حوافز التنافس على الرهن، وبالتالي زادت قدرة التقاط القيمة لرموز الرهن L1.

تجلب هذه الإطار المجرد أيضًا ضمانات أقوى لمقاومة المراجعة (censorship resistance)، كما يتضح في خاصية فعالية بروتوكول SCQ. من الجدير بالذكر أن SCQ لا تتطلب أن تتم معالجة جميع المعاملات الصادقة — في سيناريوهات الطلب على مساحة الكتلة التي تتجاوز السعة، فإن مقاومة المراجعة المثالية لا يمكن تحقيقها. إن فكرة تصميم SCQ هي: ضمن قيود السعة المحدودة، منح كل عقدة مرهونة ميزانية مضمونة لضم المعاملات.

العلاقة النظرية بين SCQ ومقاومة المراجعة

سلطت الأبحاث الحديثة الضوء على أهمية بروتوكولات “مقاومة المراجعة الفورية” — يجب أن تُضم مدخلات الجهات الصادقة على الفور (وليس في النهاية). يمكن اعتبار SCQ نسخة موسعة من هذه الخاصية تحت قيود سعة الكتل الثابتة.

استنادًا إلى بروتوكولات الإجماع بأسلوب PBFT الحالية، تم اقتراح بروتوكول MCP (بروتوكول الإجماع متعدد المقترحين) كوحدة إضافية لتزويده بمقاومة المراجعة. يلبي MCP خصائص SCQ في نفس الوقت، من خلال توزيع مساحة الكتلة بين مُنتجي الكتلة بناءً على نسبة الرهن (انظر الفصل 5.3 من ورقة MCP). توفر بروتوكولات BFT الحالية القائمة على DAG مسارًا لتنفيذ مساحة ذاكرة كتلة متعددة (mempool)، مما يمكنها أيضًا من توفير مستوى معين من ضمانات مقاومة المراجعة.

ومع ذلك، لم تحقق التطبيقات القياسية لهذه البروتوكولات SCQ بدقة، لأن القائد (leader) لا يزال يمكنه اختيار تأخير معالجة مجموعة معينة من المعاملات. يمكن ضبط هذه البروتوكولات لتلبية متطلبات SCQ مرة أخرى. تعتبر آلية الإدراج الإجباري للمعاملات (forced transaction inclusion) أيضًا اتجاهًا بحثيًا ذا صلة، حيث أن EIP-7805 هو اقتراح محدد في النظام الإيكولوجي لإيثريوم.

يظهر MCP أيضًا كيفية تحقيق خصائص خصوصية أقوى: حيث يمكن لحاملي الرهن إنشاء “ممرات خاصة افتراضية”، حيث تُكشف محتوياتها فقط عندما يتم الكشف عن الكتلة بالكامل. سيتم مناقشة هذه الخاصية بمزيد من التفصيل في الأبحاث المستقبلية.

كيفية تحقيق SCQ في التنفيذ

استنادًا إلى بروتوكولات BFT الحالية القائمة على الرؤية (view-based)، يمكن تحقيق ضمان SCQ بعد GST من خلال جولتين من التواصل واثنين من التعديلات الطفيفة. مخطط البروتوكول كما يلي:

الجولة الأولى: يقوم كل مشارك ببث مدخلاته المعتمدة (certified input) إلى جميع الأطراف.

الجولة الثانية: بعد استلام المدخلات المعتمدة من الطرف المشارك i، يتم إضافة i إلى قائمة الإدراج الخاصة به (inclusion list). بعد ذلك، يقوم كل مشارك بإرسال قائمة الإدراج إلى القائد، مما يضمن فعليًا قبول الكتل التي تحتوي على جميع المدخلات في القائمة.

مرحلة اقتراح BFT: بعد استلام القائد لهذه الرسائل، يُدرج اتحاد جميع قوائم الإدراج في الكتلة.

مرحلة تصويت BFT: يقوم المشاركون بالتصويت فقط على الكتل التي تحتوي على جميع المدخلات في قوائم الإدراج الخاصة بهم.

يمكن تحويل هذا المخطط البروتوكولي إلى بروتوكول كامل، يشبع SCQ بعد GST، ويقدم مقاومة للمراجعة، ويحافظ على الاستمرارية (liveness) في ظل وجود قائد صادق. لتحقيق SCQ قبل GST أيضًا، يجب أن ينتظر كل جولة عددًا كافيًا من قيم العقد أو تشكيل قائمة قانونية (quorum). وقد أثبتت الأبحاث الحديثة أنه يجب إضافة جولتين من التواصل فوق جولات التصويت في بروتوكولات BFT العادية لتحقيق SCQ ومقاومة المراجعة، مما يتماشى مع تصميم المخطط البروتوكولي المذكور أعلاه.

ما وراء SCQ: المشكلة المفتوحة لترتيب المعاملات

من الجدير بالذكر أن SCQ تحدد نسبة مساحة الكتلة التي يمكن لكل تحالف السيطرة عليها، لكنها لا تحدد بشكل كامل ترتيب تنفيذ المعاملات داخل مساحة الكتلة. يمكن فهم SCQ على أنها تحجز مساحة لكل عقدة مرهونة في المجموعة، ولكنها لا تضمن طريقة ترتيب المعاملات داخل المجموعة.

يفتح هذا المجال لتصميم آلية ترتيب المعاملات لمزيد من البحث لتعزيز عدالة وكفاءة نظام البلوكتشين. أحد الاتجاهات الواعدة هو ترتيب المعاملات بناءً على الرسوم ذات الأولوية (priority fees). بعيدًا عن تحديات مثل مشكلة التعدين الأناني (Selfish Mining، المشار إليها في الأدبيات بـ Ideal CQ)، ومقاومة الفرع الذيل (tail forking resistance) في Monad، وبروتوكول GHOST LMD لإيثريوم (الذي يُشار عادةً لمشكلة CQ الخاصة به باسم “إعادة التنظيم”)، فإن إدخال SCQ يفتح أبعادًا جديدة في تصميم بروتوكولات البلوكتشين. سيتم مناقشة تفاصيل آلية الترتيب في المقالات القادمة.