التوازي الشامل: استكشاف آفاق جديدة لقابلية التوسع في البلوكتشين

في 20 يونيو، أطلق مشروع EVM Layer1 الناشئ ورقة بيضاء بعنوان "التوازي الكامل"، بهدف إطلاق العنان لتوسيع البلوكتشين بشكل كامل، وتوفير "أداء قابل للتنبؤ" لتطبيقات اللامركزية (DApps).

تشير الأداء القابل للتنبؤ إلى توفير معالجة معاملات يمكن التنبؤ بها لكل ثانية (TPS) لتطبيقات DApp، وهو أمر بالغ الأهمية لبعض سيناريوهات الأعمال. عادةً ما تحتاج تطبيقات DApp الموزعة على البلوكتشين العامة إلى التنافس مع تطبيقات أخرى على موارد المعالجة ومساحة التخزين. في حالة الازدحام على الشبكة، يمكن أن يؤدي ذلك إلى زيادة تكاليف المعاملات وتأخير التنفيذ، مما يقيد بشكل خطير تطوير تطبيقات DApp. تخيل أن المستخدم يستخدم برنامج المراسلة الفورية اللامركزي، حيث يتم احتلال مساحة الكتلة في شبكة البلوكتشين الأساسية بواسطة تطبيقات أخرى، مما يؤدي إلى عدم القدرة على إرسال واستقبال الرسائل في الوقت المناسب، وهو ما يمثل كارثة لتجربة المستخدم.

لحل مشكلة "الأداء القابل للتنبؤ"، فإن الممارسة الشائعة هي استخدام بلوكتشين مخصص لتطبيقات معينة، أي سلسلة التطبيقات (Appchain). هذه السلسلة تخصص مساحة الكتلة لتطبيق معين.

وقد قدم المشروع بشكل مبتكر حل مساحة الكتلة المرنة (Elastic Block Space, EBS). بناءً على مفهوم الحوسبة المرنة، يتم تعديل موارد الكتلة ديناميكيًا من مستوى البروتوكول وفقًا لاحتياجات DApp، لتوفير مساحة كتلة توسيع مستقلة للتطبيقات ذات الطلب العالي.

ستتناول هذه المقالة تطبيقات السلاسل وكتلة الفضاء المرنة، وستقارن بين مزايا وعيوب كلاهما.

تاريخ تطوير تطبيقات البلوكتشين

سلسلة التطبيقات هي سلسلة كتلة تم إنشاؤها لتشغيل DApp واحد. لا يبني المطورون على السلاسل الموجودة، بل يقومون ببناء سلسلة جديدة من الصفر باستخدام آلة افتراضية مخصصة، لتنفيذ المعاملات التي تتفاعل فيها المستخدمون مع التطبيق. يمكن للمطورين تخصيص عناصر إجماع مجموعة الشبكة، والشبكة، والتنفيذ، لتلبية احتياجات التصميم المحددة، وحل مشكلات الازدحام، والتكاليف العالية، والوظائف الثابتة على الشبكة المشتركة.

سلسلة التطبيقات ليست مفهوماً جديداً: يمكن اعتبار سلسلة التطبيقات الخاصة بعملة مشفرة معروفة "ذهب رقمي"، ويمكن اعتبار مشروع التخزين الدائم ك سلسلة تطبيقات التخزين، ويمكن اعتبار مشروع توفر البيانات ك سلسلة تطبيقات توفر البيانات.

منذ عام 2016، لم تعد سلسلة التطبيقات تتضمن سلسلة كتلة واحدة فقط، بل تشمل أيضًا أشكال متعددة من السلاسل، وهي نظام بيئي يتكون من عدة سلاسل كتلة مترابطة. ومن أبرز الأمثلة على ذلك نظام بيئي معين عبر السلاسل ونظام بيئي معين للسلاسل المتوازية. يركز الأول على حل مشكلة التفاعل عبر السلاسل، ويمكنه تطوير وإطلاق سلاسل جديدة بسرعة، وقد صمم بروتوكول تفاعل سلسة كتلة بدون عوائق؛ بينما يهدف الثاني إلى أن يصبح الحل المثالي لتوسيع سلاسل الكتل، حيث تُعرف السلاسل في بيئته بالسلاسل المتوازية، ويعتمد على الأمان المشترك، ويمكن للسلاسل المتوازية المختلفة التواصل من خلال معلومات توافق متداخلة.

في نهاية عام 2020، مع تركيز أبحاث توسيع بعض سلاسل الكتل الرئيسية على حلول مثل الشبكات الجانبية، والشبكات الفرعية، وLayer2 Rollups، نشأت أشكال مناسبة من سلاسل التطبيقات. تمكن مشروع معروف للشبكة الجانبية ومشروع للشبكة الفرعية من تحسين تجربة وأداء الشبكات الجانبية أو الشبكات الفرعية، مما أدى إلى تحسين القدرة على تقديم الخدمة بشكل عام. تدعم Layer2 Rollups سلاسل التطبيقات بشكل هيكلي من خلال شكل الحزمة المعيارية، حيث تحظى إطار Rollup المعروف وأدوات تطوير Rollup الناشئة بشعبية كبيرة بين العديد من المشاريع. تهدف حلول Layer2 Rollups إلى زيادة معدل نقل البيانات وقابلية التوسع لسلسلة كتل رئيسية معينة، لتلبية الطلب المتزايد على المعاملات، وتوفير تواصل أوسع.

حاليًا، تم بناء عدد كبير من التطبيقات على سلسلة التطبيقات عبر المنصات. على سبيل المثال، أطلق مشروع لعبة معروف في أوائل عام 2021 سلسلته الجانبية؛ أعلن مشروع لعبة عن انتقاله إلى شبكة فرعية لسلسلة عامة في نهاية عام 2021؛ أطلق مشروع DeFi في نوفمبر 2021 سلسلة تطبيقات قائمة على نظام بيئي معين؛ أعلن منصة تداول المشتقات في منتصف عام 2022 أن الإصدار V4 سيستخدم تقنيات نظام بيئي معين لبناء سلسلة تطبيقات مستقلة؛ أطلق مشروع بنية تحتية في عام 2023 خدمات تطوير تطبيقات Web3 باستخدام سلسلة التطبيقات البنية التحتية، والتي تحتوي على طبقات بروتوكول تجاري غنية.

مزايا وعيوب سلسلة التطبيقات

تحصل سلسلة التطبيقات على جميع سلطات تشغيل كتلة البلوكتشين دون الاعتماد على Layer1 الأساسي، وهذا سلاح ذو حدين.

الميزة الرئيسية هي ثلاث نقاط:

1. السيادة: يمكن لسلسلة التطبيقات حل المشكلات من خلال خطة الحكم الخاصة بها، والحفاظ على استقلالية المشروع وذاتيته، ومنع التدخل الخارجي؛

2. الأداء: يلبي متطلبات التطبيق من حيث انخفاض الكمون وارتفاع السعة، ويقدم تجربة مستخدم جيدة، ويزيد من كفاءة تشغيل DApp الفعلية؛

3. قابلية التخصيص: يمكن للمطورين تخصيص السلسلة وفقًا للاحتياجات، وحتى بناء نظام بيئي، مما يوفر طرق تقدم مرنة.

العوائق لها ثلاث نقاط أيضاً:

1. مسائل الأمان: يجب على تطبيق السلسلة أن يتحمل مسؤولية الأمان بنفسه، بما في ذلك موازنة عدد العقد، وصيانة آلية الإجماع، وتجنب مخاطر الرهان، وما إلى ذلك، الشبكة نسبياً غير آمنة؛

2. مشكلة跨链: كشبكة مستقلة تفتقر إلى التفاعل مع سلاسل أخرى ( وتطبيقات )، تواجه تحديات跨链. إن دمج بروتوكولات跨链 سيزيد من المخاطر؛

3. مشكلة التكلفة: تحتاج إلى بناء بنية تحتية كبيرة إضافية، مما يتطلب تكاليف كبيرة ووقت هندسي. ويتضمن أيضًا تكلفة تشغيل وصيانة العقد.

بالنسبة للشركات الناشئة، فإن عيوب سلسلة التطبيقات تؤثر بشكل كبير على تشغيل تطبيقاتها اللامركزية (DApp). تجد معظم الفرق الناشئة صعوبة في حل مشكلات الأمان والتفاعل عبر السلاسل، وقد يتم صرفهم عن ذلك بسبب التكاليف المرتفعة. لكن الأداء القابل للتنبؤ هو حاجة ملحة لبعض التطبيقات اللامركزية، لذا فإن السوق بحاجة ماسة إلى حلول للأداء القابل للتنبؤ على مستوى Layer1.

مساحة كتلة مرنة

في Web2، يُعد الحوسبة المرنة نموذجًا شائعًا للحوسبة السحابية، حيث تسمح الأنظمة بتوسيع وتقليص الموارد الحسابية والذاكرة والتخزين ديناميكيًا لتلبية الطلبات المتغيرة، دون الحاجة للقلق بشأن تخطيط السعة وتصميم الهندسة خلال ذروة الاستخدام.

تقوم مساحة الكتلة المرنة بتعديل عدد المعاملات التي يمكن للكتلة استيعابها تلقائيًا بناءً على مستوى الازدحام في الشبكة. إذا كان بإمكان شبكة البلوكتشين تقديم مساحة كتلة مستقرة وضمان TPS للمعاملات الخاصة بالتطبيقات المحددة من خلال الحوسبة المرنة، فقد تم تحقيق "أداء قابل للتنبؤ".

قد اقترحت إحدى المؤسسات البحثية المعروفة مفهوم "التوسع الديناميكي المرن" المماثل، معتبرةً أنه المسار الحتمي لدعم DApp للاعتماد على نطاق واسع. تتوقع أن تظهر التطورات التكنولوجية التالية في السنوات 1-3 القادمة:

1. المرحلة الأولى: توسيع مستوى عقد التحقق.
2. المرحلة الثانية: التوسع الثابت على مستوى الكتلة؛
3. المرحلة الثالثة: التوسع الأفقي الديناميكي على مستوى الكتل.

وقد حقق هذا المشروع فعليًا هذا المفهوم، حيث حل المشكلة الأساسية في المرحلة الأولى "كيفية تنسيق دعم التوسع الأفقي لعقد التحقق". عندما ينمو البروتوكول في الشبكة، يمكن الاشتراك في معالجة مساحة الكتلة المرنة لدعم المستخدمين وزيادة القدرة الاستيعابية. توفر مساحة الكتلة المرنة مساحة كتلة مستقلة لتطبيقات DApps التي تتطلب معاملات عالية، مما يسمح لها بالتوسع مع الزيادة. في جوهرها، تحدد مساحة الكتلة كمية البيانات التي يمكن تخزينها في كل كتلة، مما يؤثر بشكل مباشر على القدرة الاستيعابية للمعاملات. عندما تواجه DApps زيادة كبيرة في الطلب، يمكن للاشتراك في مساحة الكتلة المرنة معالجة الحمل المتزايد بكفاءة دون التأثير على البلوكتشين الأساسي.

تنقسم الحوسبة المرنة إلى "المرونة الفورية" و"المرونة غير الفورية"، حيث تشير الأولى إلى التوسع في استجابة بالدقائق، بينما تشير الثانية إلى التوسع في استجابة ضمن إطار زمني محدد. يستخدم هذا المشروع طريقة "المرونة غير الفورية"، حيث يتم إطلاق الاقتراح عندما يكتشف الشبكة الحاجة إلى التوسع، بعد عدد من الأحقاب (epoch) يقوم جميع عقد التحقق في الشبكة بإكمال التوسع وتقديم دليل لتحدي من قبل المتحققين الآخرين.

تستند خطة المشروع إلى مفهوم قواعد البيانات الموزعة، وهي استمرار لتقنية تقسيم البلوكتشين. من منظور "تقسيم الحسابات"، تستهدف توسيع سعة الطلب على حركة مرور التطبيقات، مما يتجنب مشكلة "المعاملات عبر التقسيمات"، مما يجعل تجربة المطورين والمستخدمين لا تتغير كثيرًا. في الوقت نفسه، تعتمد على "المرونة غير الفورية" التي يصعب تحقيقها، مما يعزز من قابلية الاستخدام بينما تلبي الاحتياجات الفعلية لمعظم تطبيقات DApp.

من الجدير بالذكر أن مساحة الكتلة المرنة كحل لتوسيع أداء البلوكتشين أفقيًا تعتمد على "إمكانية تنفيذ المعاملات بالتوازي". فقط من خلال زيادة درجة توازي المعاملات، يصبح من الضروري توسيع موارد العقد لزيادة معدل المعالجة.

بالنسبة لبعض سلاسل الكتل الرئيسية مثل Layer1، فإن تسلسل المعاملات هو عنق الزجاجة المباشر في الأداء، وحجم الكتلة مقيد بحدود Gas limit المتغيرة ( بحد أقصى 30,000,000 gas )، ولا يمكن إلا البحث عن حلول التوسع Layer2.

أما بالنسبة لبعض سلاسل الكتل العامة عالية الأداء Layer1، على الرغم من دعمها لتنفيذ المعاملات بشكل متوازي، وقابلية توسيع الأداء بشكل أفقي، إلا أنها لا تستطيع مواجهة مشكلة "الأداء المتوقع" لتطبيقات DApp خلال ذروة الطلب. تمنع هذه السلسلة من خلال "سوق الرسوم المحلي" احتكار معاملات الطلب الفردية لمساحة الكتلة النادرة، مما يحد من ارتفاع الرسوم على المدى القصير، ويخفف من التأثيرات السلبية لذروة الطلب المفاجئة. على سبيل المثال، خلال فترة إصدار NFT، يستهلك المُصدر بسرعة وحدة الحساب لكل حساب (CU)، ويجب على المعاملات اللاحقة رفع الرسوم الأولوية ليتم معالجتها في المساحة المحدودة.

يمكن القول إن المشروع يتعامل مع زيادة الطلب على المعاملات من خلال مساحة كتلة مرنة، مما يوسع مفهوم "سوق الرسوم المحلية"، ويضمن "أداء قابل للتنبؤ" لتطبيقات DApp، كما يمنع الزيادة الكبيرة في الرسوم والازدحام على مستوى الشبكة بأكملها، مما يحقق فائدة مزدوجة.

ملخص

سواء كانت سلسلة تطبيقات أو مساحة كتلة مرنة، فإنها في جوهرها تعالج مسألة اختلاف متطلبات الأداء للبلوكتشين من قبل DApps مختلفة، وهي مشكلة "الأداء القابل للتنبؤ". لا توجد مزايا أو عيوب بين الحلين، بل فقط اختلاف في الملاءمة. وهذا يذكرنا بنظرية "البروتوكول السمين" - النظرية التي تم طرحها في عام 2016، والتي تستكشف كيف يمكن للبروتوكولات المشفرة أن تلتقط قيمة جماعية أكبر من التطبيقات التي تُبنى عليها.

سلسلة التطبيقات هي في الواقع بروتوكول نحيف، خاصة عندما يعتمد Layer1 على بنية معمارية معيارية، حيث يتم تخصيص طبقة البروتوكول بالكامل بواسطة طبقة التطبيق. على الرغم من أنها توفر آلية تراكم قيمة أفضل للتطبيقات، إلا أنها تأتي أيضًا بتكاليف مرتفعة وأمان محدود.

مساحة الكتلة المرنة هي في الواقع بروتوكول سمين، وهو وظيفة توسعة على مستوى بروتوكول Layer1 الأساسي. إنه يقلل بشكل فعال من عتبة دخول المشاركين الذين يحتاجون إلى "أداء قابل للتنبؤ"، في حين أن البروتوكول يمكنه التقاط قيمة التطبيق، مما ينتج عنه حلقة تغذية راجعة إيجابية.