أشجار فيركل مقابل ستارك: أي من الطريقتين النهائيتين للتحقق من صحة بيانات Ethereum بدون حالة أفضل؟

قد تتجه شبكة Ethereumنحو التحقق بدون جنسية مع تزايد احتياجاتها لتخزين البيانات والتحقق منها. يقترح المؤسس المشارك فيتاليك بوتيرين حلين لهذا التحول: أشجار فيركل ووحدات ستاركس.

على الرغم من أن كلا النهجين يجعلان عملية التحقق من الكتلة أكثر كفاءة وسهولة في الوصول إليها، إلا أن هناك مقايضات فيما يتعلق بالأمن والكفاءة وتعقيد التنفيذ.

ما هو أشجار STARKs كبديل لأشجار Verkle؟

Ethereum فيتاليك بوتيرين، المؤسس المشارك نشر مدونة جديدة يشرح فيها مستقبل الشبكة المحتمل. ركز بوتيرين في هذه المدونةالكاملة Ethereum . وأشار إلى موقع The Verge موضحًا أن السابق جعل Ethereum كفاءة من خلال تقليل المتطلبات الحسابية للتحقق أكثر. لكنه أضاف أن الهدف الآن هو التحقق من السلسلة باستخدام SNARKs.

أشجار فيركل وSTARKsتهدف كل من المتطلبات الحسابية للتحقق من صحة الكتل تقليل. وفي الوقت نفسه، تُعدّ SNARKs - وهي عبارة عن حجج معرفية موجزة وغير تفاعلية - جزءًا من Ethereumمستقبل إيثيريوم

ستتيح أشجار فيركل للعُقد التحقق من كتل Ethereum عبر توليد أدلة مُدمجة، مما يُقلل من حاجة العُقد لتخزين الحالة بأكملها. مع ذلك، قد تواجه أشجار فيركل قيودًا مُحتملة مع الحوسبة الكمومية في المستقبل. ويعتقد أن هذه التقنية المُعقدة أصبحت الآن أكثر قابلية للتطبيق، ويمكنها الاستغناء عن أشجار فيركل تمامًا.

في الوقت نفسه، لدى The Verge هدفان رئيسيان. الأول هو تقليل كمية البيانات التي تحتاجها العقدة لتخزينها للتحقق من معاملات Ethereum . والثاني هو جعل المتطلبات الحسابية للتحقق منخفضة للغاية بحيث يمكن حتى للأجهزة المحمولة والساعات الذكية المشاركة في الشبكة.

لذا، بغض النظر عن المسار الذي Ethereum للتحقق غير المعتمد على الحالة - سواءً كان Verkle أو STARKs - فإن الهدف هو معالجة الحجم المتزايد للبيانات. صرّح بوتيرين قائلاً: "تزداد بيانات الحالة الأولية بحوالي 30 جيجابايت سنويًا، ويتعين على كل عميل تخزين بعض البيانات الإضافية لتحديث شجرة البحث بكفاءة".

كيف يمكن لنشر التحقق بدون جنسية أن يبسط إعداد العقدة

من الجدير بالذكر أن تزايد حجم Ethereumقد صعّب على المُشاركين إعداد وتحديث عُقدهم. لهذا السبب، يدعو بوتيرين إلى استخدام التحقق غير المُعتمد على الحالة لحل هذه المشكلة، وذلك بالسماح للعُقد بالتحقق من الكتل دون تخزين جميع البيانات. تُمكّن هذه العملية العُقد من التحقق من الكتل باستخدام شاهد يتضمن قيم الحالة وبراهين التشفير. مع ذلك، لكي يعمل التحقق غير المُعتمد على الحالة بكفاءة، Ethereum، لأنها ليست مثالية لإنشاء براهين مُختصرة وسهلة التحقق.

لكن مع دمج التحقق غير المعتمد على الحالة باستخدام أشجار فيركل أو ستارك، فأي مسار سيكون أفضل EthereumEthereumEthereum EthereumEthereumEthereumEthereum EthereumEthereumالحالية. من ناحية أخرى، تُقدم ستارك أحجام براهين أصغر - حوالي 100-300 كيلوبايت مُقارنةً بـ 2.6 ميجابايت لأشجار فيركل - وأوقات إثبات أسرع مُحتملة. مع ذلك، فهي تتطلب قدرة حاسوبية أكبر، ولم يتم دمجها بالكامل في Ethereumنظام إيثيريوم

يجب أن يصبح Ethereum أسرع وأكثر كفاءة، ليس فقط للتحقق من الكتل، بل لتطبيقات أخرى أيضًا. ويشمل ذلك مجموعات الذاكرة (Mempools)، وقوائم التضمين (Include Lists)، والعملاء الخفيفين (Light Clients). وتشير التقارير إلى أن جميع هذه الاستخدامات تتطلب عددًا كبيرًا من الإثباتات للتحقق من عناصر مثل أرصدة الحسابات وصلاحية المعاملات. لذلك، يمكن استخدام فروع ميركل الأبسط بدلًا من إثباتات ستارك (STARK). ويوضح بوتيرين أن فروع ميركل قابلة للتحديث، وقد تُقدم ميزة إضافية.

في غضون ذلك، Ethereum يتعين على مجتمع إنجاز المهام المتبقية. ووفقًا لبوتيرين، تشمل هذه المهام تحليل تكلفة الغاز باستخدام اقتراح تحسين إيثيريوم رقم 4762 (EIP-4762). وسيوضح هذا الاقتراح تأثير تغيير رسوم الغاز للعملاء عديمي الحالة Ethereum. ونظرًا لتعقيد عملية التحول إلى عديمي الحالة، فإنه من الضروري اختبار عملية الانتقال. كما يُذكر هناك حاجة لتحليل أمان دوال التجزئة الجديدة المتوافقة مع معيار ستارك، مثل بوسيدون، والتي لم تخضع لاختبارات كافية. ويُعد إجراء تحليلات أمنية لدوال التجزئة الجديدة وأنظمة الإثبات، مثل SHA256، خطوة حاسمة أيضًا.

Ethereum سيتعين على التشفير

وفقًا لبوتيرين، فإن الخوارزميات الثلاث Verkle و STARK التقليدية دوال التجزئة ودوال التجزئة الجديدة، تواجه بعض التنازلات. ويوضح أن أشجار Verkle هي الأكثر جاهزية للنشر، لكنها ليست مقاومة للكم، ويصعب إثباتها في الأنظمة المتقدمة مثل SNARKs.

يمكن أن توفر مناهج التجزئة (STARKs) أوقات مزامنة أسرع للعقد، إلا أن هذه التقنية لا تزال بحاجة إلى مزيد من التطوير وتحليل الأمان. كما تتيح أشجار Verkle تحديثات سهلة (مفيدة لمجموعات الذاكرة وقوائم التضمين)، ولكن يصعب التعامل معها مع بعض أدلة التشفير المتقدمة (SNARKs).

لمعالجة هذه المفاضلات، يقترح بوتيرين استخدام كبديل آمن ضد الحوسبة الكمومية. مع ذلك، ثمة آخر Ethereum سيكون دمجها في بنية إيثيريوم الحالية أمرًا معقدًا. يتمثل في إدخال غاز متعدد الأبعاد لفصل فجوة الكفاءة بين سيناريوهات الحالة المتوسطة وأسوأ الحالات. هذا يعني أن الغاز متعدد الأبعاد قد يسمح EthereumEthereumEthereum EthereumEthereumEthereumEthereum EthereumEthereum تأجيل حساب جذر الحالة إلى الكتلة التالية وزيادة الوقت المتاح لإنشاء البراهين.

في طريق Ethereum ستعالج عبء

يؤكد بوتيرين في مدونته أيضًا أن إثباتات الصلاحية لآلة إيثيريوم الافتراضية (EVM) تواجه حاليًا تحديات أمنية وزمنية . كما Ethereumأن تحديات قابلية التوسع واللامركزية في تحديات توليد الإثباتات. يقترح اقتراح تحسين إيثيريوم رقم 4444 (EIP-4444) تطبيق التحقق غير المعتمد على الحالة وانتهاء صلاحية السجل لتقليل عبء تخزين البيانات على العملاء. إضافةً إلى ذلك، تحتاج إثباتات الصلاحية الحالية إلى تحسين لزيادة السرعة والكفاءة. ويقترح بوتيرين استراتيجيات مثل المعالجة المتوازية واستخدام أجهزة متطورة للمساعدة في تسريع هذه العملية.

سيمثل مشروع The Verge نقلة نوعية لشبكة Ethereum، إذ سيركز على انعدام الحالة والتحقق الفعال. ويُقال إن التوافق مع معيار STARK سيكون بالغ الأهمية للعديد من التحسينات الأخرى لشبكة إثبات الحصة (PoS) لضمان قابليتها للتوسع. ومع كل التحديات المتبقية، توجد أيضًا مفاضلات مرتبطة بتطبيق هذه التقنيات.