فيتاليك بوترين يرسم خطة لإجراء "التطهير" في شبكة إيثيريوم

أعلن مبتكر إيثيريوم، فيتاليك بوترين، الخطوة التالية للشبكة، والتي تتمثل في التخلص من الأحمال الزائدة. ويطلق عليها اسم "التطهير".

في التدوينة الخامسة من سلسلة مقالاته، عرض فيتاليك خطة قاسية للقضاء على تضخم البلوكشين، وإزالة الميزات المكررة، وتبسيط البروتوكول. شبكة إيثيريوم مليئة بالمعاملات القديمة والميزات المعقدة غير الضرورية.

الحل؟ يريد فيتاليك تقليل البيانات التاريخية والحالة، وتبسيط ميزات البروتوكول، وتسهيل تشغيل العقد. هذا القرار الجريء هو رد على النمو السريع للبيانات في إيثيريوم.

حالياً، يتطلب عقدة إيثيريوم الكاملة أكثر من 1.1 تيرابايت من مساحة التخزين فقط للعميل التنفيذي، مع المزيد من البيانات لبيانات الإجماع.

مع تراكم المعاملات والحسابات، تزداد احتياجات التخزين، مما يخلق اختناقات. بدون تغييرات، تخاطر إيثيريوم بأن تصبح بطيئة، حيث تواجه العملاء الجدد أوقات مزامنة طويلة ومؤلمة فقط لمواكبة السلسلة.

انتهاء صلاحية السجلات: تقليص حمل ذاكرة إيثيريوم

بدلاً من احتفاظ كل عقدة بكل معاملة تم تسجيلها على الإطلاق، يقترح فيتاليك أن تحتفظ العقد بالبيانات الحديثة فقط. يتم توزيع الكتل التاريخية والمعاملات القديمة والإيصالات عبر العقد على أجزاء صغيرة.

بالنسبة لفيتاليك، يجب أن تعمل بيانات السجلات مثل شبكة التورنت — حيث تخزن العقد أجزاء من البيانات، مما يضمن توفر البيانات دون أن تحتفظ عقدة واحدة بكل شيء. وقال: "نحن نتحدث عن مئات الجيجابايت من الكتل القديمة التي تتراكم كل عام".

النموذج الحالي، حيث تحتفظ العقد بجميع البيانات، تم تعديله بالفعل. يتم تخزين كتل الإجماع، وهي حيوية لإثبات الحصة، لمدة ستة أشهر، بينما تختفي الكتل الكبيرة (blobs) — وهي كتل بيانات معاملات أكبر — بعد 18 يوماً.

دفع اقتراح فيتاليك الجديد، EIP-4444، نحو حد أقصى للتخزين لمدة عام واحد للكتل التاريخية والإيصالات. هدفه النهائي؟ شبكة موزعة حيث تخزن كل عقدة جزءاً صغيراً فقط من السجل، باستخدام إثباتات ميركل والتشفير بالتشويه لضمان الدقة.

لن يؤدي هذا التخزين الموزع للسجلات إلى تقليل موثوقية بيانات إيثيريوم. يدعي فيتاليك أنه من خلال زيادة عدد العقد، ستتضاعف نسخ البيانات عبر الشبكة، مما يجعل كل جزء من السجل مدعوماً جيداً. 

سيضيف التشفير بالتشويه مرونة، مشابهة للتقنية التي تساعد الكتل الكبيرة (blobs) على الباء متاحة لأخذ العينات من البيانات. يشير فيتاليك أيضاً إلى شبكة البوابة (Portal Network) وطرق الند للند كحلول محتملة، مما يتيح لإيثيريوم إدارة انتشار بياناتها دون الاعتماد على التخزين المركزي.

انتهاء صلاحية الحالة: تقييد دائمية البيانات

بخلاف السجلات، يتضمن تطهير فيتاليك كائناً أكثر تعقيداً: "انتهاء صلاحية الحالة". على عكس البيانات التاريخية، فإن بيانات الحالة (مثل أرصدة الحسابات، والرقم التسلسلي، وتخزين العقود الذكية) يصعب انتهائها. بمجرد إنشاء كائن حالة (مثل حساب يحتوي على إيثير أو فتحة تخزين لعقد)، يظل قابلاً للوصول لأي معاملة.

ومع كل كائن، تنمو بيانات إيثيريوم. للتحكم في هذا، يقترح فيتاليك انتهاء صلاحية تلقائي، يقص البيانات التي لم يتم لمسها مؤخراً. تتمثل الحيلة في موازنة انتهاء صلاحية الحالة مع دائموية إيثيريوم. 

هو يعتقد أنه يجب أن يتمكن المستخدمون من "الاختفاء لمدة خمس سنوات، والعودة، ولا يزال بإمكانهم الوصول إلى أموالهم". يحتاج هذا النظام إلى كفاءة — بدون حسابات إضافية أو نماذج معقدة للمطورين.

جربت إيثيريوم أفكاراً مختلفة مثل "إيجار البلوكشين"، الذي فرض رسومًا على المستخدمين لإبقاء بياناتهم على قيد الحياة، و"إعادة الخلق" (regenesis)، التي حاولت إعادة تعيين البلوكشين لتقليل البيانات. لم ينجح أي منهما.

تستهدف اقتراحان جديدان تضخم الحالة. أولاً، هناك "انتهاء صلاحية الحالة الجزئي". سيقسم الشبكة البيانات إلى أجزاء، مع تخزين الأجزاء الحديثة فقط مع الحفاظ على "الرموز" (أجزاء صغيرة من البيانات غير النشطة) لإثبات الوجود. 

إذا تم حذف جزء، يمكن للمستخدمين إحيائه بإثبات للبيانات السابقة. يستخدم تصميم فيتاليق المقترح، EIP-7736، أشجار فيركل (Verkle trees) ونموذج "الساق والورقة" لتجميع البيانات. يتم إزالة أي بيانات لم يتم لمسها لمدة ستة أشهر، تاركة وراءها رمزاً فقط لاستعادته عند الحاجة.

الفكرة الثانية هي انتهاء الصلاحية بناءً على فترة العنوان، والتي تقسم كائنات الحالة حسب الوقت. لكل حساب "فترة عنوان"، ويتم تخزين البيانات فقط من الفترتين الأحدثين.

إذا أراد شخص ما بيانات قديمة، فسيقدم إثبات ميركل لإعادة تنشيطها. سيتطلب هذا الإعداد القائم على الفترة تغيير تنسيقات العناوين، وتوسيع التنسيق الحالي المكون من 20 بايت ليشمل أرقام الإصدارات والفترات.

يقترح فيتاليك أيضاً انكماش مساحة العنوان للحفاظ على التوافق. ستصبح التحدي بعد ذلك هو التأكد من فهم المستخدمين وثقتهم في هذا النظام الفتراتي دون التضهاد بالوعد الأساسي لإيثيريوم بشأن التوفر.

تنظيف الميزات: تقليل تعقيد كود إيثيريوم

المرحلة النهائية من التطهير تضرب تعقيد البروتوكول. يقول فيتاليك: "كل ميزة جديدة تجعل إيثيريوم أصعب في الاستخدام، لكن إزالة أي شيء هي كابوس". المثال الأشهر هو SELFDESTRUCT، وهو كود تشغيل (opcode) يسمح للمستخدمين بحذف تخزين العقد. 

في الأصل، سمح بالتصفية الطوعية للحالة، لكنه غير مستخدم في الغالب ويخاطر بهجمات حجب الخدمة (DoS). أضعفت ترقية Dencun لإيثيريوم كود التشغيل هذا، وخطط فيتاليك لإزالته تماماً قريباً.

تشمل الميزات المزدحمة الأخرى أنواع المعاملات القديمة، وتنسيقات البيانات المكررة، وإعداد بروتوكول مختلط للبايت (endianness). تجعل هذه الغرائب التطوير محيراً وتجعل إيثيريوم أصعب في الترقية.

تشمل قائمة التنظيف الخاصة بفيتاليك أيضاً الانتقال بتنسيقات البيانات من RLP إلى SSZ، وتبسيط قواعد الغاز لإدارة موارد الكتلة بشكل أفضل، وإزالة عمليات التجميع المسبقة غير المستخدمة مثل RIPEMD160 وMODEXP وBLAKE. كما يدعم الانتقال بإيثيريوم إلى نموذج عميل بلا حالة (stateless)، مما سيeliminates أعباء التخزين لمعظم العقد.

ستتطلب بعض هذه التغييرات تجريد الحساب (account abstraction)، مما يسمح للمستخدمين بالتعامل مع أنواع المعاملات القديمة من خلال "كود EVM للحساب الافتراضي". هذا، كما يقول فيتاليك، سيُبسط الآلة الافتراضية لإيثيريوم (EVM) مع تقليل حجم الكود. على المدى الطويل، يمكن ترقية EVM نفسها.

يشرح أن مطوري إيثيريوم يدرسون نموذج تنفيذ جديد مثل RISC-V أو Cairo، أو ربما استخدام تنسيق كائن EVM (EOF) لتوحيد قواعد الكود. 

يغير EOF قواعد الغاز ويحظر بعض التعليمات البرمجية للسماح بترقيات معززة، مما يعزز قابلية توسع إيثيريوم. من المقرر أن يسمح هذا التنسيق للمطورين بإجراء تحسينات تدريجية، مما يساعد في النهاية على بقاء إيثيريوم خفيفة.

لكن فيتاليك قدم خياراً آخر. هو يقول, "تتمثل استراتيجية تبسيط إيثيريوم الأكثر جذرية في الحفاظ على البروتوكول كما هو، ولكن نقل أجزاء كبيرة منه من كونها ميزات بروتوكول إلى كونها كود عقد."