شرح مفصل من فيتاليك لـ EIP-8288: الحل النهائي لتوسعة الإيثريوم، ومعاملات أسرع وأرخص قريبًا!

المتحدث: فيتاليك بوتيرين

ترجمة: يوليا، PANews

مرحبًا بالجميع! أهلًا بكم في ETHShanghai 2026. أود اليوم أن أناقش معكم موضوعًا تقنيًا معقدًا إلى حد ما، لكنه بالغ الأهمية لمستقبل الإيثريوم — فهو يتيح للإيثريوم تحقيق قابلية توسع هائلة مع الحفاظ على الخصوصية واللامركزية، ويمكن تحقيق هذه الأهداف الثلاثة في آنٍ واحد. من المرجح أن يغيّر هذا الاقتراح بنية عمل العديد من مكونات البلوكشين. يمكنه تغيير أشياء كثيرة، لكن المدهش أن تطبيقه فعليًا في الإيثريوم الحالي ليس بالصعوبة الكبيرة. هذا هو EIP-8288: التوقيع التكراري والتجميع (Recursive Signature and Aggregation).

نقطة الألم الجوهرية: تعارض غير قابل للحل بين الأمان والخصوصية وقابلية التوسع

أود اليوم التركيز على بعض القضايا الكبرى التي تهم الجميع: الأمان الكمومي، والخصوصية، وقابلية التوسع. المشكلة الكبرى حاليًا هي أن الأمان الكمومي والخصوصية يتعارضان بشدة مع قابلية التوسع:

• تستهلك معاملة الإيثريوم العادية حاليًا نحو 21,000 غاز؛ والتحقق المستقل من توقيع ECDSA (نحو 65 بايت) يتطلب نحو 4,000 غاز.
• إذا استبدلنا ذلك بتوقيع آمن كموميًا (أيًا كان نوع مخطط التوقيع المقاوم للكم)، فسيتراوح استهلاك الغاز بين 100,000 و300,000 غاز تقريبًا، اعتمادًا على حجم المعاملات المختارة (مثل الحاجة إلى التوافق مع محافظ البلوكشين). لكن مهما كان الاختيار، ستكون التكلفة أعلى بعدة أضعاف من معاملات اليوم — فالتوقيعات الآمنة كموميًا كبيرة ومكلفة.

المشكلة الثانية: إثباتات بروتوكولات الخصوصية كبيرة ومكلفة أيضًا. من جرّب أي بروتوكول خصوصية يعتمد على تقنية المعرفة الصفرية (ZK) يعرف أن هذه العمليات على الإيثريوم تستهلك حدًا أدنى يبلغ نحو 350,000 غاز. ولأن تصميم العديد من هذه البروتوكولات ليس فعالًا، فقد تصل التكلفة الفعلية أحيانًا إلى نحو مليون غاز — وهذا مكلف للغاية. قد تكلف المعاملة العادية اليوم بضعة سنتات فقط، بينما قد تصل تكلفة هذه المعاملات إلى 20 سنتًا أو حتى دولارين.

المشكلة الأكثر خطورة: إذا أردت الجمع بين الأمان الكمومي والخصوصية معًا، فستحتاج إلى استخدام إثباتات STARK بدلًا من الحلول السابقة. لكن إثبات STARK الواحد يستهلك نحو 8 ملايين غاز، وربما أكثر. أي أننا إذا جعلنا الجميع يبدأون الآن باستخدام معاملات «آمنة كموميًا + خصوصية»، فإن قدرة الإيثريوم البالغة نحو 25 معاملة في الثانية ستنخفض إلى نحو 0.25 معاملة في الثانية، مما يجعلها شبه غير قابلة للاستخدام.

مشكلة أخرى: قد يرغب الناس أيضًا في دعم مخططات تشفير مخصصة. مثل الانتقال من المنحنيات الإهليلجية الحالية إلى التشفير الشبكي (lattice-based cryptography) في المستقبل. المشكلة أن كل مرة تريد دعم مثل هذه المخططات الجديدة، يزداد حجم البروتوكول نفسه، وتحتاج إلى ملفات حوسبة مسبقة أكبر (كبيرة الحجم ومكلفة). وإذا لم تدعم هذه المخططات أصلًا داخل EVM، أو لم تتوفر ملفات الحوسبة المسبقة المقابلة، فإن التحقق من أي توقيع من هذا النوع على السلسلة سيستهلك كمية هائلة من الغاز.

بمعنى آخر، كل أهدافنا في الأمان والخصوصية تعيق قابلية التوسع فعليًا، على الأقل في البنية الحالية.

الحل الجوهري: نقل الحوسبة التجميعية إلى مجمع الذاكرة (mempool)

إذن، كيف نحل هذه المشكلة؟ هذه هي الآلية الأساسية التي ينفذها EIP-8288.

الفكرة الأساسية: بدلًا من وضع كل هذه التوقيعات وكل إثباتات STARK (هذه الكائنات الضخمة والمعقدة البنية) مباشرة على السلسلة، نحتفظ بها خارج السلسلة، ونُجري التجميع داخل مجمع الذاكرة (mempool).

بالتحديد: عندما يرسل مستخدم معاملة، توجد مجموعة من العقد في مجمع الذاكرة تعمل قبل أن تُضمَّن المعاملة في كتلة. تقوم هذه العقد بما يسمى «التجميع» — فهي تستبدل عددًا كبيرًا من التوقيعات والإثباتات بإثبات واحد يتحقق من أن كل هذه التوقيعات والإثباتات موجودة بالفعل وصالحة.

لذا من وجهة نظر المستخدم: يرسل المستخدم معاملة، ومعها هذا الكائن الضخم (التوقيع/الإثبات)، لكن هذا الكائن الضخم نفسه لا يصعد أبدًا إلى السلسلة. ما يصعد فعليًا إلى السلسلة هو إثبات STARK واحد فقط، يتحقق من أن جميع التوقيعات وجميع الإثباتات الموجودة في معاملات المستخدمين موجودة بالفعل وصالحة.

تُبنى هذه الآلية على EIP-8141 (تجريد الحسابات الأصلي) الذي سيُقدَّم في الهارد فورك القادم. يجسّد EIP-8141 نتائج أبحاث مجتمع الإيثريوم على مدى نحو عقد من الزمن في مجال تجريد الحسابات، ويتيح لكل معاملة أن تعلن صراحةً وبدقة عن مكوناتها ومواصفات توقيعها وخوارزمية التحقق منها، مما يمنح المعاملات قابلية برمجة وبنية نمطية أقوى.

في EIP-8288، أضفنا نوع إطار جديد يمكن فهمه على أنه «تبعيات»، وهناك نوعان من التبعيات: نوع للتوقيعات ونوع للإثباتات (STARK). بخلاف النموذج الحالي حيث يُضمَّن التوقيع مباشرة في جسم المعاملة، في الآلية الجديدة تحتوي المعاملة نفسها فقط على إعلان مجرد يحدد نوع التوقيع والإثبات الذي تعتمد عليه المعاملة. عند بث المعاملة، تُرسل البيانات الكاملة معها، لكن ما يُكتب في الكتلة في النهاية هو فقط بنية الإطار المصغرة التي تحمل التبعيات. يبلغ حجم بيانات كل تبعية 96 بايت فقط، ومعظمها أقل من 65 بايت. أما بقية الكيانات التشفيرية الضخمة فتُستوعب وتُجمَّع داخل مجمع الذاكرة، ولا تظهر على دفتر حسابات البلوكشين إلا في شكل إثبات واحد.

في هذه البنية، تستمع العقد في مجمع الذاكرة باستمرار إلى حامل بيانات يسمى «مظروف». يمكن للمظروف الواحد أن يضم عدة معاملات مع إثباتاتها المرافقة.

تعمل العقد بنوافذ زمنية ثابتة، فتجمع باستمرار كل كائنات المظاريف التي ترصدها خلال تلك النافذة، وتنفذ الحوسبة التجميعية محليًا، ثم تبثها. عند البث، تكون جميع الإثباتات المستقلة المتفرقة قد استُبدلت بإثبات تجميعي شامل يغطي رياضيًا بدقة صحة جميع التوقيعات الأساسية في هذه الدفعة.

هذا يعني أنه قبل أن تنفذ عقدة إنتاج الكتلة تحديث الحالة رسميًا، تكون شبكة الإيثريوم قد أنجزت معظم أعمال التحقق عالية الكثافة في مرحلة مجمع الذاكرة خارج طبقة الإجماع.

جوهر البنية: «تجزئة متخصصة»

إحدى طرق فهم هذه الآلية هي النظر إليها كنوع من التجزئة المتخصصة. الفكرة هي: يمكننا عزل الأجزاء الباهظة التكلفة من الحوسبة التي تتضمن كميات هائلة من البيانات، وجعل الشبكة الموزعة بأكملها تعالج هذه الحوسبة بطريقة متوازية وفضفاضة وغير منظمة.

هذه الطريقة ليست هشة، بل على العكس قوية جدًا — يمكن لأي عقدة أن تتولى أي جزء من هذا العمل. ما نفعله جوهريًا هو تقسيم كل معاملة إلى جزأين:

• جزء يوضح «ماذا تفعل هذه المعاملة، وكيف تتفاعل مع الحالة، وكيف تتفاعل مع المعاملات الأخرى»؛
• والجزء الآخر هو ذلك الجزء الضخم والمكلف من المعاملة — أي أعمال التحقق البحتة.

من خلال تطبيق تجزئة متخصصة تستهدف أحمال التحقق، يُضغط حمل البيانات الذي يجب أن تتحمله عقد التحقق على مستوى الشبكة في طبقة الإجماع الرئيسية إلى نطاق ضيق للغاية يتراوح بين 100 و300 كيلوبايت لكل كتلة. هذا الحمل لا يتجاوز ضعف حجم بيانات كتلة الإيثريوم الحالية تقريبًا، ومع التوسع الخطي لإجمالي إنتاجية الشبكة، ستتضاءل نسبة هذا الحمل الثابت من إجمالي حمل الشبكة باستمرار.

جوهريًا، ما نفعله هو: نقل العمل بعيدًا عن المدققين، وحتى بعيدًا عن العقد التي تنتج الكتل، ودفع هذا العمل إلى العقد خارج السلسلة الواقعة بين «إرسال المستخدم للمعاملة» و«قيام عقدة إنتاج الكتلة فعليًا بضم المعاملة إلى الكتلة».

ماذا يعني هذا للإيثريوم؟

من الناحية التقنية، هذا يعني أن الإيثريوم يقوم بتوسع فائق (hyper-scaling) لنوع معين من الحوسبة. أعتقد أن هذا اتجاه سنراه أكثر فأكثر مع تطور الإيثريوم.

الإيثريوم الذي وُلد قبل عشر سنوات كان يركز على الحوسبة العامة بالكامل، لكنه كان يفتقر تمامًا إلى قابلية التوسع. لذا ما نفعله الآن هو تقسيم الحوسبة إلى أنواع مختلفة، ثم نستهدف تحديدًا أنواع الحوسبة «المناسبة بطبيعتها للتوسع» ونجعلها قابلة للتوسع بشكل هائل — نحن نبني هذه «الأدوات الصغيرة» الأكثر تخصصًا لإنجاز ذلك.

وفي الوقت نفسه، نجعل الحوسبة التي يجب معالجتها بطرق أقل كفاءة أصغر حجمًا وأسهل في المعالجة. EIP-8288 هو بالضبط توسع فائق لنوعين من الكائنات: «التحقق من التوقيعات» و«التحقق من إثباتات المعرفة الصفرية».

نقطة أخرى مثيرة للاهتمام: أعرف أن الكثيرين يتساءلون متى سيتحول الإيثريوم إلى RISC-V — لأن RISC-V أو بعض مجموعات التعليمات الحديثة الأخرى أكثر كفاءة بكثير وأبسط بكثير مقارنة بالحلول الحالية. ومن المرجح أن يكون EIP-8288 أول سيناريو يُدخل فيه الإيثريوم فعليًا RISC-V (أو مجموعة تعليمات مشابهة). السبب: يتيح EIP-8288 للمستخدمين تقديم إثباتات، وعندما يقدم المستخدم إثباتًا، يحتاج إلى التعبير بلغة ما عن الادعاءات التي يتحقق منها — وRISC-V هي تلك اللغة.

أي أن منطق التحقق المعبَّر عنه بـ RISC-V لا يحتاج إلا إلى تنفيذ حوسبة فيزيائية واحدة محليًا على جهاز المستخدم: يولد المستخدم الإثبات المقابل (وفي سيناريوهات الخصوصية يكون ZK-STARK)، ثم يدفعه إلى مجمع الذاكرة؛ وتقوم أول عقدة ترحيل تليه بضغطه تكراريًا مع مئات أو آلاف الإثباتات المماثلة على مستوى الشبكة في كيان واحد.

هذا يعادل أيضًا تقسيم الحوسبة كلها إلى فئتين كبيرتين:

• فئة «التبعيات» — أي الأجزاء التي يجب ضمان صحتها لتكون المعاملة صالحة؛
• وفئة «منطق الأعمال» — أي ما تفعله المعاملة نفسها فعليًا.

وبذلك يصبح منطق الأعمال أخف وأنظف، مما يعني أن منطق بناء الكتل الذي يعتمد على ترتيب المعاملات سيصبح أبسط أيضًا. أما جزء «التبعيات» فيمكن معالجته بالتوازي على نطاق هائل، دون الحاجة تقريبًا إلى أي تغييرات كبيرة في تجربة مطوري الإيثريوم.

القيمة العملية للمطورين والمستخدمين وطبقة Layer 2

بالنسبة لأي شخص يبني تطبيقات على السلسلة، فإن المغزى الأساسي من كل هذا هو: العمليات الأكثر تكلفة اليوم ستصبح أرخص بكثير.

• ستنخفض تكلفة تنفيذ المعاملات الآمنة كموميًا إلى مستوى شبه مهمل؛
• وستتحرر التطبيقات التي تحمي الخصوصية والمبنية على zk-SNARK/STARK من قيود رسوم الغاز المرتفعة، وتنتشر بتكلفة في متناول الجميع، مع مقاومة كمومية أصلية.

إلى جانب سيناريوهات الخصوصية، ستشهد كفاءة تطبيقات zk-SNARK في التوسع (خاصة Layer 2) قفزة نوعية. حاليًا، تضطر العديد من حلول ZK-Rollup إلى إطالة فترات التقديم لتوزيع تكاليف الغاز المرتفعة لنشر إثباتات الحالة إلى الشبكة الرئيسية، فتقوم بالتسوية الدفعية كل عشر دقائق أو حتى كل ساعة. وهذا يقيد بشدة سرعة التأكيد النهائي خلال فترات انخفاض نشاط الشبكة.

حاليًا، تضطر العديد من حلول ZK-Rollup إلى إطالة فترات التقديم لتوزيع تكاليف الغاز المرتفعة لنشر إثباتات الحالة إلى الشبكة الرئيسية، فتقوم بالتسوية الدفعية كل عشر دقائق أو حتى كل ساعة. وهذا يقيد بشدة سرعة التأكيد النهائي خلال فترات انخفاض نشاط الشبكة.

التطور النهائي: دفع الحوسبة بالكامل إلى الحواف

أخيرًا، إذا كانت هناك حوسبات أخرى تريد القيام بها لكن تنفيذها داخل EVM مكلف للغاية، آمل أن نبدأ فعلًا في تغيير الاتجاه — بدلًا من أن يتحمل بروتوكول الإيثريوم نفسه مباشرة كل الحوسبات التي يريد الجميع القيام بها، نشجع المستخدمين على إجراء هذه الحوسبات محليًا على أجهزتهم، ثم نشر إثبات يُتحقق منه على الإيثريوم.

جوهريًا، هذا توسيع للإيثريوم عبر نقل الحوسبة من «مركز» السلسلة إلى «حوافها». والنتيجة: أغلى الأشياء على الإيثريوم اليوم (أشكال الأمان المختلفة، وأشكال الخصوصية المختلفة، وأشكال التوافق المختلفة مع التطبيقات الخارجية) التي لم يكن الناس يقومون بها أصلًا لأنها مكلفة للغاية، ستصبح كلها أرخص بكثير، وستكون متاحة فعلًا للجميع.

آمل أن تكون هذه مجرد خطوة أولى في تحويل الإيثريوم من البنية التي استخدمها تقريبًا منذ ولادته إلى بنية جديدة مختلفة كليًا وأكثر قوة — بنية تجمع حقًا بين شيئين: الأول هو فكرة البلوكشين المبكرة والبسيطة جدًا التي جاء بها ساتوشي ناكاموتو؛ والثاني هو التقنيات التشفيرية فائقة القوة والحداثة التي راكمناها منذ ذلك الحين.

المشاركة البيئية وتقدم التنفيذ

حاليًا، تجري الاستكشافات المبكرة والتحققات الهندسية حول هذا الحل بشكل مكثف، ويمكن للمجتمع التقني المشاركة في البناء من عدة نقاط دخول:

• نماذج محاكاة على مستوى الشبكة: أُتيحت أدوات محاكاة مبكرة لطوبولوجيا مجمع الذاكرة وآليات نشر التجميع؛
• تشغيل شبكات الاختبار: أُطلق اختبار لشبكة اختبار EIP-8141 التي تدعم شكل معاملات الإطارات؛
• مسابقات تحسين الخوارزميات: تجري مسابقة خوارزمية مخصصة لمجتمع المطورين، تركز على التنفيذ الفعال لأنظمة الإثبات الأساسية؛
• تنفيذ الكود والتحقق: أصبحت مكتبة الكود النموذجية الأساسية في مرحلة أولية، متاحة لمطوري النظام البيئي لإجراء تطبيقات عملاء مستقلة وتحقق رسمي.

تُستكمل قطع اللغز التقنية الأساسية بسرعة كبيرة، ونرحب بجميع المطورين للمشاركة بعمق في هذه العملية التقنية، والدفع نحو جعل هذه البنية الثورية معيارًا واقعيًا على الشبكة الرئيسية للإيثريوم في أقرب وقت.