ما هي ZkEVM؟ وكيف يمكنها تعزيز منظومة إيثريوم؟
الصفحة الرئيسية
المقالات
ما هي ZkEVM؟ وكيف يمكنها تعزيز منظومة إيثريوم؟

ما هي ZkEVM؟ وكيف يمكنها تعزيز منظومة إيثريوم؟

متقدم
تاريخ النشر Apr 14, 2023تاريخ التحديث Jun 15, 2023
8m

هذه المقالة من إسهامات المجتمع. بقلم كيني لي، المؤسس المشارك لشبكة Manta، وهو بروتوكول من الطبقة الأولى للخصوصية قابل للبرمجة ومدعوم بتقنية إثبات المعرفة الصفرية. 

الآراء والأفكار المطروحة في هذه المقالة تُمثل المؤلف/الكاتب ولا تعكس بالضرورة آراء أكاديمية Binance.

الموجز

  • إن آلة إيثريوم الافتراضية ذات إثبات المعرفة الصفرية (zkEVM) هي آلة حالة إيثريوم يمكنها تنفيذ العقود الذكية بطريقة متوافقة مع تقنية إثبات المعرفة الصفرية. 

  • تعمل آلات zkEVM على توسيع قدرات تجميعات المعرفة الصفرية (تجميعات ZK) على إيثريوم لدعم التطبيقات اللامركزية (DApps). 

  • تعمل آلات zkEVM على تسهيل نشر كل من مشروعات إيثريوم الحالية والجديدة باستخدام إثباتات المعرفة الصفرية لتعزيز منظومة إيثريوم.

المقدمة 

لم يأخذ مطورو إيثريوم الأصليون في الاعتبار تقنية إثبات المعرفة الصفرية عندما اقترحوا الشبكة لأول مرة في عام 2014. ومع ذلك، في السنوات الأخيرة، اكتسب إثبات المعرفة الصفرية الاهتمام ومن المتوقع أن يلعب دورًا بارزًا في مجال سلاسل البلوكشين. وعلى هذا النحو، تم تكثيف الجهود للجمع بين تقنية إثبات المعرفة الصفرية وآلة إيثريوم الافتراضية. 

لفهم ماهية zkEVM، دعونا أولًا نراجع بإيجاز المفهومين الأساسيين لها: تجميعات ZK وآلة إيثريوم الافتراضية (EVM). 

ما هي تجميعات ZK؟ 

التجميع هو حل توسع يجمع العديد من عمليات تنفيذ المعاملات خارج السلسلة الرئيسية ويرسل البيانات مرة أخرى إلى الشبكة الرئيسية كمعاملة واحدة. وتعمل هذه العملية على زيادة الإنتاجية مع تقليل تكلفة تنفيذ هذه المعاملات.

على إيثريوم، يتم ضغط المعاملات ضمن التجميع وإرسالها إلى شبكة إيثريوم الرئيسية مقابل تكلفة التحقق من معاملة واحدة. توفر شبكة إيثريوم الرئيسية التسوية وتتحقق من بيانات المعاملات الواردة في التجميع.

تجميع ZK عبارة عن نوع من التجميع الذي يستخدم تقنية إثبات المعرفة الصفرية، وهي تقنية تشفير تسمح بالتحقق من جزء من المعلومات دون الكشف عن المعلومات نفسها. لا تحتاج تجميعات ZK إلى نشر جميع بيانات المعاملات على شبكة إيثريوم الرئيسية، فهي تحتاج فقط إلى تحديد الاختلافات (مثل التغييرات في حالة حساب المستخدم) وإثبات الصلاحية، مما يؤدي إلى خفض رسوم التحويل على الشبكة في هذه العملية.

يأتي أمان تجميعات ZK من تشفير إثبات المعرفة الصفرية، حيث يتم استخدام وسائل التشفير للتحقق من الإثبات وتحقيق الشفافية. وهذا يختلف عن التجميعات الأخرى مثل تجميعات Optimistic التي يأتي أمانها من نظرية اللعبة الاقتصادية، حيث يتم تثبيط أصحاب النوايا السيئة بسبب الخسائر المحتملة ويكون المنافسون مدفعين بالحوافز.

ما هي آلة إيثريوم الافتراضية (EVM)؟

آلة إيثريوم الافتراضية (EVM) هي آلة محدودة الحالات يتم فيها تشغيل نظام حساب إيثريوم والعقود الذكية . يؤدي كل تنفيذ لعقد ذكي إلى تشغيل آلة إيثريوم الافتراضية (EVM) للانتقال من حالة قديمة إلى حالة جديدة. وتحدد آلة إيثريوم الافتراضية (EVM) قاعدة احتساب الحالات الجديدة والصالحة من كتلة إلى أخرى.

"محدودة الحالات" مفهوم مهم في إيثريوم. وهي هيكل بيانات Merkle Patricia Trie الذي يمثل الحالة الحالية لـ إيثريوم، ويتيح لأي شخص تتبع معلومات المعاملات من الكتلة الحالية وصولًا إلى كتلة جينيسيس.

جميع العُقد المشاركة في الحفاظ على إيثريوم موجودة لضمان الاستمرارية والإجماع، مما يسمح لكل عقدة برؤية الحالة الحالية بالضبط. وتلعب آلة إيثريوم الافتراضية (EVM) دورًا مهمًا في الحفاظ على هذا الاتساق.

كيفية عمل ZkEVM 

لا تدعم آلة إيثريوم الافتراضية (EVM) إثباتات المعرفة الصفرية بشكل افتراضي. تهدف zkEVM إلى ضمان استمرارية حالة إيثريوم مع تقديم إثبات على صحة جميع المعلومات. وبهذه الطريقة، يتم التحقق من العوامل المختلفة المشاركة في احتساب هذه العمليات مع الحفاظ على الأمان والخصوصية. 

تقوم zkEVM بذلك عن طريق تكرار بيئة إيثريوم كتجميعات ZK. وتأخذ الحالة الأولية، وتقوم باحتساب جميع المعاملات، وإخراج حالة جديدة محدثة بإثبات المعرفة الصفرية. يتم إرسال هذا الإثبات إلى عقد ذكي للمُدقِق، ليتحقق من صحة كل من مخرجات الحالة الأولية والجديدة دون الحاجة إلى التحقق من جميع المعاملات بشكل فردي. 

نظرًا لأن zkEVM قائمة على آلة إيثريوم الافتراضية (EVM)، يمكن للمطورين نقل تطبيقات إيثريوم اللامركزية والعقود الذكية بسهولة إلى zkEVMs دون الحاجة إلى القيام بأعمال تطوير إثبات المعرفة الصفرية. بمعنى آخر، تسمح zkEVMs لتجميعات ZK بتنفيذ العقود الذكية، بالإضافة إلى مبادلة الرموز المميزة والمدفوعات المدعومة سابقًا بدون zkEVMs.   

بسبب ميزة التوافق في آلة إيثريوم الافتراضية (EVM)، يمكن للمطورين إنشاء منتجات جديدة باستخدام أدوات آلة إيثريوم الافتراضية (EVM) الحالية ولغة البرمجة، Solidity، مع الاستمتاع بالأمان المحسّن الذي يأتي مع zkEVM. وتنطبق نفس المزايا على المستخدمين أيضًا — حيث يمكنهم متابعة استخدام نفس التطبيقات اللامركزية والأدوات المألوفة ولكن مع مزيد من الأمان والخصوصية.

التوافق مقابل التكافؤ لآلة إيثريوم الافتراضية (EVM) 

عندما يُشار إلى سلسلة بلوكشين على أنها متوافقة مع آلة إيثريوم الافتراضية (EVM)، فهذا يعني أنها توفر بيئة يمكنها نشر التطبيقات اللامركزية المكتوبة بلغة البرمجة Solidity. ولغة البرمجة Solidity مصممة لتطوير العقود الذكية التي يتم تشغيلها على شبكة إيثريوم. 

في الواقع، يمكن لمطوري إيثريوم نسخ ولصق كود التطبيقات اللامركزية الحالية من إيثريوم ونشره على سلاسل أخرى متوافقة مع آلة إيثريوم الافتراضية (EVM) بأقل تعديلات. وبالنسبة للمستخدمين، فإن أي عنوان سلسلة متوافقة مع آلة إيثريوم الافتراضية (EVM) هو نفس عنوان إيثريوم الخاص بهم. 

هذا يعني أن العناوين متوافقة مع المحافظ السائدة مثل Metamask ومحفظة Trust. في الوقت الحالي، تشمل السلاسل الرئيسية المتوافقة مع آلة إيثريوم الافتراضية (EVM) سلسلة BNB والسلسلة C على Avalanche و Polygon. 

لا ينبغي الخلط بين التوافق مع آلة إيثريوم الافتراضية (EVM) وتكافؤ آلة إيثريوم الافتراضية (EVM)، مما يعني أنه من منظور مطور التطبيق اللامركزي، فإن تجميعات الطبقة الثانية متطابقة تقريبًا مع إيثريوم من الطبقة الأولى. 

إذا استخدمنا تشبيه نظام التشغيل، فإن تكافؤ آلة إيثريوم الافتراضية (EVM) يشبه استعادة الملفات والإعدادات من خلال Apple Cloud إذا كان الكمبيوتر السابق والكمبيوتر الجديد للمستخدم يعملان على نظام تشغيل Apple.

في المقابل، يعني التوافق مع آلة إيثريوم الافتراضية (EVM) أنه في حالة تحول جهاز كمبيوتر جديد إلى نظام Windows، يجب تنزيل الملفات الأصلية من خلال التخزين السحابي وتحويلها لاستعادة الإعدادات المفضلة والملفات القديمة. 

الأنواع المختلفة من ZkEVMs 

يُعد إنشاء إثباتات المعرفة الصفرية والتحقق منها مباشرةً باستخدام آلة إيثريوم الافتراضية (EVM) بطيئًا للغاية لأن إيثريوم لم يتم تصميمها في الأصل لدعم تقنية إثبات المعرفة الصفرية. في بعض الحالات، قد يستغرق الأمر عدة ساعات. ومع ذلك، من الضروري تحقيق توازن بين التوافق مع آلة إيثريوم الافتراضية (EVM) وكفاءة إثبات المعرفة الصفرية.

قام مؤسس إيثريوم فيتاليك بوتيرين بتصنيف zkEVMs إلى الأنواع الأربعة التالية. وعلى غرار المعضلة الثلاثية الأبعاد لسلاسل البلوكشين، فإن لكل منها مفاضلات مختلفة بين كفاءة أداء إثبات المعرفة الصفرية والتوافق مع آلة إيثريوم الافتراضية (EVM).    

النوع 1: التكافؤ على مستوى الإجماع — zkEVM المكافئة تمامًا لـ إيثريوم

على مستوى الإجماع، فإن zkEVM من النوع الأول — المعروف أيضًا باسم التجميع المضمن — مكافئ لـ إيثريوم، وحالة سلسلة zkEVM ومعاملاتها متطابقة مع تلك الخاصة بإيثريوم. حيث يمكنها التحقق بشكل متبادل من الكتل واستخدامها مباشرةً مع عملاء تنفيذ إيثريوم.

تعمل آلات zkEVMs من النوع الأول على جعل إيثريوم نفسها أكثر قابلية للتوسع ويمكن إدخالها مباشرةً على شبكة إيثريوم الرئيسية. العيب هو أن كفاءة إثبات المعرفة الصفرية ضعيفة للغاية وتتطلب قدرًا كبيرًا من الحسابات للتحقق. والحل هو استخدام أدوات التحقق المتوازية واسعة النطاق أو الدوائر المتكاملة المتخصصة لـ دليل المعرفة الصفرية في المستقبل.

ستكون آلات zkEVMs من النوع الأول بكفاءة ZK العالية هي الشكل الأكثر مثالية لـ zkEVM. في الوقت الحالي، توجد العديد من المشروعات لبناء أو استكشاف هذا النوع من zkEVM.

النوع 2: التكافؤ على مستوى البايت كود — مكافئ تمامًا لآلة إيثريوم الافتراضية (EVM)

النوع 2 مكافئ تمامًا لآلة إيثريوم الافتراضية (EVM) ولكن ليس لإيثريوم. ويختلف عن إيثريوم من حيث هياكل البيانات (مثل هيكل الكتلة وشجرة الحالة) ويحذف بعض عمليات المكدس غير الملائمة لـ ZK. 

وهو متوافق تمامًا مع التطبيقات اللامركزية الحالية لإيثريوم وأدوات تصحيح الأخطاء والبنية التحتية للمطورين. يمكن أن يؤدي التكافؤ على مستوى البايت كود إلى تسريع أوقات المُثبت، وإن لم يكن ذلك بشكل كبير. الجانب السلبي الواضح للنوع 2 هو أنه مكلف وغير متآزر مع ZK ويتمتع بكفاءة منخفضة ومكلفة. 

النوع 2.5: مشابه للنوع 2 ولكن مع تعديلات على رسوم التحويل على الشبكة

يشترك النوع 2.5 في مزايا وعيوب النوع 2 ولكن رسوم التحويل على الشبكة أقل قليلًا.

النوع 3: التكافؤ على مستوى البايت كود — مكافئ تقريبًا لآلة إيثريوم الافتراضية (EVM)

يضحي النوع 3، المستند إلى النوع 2، بالتوافق للوصول إلى كفاءة ZK محسّنة، حيث يقوم بحذف الوظائف التي يصعب تنفيذها على zkEVM، مثل التجميعات المسبقة، لذلك يجب إعادة كتابة بعض الترميز المستخدَم في التطبيقات اللامركزية التي تتطلب هذه الوظيفة.

النوع 4: التكافؤ على مستوى لغة التطوير — مكافئ اللغة عالي المستوى لآلة إيثريوم الافتراضية (EVM)

تتمتع آلات إيثريوم الافتراضية (EVM) من النوع الرابع بأعلى أداء ZK ولكن بتوافق دون المستوى نسبيًا.

أفكار ختامية 

الغرض الرئيسي من تنفيذ zkEVM هو توسيع دعم احتساب إثبات المعرفة الصفرية لتنفيذ العقود الذكية وبذلك، توسيع التطبيقات اللامركزية إلى جميع البروتوكولات المتوافقة مع آلة إيثريوم الافتراضية (EVM). لكن تطبيقات إثباتات المعرفة الصفرية لا تتوقف عند هذا الحد. 

يمكن أن تكون تقنية إثبات المعرفة الصفرية متوافقة مع حالات استخدام الويب 2. يمكن أن يؤدي الجمع بين حالات استخدام الويب 2 المختلفة مع إثبات المعرفة الصفرية إلى جعل تطبيقات الويب 3 أكثر سلاسة وسهولة في الاستخدام. كما أنه سيمنح المستخدمين الذين اعتادوا بالفعل على متصفحات الإنترنت التقليدية الوصول إلى الويب 3، وبالتالي زيادة اعتماد الويب 3.

مقالات ذات صلة


إخلاء المسؤولية وتحذير المخاطر: يُعرض هذا المحتوى لك "كما هو" بهدف تقديم معلومات عامة ولأغراض تعليمية فقط، دون أي إقرارات أو ضمانات من أي نوع. ولا ينبغي تفسيره على أنه نصيحة مالية أو قانونية أو مشورة مهنية أخرى، ولا يُقصد به التوصية بشراء أي منتج أو خدمة بعينها. ويجب عليك الاستعانة بمشورة متخصصة من استشاريين متخصصين. في حال كانت المقالة مقدمة من طرف خارجي، يُرجى العلم أن عدد المشاهدات خاص بهذا الطرف الخارجي ولا يعكس بالضرورة عدد المشاهدات على أكاديمية Binance. يُرجى قراءة إخلاء المسؤولية بالكامل هنا للمزيد من التفاصيل. قد تتعرض الأصول الرقمية لتقلبات الأسعار. وقد تزداد قيمة استثمارك أو تنخفض بل وقد لا تسترد المبلغ الذي استثمرته. وتتحمل وحدك مسؤولية قراراتك الاستثمارية ولا تتحمل أكاديمية Binance مسؤولية أي خسائر قد تتكبدها. ولا يجب تفسير هذه المقالة على أنها نصيحة مالية أو قانونية أو مشورة مهنية أخرى. للمزيد من المعلومات، يُرجى الاطلاع على شروط الاستخدام وتحذير المخاطر.