بلوكتشين المجمعة

أود أن أقدم ادعاءين:

1. لا توجد سلسلة واحدة، سواء L1 أو L2، يمكنها دعم الإنتاجية المطلوبة للوصول إلى نطاق الإنترنت.
2. إن توسيع نطاق blockchain يعني توسيع نطاق الوصول إلى السيولة والحالة المشتركة. لا تعمل إضافة مساحة كتلة عبر سلاسل متعددة إذا كانت تؤدي إلى تجزئة السيولة.

يمثل هذا تحديًا لكل من وجهات النظر المعيارية والمتجانسة لقابلية التوسع في blockchain. (1) يمثل تحديًا لوجهة النظر المتجانسة، التي ترى أن سلسلة واحدة عالية الإنتاجية هي أفضل طريقة للتوسع. (2) يمثل تحديًا للرؤية المعيارية، لأنه يعني أن النظام البيئي متعدد السلاسل أو متعدد التجميع ليس كافيًا للتوسع بالمعنى الهادف: زيادة الوصول إلى الحالة المشتركة والسيولة.

إذا كان (1) و(2) صحيحين، فإن حل مشكلة قابلية التوسع يتطلب توسيع نطاق الوصول إلى الحالة المشتركة والسيولة عبر العديد من السلاسل. الحل الذي يقدمه Polygon هو طبقة التجميع، أو "AggLayer". توفر AggLayer الأمان للمعاملات عبر السلاسل شبه الفورية وتتيح الحالة الموحدة والسيولة عبر السلاسل.

ستتعمق هذه المقالة في ماهية AggLayer، وكيف تعمل، وكيف تختلف عن جهاز التسلسل أو المُثبت المشترك.

المشكلة

هناك مشكلة في L2s: السيولة والحالة مجزأة عبر المجموعات وL1.

يعد هذا أمرًا سيئًا من منظور سهولة الاستخدام لأنه يسبب التعقيد، ولكنه مكلف أيضًا. السيولة المجزأة تعني انزلاقًا أعلى وتنفيذًا أسوأ. تتطلب عمليات التجميع المتفائلة (ORs) من المستخدمين دفع جسور باهظة الثمن لجهات خارجية لتجنب تأخير السحب لمدة سبعة أيام. حتى ZK Rollups (ZKRs) تتطلب من المستخدمين الذهاب ذهابًا وإيابًا إلى Ethereum لإجراء معاملات غير موثوقة عبر السلسلة.

النهاية والصلاحية

هذا هو السبب وراء عدم إمكانية إجراء معاملات عبر السلاسل ذات زمن وصول منخفض وغير موثوق بها حاليًا.

لنفترض أن هناك مجموعتين تراكميتين، السلسلة A والسلسلة B، تشتركان في جسر إلى L1. ترغب أليس في السلسلة "أ" في الدفع لبوب في السلسلة "ب"، لذا تقوم أليس بقفل أو حرق الرموز المميزة في السلسلة "أ" من أجل النقل إلى السلسلة "ب".

هناك شيئين مطلوبين لكي تقوم السلسلة B بإيداع تلك الرموز المميزة بأمان إلى Bob.

1. يجب إنهاء الدفعة التي تحتوي على معاملة Alice على Ethereum L1.
2. يجب أن تكون السلسلة B قادرة على التحقق من أن الحالة الناتجة للسلسلة A صالحة بعد معاملة Alice.

إذا لم يتم الانتهاء من الدفعة التي تحتوي على معاملات Alice على Ethereum، فيمكن للسلسلة A المراوغة في السلسلة B والإنفاق المزدوج عن طريق الاحتفاظ بأموال Alice في السلسلة A وسك أموال Bob في السلسلة B. وبالمثل، إذا لم تتحقق السلسلة B من إثبات صحة لـ A، ثم يمكن أن تتضمن السلسلة A معاملة غير صالحة وتسرق الأموال من B.

(1) و (2) يعني أن المعاملات عبر السلسلة غير الموثوقة لا يمكن أن يكون لها زمن وصول منخفض. (1) يتطلب حاليًا 12 دقيقة، بينما (2) يتطلب الانتظار لمدة فترة التحدي في غرف العمليات وبضع دقائق لإنشاء الإثبات على ZKRs.

تجربة المستخدم الجيدة غير متوافقة مع زمن الوصول لمدة 20 دقيقة. تم تصميم طبقة التجميع لحل هذه المشكلة.

طبقة التجميع

Polygon هو نظام بيئي من L2s التي تعمل بالطاقة ZK والتي تستقر في Ethereum. طبقة التجميع عبارة عن بروتوكول لا مركزي يتم تشغيله بواسطة العقد المربوطة التي تضمن الأمان للمعاملات ذات زمن الوصول المنخفض والمعاملات عبر السلسلة والجسر الموحد [1].

وفي هذا السياق، تعني كلمة "السلامة" ما يلي:

من المستحيل أن يتم إنهاء/تسوية حالة القيمة المجمعة على الإيثريوم إذا كانت حالة السلسلة هذه تعتمد على حالة غير صالحة أو غير نهائية من سلسلة أخرى، أو إذا كانت تتضمن معاملة من حزمة ذرية [2] لم يتم تنفيذها بنجاح على الكل سلاسل أخرى.

بمعنى آخر، لا يمكن إنهاء حالة السلسلة B على Ethereum إذا كانت تعتمد على حالة غير صالحة أو غير نهائية من السلسلة A.

هذا الضمان مهم. فهو يسمح للسلسلة B بالتفاعل بأمان مع السلسلة A في زمن انتقال منخفض للغاية، قبل أن تنتهي حالة السلسلة A على Ethereum أو يتم إنشاء دليل.

كيف تعمل طبقة التجميع

تعمل طبقة التجميع على ثلاث مراحل. لنفترض أن السلسلة A عبارة عن سلسلة تعمل بالطاقة ZK وتعمل في النظام البيئي Polygon.

1. التأكيد المسبق: ترسل السلسلة "أ" رأسًا للكتلة/الدفعة A1 الجديدة إلى
2. AggLayer مع دليل خفيف للعميل. يتضمن الرأس التزامات تجاه الجميع
3. الكتل والحزم الأخرى التي يعتمد عليها Ar (B1، C1، إلخ). عندما تكون الدفعة الجديدة
4. تم قبولها بدون إثبات صحة، فهي تعتبر "مؤكدة مسبقًا" من قبل AggLayer.
5. التأكيد: تقوم السلسلة A، أو أي عقدة كاملة من A، بإنشاء دليل على A1 وإرساله إلى AggLayer. بمجرد التحقق من الدليل بواسطة AggLayer، يتم تأكيد A1 إذا تم تأكيد جميع الدُفعات التي تعتمد عليها أيضًا.
6. الإنهاء: بعد تأكيد A1، يتم تجميع إثباته جنبًا إلى جنب مع دفعات من مجموعات أخرى في دليل واحد يتم نشره على Ethereum. يفرض الدليل المجمع أن حالات السلسلة التابعة والحزم متسقة.

يمكن للسلاسل التنقل في مساحة المقايضة بين ضمانات الكمون والحيوية لنفسها. قد تختار السلسلة التشغيل التفاعلي مع سلسلة أخرى بعد خطوة التأكيد المسبق للمعاملات عبر السلسلة ذات زمن الوصول المنخفض للغاية، ولكن بشكل أساسي، هذا النموذج متوافق مع السلاسل التي تنتظر التأكيد، أو حتى الانتهاء.

يتم فرض ضمان السلامة للمعاملات عبر السلسلة في الخطوة الثالثة. دعونا نتعمق أكثر في كيفية تمكين هذا التصميم من التفاعل الآمن عبر السلسلة.

إمكانية التشغيل البيني غير المتزامن

خذ المثال الأول للنقل عبر السلسلة. تريد Alice on Chain A قفل أو حرق بعض الرموز المميزة في الكتلة A1 من أجل سك ونقل الرموز المميزة إلى Bob على السلسلة B. إذا لم تنتظر السلسلة B حتى يتم الانتهاء من A1 على Ethereum بدليل صالح، فيمكن أن تخطئ السلسلة A أو إعطاء السلسلة B حالة غير صالحة.

تحل طبقة التجميع هذه المشكلة بطريقة بسيطة. يمكن للسلسلة B أن تفترض مؤقتًا أن A1 صالح وسيتم الانتهاء منه على Ethereum، حتى دون انتظار الدليل. يلتزم جهاز التسلسل الخاص بالسلسلة B بجذر حالة السلسلة A المُطالب به A1 باعتباره تبعية في رأس B1 (مثل B1A1 ) قبل إرساله إلى طبقة التجميع. ينخفض زمن الوصول المطلوب للسلسلة B لبناء B1 من 20 دقيقة إلى بضع ثوانٍ على الأكثر.

في خطوة التأكيد، تقوم طبقة التجميع بإنشاء رسم بياني للتبعية لكل كتلة/دفعة تم إرسالها. على سبيل المثال، إذا كان A1 يعتمد على B1، والذي يعتمد بدوره على B1، فسيتم تأكيد C1 بمجرد تقديم الدليل πC1. ولكن، حتى لو تم استقبال πA1، يتم تأكيد πA1 فقط مع كل من πC1 وπB1. الجانب الحاسم لهذا التصميم هو أن دائرة تجميع الأدلة تفرض الاتساق عبر التبعيات. إذا كان B1A1 غير متوافق مع الكتلة A1 التي ترسلها السلسلة A، أو كان الدليل مفقودًا لـ A1 ′، فلا يمكن تضمين B1 في الدفعة المجمعة النهائية على Ethereum.

تضمن هذه الآلية أنه إذا قامت السلسلة "أ" بالالتباس أو إرسال كتلة غير صالحة، على سبيل المثال "A1"، فإن أي دفعة تعتمد على جذر حالة غير صالح أو ملتبس للسلسلة "أ" لا يمكن إنهاؤها/تسويتها على إيثريوم. حتى لو كانت AggLayer نفسها مراوغة، فإن السلاسل لديها ضمان تشفير بأن أي كتلة تعتمد على كتلة غير صالحة أو ملتبسة لا يمكن إنهاؤها، لأنه لا يمكن تجميع دليلين لحالات السلسلة غير المتسقة أو غير الصالحة معًا في دائرة تجميع الأدلة. وهذا يضمن الحفاظ على خاصية السلامة الموصوفة أعلاه.

إمكانية التشغيل البيني الذري

يمكن تمديد آلية الأمان إلى الحالة الذرية. لنفترض أن المستخدم يرسل حزمة ذرية من المعاملات إلى سلاسل متعددة. تم ترتيب هذه الحزمة، لذلك يتم تمرير نتيجة تنفيذ المعاملة على السلسلة A إلى السلسلة B، وبالمثل يتم تمرير الحالة المحدثة للسلسلة B إلى السلسلة C، وما إلى ذلك. إذا تم تنفيذ جميع المعاملات بنجاح عبر جميع السلاسل، فسيتم تضمين الحزمة؛ وإلا فهو مرفوض.

سيكون مثاليًا توفير القدرة على تضمين المعاملات الذرية بدون:

1. مطالبة مشغل السلسلة B بتشغيل عقدة كاملة لجميع السلاسل الأخرى المضمنة في الحزمة؛ أو
2. قبول خطر تضمين الحزمة جزئيًا في Ethereum (الإضرار بالسلاسل المشاركة).

وهذا يثير مشكلة أمان مماثلة كما هو الحال في الحالة غير المتزامنة: قد تخلط السلسلة "أ" وترسل دفعة لا تتضمن في الواقع الحزمة الذرية، أو ترسل نتيجة غير صالحة إلى السلسلة "ب".

ولحسن الحظ، يمكن إعادة استخدام نفس الآلية من الحالة غير المتزامنة في الحالة الذرية. تلتزم السلسلة B بالحزم وتتلقى نتائج المعاملات من سلاسل أخرى. تتحقق طبقة التجميع (ودائرة تجميع الإثبات) من اتساق الحزم عبر السلاسل. لا يمكن إنهاء/تسوية الدفعة التي تحتوي على حزمة من السلسلة B على Ethereum إلا إذا تم تنفيذ جميع المعاملات في الحزمة بنجاح.

قابلية التركيب عبر السلسلة

تتيح طبقة التجميع إمكانية التركيب عبر السلاسل ذات زمن الوصول المنخفض للغاية من خلال المكالمات غير المتزامنة عبر السلاسل. يعد هذا أمرًا بدائيًا قويًا بشكل لا يصدق: يمكن للعقود استدعاء العقود على سلاسل أخرى بأمان بزمن وصول منخفض للغاية، دون انتظار نهائية الايثيريوم. يمكن للمستخدم الانتقال عبر سلسلة OKX على Polygon والإيداع فورًا في سوق إقراض عالي السيولة على Aave على سلسلة مختلفة بنقرة واحدة، دون الحاجة إلى المبادلة من أصل اصطناعي ملفوف.

البنية التحتية للتنسيق الناشئة

تضمن AggregationLayer أن التفاعلات شبه الفورية عبر السلسلة ستكون آمنة [3]. ولكن هذه ليست سوى نصف المعركة. كيف يتشارك مشغلو السلسلة حالات السلسلة الخاصة ببعضهم البعض ويثقون بها؟ كيف يقومون بتنسيق إنتاج الحزم الذرية؟

هدف تصميم AggLayer هو أن يكون في حده الأدنى. والغرض منه هو ضمان السلامة وتوفير الأساس الذي يسمح لأي شخص ببناء بنية تحتية للتنسيق توفر الحيوية في مجموعة متنوعة من الإعدادات المختلفة.

يمكن لمشغلي السلاسل الاختيار بحرية بين آليات التنسيق الناشئة اعتمادًا على افتراضات الثقة الخاصة بهم - ويمكن أن تشمل هذه المرحلات، أو البنية التحتية المشتركة للإثبات، أو مجموعات تسلسل الصلاحية المشتركة [4]. تعمل هذه على حماية السلاسل من مشكلات الحيوية عند الاعتماد على حالات أو حزم سلسلة أخرى.

يعطي النظام البيئي Polygon الأولوية للاختيار والسيادة للسلاسل. يمكن للسلاسل تشغيل بيئات التنفيذ المعدلة الخاصة بها، واستخدام الرموز المميزة الخاصة بها للتخزين ورسوم الغاز، واختيار آليات توفر البيانات الخاصة بها، وما إلى ذلك. وبالمثل، يجب أن تقرر السلاسل كيفية التعامل مع المفاضلات بين قابلية التشغيل البيني ومخاطر أخطاء الحيوية. هناك عدة خيارات:

1. يمكن للسلسلة B إلغاء الاشتراك في إمكانية التشغيل البيني السريع وطبقة التجميع بالكامل. يمكنه ببساطة إرسال الدفعات والبراهين مباشرةً إلى Ethereum ولا يتأخر الانتهاء أبدًا.
2. يمكن للسلسلة B قبول حالة السلسلة A فقط عندما يتم تأكيد حالة السلسلة A بواسطة AggLayer. لن يتم تأخير السلسلة B إلا في حالة مراوغة AggLayer.
3. يمكن للسلسلة B قبول حالة السلسلة A عندما يتم تأكيد السلسلة A مسبقًا بواسطة AggLayer. سيتم تأخير السلسلة B في حالة مراوغة AggLayer أو فشل السلسلة A في تقديم دليل.
4. يمكن للسلسلة B قبول حالة السلسلة A في إعداد نظير إلى نظير، دون التحقق من تأكيد السلسلة A مسبقًا في AggLayer. سيتم تأخير السلسلة B إذا كانت السلسلة A مراوغة أو فشلت في تقديم دليل.

الشيء المهم الذي يجب ملاحظته هو أنه لا يمكن للمستخدمين التسبب في أخطاء في الحيوية، بل فقط سوء التصرف أو خلل في السلاسل. يمكن فرض عقوبات شديدة على المراوغة وتقديم كتلة غير صالحة، إما عن طريق القطع أو عن طريق إخراج السلاسل من AggLayer ومنع قدرتها على التشغيل التفاعلي بسلاسة. ولذلك، ينبغي أن يكون خطأ الحيوية نادرا للغاية.

يمكن أن تتخذ السلاسل احتياطات إضافية لتقليل مخاطر مشكلات الحيوية، من خلال الاحتفاظ بقوائم بيضاء أو سوداء للسلاسل الأخرى التي تتفاعل معها ووضع حدود لعدد السلاسل التي يمكن أن تشارك بشكل جماعي في أي دفعة. ويمكنهم الاعتماد على أطراف ثالثة تقوم بتشغيل العقد الكاملة للتأكد من أنه إذا انقطع اتصال السلسلة قبل أن تتمكن من تقديم دليل، فهناك مُثبت احتياطي.

كما أن الآلية التي يتم من خلالها تنسيق السلاسل لقبول الحزم الذرية مرنة أيضًا. على سبيل المثال، يمكن لمجموعة فرعية من السلاسل أن تتفاعل في مجموعة تسلسل صلاحية مشتركة لزمن وصول منخفض للغاية، أو يمكنها الاعتماد على المرحلات.

يمكن للمرحل الآمن اقتصاديًا المشفرة أن يتيح إمكانية التشغيل البيني بين السلاسل A وB عن طريق تشغيل عقدة كاملة لكلا السلسلتين، والتأكد من صحة الحالات من كل سلسلة. حتى إذا قامت السلسلة A أو B بتأكيد دفعة جديدة مسبقًا ثم توقفت عن الاتصال بالإنترنت، يمكن للبنية الأساسية للإثبات المشترك أن تتدخل لإنشاء إثبات.

يمكنك أن تتخيل ظهور بنية تحتية جديدة للتنسيق على رأس أسس الأمان التي توفرها AggLayer، مما يتيح أشكالًا جديدة وأفضل من التشغيل البيني والسيولة المشتركة. والأهم من ذلك، أن النظام البيئي Polygon بأكمله لا يحتاج إلى مشاركة نفس البنية التحتية أو افتراضات الثقة. لا يحتاج إلى العمل ضمن مُسلسل أو مُثبت صلاحية مشترك واحد. وهذه ميزة مهمة للغاية بالنسبة إلى احتمالات الأرجحية.

إغلاق

تسمح لنا طبقة التجميع بشكل أساسي بإنشاء نظام بيئي متعدد السلاسل يبدو وكأنه يستخدم سلسلة واحدة. إنه توليف الأطروحات المتجانسة والمعيارية: الحالة الموحدة، والسيولة، والقابلية للتركيب، مع قابلية التوسع غير المحدودة لنظام بيئي متعدد السلاسل.

التجميع في ZK مقابل الأنظمة المتفائلة

هذه رؤية متاحة بشكل أساسي فقط للأنظمة المستندة إلى ZK. سأتوسع في هذه النقطة في منشور مستقبلي، لكن الأنظمة البيئية المتفائلة التي ترغب في تمكين قابلية التشغيل البيني السريع يجب أن تعتمد على أجهزة تسلسل الصلاحية المشتركة. هذه صفقة سيئة بالنسبة للسلاسل: فهي تقيدها من إعادة توزيع رسوم جهاز التسلسل وMEV، وتجبر أجهزة تسلسل الصلاحية المشتركة السلاسل على احتمال قبول القيود على بيئات التنفيذ الخاصة بها، كما أن قابلية التشغيل البيني في الأنظمة القائمة على OR تجبر السلاسل على قبول افتراضات ثقة إضافية مقابل انخفاض وقت الإستجابة.

علاوة على ذلك، فإن قابلية التشغيل البيني عبر السلسلة تكسر خاصية مهمة لـ ORs. باستخدام عمليات العمليات ذات السلسلة الواحدة، يمكن لأي شخص تشغيل عقدة كاملة لـ OR والتأكد على الفور من صحة المعاملات وإنهائها بمجرد ترحيلها إلى L1s. لم يعد هذا صحيحًا في حالة السلاسل المتعددة - فمن الضروري الآن تشغيل عقدة كاملة لكل سلسلة يتفاعل معها OR.

على النقيض من ذلك، فإن رؤية بوليجون هي رؤية تكون فيها السلاسل ذات سيادة. يمكنهم استخدام أي بيئة تنفيذ، ويمكنهم الاعتماد على أي أجهزة تسلسل مركزية أو لا مركزية، ويمكنهم التنقل بين المفاضلات بين زمن الوصول عبر السلسلة والحيوية لأنفسهم.

هذه رؤية تعكس الإنترنت الحالي. الإنترنت عبارة عن بيئة موحدة وقابلة للتطوير بشكل مرن وغير مسموح بها. وبالمثل، فإن AggLayer قابلة للتطوير وغير مرخصة - فهي لا تفرض أي قيود على السلاسل المشاركة - وتسمح للمستخدمين بنقل الأصول والحالة بسلاسة عبر النظام البيئي، مما يوفر واجهة موحدة لطبقة القيمة للإنترنت.

هذا هو مستقبل Polygon: ليس متجانسًا، وليس معياريًا بالكامل، ولكنه مجمع.

[1] جزء من ضمان السيولة الموحدة هو التخلص من تجربة المستخدم الرهيبة للرموز الاصطناعية المغلفة على الجسور. يمكن لمستخدمي جسر LxLy الخاص بـ Polygon نقل الأصول بسلاسة عبر السلاسل مع الحفاظ على قابلية الاستبدال. ومع ذلك، من أجل القيام بذلك بأمان، نحتاج إلى الحماية من أضعف رابط أمني - أو من مهاجم يفسد سلسلة واحدة ويستنزف جميع الأموال عبر جميع السلاسل في الجسر. سأناقش كيفية القيام بذلك في منشور مستقبلي، ولكن يمكن لـ AggLayer الاستفادة من خطوة تجميع الأدلة لفرض المحاسبة على مستوى السلسلة، وتجنب أمان الارتباط الأضعف.

[2] عندما أشير إلى المعاملات الذرية عبر السلاسل، فإن ما أعنيه هو قدرة المستخدم على إرسال "حزمة" أو مجموعة من المعاملات عبر سلاسل متعددة. تتمتع الحزمة الذرية بخاصية تضمين معاملاتها في كل سلسلة ذات صلة فقط إذا تم تنفيذ جميع المعاملات بنجاح. إذا فشلت معاملة واحدة، فلا يمكن تضمين الحزمة في أي سلسلة.

المثال الأساسي هو مرة أخرى النقل عبر السلسلة. لنفترض أن أليس تريد إرسال 1 إيثريوم إلى بوب، لكن أليس موجودة في السلسلة أ، وبوب موجود في السلسلة ب. بافتراض وجود جسر أصلي مشترك لكلا المجموعتين، يمكن لأليس حرق إيثريوم خاصتها على السلسلة أ وسك إيثريوم على السلسلة ب يتم نقله إلى بوب. ولكن من المهم ضمان عدم قدرتها على سك عملة ETH دون حرقها أو العكس - فإما أنها قد تفقد عملة ETH الخاصة بها أو تقلل من ضمانات الجسر.

وهذا هو سبب أهمية المعاملات الذرية. من أجل السماح بالتفاعلات ذات زمن الوصول المنخفض بين السلاسل وجعل استخدام النظام البيئي Polygon يبدو وكأنه استخدام سلسلة واحدة، هناك حاجة إلى ضمانات ذرية.

[3] هذه نقطة دقيقة، ولكن من منظور النظام البيئي - توفر AggLayer الأمان، ولكن من منظور سلسلة واحدة، يعطي هذا التصميم الأولوية للحيوية على السلامة، حيث يمكن أن تعتمد السلسلة B على حالة سلسلة من السلسلة A وهذا غير صالح. في هذه الحالة، لن يتم قبول السلسلة B بواسطة AggLayer (التي يتم فرضها بواسطة دائرة تجميع الإثبات) وستحتاج إلى إنشاء كتلة جديدة دون الاعتماد على A.

[4] يدين منهجنا ككل بالكثير لتصميم تسلسل الصلاحية المشتركة من شركة Umbra Research.

2/9/24 - تم تحديث هذه المسودة لتوضيح بعض المقارنات بين التجميع والتسلسل المشترك. تعتمد الأطروحة المجمعة على آليات مثل أجهزة التسلسل والمرحلات والبنائين المشتركة لتسهيل التنسيق بين السلاسل. وتضمن طبقة agg بدورها السلامة.

تنصل:

1. تمت إعادة طباعة هذا المقال من [[بريندان فارمر]، جميع حقوق الطبع والنشر مملوكة للمؤلف الأصلي [بريندان فارمر]. إذا كانت هناك اعتراضات على إعادة الطبع هذه، فيرجى الاتصال بفريق Gate Learn ، وسوف يتعاملون معها على الفور.
2. إخلاء المسؤولية: الآراء والآراء الواردة في هذه المقالة هي فقط آراء المؤلف ولا تشكل أي نصيحة استثمارية.
3. تتم ترجمة المقالة إلى لغات أخرى بواسطة فريق Gate Learn. ما لم يُذكر ذلك، يُحظر نسخ أو توزيع أو سرقة المقالات المترجمة.