تكرار zk وإيثريوم: كيف تُحدث zkEVMs ثورة في قابلية توسع البلوكشين

مقدمة إلى تكرار zk وإيثريوم

إيثريوم، ثاني أكبر بلوكشين من حيث القيمة السوقية، لطالما واجه تحديات في قابلية التوسع وتكاليف المعاملات المرتفعة. لمعالجة هذه المشكلات، تبنى المطورون تقنية إثبات المعرفة الصفرية (ZKP)، وهي ابتكار تشفيري يتيح الحساب الفعال والخاص. من بين التطبيقات الواعدة لتقنية ZKP في نظام إيثريوم البيئي هو تكرار zk، الذي يدعم zkEVMs (آلات إيثريوم الافتراضية القائمة على المعرفة الصفرية). من المتوقع أن تُحدث zkEVMs ثورة في قابلية توسع البلوكشين، حيث تقدم معاملات أسرع وأرخص وأكثر خصوصية مع الحفاظ على أمان إيثريوم ولامركزيته.

في هذه المقالة، سنتعمق في تكرار zk، دوره في خارطة طريق قابلية توسع إيثريوم، وكيف تُعيد zkEVMs تشكيل مشهد البلوكشين.

ما هو تكرار zk؟

تكرار zk يستفيد من تقنية إثبات المعرفة الصفرية (ZKP) للتحقق من الحسابات دون الكشف عن البيانات الأساسية. يتيح هذا النهج لإيثريوم التوسع من خلال ضغط والتحقق من المعاملات خارج السلسلة، مما يقلل بشكل كبير من العبء الحسابي على شبكة إيثريوم الرئيسية.

الميزات الرئيسية لتكرار zk:

• الخصوصية: يتم التحقق من المعاملات دون الكشف عن البيانات الحساسة، مما يضمن السرية.

• قابلية التوسع: من خلال معالجة المعاملات خارج السلسلة، يخفف تكرار zk من ازدحام الشبكة ويقلل من رسوم الغاز.

• الأمان: يضمن ZKP أن الحسابات خارج السلسلة محمية من العبث وقابلة للتحقق على السلسلة.

فهم zkEVMs: العمود الفقري لتكرار zk

آلات إيثريوم الافتراضية القائمة على المعرفة الصفرية (zkEVMs) هي آلات افتراضية متخصصة مصممة لتنفيذ العقود الذكية المتوافقة مع إيثريوم باستخدام تكرار zk. إنها توسع قدرات zk-rollups، وهي حل توسع من الطبقة الثانية، لدعم التطبيقات اللامركزية (DApps) مع الحفاظ على أمان ولامركزية إيثريوم.

أنواع zkEVMs وتوازناتها

صنف فيتاليك بوتيرين، مؤسس إيثريوم، zkEVMs إلى أربعة أنواع بناءً على توازناتها بين كفاءة ZKP وتوافق آلة إيثريوم الافتراضية (EVM):

1. zkEVMs من النوع الأول:

   • مكافئة تمامًا لإيثريوم.

   • تهدف إلى جعل إيثريوم نفسه قابلًا للتوسع.

   • التوازن: تكاليف حسابية عالية للتحقق من ZKP.

2. zkEVMs من النوع الثاني:

   • مكافئة لـ EVM ولكن ليست مكافئة لإيثريوم.

   • متوافقة مع التطبيقات اللامركزية وأدوات المطورين الحالية لإيثريوم.

   • التوازن: تتطلب تعديلات على هياكل بيانات إيثريوم لتحسين كفاءة ZKP.

3. zkEVMs من النوع الثالث:

   • توافق جزئي لتحسين كفاءة ZKP.

   • غالبًا ما تزيل ميزات مثل التمهيدات التي يصعب تنفيذها في أنظمة ZKP.

   • التوازن: تضحي ببعض التوافق من أجل الأداء.

4. zkEVMs من النوع الرابع:

   • تركز على أداء ZKP على حساب توافق EVM.

   • محسنة لتكافؤ لغة المستوى العالي.

   • التوازن: توافق محدود مع أدوات إيثريوم الحالية.

zk-rollups: الأساس لتكرار zk

zk-rollups هي حل توسع من الطبقة الثانية يستخدم تكرار zk لضغط والتحقق من المعاملات خارج السلسلة. تلعب دورًا محوريًا في تمكين zkEVMs من خلال تقليل رسوم الغاز وتحسين إنتاجية المعاملات.

فوائد zk-rollups:

• تقليل رسوم الغاز: من خلال معالجة المعاملات خارج السلسلة، تخفض zk-rollups بشكل كبير تكاليف الغاز.

• تحسين قابلية التوسع: تزيد من إنتاجية المعاملات دون المساس بأمان إيثريوم.

• تكامل سلس: تتيح zk-rollups للمطورين نقل التطبيقات اللامركزية الحالية لإيثريوم مع تعديلات طفيفة.

التحديات في دمج تكرار zk مع إيثريوم

على الرغم من أن تكرار zk يقدم فوائد عديدة، فإن دمجه مع بنية إيثريوم الحالية يواجه عدة تحديات:

1. توافق EVM مقابل الكفاءة:

   • لم يتم تصميم EVM في الأصل لتقنية ZKP، مما يؤدي إلى عدم كفاءة في تنفيذ zkEVM.

2. التكاليف الحسابية العالية:

   • يتطلب إنشاء ZKP موارد حسابية كبيرة، غالبًا ما تستلزم أجهزة متخصصة مثل وحدات معالجة الرسومات (GPUs) أو الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيق (ASICs).

3. تبني المطورين:

   • يحتاج المطورون إلى أدوات وبنية تحتية قوية لبناء ونشر التطبيقات اللامركزية المتوافقة مع zkEVM.

تطبيقات zkEVMs في التطبيقات اللامركزية (DApps)

zkEVMs تفتح إمكانيات جديدة للتطبيقات اللامركزية من خلال الجمع بين قابلية التوسع والخصوصية والأمان. تشمل الاستخدامات الرئيسية:

• التمويل اللامركزي (DeFi): تتيح zkEVMs معاملات أسرع وأرخص، مما يجعل منصات DeFi أكثر سهولة.

• الألعاب والرموز غير القابلة للاستبدال (NFTs): إنتاجية المعاملات العالية والرسوم المنخفضة ضرورية لمنصات الألعاب وNFT، وهو ما يمكن أن توفره zkEVMs.

• تبني Web3: تربط zkEVMs الفجوة بين تطبيقات Web2 وWeb3، مما يوفر تجارب مستخدم أكثر سلاسة.

مقارنة بين تنفيذات zkEVM

تعمل العديد من المشاريع بنشاط على تطوير zkEVMs، كل منها يتبع نهجًا فريدًا للتوافق والكفاءة:

• Polygon zkEVM: يركز على تكافؤ EVM لتسهيل نقل التطبيقات اللامركزية.

• zkSync: يعطي الأولوية لتجربة المستخدم وأدوات المطورين.

• Scroll: يتبنى نهجًا مفتوح المصدر لتطوير zkEVM.

• StarkNet: يستخدم zk-STARKs لتحقيق كفاءة تشفير ما بعد الكم.

كل تنفيذ له نقاط قوة وتوازنات، تلبي احتياجات الاستخدام المختلفة واحتياجات المطورين.

خارطة طريق قابلية توسع إيثريوم ودور zkEVMs

zkEVMs هي عنصر أساسي في خارطة طريق قابلية توسع إيثريوم. من خلال تمكين تكرار zk الفعال، لديها القدرة على استبدال التجميعات المتفائلة بمرور الوقت، مما يوفر:

• أمان أعلى: تلغي zkEVMs الحاجة إلى إثبات الاحتيال، مما يقلل من مخاطر الأنشطة الضارة.

• أداء أفضل: يتيح تكرار zk إنهاء المعاملات بشكل أسرع وزمن انتقال أقل.

• تبني أوسع: تجعل zkEVMs إيثريوم أكثر سهولة للمطورين والمستخدمين، مما يسرع من تبني البلوكشين.

الإمكانات المستقبلية لـ zkEVMs

مع نضوج تقنية zkEVM، من المتوقع أن تلعب دورًا محوريًا في تطور تقنية البلوكشين. تشمل مجالات التطوير المستقبلية الرئيسية:

• لامركزية عمليات zkEVM: ستكون الحوافز الاقتصادية والرموز الاقتصادية ضرورية للامركزية عمليات zkEVM.

• تحسين الأجهزة: ستعمل التطورات في الأجهزة، مثل وحدات معالجة الرسومات والدارات المتكاملة الخاصة بالتطبيق، على تحسين كفاءة إنشاء ZKP.

• تجربة المستخدم: سيكون تبسيط الانتقال من سلاسل متوافقة مع EVM إلى zkEVMs ضروريًا للتبني الجماعي.

الخاتمة

يمثل تكرار zk و zkEVMs قفزة كبيرة إلى الأمام في رحلة قابلية توسع إيثريوم. من خلال الجمع بين قوة تقنية إثبات المعرفة الصفرية ونظام إيثريوم البيئي القوي، تمهد zkEVMs الطريق لمستقبل بلوكشين أكثر قابلية للتوسع وأمانًا وسهولة في الاستخدام. ومع استمرار تطور التكنولوجيا، فإنها تحمل وعدًا بتحويل ليس فقط إيثريوم ولكن صناعة البلوكشين بأكملها.