درک و گذر از ارتقاء دنکن اتریوم

اتریوم، پس از انتشار وایت‌پیپرش در سال 2013، تاکنون 9 بار حضورش را جشن گرفته است. اتریوم، در طی این دوره طولانی و درخشان، 11 ارتقاء بزرگ را، که هر کدام روایت‌ها و فرصت‌های جدیدی را به اکوسیستمش تزریق کرده‌اند، با موفقیت اجرا کرده است. در مرحله فعلی که Serenity (اتریوم 2.0) نام دارد، بنیان‌گذار اتریوم ویتالیک بوترین یک نقشه راه برای اجرای ارتقاء در شش مرحله ترسیم کرده است. تمرکز این نقشه روی مقیاس‌پذیری، تقویت امنیت، مکانیسم‌های اجماع، و بهینه‌سازی مدل اقتصادی است. طبق نقشه راه پیشنهادی ویتالیک بوترین برای اتریوم، ارتقاء دنکن بخشی از مرحله سرج است.

سرج

هدف مرحله سرج، در درجه اول، حل مشکل مزمن مقیاس‌پذیری است، و در نهایت، دستیابی به سطح عملکرد 100،000 تراکنش در ثانیه (TPS) برای شبکه اتریوم و نزدیک شدن به‌سرعت پرداخت‌های الکترونیکی سنتی است. این ارتقاء از طریق Danksharding (DS)، که به‌عنوان شاردینگ نیز شناخته می‌شود، حاصل می‌گردد و موضوع محوری مقاله حاضر درباره ارتقاء آتی دنکن، که قرار است امسال اجرا شود، است.

ارتقاء دنکن چیست؟

ارتقاء دنکن موجب بهبود قابل‌توجه اتریوم می‌شود و برای افزایش ظرفیت ذخیره‌سازی داده‌ها و کاهش هزینه‌ها طراحی شده است. ارتقاء دنکن شامل پنج پیشنهاد بهبود اتریوم (EIP) است که از آن میان، EIP-4844 توجه خاصی را به خود جلب کرده است. هدف EIP-4844 رفع مشکل مقیاس‌پذیری اتریوم و در نتیجه، کمک به کاهش هزینه‌های تراکنش در راه‌حل‌های Layer2 اتریوم، که مستقیماً از اکوسیستم گسترده‌تر L2 بهره می‌برند، است. علاوه بر قابلیت اصلی EIP-4844، سایر پیشنهادات بهبوددهنده شامل EIP-1153، EIP-4788، EIP-5656، و EIP-6780 هستند.

اتریوم آزمایش ارتقاء دنکن را به ترتیب در 17 و 30 ژانویه در شبکه‌های آزمایشی Goerli و Sepolia آغاز کرد. در حال حاضر، این شبکه آزمایشی با ارسال معمولی مقادیر بلاب به‌آرامی در حال اجرا است. آزمایش بعدی قرار است در 7 فوریه روی شبکه آزمایشی Holesky اجرا شود و تاریخ اجرا روی شبکه اصلی هنوز اعلام نشده است.

پیشنهاد EIP-4844 (Proto-Danksharding):

در حال حاضر، تمام داده‌های تراکنش لایه2 اتریوم در Calldata لایه1 ذخیره می‌شود. بااین‌حال، فضای Calldata محدود است، و قادر به پاسخگویی به تقاضاهای رو به رشد ذخیره‌سازی نیست، که آن هم موجب هزینه‌های بالای استفاده از داده و افزایش بار محاسباتی روی گره‌های اتریوم می‌شود. ارتقاء دنکن بلاب را،، که یک ساختار جدید ذخیره‌سازی داده در EIP-4844 است، معرفی می‌کند. بلاب، به ویژه برای ذخیره داده‌های تراکنش ارسال‌شده از لایه2 به لایه1 طراحی شده است. بلاب در لایه اجماع، و جدا از Calldata، ذخیره می‌شود که دسترسی به آن را برای ماشین مجازی اتریوم (EVM) غیرممکن می‌کند. نقش بلاب انجام راستی‌آزمایی دسترسی سمت تقاضای داده‌های ذخیره‌شده در بازه زمانی خاصی (که تقریباً یک ماه است) بدون الزام لایه1 به اجرای کامل آن است، که موجب کاهش قابل‌توجه بار کاری گره می‌شود.

(منبع: https://hackmd.io/@luozhu/SyleCcpti)

در حال حاضر، اندازه بلاب روی 128 کیلوبایت ثابت شده است؛ یعنی، یک رول‌آپ تنها می‌تواند یک بلاب کامل، و نه بخش‌های مجزایی از داده‌ها، را بخرد. به‌طورکلی، اتصال شش بلاب کامل به هر بلاک، اندازه بلاک را تا حدود 40% افزایش می‌دهد. با توجه به اینکه اندازه بلاک فعلی تقریباً 1.875 مگابایت است، یک مجموعه کامل بلاب ممکن است در حدود 0.75 مگابایت ظرفیت اضافه کند. این افزایش در یک دوره چرخشی 18 روزه اتفاق می‌افتد و عدم افزایش ظرفیت ذخیره‌سازی بلندمدت برای گره‌های شبکه را تضمین می‌کند.

پیش‌کامپایل جدید، پیش‌کامپایل ارزیابی نقطه:

بعلاوه، EIP-4844 پیش‌کامپایل جدیدی به نام Point Evaluation Precompile را معرفی می‌کند که تأیید داده‌های مربوط به بلاب را برای راه‌حل‌های رول‌آپ‌های آپتیمیستیک و ZK تسهیل می‌کند. در رول‌آپ آپتیمیستیک، از Point Evaluation Precompile در درجه اول برای تأیید داده‌های اساسی ارائه شده حین ارائه اثبات تقلب استفاده می‌شود، ولی در رول‌آپ ZK، برای تأیید دو تعهد حیاتی یعنی تعهد بلاب و تعهد خود رول‌آپ ZK استفاده می‌شود. رول‌آپ ZK با استفاده از Point Evaluation Precompile می‌تواند به‌طور مؤثر ثابت کند که این تعهدات به داده‌های یکسانی اشاره می‌کنند و ضمن تضمین ثبات داده‌ها، قابلیت اطمینان و امنیت کل سیستم رول‌آپ ZK را فراهم می‌کنند.

EIP-1153 (عملیات ذخیره‌سازی فوری):

در حال حاضر، کل ذخیره‌سازی داده‌ها در اتریوم از یک مدل ذخیره‌سازی دائمی، از جمله مدل ذخیره‌سازی داده‌های موقت، پیروی می‌کند که موجب اتلاف و هزینه‌های بالای گس می‌شود. هدف EIP-1153 معرفی مکانیسم جدیدی برای مدیریت ذخیره‌سازی موقت یا فوری در طول اجرای قرارداد هوشمند است. قراردادهای هوشمند با استفاده از عملیات ذخیره‌سازی فوری می‌توانند داده‌های ذخیره‌سازی موقت را در طی چرخه کامل اجرای تراکنش بخوانند و فراخوانی کنند و پس از پایان چرخه اجرای تراکنش، این داده‌های موقت را پاک می‌کند.

EIP-4788 (ارسال ریشه بلاک بیکن):

استقلال فعلی ماشین مجازی اتریوم (EVM) و بیکن‌چین (لایه اجماع اتریوم) چالش‌هایی را به همراه دارد. ماشین EVM مستقیماً به بیکن‌چین دسترسی ندارد و برای به دست آوردن داده‌ها و آگاهی از وضعیت بیکن‌چین به اوراکل‌های قابل‌اعتماد خارجی متکی است. پیشنهاد EIP-4788 یک ریشه بلاک بیکن‎چین را روی هر هدر بلاک اجرایی قرار می‌دهد تا EVM بتواند مستقیماً به وضعیت و داده‌های لایه اجماع اتریوم دسترسی داشته باشد. این رویکرد یک اوراکل را در سطح پروتکل معرفی می‌کند، کارایی عملیاتی و دقت را افزایش می‌دهد، و خطرات ناشی از اوراکل‌های خارجی را حذف می‌کند.

EIP-5656 (اپکد MCOPY):

پیشنهاد EIP-5656 اپکد MCOPY را برای بهینه‌سازی فرآیند کپی کردن داده‌ها در حافظه، در حین اجرای قراردادهای هوشمند، معرفی می‌کند. منظور از کپی کردن حافظه فرآیند انتقال داده‌ها از یک مکان در حافظه به مکانی دیگر است که یک عملیات اساسی محاسبات است و از آن برای ساخت ساختارهای داده و کپی اشیاء استفاده می‌شود. استفاده از اپکد MCOPY کارمزدهای گس مرتبط با عملیات مرتبط را کاهش می‌دهد و هم‌زمان عملکرد اجرای قرارداد را بهبود می‌دهد.

پیشنهاد EIP-6780 (محدود کردن SELFFESTRUCT):

اپکد SELFDESTRUCT موجود، همان‌طور که از نام آن پیداست، به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا قراردادهای هوشمند را به‌طور کامل از بلاک‌چین حذف کنند. این اپکد، پس از اجرا، کد قرارداد و داده‌های ذخیره‌شده را از شبکه اتریوم حذف و اتریوم باقیمانده در قرارداد را به آدرسی مشخص ارسال می‌کند. این عملیات موجب تغییرات قابل‌توجهی در وضعیت حساب می‌شود، زیرا موجب حذف کد قرارداد مستقرشده و داده‌های ذخیره‌سازی از زنجیره می‌شود.

هدف EIP-6780 محدود کردن استفاده از اپکد SELFDESTRUCT است. این اتفاق فقط هنگام ایجاد یک قرارداد هوشمند و اجرای اپکد SELFDESTRUCT در همان تراکنش رخ خواهد بود، و در سایر موارد، هیچ کد یا داده ذخیره‌شده‌ای حذف نخواهد شد.

خلاصه

اتریوم، به‌عنوان پیشگامی در فناوری بلاک‌چین، پیوسته قابلیت‌های فنی خود را از طریق به‌روزرسانی و ارتقاء، برای برآورده کردن نیازهای روزافزون کسب‌وکارها و انتظارات کاربران، ارتقاء داده است. ارتقاء دنکن گامی مهم برای اتریوم در راستای نقشه راهش برای دستیابی به مقیاس‌پذیری و بهبود عملکردش است.

ارتقاء دنکن پیشرفت قابل‌توجهی را برای اتریوم در زمینه‌های امنیت، مقیاس‌پذیری و پایداری به همراه داشته است و مبنای محکمی برای کاربردهای گسترده‌تر در آینده این بلاک‌چین ایجاد کرده است.