شرح معادلة EVM

ما هو معادلة EVM؟

يضمن تكافؤ EVM أن شبكة الطبقة الثانية (L2) تعكس بشكل كامل الآلة الافتراضية للإ يثيريوم (EVM) كما هو موضح في ورقة الإيثيريوم الصفراء. يعني هذا الالتزام أن الشبكة تحاكي بيئة تنفيذ الإيثيريوم دون إدخال تعديلات مخصصة.

تتكامل L2s المكافئة لـ EVM بسلاسة مع أدوات الإيثيريوم وبنيتها التحتية، مما يدعم أدوات المطورين مثل Solidity وHardhat إلى جانب عملاء التنفيذ مثل Geth وBesu. يمتد هذا التوافق إلى مقترحات تحسين الإيثيريوم (EIPs) في البيئات الحية، مما يضمن تجربة تطوير موحدة.

من خلال الالتزام ببنية الإيثيريوم، ترث السلاسل المكافئة للإيثيريوم أمان الإيثيريوم وقابليتها للتوسع وتأثيرات الشبكة، وتعمل بشكل لا يمكن تمييزه عن الشبكة الرئيسية مع توسيع قدرتها على الابتكار والتبني.

‍

أنواع معادلات آلية الإصدار EVM

تُصنف معادلة EVM حسب مدى محاكاة شبكة L2 لبيئة تنفيذ الإيثيريوم من خلال الموازنة بين التوافق مع تحسينات الأداء.

1. النوع 1: المكافئ للإيثيريوم
   يكرر بشكل كامل رموز عمليات الإيثيريوم وهياكل البيانات وأساسيات التشفير الخاصة بالإيثيريوم، مما يتيح التكامل السلس مع أدوات وتطبيقات الإيثيريوم دون تعديل.
2. النوع 2: مكافئ EVM
   يحتفظ بوظائف EVM الأساسية ولكنه يُدخل تعديلات طفيفة، مثل استبدال دوال التجزئة أو أشجار الحالة لتحسين توليد البراهين. يمكن أن تؤثر هذه التعديلات على التوافق مع البيانات التاريخية والأدوات المتقدمة.
3. النوع 3: EVM-متوافق مع تعديلات الغاز
   يعدل تكاليف الغاز لعمليات محددة لتبسيط توليد الإثبات وتحسين الكفاءة. قد يؤدي ذلك إلى تعطيل التطبيقات التي تعتمد على نموذج تسعير الغاز في الإيثيريوم.
4. النوع 4: مكافئ جزئيًا لـ EVM
   إجراء تغييرات كبيرة، مثل إزالة الملفات المسبقة أو تغيير منطق التنفيذ، مما يتطلب إعادة كتابة التطبيقات وتقليل التوافق مع أدوات الإيثيريوم الأصلية.

توضح هذه الفئات المفاضلة بين الإخلاص لبنية الإيثيريوم وتحسين الأداء من أجل التوسع.

‍

أمثلة على سلسلة معادلات الآلة الإلكترونية

فيما يلي بعض سلاسل الطبقة الثانية الرائدة التي تُصنف من بين أهم السلاسل المكافئة للإيثيريوم على الإيثيريوم:

• التفاؤل: مبنية على مكدس OP Stack، تقوم Optimism بتنفيذ دلالات الرمز التشغيلي لـ Ethereum بالكامل، وقياس الغاز، وهياكل البيانات، مما يضمن التوافق مع أدوات Ethereum ونشر العقود الذكية غير المعدلة.
• أربيتروم أوربت: يستخدم Arbitrum Orbitrum Orbit Geth كعميل تنفيذ خاص به، ويحافظ على سلوك الرمز التشغيلي للإيثيريوم ومعالجة المعاملات. يقوم نظامها المقاوم للاحتيال بالتحقق من صحة المعاملات خارج السلسلة مع الحفاظ على التوافق مع أدوات الإيثيريوم الأصلية.
• لينيا: تعكس Linea مواصفات الورقة الصفراء الخاصة بـ Ethereum، وتكرر دلالات الرموز التشغيلية وأساسيات التشفير مثل Keccak، مما يسمح بالنشر المباشر لعقود Ethereum الذكية دون تغييرات.
• تايكو: تايكو عبارة عن تجميع zkEVM، يقوم Taiko بتنفيذ التعليمات البرمجية للإيثيريوم في zk-proofs مع الحفاظ على هياكل البيانات الأصلية للإيثيريوم والتجزئة، مما يضمن التوافق التام مع بيئة وقت تشغيل الإيثيريوم.
• التمرير: يقوم Scroll بتنفيذ zkEVM من خلال تنفيذ كود إيثريوم بايت كود غير معدّل باستخدام أساسيات تشفير أصلية، مما يتيح النشر السلس باستخدام أدوات إيثريوم مثل Hardhat و Truffle.

‍

الجوانب السلبية لمعادلة آلية EVM

يحد تكافؤ EVM من المرونة في تحسين الأداء أو قابلية التوسع من خلال الالتزام الصارم ببنية الإيثيريوم. 

مكوّنات مثل تجزئة كيكساك ومركل باتريشيا تري، على الرغم من أنها جزء لا يتجزأ من الإيثيريوم، إلا أنها ليست مثالية لإثباتات المعرفة الصفرية، مما يؤدي إلى توليد إثباتات أبطأ ونفقات حسابية أعلى، خاصة في تطبيقات zkEVM.

كما أن الحفاظ على التكافؤ يُعقّد الترقيات. يتطلب تنفيذ أنظمة مقاومة للاحتيال أو دمج مقترحات تحسين الإيثيريوم الجديدة (EIPs) جهداً إضافياً لضمان التوافق الكامل. يمكن أن يؤدي هذا التعقيد الإضافي إلى إبطاء عملية التطوير وزيادة الطلب على الموارد مقارنةً بالبنى المُحسّنة لحالات استخدام محددة.

‍

مستقبل التحجيم المكافئ لآلة الإصدار EVM

تُعد معادلة EVM أمرًا محوريًا في خارطة طريق طرح الإيثيريوم، حيث تتصدر zkEVMs جهود قابلية التوسع. تقوم وحدات zkEVM من النوع 1 بنسخ الإيثيريوم بالكامل ولكنها تواجه أوجه قصور في توليد البراهين بسبب المكونات غير الصديقة ل ZK مثل تجزئة كيكاك. ستكون التطورات في التوازي والأجهزة الخاصة ب ZK حاسمة في معالجة هذه التحديات.

على المدى القريب، توفر وحدات zkEVM من النوعين 2 و2.5 zkEVM توازنًا عمليًا بين الأداء والتوافق. تُظهر مشاريع مثل Scroll كيف تتيح هذه الأساليب إثباتات أسرع مع التكامل مع البنية التحتية الحالية، مما يمهد الطريق لاعتمادها على نطاق أوسع وحلول التوسع على المدى الطويل.

‍

الخلاصة

تتعلق معادلة EVM بالموازنة بين التوافق مع الإيثيريوم والحاجة إلى قابلية التوسع. 

توفر حلول النوع الأول دقة مثالية ولكنها تعاني من عدم الكفاءة في توليد البراهين، بينما تقوم حلول النوع الثاني وما بعده بإجراء تغييرات عملية لتحسين الأداء. 

يعكس كل مستوى مقايضات في السرعة والتوافق ومواءمة النظام البيئي. ومع نضوج هذا المجال، ستشكل هذه الابتكارات مستقبل توسيع نطاق الإيثيريوم وتعيد تعريف ما هو ممكن للشبكات اللامركزية.