ما هو التقاسم؟

مع استمرار الجدل حول التوسع في العملات المشفرة ، كانت بعض الحلول المحتملة قيد التطوير بالفعل لبعض الوقت الآن.

على وجه التحديد ، في حالة Ethereum ، حيث يتم التركيز بشكل كبير على اللامركزية والأمن على حساب قابلية التوسع ، يُنظر إلى تطبيق التجزئة جنبًا إلى جنب مع تنفيذ إجماع إثبات الحصة على أنه الآلية المطلوبة بشدة والتي يمكن للشبكة من خلالها التوسع إلى مستويات عملية للتطبيقات مع الاحتفاظ باللامركزية والأمان.

تعد المشاركة موضوعًا معقدًا ، لا سيما عند تطبيقها على شبكة لا مركزية من نظير إلى نظير مثل Ethereum حيث يتم تحديث الحالة العالمية للشبكة باستمرار.

إذن ما المقصود بالضبط بالتقسيم وكيف يمكن أن تساعد شبكات blockchain على التوسع?

خلفية الحوسبة الموزعة والتجزئة

تعد المشاركة في الواقع أقدم بكثير من تقنية blockchain وقد تم تنفيذها في مجموعة متنوعة من الأنظمة بدءًا من تحسينات قاعدة بيانات الأعمال وحتى قاعدة بيانات Spanner العالمية من Google.

  • بشكل أساسي ، تعد التجزئة طريقة خاصة لتقسيم البيانات أفقيًا داخل قاعدة البيانات.
  • بشكل عام ، يتم تقسيم قاعدة البيانات إلى أجزاء صغيرة تسمى “الأجزاء” ، والتي عند تجميعها معًا تشكل قاعدة البيانات الأصلية.
  • في شبكات blockchain الموزعة ، تتكون الشبكة من سلسلة من العقد المتصلة بتنسيق نظير إلى نظير ، بدون سلطة مركزية.
  • كما هو الحال مع أنظمة blockchain الحالية ، تخزن كل عقدة جميع حالات الشبكة وتعالج جميع المعاملات.
  • في حين أن هذا يوفر مستوى عالٍ من الأمان من خلال اللامركزية ، خاصة في أنظمة إثبات العمل مثل Bitcoin و Ethereum ، إلا أنه يؤدي إلى مشاكل التوسع المشروعة.

تقاسم إيثريوم

باستخدام Ethereum كمثال ، تخزن العقدة الكاملة في شبكة Ethereum الحالة الكاملة لـ blockchain ، بما في ذلك أرصدة الحسابات والتخزين ورمز العقد.

لسوء الحظ ، مع زيادة حجم الشبكة بوتيرة أسية ، يزيد الإجماع خطيًا فقط. يرجع هذا القيد إلى الاتصال المطلوب بين العقد اللازمة للتوصل إلى توافق في الآراء.

لا تتمتع العقد في الشبكة بامتيازات خاصة وكل عقدة في الشبكة تخزن وتعالج كل معاملة. نتيجة لذلك ، في شبكة بحجم شبكة Ethereum ، تصبح مشكلات مثل ارتفاع تكاليف الغاز وأوقات تأكيد المعاملات الأطول مشكلات ملحوظة عندما تكون الشبكة متوترة. الشبكة هي فقط بنفس سرعة العقد الفردية بدلاً من مجموع أجزائها.

تساعد المشاركة على التخفيف من حدة هذه المشكلات من خلال توفير حل مثير للاهتمام ومعقد. يتضمن المفهوم تجميع مجموعات فرعية من العقد في أجزاء والتي بدورها تعالج المعاملات الخاصة بتلك القطعة. يسمح للنظام بمعالجة العديد من المعاملات بالتوازي ، وبالتالي زيادة الإنتاجية بشكل كبير.

أبسط طريقة لصياغة الأمر هي تخيل تقسيم الولايات المتحدة إلى دول.

في حين أن كل ولاية (جزء في هذه الحالة) هي جزء من أكبر الولايات المتحدة (شبكة Ethereum) ، فإن لديهم قواعدهم وحدودهم ومجموعاتهم الفرعية الخاصة بهم. ومع ذلك ، فهم يتشاركون في لغة وثقافة عالمية كجزء من شبكتهم الأكبر التي تشكل الدولة.

أو حتى أفضل من كلمات فيتاليك بوتيرين:

 “تخيل أن Ethereum قد تم تقسيمها إلى آلاف الجزر. يمكن لكل جزيرة أن تفعل ما تريده. تتمتع كل جزيرة بميزاتها الفريدة وكل شخص ينتمي إلى تلك الجزيرة ، أي الحسابات ، يمكنهم التفاعل مع بعضهم البعض ويمكنهم الاستمتاع بكل ميزاتها بحرية. إذا كانوا يريدون الاتصال بجزر أخرى ، فسيتعين عليهم استخدام نوع من البروتوكول “.

كما ترى ، فإن مفهوم تجزئة الشبكة إلى أجزاء أكثر كفاءة يسمح للشبكة بالعمل كمجموع لأجزائها ، بدلاً من أن تكون محدودة بسرعة كل عقدة فردية.

كيف تعمل المشاركة في Blockchains?

سنستمر في استخدام Ethereum كمثال في هذا لأنها محاولات التجزئة الأكثر شهرة وشاقة في ساحة blockchain ، حيث يقوم مطورو Ethereum بتنفيذ ما يعرف باسم “State Sharding”.

تُعرف الحالة الحالية لـ Ethereum blockchain باسم “الحالة العالمية” وهي ما يمكن للجميع رؤيته عندما ينظرون إلى blockchain في حالة معينة.

يتمثل الجزء الصعب في تنفيذ التجزئة في Ethereum في أنه من خلال تقسيم العقد إلى مجموعات فرعية أصغر ، يجب أن تكون هذه المجموعات الفرعية قادرة على معالجة مجموعات محددة من المعاملات مع تحديث حالة الشبكة في نفس الوقت ، وكل ذلك مع ضمان صحتها.

من المفترض أن يتم تنفيذ التقاسم في Ethereum في طرح مرحلتين ، أكثر من المرجح بعد تطبيق إثبات الحصة في الشبكة. المرحلة الأولى ستكون طبقة البيانات التي تتكون من الإجماع على البيانات الموجودة في الأجزاء. المرحلة الثانية هي طبقة الدولة. كل هذا مائع للغاية ، لذا يوجد أدناه تحليل عام لكيفية عمله.

يقسم Ethereum الشبكة إلى أجزاء محددة. يتم تعيين مجموعة معينة من المعاملات لكل جزء من الحركات التي يتم تحديدها من خلال تجميع حسابات محددة (بما في ذلك العقود الذكية) في جزء. تحتوي كل مجموعة معاملات على رأس وهيكل يتكون مما يلي.

رأس

  • معرّف الجزء الخاص بمجموعة المعاملات
  • تعيين المدققين من خلال أخذ العينات العشوائية (التحقق من المعاملات في الجزء)
  • جذر الحالة (حالة جذر Merkle للجزء قبل وبعد المعاملات المضافة)

الجسم

  • جميع المعاملات التي تنتمي إلى مجموعة المعاملات التي تشكل جزءًا من الجزء المحدد.

المعاملات خاصة بكل جزء وتحدث بين الحسابات الأصلية لذلك الجزء.

عندما يتم التحقق من المعاملات ، يتم تحديث حالة الشبكة وأرصدة الحسابات والتخزين وما إلى ذلك. من أجل التحقق من صحة مجموعة المعاملات ، يجب أن يتطابق جذر الحالة المسبقة لمجموعة المعاملات مع جذر الجزء في الحالة العامة. إذا كانت متطابقة ، يتم التحقق من مجموعة المعاملات ويتم تحديث الحالة العامة من خلال جذر حالة معرف الجزء المحدد.

بدلاً من احتواء جذر الحالة فقط ، تحتوي كل كتلة من blockchain Ethereum الآن على كل من جذر الحالة وجذر مجموعة المعاملات. جذر مجموعة المعاملات هو جذر Merkle لجميع مجموعات المعاملات من الأجزاء المحددة لتلك الكتلة من المعاملات.

في الأساس ، هناك جذر مرعب لجميع الأجزاء المختلفة التي تحتوي على مجموعات المعاملات المحدثة والتي تم التحقق منها. يتم تخزين هذا الجذر في blockchain مع جذر الحالة المحدث.

يعد استخدام مفاهيم شجرة Merkle في هذا الهيكل أمرًا حيويًا لضمان صلاحية blockchain. يمكن أن يساعدك فهم كيفية عمل شجرة Merkle وتحديدًا جذر Merkle على فهم هذه المفاهيم بسهولة أكبر.

ما هي شجرة ميركل

قراءة: ما هي شجرة ميركل ?

يتم التوصل إلى إجماع داخل جزء من خلال إجماع إثبات الحصة للعقد المختارة عشوائيًا والتي يتم تطبيقها على جزء من أجل جولة إجماع محددة.

هذا لا يوفر فقط نهائية للإجماع ، وهو أمر ضروري داخل القطع ، ولكنه يوفر أيضًا دفاعًا خاصًا للهجوم الذي سيكون دليل blockchain لإثبات العمل عرضة له في هذه الحالة.

يتم تقليل قوة التجزئة المطلوبة لتجاوز جزء معين في شبكة مجزأة في PoW بشكل كبير ، وتكون قدرة الفاعل الضار على الاستيلاء على جزء من خلال القوة الحسابية ممكنة.

من خلال هذا ، يمكن للممثل السيئ مهاجمة الأجزاء الأخرى من خلال بروتوكول الاتصال الذي يعد أحد أكثر الميزات تعقيدًا وهامة في بنية التجزئة. تمكن اختيار أخذ العينات العشوائي من أدوات التحقق داخل جزء من خنق هذا النوع من الهجوم نظرًا لأن الفاعل السيئ لن يعرف الجزء الذي يتم وضعه فيه قبل وضعه فيه بالفعل.

علاوة على ذلك ، سيتم استخدام أخذ العينات العشوائية لاختيار المدققين الذين يقومون بالفعل بالتحقق من صحة مجموعة التحقق العشوائية.

يعد بروتوكول الاتصال أمرًا حيويًا لعمل بنية التجزئة بشكل صحيح في النظام. يمكنك التفكير في بروتوكول الاتصال باعتباره لغة عالمية متسقة بين الولايات كجزء من الولايات المتحدة الأكبر.

ومع ذلك ، فإن تصميم هذا البروتوكول يمثل تحديًا كبيرًا ويحتاج إلى تنفيذه بحيث يتم استخدامه فقط عند الضرورة. يصبح ضروريًا عندما تتطلب عقدة معينة معلومات غير مخزنة في الجزء الخاص بها وتحتاج إلى العثور على الجزء الذي يحتوي على المعلومات المطلوبة. يُعرف هذا الاتصال بالاتصال عبر الأجزاء.

يتم تحقيق الاتصال عبر الأجزاء من خلال تطبيق مفهوم إيصالات المعاملات. يتم تخزين إيصال المعاملة في جذر Merkle يمكن التحقق منه بسهولة ولكن هذا ليس جزءًا من جذر الحالة.

يتحقق الجزء الذي يتلقى معاملة من جزء آخر من جذر Merkle للتأكد من عدم إنفاق الإيصال. بشكل أساسي ، يتم تخزين الإيصالات في ذاكرة مشتركة يمكن التحقق منها بواسطة شظايا أخرى ، ولكن لا يتم تغييرها. لذلك ، من خلال التخزين الموزع للإيصالات ، تكون القطع قادرة على التواصل مع بعضها البعض.

تجزئة المضي قدما

من المتوقع أن يتم تنفيذ التقاسم في Ethereum بعد ترقية Casper PoS. في الآونة الأخيرة هناك كانت بعض التطورات بخصوص Ethereum 2.0 والتي تتضمن تنفيذ كل من Casper و Sharding.

تم تنفيذ التجزئة أيضًا في عدد قليل من المنصات الأخرى ، وأبرزها Zilliqa. ومع ذلك ، لا تطبق Zilliqa تجزئة الحالة في الوقت الحالي وتركز بدلاً من ذلك على توفير blockchain عالي الإنتاجية من خلال الاستفادة من المعاملات والتجزئة الحسابية.

زليقةاقرأ دليلنا إلى Zilliqa

خاتمة

تقدم Sharding بعض الحلول الواعدة للفيل في غرفة منصات blockchain في الوقت الحالي ، قابلية التوسع.

بينما تكون شبكة Lightning الخاصة بـ Bitcoin في مرحلة الاختبار وقد أظهرت بعض التقدم الواعد جدًا حتى الآن ، فإن حل Ethereum يجلب معه بعض التحديات الفريدة لأنه مرتبط كجهاز كمبيوتر عالمي يكتمل Turing.

ستعمل المشاركة مباشرة على مستوى البروتوكول فقط ، لذلك بالنسبة للمستخدم النهائي أو مطور dapp ، قد لا يكون من الضروري بالضرورة معرفة المزيد.

بغض النظر ، فإن محاولة Ethereum لتقسيم الدولة لشبكة لامركزية واسعة هي مسعى مثير للإعجاب وستكون إنجازًا هائلاً إذا تم تنفيذها بنجاح.

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me