تقدم تكنولوجيا البلوكتشين والتحديات الجديدة

لقد حققت تقنية البلوكتشين تقدمًا ملحوظًا منذ نشأتها. ومع ظهور تطبيقات جديدة مثل الألعاب وNFT ، تستمر الصناعة في استكشاف طرق لتحسين كفاءة التقنية، خاصةً فيما يتعلق بالتعامل مع الأحمال العالية وتوفير تأخير في الوقت الحقيقي. تواجه البلوكتشين من المستوى الأول حاليًا تحديين رئيسيين: الأول هو الحاجة إلى تحقيق قدرة معالجة عالية مع الحفاظ على تأخير منخفض، والثاني هو ضمان استقرار بروتوكول الإجماع على المدى الطويل. أثناء معالجة هذه التحديات، من الضروري أيضًا الحفاظ على اللامركزية من خلال المشاركة الديناميكية وإعادة تكوين عقد التحقق.

إحدى الطرق لتحقيق معدل نقل مرتفع هي استخدام بروتوكولات الإجماع المستندة إلى DAG. تمكن هذه البروتوكولات البلوكتشين من معالجة عدد كبير من المعاملات في وقت واحد، مما يجعلها مثالية لتطبيقات مثل الألعاب وNFT. ومع ذلك، فإن البروتوكولات المستندة إلى DAG تؤدي عادةً إلى تأخيرات تصل إلى بضع ثوانٍ، وهو ما يمثل تكلفة زمنية مرتفعة للمعاملات العادية أو عمليات الألعاب.

من ناحية أخرى، تظهر بروتوكولات عدم الاتفاق إمكانيات هائلة في تقليل التأخير والتوسع. تلغي هذه البروتوكولات الحاجة إلى الاتفاق، مما يسمح بمعالجة المعاملات بسرعة دون الحاجة إلى ترتيب شامل للمعاملات المستقلة المعالجة بالتوازي. ومع ذلك، فهي محدودة بنوع واحد من عمليات البلوكشين البسيطة المقيدة، مما يحد من وظائف العقود الذكية التي يمكن تحقيقها، وقد يكون إعادة تكوين مجموعة من المدققين المتغيرة ديناميكيًا تحديًا.

على الرغم من أن هذه الطرق لديها إمكانيات، إلا أنها لم تُستخدم بعد في بلوكتشين على مستوى الإنتاج. يتم تقديمها بشكل أساسي في المؤتمرات الأكاديمية ولم يتم اعتمادها على نطاق واسع من قبل مجتمع البلوكتشين. بروتوكول جديد يجمع بين إجماع قائم على DAG وطرق بدون إجماع لتحقيق الأفضل من الجانبين: تأخير أقل من ثانية وسعة معالجة مستمرة لآلاف المعاملات في الثانية. هذا البروتوكول أكمل هذين المهمتين وحافظ على القدرة على التعبير عن عقود معقدة على كائنات مشتركة، وتوليد نقاط تفتيش، وإعادة تكوين مجموعة المدققين عبر الفترات.

طريقة فريدة للبروتوكول المبتكر

تتبع هذه البروتوكول الجديد نهجًا فريدًا يجمع بين الطريقتين المذكورتين أعلاه. لضمان أمان العمليات على الأصول المملوكة من قبل مالك واحد (العناصر المملوكة)، يعتمد النظام على بروتوكول بث متسق بين المُحققين، مما يؤدي إلى تأخير أقل من الإجماع. يعتمد هذا البروتوكول فقط على الإجماع لمعالجة العقود الذكية المعقدة التي تعمل على العناصر المشتركة، أي العناصر التي يمكن لأي مستخدم تغييرها. كما أنه يدعم عمليات صيانة الشبكة، مثل تعريف النقاط المرجعية وإعادة تكوين المحققين. عند معالجة المعاملات في بيئة بيزنطية مكررة، توفر هذه الاستراتيجية الجديدة طريقة لتحقيق كلا الجانبين.

عملية معالجة المعاملات

في هذه الاتفاقية الجديدة، يقوم المستخدمون الذين يمتلكون المفاتيح الخاصة بإنشاء وتوقيع المعاملات لتغيير الأشياء التي يمتلكونها، أو مزيج من الأشياء التي يمتلكونها والأشياء المشتركة. تُرسل المعاملات إلى كل عقدة تحقق، حيث تقوم عقدة التحقق بإجراء سلسلة من الفحوصات المتعلقة بالصلاحية والأمان، وتقوم بتوقيعها، ثم تعيد المعاملات الموقعة إلى العميل. يجمع العميل الاستجابات من الغالبية العظمى من عقد التحقق لتشكيل شهادة المعاملة، وفي هذه المرحلة يمكن اعتبار المعاملة غير قابلة للتراجع.

بعد اكتمال تجميع الشهادات، سيتم إرسالها إلى جميع عقد التحقق، حيث تتحقق عقد التحقق من صحتها وتؤكد للعميل استلامها. إذا كانت المعاملة تتعلق بأشياء حصرية، يمكن معالجة وتنفيذ شهادة المعاملة على الفور، دون الحاجة إلى انتظار محرك الإجماع. يتم إعادة توجيه جميع الشهادات إلى بروتوكول الإجماع القائم على DAG. الناتج النهائي للإجماع هو الترتيب الإجمالي للشهادات؛ تتحقق عقد التحقق من المعاملات التي تحتوي على أشياء مشتركة وتنفذها، ويمكن للعميل جمع استجابة غالبية عقد التحقق، وتجميعها في شهادة تأثير، واستخدامها كدليل لتسوية المعاملة. بعد ذلك، يتم تشكيل نقاط تفتيش لكل تقديم إجماع، والتي تُستخدم أيضًا لتحفيز بروتوكول إعادة التكوين.

ميزات مهمة أخرى

بالإضافة إلى عملية التداول الرئيسية، يوفر هذا البروتوكول العديد من المرافق لدعم البلوكتشين على مستوى الإنتاج:

1. تنفيذ بروتوكول النقاط المرجعية بعد الوصول إلى الحتمية النهائية، مما ينتج عنه التاريخ السببي لجميع المعاملات في النظام. يُستخدم ذلك لتدقيق كامل، وكذلك للحفاظ على تزامن العقد الكامل وعقد التحقق المتأخر بطريقة فعالة.

2. يدعم إعادة التكوين في نهاية كل فترة، حيث يمكن أن تتغير مجموعة المدققين وحقوق تصويتهم. لضمان تضمين جميع المعاملات النهائية في عصر واحد، يجب إغلاق كل عصر بعناية والتأكد من أن نهائيًا آمنًا.

3. في بروتوكولات عدم الاتفاق السابقة، عندما يقوم عميل به ثغرات بإعادة إنفاق الأصول، ستظل الأصول مقفلة إلى الأبد. البروتوكول الجديد يقوم بشكل آمن ب"فتح" الأصول المقفلة عن طريق الخطأ في نهاية الحقبة، مما يقلل من أضرار الأخطاء إلى الحد الأدنى.

يوفر هذا البروتوكول الجديد دعمًا للمستخدمين لإدارة القيمة الكبيرة في البلوكتشين. يقدم التقرير الفني الكامل مزيدًا من التفاصيل حول كيفية عمل بروتوكولات الأمان والنشاط، بالإضافة إلى إثبات الأمان الخاص بها مع المشاركين البيزنطيين المتزامنين جزئيًا في نموذج النظام الموزع القياسي.