الدليل الكامل حول ترقية Ethereum Dencun وتقنية Proto-Danksharding

مقدمة حول ترقيات شبكة Ethereum

منذ انطلاقها، خضعت Ethereum لعدة ترقيات شبكية استهدفت معالجة تحديات القابلية للتوسع والكفاءة والأمان. عادةً ما تُنفذ هذه الترقيات عبر انقسامات صلبة وتركز على عناصر محددة من بنية البلوكشين. تمثل ترقية Cancun-Deneb، المعروفة باسم Dencun، علامة فارقة في تطور ثاني أكبر بلوكشين في العالم من حيث القيمة السوقية.

شكلت ترقية Dencun تحولاً محورياً في شبكة Ethereum، حيث رفعت بشكل ملحوظ من حجم المعاملات وخفضت التكاليف التشغيلية. انعكست هذه التحسينات بشكل خاص على منظومة حلول التوسع الطبقي الثانية، التي تعتمد على طبقة Ethereum الأساسية لضمان الأمان وتوافر البيانات. تؤكد هذه الترقية الشاملة التزام Ethereum بحل معضلة البلوكشين الثلاثية بين القابلية للتوسع والأمان واللامركزية، مع الحفاظ على ريادتها كمنصة للتطبيقات اللامركزية.

ما هي ترقية Cancun-Deneb على Ethereum؟

ترقية Cancun-Deneb على Ethereum، أو Dencun، هي تعزيز كبير لبنية البلوكشين يركز بالأساس على تحسين القابلية للتوسع عبر تطبيق Proto-Danksharding. تضم هذه الترقية مكونين منفصلين: Cancun وDeneb، يستهدف كل منهما طبقة مختلفة من بنية Ethereum، مما يعزز الكفاءة ومستوى الأمان.

رفع مكون Cancun طبقة التنفيذ، المسؤولة عن تشغيل المعاملات والعقود الذكية، بينما تناول مكون Deneb تحسينات طبقة الإجماع، التي تدير تنسيق المدققين وإتمام الكتل. يحقق هذا النهج الشامل تحسينات متوازنة في جميع أجزاء بنية Ethereum.

إلى جانب Proto-danksharding، دمجت ترقية Cancun-Deneb عدة مقترحات تحسين رئيسية (EIPs)، صُممت كل واحدة منها لتحسين جانب معين من وظائف الشبكة. وركزت Dencun بالدرجة الأولى على تطوير طبقة التنفيذ، ممهدة الطريق لتطبيق التجزئة الكاملة للبيانات ضمن استراتيجية التطوير بعيدة المدى.

تمثل الترقية بداية "مرحلة The Surge" في خارطة طريق تطور Ethereum، وهي استراتيجية تهدف إلى رفع الأداء بشكل كبير وتحقيق انتشار واسع عبر حلول التجميع الطبقي، مع الحفاظ على جوهر اللامركزية.

اتُبع في تنفيذ Dencun نهج طرح تدريجي، جُرب أولاً على شبكة Goerli التجريبية في 17 يناير 2024، ثم على شبكة Sepolia في 31 يناير 2024، قبل إطلاقه على الشبكة الرئيسية في 13 مارس 2024. أتاح هذا الأسلوب للمطورين معالجة أي مشكلات محتملة قبل التفعيل الكامل.

شرح مقترحات تحسين Ethereum (EIPs) في ترقية Dencun

تشكل مقترحات تحسين Ethereum (EIPs) مجموعة من التحديثات المقترحة ضمن إطار تطوير الشبكة الأوسع. وتركز هذه المقترحات على تعزيز قابلية التوسع، ورفع الكفاءة التشغيلية، وتحسين الأمان. شملت ترقية Dencun العديد من EIPs، تعالج كل واحدة منها تحديات تقنية معينة.

EIP-1153 يهدف إلى تحسين تخزين البيانات في منظومة Ethereum بإضافة تعليمتين جديدتين (opcodes) ضمن آلة Ethereum الافتراضية، لتقليل رسوم الغاز. تسمح هذه التعليمات بالتخزين المؤقت الذي يُحذف تلقائياً في نهاية كل معاملة، ما يخفف العبء الدائم على تخزين الشبكة.

EIP-4788 يوفر إمكانية وصول طبقة التنفيذ إلى بيانات Beacon Chain من خلال تخزين جذور كتلها في عقد ذكي. يعزز هذا الربط بين طبقتي الإجماع والتنفيذ، ويرفع من أمان وفعالية التطبيقات التي تحتاج للتحقق من بيانات طبقة الإجماع.

EIP-4844 يطبق تقنية Proto-danksharding، مقدماً وحدات بيانات مؤقتة (blobs) مخصصة لحلول التجميع الطبقي. يتيح هذا ابتكار معاملات أقل تكلفة للطبقة الثانية عبر توفير طبقة بيانات منفصلة عن بيانات calldata التقليدية.

EIP-5656 يضيف تعليمة MCOPY إلى آلة Ethereum الافتراضية، مبسطاً عمليات نسخ الذاكرة وخافضاً التكاليف، ما يحسن أداء العقود الذكية التي تعتمد على معالجة الذاكرة.

EIP-6780 يحدّث تعليمة SELFDESTRUCT ليقيد الشروط التي يمكن بموجبها إنهاء العقود الذكية، معززاً حماية بيانات المستخدم والأموال ضد هجمات استغلت السلوك السابق لهذه التعليمة.

EIP-7044 يرفع القيود الزمنية عن فترة صلاحية رسائل الخروج الطوعي للمدققين، مانحاً مرونة أكبر للراغبين في مغادرة الشبكة.

EIP-7045 يوسع نافذة الوقت المتاحة لتضمين إثبات المشاركة ضمن كتل Beacon Chain، ما يعزز مرونة الشبكة تجاه مشاكل الاتصال المؤقتة.

EIP-7514 يحدد سقفاً لعدد المدققين الذين يمكن تفعيلهم في كل حقبة، لمنع التضخم السريع الذي قد يضغط على موارد الشبكة.

EIP-7516 يقدم تعليمة BLOBBASEFEE التي تعرض رسوم الأساس الحالية لوحدة البيانات في الكتلة المنفذة، لتسمح للعقود الذكية بقراءة تسعير البيانات وتطوير استراتيجيات رسوم متقدمة.

ما هو EIP-4844 وتقنية Proto-Danksharding؟

يُعد EIP-4844، أو Proto-danksharding، من أهم EIPs في ترقية Cancun-Deneb. يتيح هذا المقترح لمستخدمي Ethereum الاستفادة من رسوم معاملات أقل بكثير في الطبقة الثانية عبر تطبيق شكل أولي من التجزئة.

شهدت شبكة Ethereum العديد من الترقيات الهادفة لتعظيم قدرتها على استيعاب الطلب المتزايد. وركز المطورون على معالجة مشكلتي ارتفاع رسوم الغاز ومحدودية المعاملات، واللتين أعاقتا قابلية الشبكة للتوسع والتبني الجماهيري.

هنا تظهر أهمية التجزئة (sharding)، وهي تقنية تقسيم قواعد البيانات الكبيرة إلى أجزاء أصغر لمعالجة مجموعات بيانات محددة بكفاءة، ما يرفع الأداء العام. لكن تطبيق التجزئة الكاملة كما كان مخططاً تطلّب وقتاً وجهوداً تقنية معقدة، فظهرت Proto-danksharding كحل وسيط عملي.

خفض التعديل المقترح على الشبكة رسوم المعاملات ورفع الاستيعاب عبر نوع جديد من المعاملات يحمل وحدات بيانات (blobs). وتعمل Proto-danksharding كنسخة أولية مؤقتة من التجزئة الشاملة (danksharding) حتى يتم تطبيقها مستقبلاً.

كل من danksharding وproto-danksharding عنصران جوهريان في خارطة تطوير طبقة الإجماع، ويمثلان جزءاً من مهمة رفع كفاءة الشبكة وقابليتها للتوسع.

Danksharding هو شكل شامل من التجزئة سيُطبق لاحقاً، يركز على تعزيز توافر البيانات وإدارتها من خلال تطوير آلية معالجة وتخزين بيانات المعاملات. ويقدم فكرة سوق الرسوم الموحدة (merged fee market) لتبسيط اقتصاديات توافر البيانات.

ولتحقيق Proto-danksharding كخطوة انتقالية، قدم المطورون نوعاً جديداً من المعاملات يحمل وحدات بيانات بشكل منفصل. يسمح EIP-4844 بإرفاق وحدات بيانات مؤقتة إلى كتل المعاملات، مخصصاً مساحة منفصلة لبيانات التجميع الطبقي. ويتوقع عند التطبيق الكامل لـ danksharding أن ترتفع قدرة Ethereum إلى نحو 100,000 معاملة في الثانية.

يشكل هذا التطبيق الأساس لتطبيق التجزئة الكاملة للبيانات في استراتيجية التطوير طويلة الأمد. وتعني التجزئة تقسيم قاعدة بيانات البلوكشين إلى وحدات متوازية تسمى shards، بهدف رفع الكفاءة والطاقة الاستيعابية. مع ترقية Cancun، يأخذ هذا المفهوم شكله العملي عبر proto-danksharding.

أهمية تقنية Proto-Danksharding

كما تم توضيحه، تشكل proto-danksharding نقلة نوعية في رفع الكفاءة التشغيلية، وتحسين إدارة البيانات، وخفض تكاليف المعاملات في منظومة Ethereum. عالجت هذه التقنية عدداً من القيود الأساسية التي أعاقت تطور الشبكة.

تطرح Proto-danksharding حلاً عملياً لمعضلة البلوكشين الثلاثية—التوازن بين الأمان، واللامركزية، وقابلية التوسع. لطالما أعاقت هذه الأولويات قدرة Ethereum على العمل بكفاءة وتكلفة أقل مع الحفاظ على مبادئها، لكن مع طبقة بيانات أكثر كفاءة، تسهم proto-danksharding في تخفيف هذا التوتر.

تعد Proto-danksharding عنصراً مركزياً في ترقية طبقة الإجماع، وترفع كفاءة وقابلية توسع الشبكة. تقدم آلية تخزين مؤقت عبر وحدات البيانات، ما يسمح للمستخدمين بإرفاق كميات بيانات كبيرة إلى كتل المعاملات بتكلفة أقل بكثير من تخزين calldata التقليدي.

كذلك تُحذف بيانات blobs تلقائياً بعد فترة محددة (عادة بضعة أسابيع)، ما يوفر مساحة تخزين ويقلل كلفة التخزين الطويل الأجل. ونتيجة لذلك، يمكن لحلول التجميع الطبقي تحقيق حجم معاملات أكبر بكلفة مناسبة، إذ يمكنها إرسال بيانات مضغوطة إلى وحدات البيانات بدلاً من calldata الأعلى تكلفة.

كمكون رئيسي من EIP-4844، تمثل Proto-danksharding محوراً في مستقبل توسع Ethereum. وأصبح نجاح تطبيقها رسمياً جزءاً من بروتوكول الشبكة عبر ترقية Cancun، ما يمثل محطة هامة في تطور الشبكة نحو طبقة تسوية عالمية قابلة للتوسع.

مزايا وعيوب ترقية Cancun

مزايا ترقية Cancun على Ethereum

توفر ترقية Cancun العديد من الفوائد لمستخدمي Ethereum ولمطوري المنصة. ومن أبرز هذه المزايا:

تعزيز الأمان: تقدم الترقية تجربة أكثر أماناً ومرونة للمستخدمين، عبر تحسين معالجة المعاملات وحماية بياناتهم. وتقلل تعديلات التعليمات مثل SELFDESTRUCT من نقاط الضعف وتحسن أمان العقود الذكية.

تسهيل التواصل بين الشبكات: تتيح الترقية تفاعلات أكثر سهولة وموثوقية بين شبكات البلوكشين المختلفة. ومن خلال كشف بيانات Beacon Chain لطبقة التنفيذ، تدعم الترقية حلول الطبقة الثانية وتحسن جسور الربط بين الشبكات.

رفع قابلية التوسع: تعالج التعديلات قيود القابلية للتوسع التي عانت منها الشبكة طويلاً، فترفع عدد المعاملات الممكن تنفيذها في الثانية. ومع proto-danksharding، تزداد سرعة المعالجة الفعلية بشكل ملحوظ عند احتساب الطبقة الثانية.

تحسين توافر البيانات والتخزين: تعمل الترقية على تحسين تخزين البيانات وخفض الرسوم، وتقدم معاملات blobs طبقة بيانات متخصصة وأكثر توفيراً، مصممة لبيانات التجميع الطبقي.

خفض التكاليف التشغيلية: تحقق الترقية خفضاً ملحوظاً في رسوم الغاز عبر معاملات تحمل وحدات بيانات، مع استفادة مستخدمي الطبقة الثانية بشكل خاص، حيث تنخفض الرسوم بأكثر من %90 مقارنة بما قبل Dencun.

زيادة سرعة المعاملات: تتيح التحسينات معالجة أسرع للمعاملات وزيادة حجم الحركة على الشبكة دون ازدحام.

دعم الابتكارات التقنية: تمهد Dencun أرضية متينة لتطورات تقنية مستقبلية، ما يعزز تنافسية Ethereum في قطاع البلوكشين ويبرز قدرتها على تطبيق ترقيات معقدة.

مخاطر ترقية Cancun على Ethereum

وكما الحال مع الترقيات الكبرى السابقة، حملت Dencun بعض المخاطر التي استدعت تخطيطاً دقيقاً. من أبرز التحديات:

التأثير على العقود الذكية الحالية: قد تؤدي الميزات الجديدة كتقنيات تخزين البيانات وتعديلات التعليمات إلى مشكلات توافق مع العقود الذكية الحالية. وكان من الضروري تدقيق العقود لضمان استمرار عملها، خاصة تلك المعتمدة على سلوك SELFDESTRUCT.

تحديات التكامل: رغم استهداف الترقية لتحسين تخزين البيانات وإدخال أنواع معاملات جديدة، إلا أن انتقال التطبيقات والبنية التحتية القائمة تطلب تخطيطاً دقيقاً. كان على حلول الطبقة الثانية دعم معاملات blobs، وعلى مشغلي العقد تحديث برامجهم، ما استلزم تحضيراً ومشاركة معلومات جيدة قبل التنفيذ لتفادي تعطل العمليات.

ترقية Dencun على Ethereum وتأثيرها

أثرت ترقية Dencun بشكل عميق في منظومة Ethereum، إذ انعكست آثارها على الجوانب الاقتصادية ونموذج الأمان. خفضت الترقية بشكل كبير الرسوم التي تدفعها حلول الطبقة الثانية لقاء توافر البيانات، ما يؤثر على ميزانية أمان الشبكة، حيث كان جزء كبير من رسوم المدققين يأتي من أنشطة التجميع الطبقي.

يعتمد النموذج الاقتصادي لـ Ethereum على أن زيادة النشاط تؤدي إلى حرق مزيد من ETH عبر آلية رسوم الأساس. كل معاملة تحرق جزءاً من الرسوم (الرسوم الأساسية)، ومع ارتفاع النشاط، يصبح ETH عملة انكماشية، أي يُحرق أكثر مما يُصدر للمدققين. خفض رسوم الطبقة الثانية يقلل هذا الضغط الانكماشي.

انخفضت تكلفة تشغيل حلول الطبقة الثانية بعد Dencun، كما انخفضت إيرادات مشغليها من المستخدمين. لفهم ذلك، يجب معرفة أن حلول الطبقة الثانية تدفع رسوماً لنشر بياناتها على الطبقة الأساسية. يجمع مشغلو الطبقة الثانية رسوماً من المستخدمين مقابل معالجة المعاملات، ويدفعون رسوماً لـ Ethereum لنشر حِزم البيانات على الطبقة الأساسية. خفضت Dencun تكلفة ذلك بشكل كبير عبر معاملات blobs.

ورغم انخفاض الإيرادات والنفقات، ارتفعت هوامش أرباح مشغلي الطبقة الثانية. فعلى سبيل المثال، إذا كانت تكلفة إنتاج منتج $80 وبيعه بـ $100 (هامش $20)، وعند خفض التكلفة إلى $50، يرتفع الهامش إلى $50 (أي %150 زيادة). حتى لو لم يرتفع الدخل لكل وحدة (أو انخفض عند نقل التوفير للعملاء)، يرتفع هامش الربح.

في الأعمال، يشير الهامش إلى الفرق بين تكلفة الإنتاج وسعر البيع. في الطبقة الثانية، المنتج هو خدمة معالجة المعاملات، والنفقات تشمل تكلفة نشر البيانات والإثباتات. خفضت Dencun هذه النفقات، مما سمح بخفض الرسوم للمستخدمين مع زيادة هامش الربح وجعل عمليات التجميع الطبقي أكثر استدامة اقتصادياً.

هل تعزز ترقية Dencun منظومة Ethereum؟

تعالج ترقية Cancun-Deneb تحديات القابلية للتوسع والكفاءة والأمان بشكل شامل، مع تركيز كبير على تقليل رسوم المعاملات وزيادة قدرة المعالجة. ساهمت الترقية في تعزيز بعض الجوانب الرئيسية للمنظومة وأرست الأساس لاستراتيجية التطوير المستقبلية، خصوصاً فيما يتعلق بحلول التجميع الطبقي.

لكن أدت الترقية أيضاً إلى إعادة توزيع القيمة الاقتصادية، حيث تتجه الرسوم والمستخدمون بشكل متزايد إلى حلول الطبقة الثانية بدلاً من الطبقة الأساسية. يزيد هذا من ربحية وجاذبية الطبقة الثانية، لكنه قد يقلل ميزانية أمان Ethereum مع انخفاض الرسوم المحروقة والمدفوعة للمدققين. وهو توازن ما بين قابلية التوسع في الطبقة الثانية واقتصاديات الطبقة الأساسية.

من المؤكد أن Dencun ستعزز ريادة Ethereum في ابتكارات البلوكشين، وتؤكد مكانتها كبنية تحتية أساسية للتطبيقات اللامركزية. ويبرز نجاح proto-danksharding التزام Ethereum بحل تحديات التوسع. إلا أن المدى الطويل قد يشهد تصاعد هيمنة حلول الطبقة الثانية، ما قد يعيد رسم العلاقة بين الطبقة الأساسية وحلول التوسع، بحيث تصبح الطبقة الأساسية طبقة تسوية وتوافر بيانات بالدرجة الأولى.

الأسئلة الشائعة

ما هي ترقية Cancun-Deneb؟ ولماذا تحتاجها Ethereum؟

Cancun-Deneb ترقية مزدوجة لـ Ethereum تعزز القابلية للتوسع والإجماع. تعمل Cancun على تحسين طبقة التنفيذ وخفض رسوم المعاملات، بينما تركز Deneb على تعزيز طبقة الإجماع. معًا، ترفعان سرعة المعاملات وكفاءة الشبكة.

ما أهم التحسينات والميزات الجديدة في ترقية Cancun-Deneb؟

قدمت الترقية المقترح EIP-4844 مع معاملات وحدات البيانات (shard blob)، مما خفض رسوم معاملات الطبقة الثانية بأكثر من عشرة أضعاف. حسّنت الترقية قابلية التوسع وتوافر البيانات على Ethereum، ورفعت سرعة المعاملات وخفضت التكاليف للمستخدمين والتطبيقات.

كيف تخفض EIP-4844 (Proto-Danksharding) في ترقية Cancun-Deneb رسوم الغاز؟

تقلل EIP-4844 رسوم الغاز عبر إدخال معاملات وحدات البيانات (Blob) التي تعتبر أكثر توفيراً ولا يمكن الوصول إليها من EVM. وتطبق سوق رسوم متعددة الأبعاد وفق EIP-1559، وترفع عرض النطاق إلى 1 ميغابايت لكل فترة، ما يقلل الازدحام ويخفض تكاليف المعاملات لحلول الطبقة الثانية.

ما هو أثر هذه الترقية على حلول التوسع الطبقي الثانية في Ethereum؟

تقدم ترقية Cancun-Deneb تقنية Proto-Danksharding (EIP-4844)، التي تقلل بشكل كبير تكاليف توافر البيانات للطبقة الثانية. يؤدي ذلك إلى خفض كبير في رسوم المعاملات على التجميعات الطبقية مثل Arbitrum وOptimism، ما يجعلها أكثر كفاءة واقتصادية للمستخدمين.

متى أُطلقت ترقية Cancun-Deneb؟ وما الاستعدادات المطلوبة للمستخدمين العاديين؟

أُطلقت ترقية Cancun-Deneb في 13 مارس 2024. لا يحتاج المستخدمون العاديون إلى استعدادات خاصة، فقط يجب التأكد من تحديث المحافظ والتطبيقات إلى الإصدار الأحدث.

ما الفرق بين ترقية Cancun-Deneb والترقية السابقة Shapella؟

تركز Cancun-Deneb على التوسع الطبقي الثاني، فترفع سرعة المعاملات من 10 إلى 100 ضعف وتخفض الرسوم. بينما ركزت Shapella على تطوير عمليات التخزين وتحسين الشبكة. Cancun تركز على كفاءة المعاملات، وShapella على تحسين أداء الشبكة.

ما التغيرات التي ستطرأ على سرعة وتكاليف معاملات Ethereum بعد الترقية؟

رفعت ترقية Cancun-Deneb قابلية التوسع بشكل ملحوظ، فزادت سرعة المعاملات وخفضت رسوم الغاز، ما جعل المعاملات أكثر سهولة وملاءمة لجميع المستخدمين.