چشم‌انداز ۲۰۳۰ ویتالیک بوترین برای اتریوم: حرکت به سوی اثبات‌های رمزنگاری و چالش‌های تأیید

مقاله ۲۷ سپتامبر ویتالیک بوترین، چشم‌اندازی را توصیف می‌کند که در آن اتریوم از سیستمی که هر تأییدکننده بخش بزرگی از کار را تکرار می‌کند، به سیستمی تبدیل می‌شود که در آن داده‌ها قابل نمونه‌برداری بوده و اجرا با اثبات‌های فشرده قابل بررسی است. بخشی از این طرح به نام PeerDAS، پیش از این عرضه شده است. اما تغییر بزرگتر در بخش اجرا، همچنان در دست توسعه قرار دارد. یک اثبات می‌تواند نشان دهد که یک محاسبه از قوانین مشخصی پیروی کرده است، اما کاربران همچنان به داده‌ها، راهی برای ارسال تراکنش‌ها و پروتکلی نیاز دارند که تصمیم بگیرد نتیجه نهایی کدام است.

سوال اصلی این است که چه کسی نتیجه را تأیید می‌کند؟ پاسخ دو بخش دارد. یک «اثبات‌کننده» (prover) اثبات رمزنگاری را تولید می‌کند؛ و یک «تأییدکننده» (verifier)، که می‌تواند هر نود اعتبارسنجی با نرم‌افزار مربوطه باشد، آن اثبات را با قوانین و ورودی‌های عمومی بررسی می‌کند. نقشه راه اتریوم برای یک zkEVM در لایه پایه می‌گوید که تأیید باید بسیار ارزان‌تر از اجرای مجدد هر تراکنش باشد. اما تصمیم‌گیری در مورد صحت یک اثبات، به تنهایی مشخص نمی‌کند که آیا داده‌های تراکنش در دسترس هستند یا اینکه آیا یک اپراتور می‌تواند تراکنش کاربر را نادیده بگیرد.

مقاله ۲۷ سپتامبر بوترین با عنوان «کامپیوتر جهانی رمزنگاری»، مقصد نهایی را ترکیبی از یک بلاکچین، حریم خصوصی و تأیید رمزنگاری، و اجزای غیرمتمرکز خارج از زنجیره توصیف می‌کند. او الگوی قدیمی دانلود و اجرای مجدد را با مدلی مقایسه می‌کند که در آن نودها داده‌ها را نمونه‌برداری کرده و اثبات‌ها را تأیید می‌کنند. این یک دیدگاه فنی شخصی است، نه یک مشخصات نهایی برای ارتقا که توسط تمام تیم‌های کلاینت اتریوم تصویب شده باشد.

تمایز بین آنچه وجود دارد و آنچه تصور می‌شود، مهم است. بر اساس به‌روزرسانی پروتکل بنیاد اتریوم در فوریه ۲۰۲۶، PeerDAS با آپگرید Fusaka در دسامبر ۲۰۲۵ عرضه شد. بنیاد می‌گوید که اعتبارسنج‌ها اکنون به جای دانلود تمام داده‌های blob، آن‌ها را نمونه‌برداری می‌کنند. اما تغییر در سطح شبکه برای تأیید اثبات‌های اجرای فشرده برای بلاک‌های لایه پایه، هنوز به عنوان یک ویژگی پیاده‌سازی‌شده توصیف نشده است.

PeerDAS: بررسی دسترسی به داده‌ها، نه صحت محاسبات

بخش پیاده‌سازی‌شده، PeerDAS یا نمونه‌برداری از در دسترس بودن داده‌ها به صورت همتا به همتا است. رول‌آپ‌ها داده‌های تراکنش را در فضای blob اتریوم قرار می‌دهند تا سایر شرکت‌کنندگان بتوانند اطلاعات کافی برای بازسازی وضعیت و نظارت بر اپراتور را بازیابی کنند. رویکرد قدیمی که هر نود را مجبور به دانلود هر blob می‌کرد، حجم زیاد داده‌ها را برای اعتبارسنج‌های معمولی پرهزینه می‌ساخت. نمونه‌برداری از نودها می‌خواهد که قطعات کوچکی را در برابر تعهدات رمزنگاری بررسی کنند، در حالی که شبکه به اندازه کافی قطعات کدگذاری‌شده را برای بازسازی توزیع می‌کند.

توضیحات اتریوم می‌گوید که داده‌های blob گسترش‌یافته به ۱۲۸ ستون تقسیم می‌شوند. یک نود معمولی حداقل به ۸ زیرشبکه ستون که به صورت تصادفی انتخاب شده‌اند، می‌پیوندد. این به معنای بررسی حدود یک شانزدهم داده‌های گسترش‌یافته است. کدگذاری افزونگی ایجاد می‌کند، بنابراین این مقدار تقریباً معادل یک هشتم حجم داده اصلی است. این اعداد به حجم کاری داده یک نود پیش‌فرض اشاره دارند، نه اینکه یک نود بتواند به تنهایی کل تاریخچه هر رول‌آپ را با یک هشتم هزینه نگهداری کند.

نمونه‌برداری یک تضمین احتمالی برای در دسترس بودن داده‌ها در سراسر نودهای شرکت‌کننده فراهم می‌کند، اما جایگزین اعتبارسنجی اجرا نمی‌شود. یک دسته تراکنش که کاملاً در دسترس است، می‌تواند حاوی یک تغییر وضعیت نامعتبر باشد. به همین ترتیب، یک اثبات معتبر در مورد تغییر وضعیت، اگر داده‌های مورد نیاز برای بازسازی وضعیت حساب در دسترس نباشند، کافی نخواهد بود.

اثبات‌کننده کار سنگین را انجام می‌دهد؛ نودهای مستقل آن را بررسی می‌کنند

در یک مدل اجرای مبتنی بر اثبات، هنوز کسی باید تراکنش‌ها را اجرا کرده و شواهدی در مورد نتیجه آن ایجاد کند. این طرف ممکن است از سخت‌افزار و نرم‌افزار تخصصی و گران‌قیمت استفاده کند. یک اثبات فشرده به تأییدکننده اجازه می‌دهد با هزینه بسیار کمتر بررسی کند که تغییر وضعیت ادعا شده، با برنامه و ورودی‌های متعهد شده تحت قوانین پروتکل مطابقت دارد. این بررسی ریاضی، تأییدکننده را از اعتماد کورکورانه به شرکت تولیدکننده اثبات بی‌نیاز می‌کند.

البته این موضوع شروطی دارد. تأییدکننده باید یک سیستم اثبات سالم با کلید تأیید صحیح، ورودی‌های عمومی و قوانین اجرایی توافق‌شده را اجرا کند. یک مدار معیوب می‌تواند یک گزاره اشتباه را به درستی اثبات کند. یک باگ در پیاده‌سازی کلاینت می‌تواند اثباتی را که باید رد شود، بپذیرد. در یک پروتکل زنده، پیاده‌سازی‌های مستقل و بازبینی، در کنار تولید سریع اثبات، اهمیت دارند.

صفحه نقشه راه zkEVM لایه ۱ اتریوم، آینده‌ای را توصیف می‌کند که در آن یک نود به جای تکرار هر تراکنش، اثبات اجرای بلاک را بررسی می‌کند. هدف اعلام‌شده، کاهش هزینه منابع برای تأیید است. این امر می‌تواند بررسی بلاک‌ها را برای افراد بیشتری آسان‌تر کند، به شرطی که تأیید اثبات روی سخت‌افزارهای قابل دسترس عملی باقی بماند. این به معنای آن نیست که هر خانوار می‌تواند یک اثبات بلاک تولید کند، و نه اینکه تولید اثبات به طور مساوی توزیع خواهد شد.

سه وعده متفاوت در کلمه «اثبات» نهفته است

یک کاربر را در نظر بگیرید که از طریق یک رول‌آپ پرداختی را ارسال می‌کند. تراکنش باید در یک دسته مرتب‌شده گنجانده شود. داده‌های این دسته باید تحت مدل انتخابی رول‌آپ در دسترس قرار گیرند. در نهایت، تغییر وضعیت حاصل باید از قوانین پیروی کند. ترتیب (Ordering)، در دسترس بودن (availability) و صحت (correctness) وعده‌های جداگانه‌ای هستند. اثبات صحت، به وعده آخر برای یک محاسبه مشخص می‌پردازد. PeerDAS به در دسترس بودن داده‌های blob اتریوم می‌پردازد. یک ترتیب‌دهنده (sequencer) یا مکانیزم ساخت بلاک بر اینکه کدام تراکنش‌ها و با چه ترتیبی گنجانده شوند، تأثیر می‌گذارد.

یک اثبات کاملاً معتبر می‌تواند تأیید کند که یک دسته طبق قوانین پردازش شده، حتی اگر اپراتور آن تراکنش یک مشتری خاص را حذف کرده باشد. اثبات به خودی خود دسترسی منصفانه را تضمین نمی‌کند. به همین دلیل است که مقاله بوترین در کنار رمزنگاری، درباره ساخت بلاک و توزیع داده در شبکه نیز صحبت می‌کند.

لایه پایه نمی‌تواند تمام ویژگی‌ها را از رول‌آپ‌های موجود به ارث ببرد

رول‌آپ‌های ZK در حال حاضر اثبات‌های اعتبار را تحت قراردادها و قوانین خود به اتریوم ارسال می‌کنند. این یک سابقه مفید برای اثبات محاسبات است، اما به این معنا نیست که لایه پایه اتریوم تمام اعتبارسنجی اجرا را به چنین اثبات‌هایی منتقل کرده است.

دامنه متفاوت است. یک رول‌آپ تغییر وضعیت خود را تحت ماشین مجازی و قرارداد خود اثبات می‌کند، در حالی که تأییدکننده لایه پایه اتریوم باید اجرای بلاک پروتکل را به روشی که تیم‌های کلاینت می‌پذیرند، بررسی کند. هماهنگی گسترده بین کلاینت‌ها و اعتبارسنج‌ها برای یک قانون در لایه پایه ضروری است. عبارت «کامپیوتر جهانی رمزنگاری» بوترین به عنوان یک جهت‌گیری معماری مفید است، نه وعده‌ای مبنی بر اینکه یک سرویس اثبات واحد، تمام اتریum را اجرا خواهد کرد.

یک پروتکل که نیاز به اجرای مجدد را کاهش می‌دهد، افراد را از انجام بررسی‌های اضافی منع نمی‌کند؛ بلکه فقط آنچه را که هر نود اعتبارسنجی معمولی برای اجماع باید انجام دهد، تغییر می‌دهد.