پیشنهاد ویتالیک بوترین برای مدیریت رمزنگاری در اتریوم: معرفی EIP-8288
ویتالیک بوترین پیشنهاد می‌کند که اتریوم رمزنگاری‌های پیچیده را از طریق اثبات‌های تجمیع‌شده تأیید کند، نه با ارتقاهای مکرر پروتکل. EIP-8288 به دنبال ترکیب امضاهای رمزنگاری و اثبات‌های STARK قبل از تأیید کارآمد اعتبار جمعی آن‌ها توسط ولیدیتورهای اتریum است. این طرح می‌تواند از امضاهای کیف پول مقاوم در برابر کوانتوم پشتیبانی کند، اما هنوز یک پیش‌نویس است و به تأیید شبکه نیاز دارد.
ویتالیک بوترین، هم‌بنیان‌گذار اتریوم، در مجموعه‌ای از پست‌ها در شبکه اجتماعی X، استدلال کرده است که ماشین مجازی فعلی اتریوم و توابع رمزنگاری تخصصی آن برای پشتیبانی از هر سیستم امضا یا اثبات جدیدی مناسب نیستند. او در عوض از طرحی حمایت می‌کند که به کاربران اجازه می‌دهد اثبات‌ها را به صورت محلی تولید کرده و از طریق یک مکانیزم تجمیع ارسال کنند.
این پیشنهاد که با عنوان EIP-8288 شناخته می‌شود، به اتریوم اجازه می‌دهد تا صحت انجام عملیات رمزنگاری را بدون گنجاندن هر امضا یا اثبات اصلی در یک بلاک تأیید کند. این رویکرد بخشی از دیدگاه بوترین برای تبدیل اتریوم به یک «کامپیوتر جهانی رمزنگاری» است که در آن محاسبات قابل توجه می‌توانند خارج از بلاکچین انجام شوند، در حالی که نتایج آن‌ها قابل تأیید باقی بماند.
لازم به ذکر است که این مشخصات فنی همچنان یک پیش‌نویس است و برای استقرار در شبکه اصلی اتریوم تأییدیه دریافت نکرده است.
چرا بوترین به دنبال کاهش بار رمزنگاری در اتریوم است؟
تمرکز اصلی نظرات اخیر ویتالیک بوترین بر نحوه مدیریت عملیات رمزنگاری است که به مقادیر زیادی محاسبات یا داده نیاز دارند. در حال حاضر، توسعه‌دهندگان می‌توانند از ماشین مجازی اتریوم (EVM) برای اجرای قراردادهای هوشمندی استفاده کنند که برخی از گزاره‌های رمزنگاری را تأیید می‌کنند. اتریوم همچنین «پری‌کامپایل‌ها» (precompiles) را ارائه می‌دهد که توابع داخلی برای انجام محاسبات خاص با کارایی بیشتر هستند.
با این حال، پشتیبانی مستقیم از روش‌های رمزنگاری جدید از طریق پری‌کامپایل‌ها می‌تواند نیازمند تغییرات در پروتکل اتریوم باشد. بوترین معتقد است که هیچ‌یک از این دو رویکرد نباید راه‌حل پیش‌فرض برای هر سیستم رمزنگاری جدیدی باشد.
نگرانی اصلی او مربوط به حجم داده‌ای است که هنگام ارسال امضاها یا اثبات‌های رمزنگاری بزرگ برای تأیید، باید در بلاک‌های اتریوم گنجانده شود. او تخمین می‌زند که حتی با بهبودهایی مانند PeerDAS، شبکه با محدودیت‌های عملی در حدود ۸ مگابایت بر ثانیه مواجه خواهد شد.
در نهایت، پری‌کامپایل‌ها و EVM هر دو جایگاه نامناسبی برای افزودن بیشتر پشتیبانی‌های رمزنگاری به اتریوم هستند. دلیل آن این است که پری‌کامپایل‌ها و EVM هر دو بر روی داده‌هایی عمل می‌کنند که باید به نوعی در زنجیره اتریوم گنجانده شوند، که در واقع به معنای گنجاندن در یک بلاک به عنوان calldata است.
vitalik.eth (ویتالیک بوترین)
این ایده با کارهای قبلی او در زمینه کاهش میزان محاسباتی که هر ولیدیتور اتریوم باید به طور مستقل انجام دهد، سازگار است.
EIP-8288 چگونه کار می‌کند؟
مکانیزم پیشنهادی در EIP-8288 با عنوان «تجمیع امضا و اثبات در ممپول» توصیف شده است. این پیشنهاد توسط بوترین و توماس کوراتگر، محقق اتریوم، ارائه شده است. بر اساس مشخصات رسمی، این سیستم به تراکنش‌ها اجازه می‌دهد تا اعلام کنند کدام گزاره‌های رمزنگاری باید تأیید شوند، بدون اینکه تمام مواد اثبات اصلی در بلاک نهایی گنجانده شود.
کاربران امضاها یا اثبات‌های رمزنگاری را خارج از محیط اجرایی اصلی اتریوم تولید می‌کنند. این پیشنهاد اجازه می‌دهد تا این اثبات‌ها به صورت بازگشتی (recursively) ترکیب شوند، به این معنی که یک اثبات می‌تواند اعتبار چندین اثبات کوچکتر را برقرار کند. در نتیجه، اتریوم به جای تأیید جداگانه هر امضا و اثبات STARK، یک اثبات تجمیع‌شده را که وابستگی‌های تراکنش‌های مربوطه را پوشش می‌دهد، تأیید می‌کند.
یک STARK نوعی اثبات رمزنگاری است که به فرد اجازه می‌دهد صحت انجام یک محاسبه را بدون نیاز به تکرار کل محاسبه توسط هر تأییدکننده، نشان دهد. سیستم تجمیع پیشنهادی از ابزارهای Lean Ethereum برای تولید و تأیید این اثبات‌ها استفاده خواهد کرد.
امضاهای مقاوم در برابر کوانتوم
یکی از کاربردهای اصلی EIP-8288، پشتیبانی از امضاهای رمزنگاری است که برای مقاومت در برابر حملات کامپیوترهای کوانتومی آینده طراحی شده‌اند. برخی از این امضاها بسیار بزرگتر از امضاهای معمولی در تراکنش‌های اتریوم هستند.
طبق EIP-8288، امضاهای مبتنی بر هش می‌توانند حدود ۲ تا ۳ کیلوبایت حجم داشته باشند و تأیید مستقیم آن‌ها بین ۱۵۰ تا ۲۰۰ هزار گس هزینه دارد. اثبات‌های STARK نیز می‌توانند بیش از ۱۲۸ کیلوبایت حجم داشته باشند. گنجاندن مستقیم این حجم از داده در تراکنش‌ها می‌تواند هزینه‌های داده و اجرایی قابل توجهی ایجاد کند. بوترین استدلال می‌کند که کاربران باید بتوانند امضاهای دلخواه خود را به صورت محلی تولید کرده و اعتبار آن‌ها را از طریق تجمیع STARK اثبات کنند.
تجمیع بازگشتی پیش از تولید بلاک
فرآیند پیشنهادی تنها به جمع‌آوری تمام امضاها و تولید یک اثبات نهایی توسط تولیدکننده بلاک وابسته نیست. EIP-8288 تجمیع بازگشتی را از ممپول (mempool) اتریوم، جایی که تراکنش‌ها قبل از گنجانده شدن در بلاک‌ها منتظر می‌مانند، آغاز می‌کند.
در این طرح، شرکت‌کنندگان در ممپول می‌توانند شواهد ارسالی را تأیید کرده، چندین اثبات را در یک اثبات ترکیب کنند و بسته حاصل را به سایر شرکت‌کنندگان منتقل کنند. سپس سازندگان بلاک، تراکنش‌ها و اثبات‌های تجمیع‌شده مربوطه را قبل از ساختن یک بلاک اتریوم جمع‌آوری می‌کنند.
EIP-8288 همچنان یک پیش‌نویس است
در مخزن رسمی پیشنهادات بهبود اتریوم، EIP-8288 به عنوان یک پیش‌نویس در دسته اصلی (core) طبقه‌بندی شده است. پیاده‌سازی آن قوانین اجماع اتریوم را تغییر می‌دهد، زیرا بلاک‌های حاوی فرمت اثبات بازگشتی پیشنهادی توسط نودهایی که نرم‌افزار خود را به‌روز نکرده‌اند، قابل درک نخواهند بود.
چندین جزئیات پیاده‌سازی هنوز ناقص هستند و پیاده‌سازی مرجع آن «در آینده» فهرست شده است. توسعه‌دهندگان اتریوم باید کارهای فنی را تکمیل کرده، مفروضات امنیتی را بررسی کنند و در مورد فعال‌سازی شبکه به توافق برسند. در حال حاضر هیچ تاریخ فعال‌سازی تأیید شده‌ای برای EIP-8288 در شبکه اصلی وجود ندارد. بنابراین، این پیشنهاد نیازمند یک ارتقاء هماهنگ شبکه (هارد فورک) است تا سیستم تجمیع رمزنگاری آن به بخشی از قوانین شبکه اصلی اتریوم تبدیل شود.
