معرفی مفهوم به مرزهای مقیاس‌پذیری اتریوم خوش آمدید! اگر تا به حال درد کارمزدهای بالای گس را حس کرده‌اید یا برای تأیید یک تراکنش در شبکه لایه ۲ (L2) مورد علاقه خود صبورانه منتظر مانده‌اید، با چالش اصلی بلاکچین روبرو شده‌اید: ایجاد تعادل بین امنیت، سرعت و هزینه. رول‌آپ‌های اتریوم مانند رول‌آپ‌های خوش‌بینانه (Optimistic) و دانش صفر (ZK-Rollups) راه‌حل پیشرو هستند که محاسبات را به صورت *خارج از زنجیره* (off-chain) انجام می‌دهند و در عین حال داده‌های لازم را به شبکه اصلی اتریوم (L1) که امن است، بازمی‌گردانند. پس مشکل چیست؟ حتی با وجود فشرده‌سازی، ارسال تمام آن داده‌ها یعنی «اثبات» حیاتی که تراکنش‌ها واقعاً رخ داده‌اند به حافظه اصلی اتریوم (calldata) پرهزینه است زیرا فضای بلوکی L1 محدود است. اینجاست که نمونه‌برداری دسترسی به داده (DAS) و فشرده‌سازی اهمیت پیدا می‌کنند. مانند این است که به جای اینکه از همه نگهبانان امنیتی (نودها) در ساختمان بخواهید هر خط از یک دفتر گزارش بسیار بزرگ (داده‌های تراکنش) را بخوانند، از کدگذاری پیشرفته‌ای استفاده می‌کنیم که به آن‌ها اجازه می‌دهد نمونه‌های کوچک و تصادفی از دفتر را به سرعت بررسی کنند. اگر تمام نمونه‌ها معتبر به نظر برسند، ما اطمینان حاصل می‌کنیم که کل دفتر وجود دارد و دستکاری نشده است. این روش بررسی کارآمد، نمونه‌برداری دسترسی به داده (DAS)، همراه با تکنیک‌های فشرده‌سازی هوشمندانه‌تر، هزینه اثبات وجود داده‌ها بر روی اتریوم را به شدت کاهش می‌دهد. این بهینه‌سازی حیاتی است زیرا مستقیماً به کاهش هزینه‌های تراکنش و افزایش توان عملیاتی برای کاربران L2 منجر می‌شود و تضمین می‌کند که چشم‌انداز مقیاس‌پذیری اتریوم برای پذیرش گسترده مقرون به صرفه و در دسترس باقی بماند. توضیحات تکمیلی پیاده‌سازی نمونه‌برداری دسترسی به داده (DAS) و فشرده‌سازی، تحولی محوری در نحوه تأمین امنیت شبکه‌های لایه ۲ اتریوم (L2) و ارسال داده‌های تراکنش آن‌ها به شبکه اصلی (mainnet) ایجاد می‌کند. این تکنیک‌ها با بهینه‌سازی ساختار هزینه برای ارسال این داده‌های حیاتی، مستقیماً گلوگاه اصلی محدودکننده توان عملیاتی رول‌آپ‌ها و افزایش هزینه‌های کاربران را برطرف می‌سازند. مکانیسم‌های اصلی: نحوه کارکرد DAS و فشرده‌سازی هدف اساسی، تضمین دسترسی به داده (DA) است؛ یعنی اطمینان از اینکه داده‌های تراکنش خارج از زنجیره برای همه قابل دسترسی است تا هر کسی بتواند وضعیت رول‌آپ را تأیید کند، بدون اینکه مجبور باشیم هر گره اتریوم داده‌های عظیم L2 را دانلود و ذخیره کند. # ۱. فشرده‌سازی پیش از اینکه داده‌ها به اتریوم برسند، اپراتورهای L2 تکنیک‌های فشرده‌سازی تهاجمی را روی دسته‌های خام تراکنش اعمال می‌کنند. این مرحله با حذف افزونگی و بهینه‌سازی کدگذاری قبل از ارسال خلاصه به `calldata` اتریوم یا، به‌تازگی، با استفاده از بِلات‌های (blobs) تخصصی معرفی شده در EIP-4844 (Proto-Danksharding)، اندازه داده خام را به حداقل می‌رساند. اگرچه فشرده‌سازی به تنهایی مؤثر است، اما همچنان فضای محدود بلاک را اشغال می‌کند. # ۲. نمونه‌برداری دسترسی به داده (DAS) DAS سازوکاری است که امکان این مقیاس ارزان‌تر و عظیم‌تر را با بهره‌گیری از کدگذاری محو (Erasure Coding) و احتمال آماری فراهم می‌آورد: * کدگذاری محو: دسته داده فشرده‌شده با افزودن اطلاعات افزونه (داده برابری) به‌صورت ریاضی گسترش می‌یابد. این شبیه به حفاظت داده RAID است، جایی که داده اصلی می‌تواند به‌طور کامل بازسازی شود، حتی اگر قطعاتی از آن مفقود باشند، به شرطی که *آستانه* کافی از قطعات موجود باشد. یک تنظیم رایج ممکن است اندازه داده را دو برابر کند، اما تنها به ۷۵٪ از کل قطعات برای بازیابی مجموعه اصلی نیاز دارد. * نمونه‌برداری تصادفی: به جای دانلود کل مجموعه داده گسترش‌یافته (که می‌تواند بزرگ باشد)، کلاینت‌های سبک یا اعتبارسنج‌ها تنها بخش‌های کوچک و به‌صورت *تصادفی انتخاب شده* از این داده گسترش‌یافته را از شبکه درخواست و دانلود می‌کنند. * تضمین احتمالی: اگر تمام نمونه‌های درخواستی به‌صورت تصادفی بازیابی شوند، شبکه اطمینان آماری بسیار بالایی اغلب بسیار بیشتر از ۹۹.۹۹۹٪ کسب می‌کند که *کل* مجموعه داده اصلی در دسترس است و در صورت لزوم قابل بازسازی است. این امر اجازه می‌دهد حجم‌های داده بسیار بزرگ‌تری به اتریوم ارسال شود، زیرا بار تأیید بین شرکت‌کنندگان متعددی که بخش‌های کوچک را بررسی می‌کنند، توزیع می‌شود. در زمینه نقشه راه مقیاس‌پذیری اتریوم، DAS برای دانک‌شاردینگ (Danksharding) حیاتی است، جایی که مقادیر زیادی داده در «بِلات‌ها» ارسال و با استفاده از این روش نمونه‌برداری تأیید می‌شوند. موارد استفاده و پیاده‌سازی در دنیای واقعی در حالی که DAS یک سازوکار داخلی برای تضمین امنیت است، تأثیر آن در تمام معماری‌های اصلی رول‌آپ احساس می‌شود: * رول‌آپ‌های خوش‌بینانه و ZK بر روی اتریوم: رول‌آپ‌هایی که از فضای بِلات جدید (پس از EIP-4844) استفاده می‌کنند، متکی بر اعتبارسنج‌های اصلی اتریوم هستند تا DAS را بر روی این بِلات‌ها انجام دهند تا دسترسی به داده‌ها را تأیید کنند. این مسیری است برای تبدیل خود اتریوم به لایه اختصاصی دسترسی به داده برای L2ها. * لایه‌های دسترسی به داده ماژولار: پروژه‌هایی که صرفاً بر ارائه DA تمرکز دارند، مانند Celestia و Avail، به‌شدت از DAS به عنوان یک اصل اساسی استفاده می‌کنند. این لایه‌های DA خارجی ادعا می‌کنند که می‌توانند هزینه‌های ارسال داده به‌مراتب پایین‌تری ارائه دهند (گاهی تا ۹۰٪ یا حتی ۱۰۰ برابر ارزان‌تر از ارسال مستقیم به `calldata` اتریوم) زیرا به‌طور خاص برای این منظور طراحی شده‌اند. رول‌آپ‌هایی که با استفاده از این لایه‌های ماژولار ساخته شده‌اند، از صرفه‌جویی در هزینه‌ها بهره‌مند می‌شوند در حالی که امنیت داده‌های خود را حفظ می‌کنند. * کلاینت‌های سبک و اعتبارسنج‌ها: DAS به گره‌های غیرکامل (کلاینت‌های سبک) و حتی اعتبارسنج‌های شبکه اصلی اجازه می‌دهد تا دسته‌های عظیم داده L2 را بدون نیاز به ذخیره‌سازی و پهنای باند لازم برای پردازش هر بایت، تأیید کنند، و مشارکت را برای این شرکت‌کنندگان دموکراتیزه کرده و تضمین‌های امنیتی را بهبود می‌بخشد. مزایا و معایب / ریسک‌ها و منافع | دسته | مزایا (Pros) | ریسک‌ها و معایب (Cons) | | :--- | :--- | :--- | | هزینه و توان عملیاتی | هزینه ارسال داده به L1 را به‌طور چشمگیری کاهش می‌دهد، زیرا L2ها دیگر صرفاً بر سر `calldata` گران‌قیمت رقابت نمی‌کنند، که مستقیماً منجر به کاهش هزینه‌های تراکنش کاربران می‌شود. | اگر رول‌آپ‌ها *بیش از حد* داده را به لایه‌های DA خارجی منتقل کنند که توسط اعتبارسنج‌های اتریوم تأمین امنیت نشده‌اند، تضمین امنیتی نهایی رول‌آپ ممکن است تا حدی از شبکه اصلی جدا شود. | | مقیاس‌پذیری | اجازه می‌دهد اندازه بلاک‌های L2 به‌طور قابل توجهی رشد کند، زیرا مکانیسم تأیید (DAS) به‌صورت افقی با تعداد گره‌های نمونه‌برداری مقیاس می‌یابد. | ماهیت احتمالی به این معنی است که یک شانس ریاضی بسیار ناچیز و غیرصفر برای پنهان‌کاری داده وجود دارد که متوجه آن نخواهند شد، اگر یک عامل مخرب موفق به پنهان کردن قطعات داده‌ای شود که هرگز نمونه‌برداری نمی‌شوند. | | تمرکززدایی | به گره‌های با منابع محدود (کلاینت‌های سبک) اجازه می‌دهد تا با دانلود نمونه‌های کوچک داده، در تأیید امنیت مشارکت کنند و مشارکت را دموکراتیزه می‌سازد. | پیچیدگی کدگذاری محو و نمونه‌برداری، سربار فنی ایجاد می‌کند و نیازمند طراحی دقیق پروتکل برای اطمینان از بازسازی صحیح داده‌ها برای حل اختلافات است. | | امنیت | تضمین رمزنگاری قوی ارائه می‌دهد مبنی بر اینکه داده‌ها در جایی در شبکه *وجود دارند*، که برای اثبات تقلب در رول‌آپ‌های خوش‌بینانه و بازسازی وضعیت در رول‌آپ‌های ZK ضروری است. | اگر شبکه به یک لایه DA جداگانه متکی باشد، تبانی بین گره‌ها در آن لایه می‌تواند شرایط پایداری (liveness) یا ایمنی را تحت شرایط خاصی تضعیف کند، برخلاف دسترسی به داده‌های تأمین‌شده توسط L1. | جمع‌بندی نتیجه‌گیری: تضمین مقیاس‌پذیری از طریق نبوغ داده‌ای مسیر دستیابی به یک اکوسیستم اتریوم با مقیاس‌پذیری بالا، به مدیریت هوشمندانه هزینه و دسترسی به داده‌های تراکنش لایه ۲ بستگی دارد. بررسی ما در مورد نمونه‌برداری دسترسی به داده (DAS) و فشرده‌سازی، نشان می‌دهد که این دو اهرم‌های اصلی فناوری هستند که این آینده را هدایت می‌کنند. فشرده‌سازی، ردپای خام دسته‌های L2 را پیش از ارسال، به شدت کاهش می‌دهد و استفاده کارآمدی از فضای موجود به عمل می‌آورد. سپس، DAS که بر پایه کدگذاری اصلاح خطا (Erasure Coding) و تأیید احتمالی بنا شده است، تضمین دسترسی به داده‌ها را متحول می‌سازد. به جای دانلودهای یکپارچه، کلاینت‌های سبک اکنون می‌توانند با نمونه‌برداری از سهم‌های کوچک و تصادفی داده‌های از نظر ریاضی گسترش‌یافته، به صورت آماری تأیید کنند که داده‌ها *قابل* بازسازی هستند. این رویکرد دوگانه مستقیماً به گلوگاه ارسال داده می‌پردازد و نوید می‌دهد که هزینه‌های تراکنش به طور قابل توجهی کاهش یابد و توان عملیاتی بسیار بیشتری برای تمامی رول‌آپ‌های اتریوم آزاد شود. با نگاه به آینده، تکامل بعدی احتمالاً شامل پالایش بیشتر مکانیزم‌های نمونه‌برداری DAS خواهد بود، که شاید شامل ادغام مدل‌های آماری پیچیده‌تر یا یکپارچگی عمیق‌تر با شاردینگ کامل دانک (Danksharding) پس از تحقق آن باشد. این پیشرفت‌ها نویدبخش عصری هستند که در آن لایه پایه اتریوم بتواند رول‌آپ‌های مخصوص برنامه را که میلیون‌ها تراکنش در ثانیه را مدیریت می‌کنند، پشتیبانی کند، در حالی که تضمین‌های امنیتی مستحکم لایه ۱ حفظ می‌شوند. درک تعامل بین مهندسی داده و اجماع بلاکچین دیگر اختیاری نیست بلکه یک ضرورت اساسی است. ما هر سازنده و کاربر را تشویق می‌کنیم تا در مشخصات EIP-4844 و تحقیقات جاری در مورد پیاده‌سازی کامل DAS عمیق‌تر شوند، زیرا این نوآوری‌ها سنگ بنای پذیرش گسترده اتریوم هستند.