BitReXe: تمكين الأجهزة الافتراضية المتوازية على شبكة Bitcoin

لا تزال Ethereum تعمل على خطة تكميلية لـ EVM الموازية، ولكن يمكن أن تتوقع Bitcoin قريبًا طبقة VM موازية خاصة بها 2.

دعونا نفهم أولاً سبب عدم قدرة Ethereum على تحقيق EVM الموازي.

للحفاظ على اتساق الشبكة وأمنها، تتمتع إدارة القيمة الإلكترونية (EVM) بميزة حاسمة في تصميمها: وهي تنفيذ المعاملات بشكل تسلسلي. يضمن التنفيذ المتسلسل إمكانية تنفيذ المعاملات والعقود الذكية بترتيب محدد، مما يسهل إدارة حالة blockchain والتنبؤ بها. يعطي اختيار التصميم هذا الأولوية للأمان، مما يقلل من التعقيدات ونقاط الضعف المحتملة المرتبطة بالتنفيذ المتوازي. ومع ذلك، في ظل الأحمال العالية لطلبات المعاملات، يمكن أن يؤدي هذا التنفيذ المتسلسل إلى ازدحام الشبكة وتأخيرها، على غرار الطريق السريع ذي المسار الواحد.

هل من الممكن إضافة مسارات ببساطة؟ الرجوع إلى الحلول الحالية لما يسمى بالأجهزة الافتراضية المتوازية، بما في ذلك سلاسل التقسيم مثل Near. اقترحت هذه السلاسل توسيع نطاق blockchain من خلال تقديم المزيد من الأجهزة الافتراضية لتوسيع نطاق العقود الذكية. في الأساس، لا يزال عبء العمل لعقد ذكي واحد يكمن في جهاز افتراضي معين. إذا كانت جميع العقود الذكية في هذه السلسلة تستهلك كمية متساوية من TPS، فسيتم حل المشكلة. ومع ذلك، إذا كان عدد قليل فقط من العقود، مثل بروتوكولات Aave وUniswap، تستهلك أكثر من 90% من مساحة الكتلة، فإن وجود عقود تعمل على جزء واحد يعني فقط التوسع على مستوى السلسلة دون الاستفادة من التحسينات الناتجة عن التجزئة. تمثل إضافة الممرات دون القدرة على تبديل الممرات المعضلة الحالية المتمثلة في موازاة الأجهزة الافتراضية.

يتضمن Parallel EVM قطع البيانات أو تخزينها مؤقتًا في طبقة البيانات. ومع ذلك، نظرًا لأنها محدودة بنموذج برمجة EVM، فإن Solidity، باعتبارها لغة برمجة العقود الذكية الأكثر شيوعًا، لا يمكنها تعظيم إمكانات بنية blockchain الموازية. إنه يشبه عدم البرمجة باستخدام SQL على وحدة معالجة الرسومات الخاصة بـ NVIDIA. تفتقر الصلابة إلى تعبيرات للبنيات المتوازية مثل تنفيذ الترحيل وتفتقر إلى الذرة النهائية المحددة للمعاملات المتوازية.

يتطلب التوازي الحقيقي في بنية blockchain تحقيق النتيجة المتمثلة في إمكانية تشغيل معاملات عقد ذكي واحد على أجهزة افتراضية متعددة في وقت واحد. هناك حاجة إلى نموذج برمجة مثل CUDA للاستفادة الكاملة من النموذج الموازي في بنية blockchain.

تشير BitReXe إلى أن Bitcoin تقدم طبقة VM متوازية كاملة من Turing لتوفير دعم البنية التحتية الأساسية للتطبيقات الحقيقية في نظام Bitcoin البيئي ونموذج برمجة حصري للأجهزة الافتراضية المتوازية، PREDA.

كيف تقوم BitReXe بتحقيق Parallel Vms على Bitcoin

أجهزة افتراضية متوازية

يسلط الرسم التوضيحي التالي الضوء على الفروق بين BitReXe والمبادرات الأخرى التي تروج للأجهزة الافتراضية المتوازية. كما هو موضح في الجزء الموجود في أقصى اليسار من الشكل، تلتزم إيثريوم بنموذج حالة الآلة الواحدة، حيث يتم نسخ جميع الرموز (العقود الذكية) والحالات (البيانات) وإدارتها بواسطة كل عقدة بلوكتشين من خلال جهاز إيثريوم الظاهري (EVM) الخاص بها. تستخدم المشاريع الحالية أجهزة إلكترونية متوازية، كما هو موضح في القسم الأوسط من الشكل، حيث يتم نشر عقد ذكي واحد على جهاز افتراضي مخصص (أو أجهزة افتراضية ضمن جزء معين لدعم الإجماع). تتم معالجة جميع المعاملات المتعلقة بالعقد الذكي بواسطة الآلة الافتراضية (أو الأجهزة الافتراضية للجزء بطريقة مكررة بالكامل).

في نموذج الموازاة الموحد لـ BitReXe، كما هو موضح في الجزء الموجود في أقصى اليمين من الشكل، يتم نشر جميع العقود الذكية عبر جميع الأجهزة الافتراضية للشبكة. تخضع حالات العقد الذكي للتقسيم والتوزيع عبر مثيلات VM متميزة، مما يضمن التخصيص غير المتداخل. وفي المقابل، يتم تجزئة معاملات العقد الذكي وتوزيعها للمعالجة المستقلة والمتوازية عبر الأجهزة الافتراضية. في الحالة المثالية، يسهل هذا النهج القياس الخطي لإجمالي إنتاجية المعاملات وقدرة الحالة مع عدد متزايد من الأجهزة الافتراضية.

يكمن التحدي الأساسي في إدارة التبعيات بكفاءة بين منطق التنفيذ (الكود) وحالة العقد (البيانات) مع تمكين تنفيذ VM مستقل وتجنب المزامنة، نظرًا لأن منطق التنفيذ الشامل للمعاملة قد يستلزم الوصول إلى قطاعات متعددة من حالات العقد، كل منها مقيم في أجهزة افتراضية منفصلة بعد تقسيم الحالة.

بريدا

نقدم البنية الموزعة للتنفيذ المتوازي (PREDA)، وهو نموذج برمجة مبتكر مصمم لتوسيع نطاق العقود الذكية على سلاسل الكتل المقسمة، وأنظمة الباراتشين، وسلاسل الكتل ذات الطبقة الثانية. تدعم PREDA بنية متوازية: إذا تم تشبيه Solidity for Ethereum بالبرنامج الموجود على وحدة المعالجة المركزية أحادية النواة، فإن بنية PREDA المتوازية لـ BitReXe تشبه CUDA لوحدة معالجة الرسومات NVIDIA.

يقدم نموذج بريدا عنصرين رئيسيين: (1) “نطاقات العقد القابلة للبرمجة”، مما يمكّن المبرمجين من تحديد تقسيم حالة العقد بناءً على نمط الوصول إلى بيانات التطبيق، وتضييق نطاق الوصول إلى البيانات وتقليل الاعتماد على البيانات؛ و(2) “الترحيل الوظيفي غير المتزامن”، مما يسمح للمبرمجين بتوضيح منطق المعاملات مع تبعيات البيانات الضمنية للتنفيذ المرن عبر محركات التنفيذ المتعددة (VMs). تم تنفيذها كلغة Solidity ممتدة، وتتضمن PREDA تركيبًا إضافيًا لنطاقات العقود القابلة للبرمجة وبيانات الترحيل الوظيفي غير المتزامن.

يوضح الشكل إصدار PREDA لعقد ERC20 المبسط. تحدد الكلمة الأساسية “@address” نطاق أرصدة المستخدمين، وهو ما يعادل تعريف خريطة Solidity ولكنها تحدد حالات دقيقة وقابلة للفصل للتقسيم حسب العنوان. في وقت التشغيل، تتم إدارة الحالات المقسمة حسب العنوان بواسطة مجموعة من الأجهزة الافتراضية في سلسلة BitReXe. لا يتم الحفاظ على الحالات المختلفة بواسطة مجموعات مختلفة من الأجهزة الافتراضية. تقوم وظيفة النقل ضمن نطاق “@address”، التي يستدعيها الدافعون (أي عناوين المستخدم التي تبدأ معاملات التحويل)، ببدء “ترحيل” للإيداع في المستفيد. يضيف هذا الترحيل، الذي يتم تنفيذه بواسطة جهاز افتراضي يستضيف حالات عنوان المدفوع لأمره، أموالاً إلى رصيد المدفوع لأمره.

في PREDA، يمكن أن يحتوي العقد الذكي على نطاقات متعددة مع متغيرات ووظائف محددة. يمكن تعريف وظائف ومتغيرات متعددة من أنواع عشوائية بما في ذلك الحاويات في النطاق. يمكن بدء مرحلات متعددة، بشكل مشروط أو غير مشروط، في استدعاء دالة واحدة، مما يسمح بالبدء المتكرر وتمكين نقل تدفق تنفيذ المعاملة بقفزات متعددة عبر مثيلات VM مختلفة. يعمل أسلوب تنفيذ الترحيل هذا على تحليل المعاملة إلى معاملات صغيرة متعددة، مما يضمن الوصول المحدود إلى الحالة في جهاز افتراضي واحد وتجنب حالات السباق. في العقد الذكي للتحويل من PREDA، يتيح تحليل المعاملة إلى معاملة صغيرة “سحب” ومعاملة صغيرة “إيداع” التنفيذ المتوازي لهذين النوعين من المعاملات الصغيرة، طالما أن أهدافهما (العناوين في هذه الحالة) هي تم تعيينها لأجهزة افتراضية مختلفة.

تقوم BitReXe بتنظيم الأجهزة الافتراضية في مجموعات إجماع متعددة، تعمل كل منها بشكل مستقل على تشغيل بروتوكول إجماع (يعتمد على إثبات العمل في التنفيذ) للوصول إلى إجماع على المعاملات المنفذة. يتم تنفيذ الإجماع عبر المجموعة للحفاظ على صحة واتساق المرحلات الوظيفية غير المتزامنة، والتي يتم تنفيذها كمعاملات ترحيل في BitReXe.

طبقة البيتكوين 2

يقول لوك إن نموذج إصدار الأصول على طبقة البيتكوين مثل النقش يستغل باستمرار ثغرة أمنية في البيتكوين. بينما المال لا ينام أبدًا، كما أن النقوش قد لا تموت أبدًا. إن Bitcoin في حاجة ماسة إلى طبقة 2 قابلة للتطوير حقًا يمكنها تحرير مثل هذا الضغط وحفظ حجم دفتر الأستاذ من النمو بسرعة كبيرة مما سيؤدي إلى إضعاف اللامركزية. من غير المرجح أن يتم تحقيق هذا الهدف من خلال حل EVM+Bridge.

تقترح BitReXe أجهزة افتراضية متوازية وPREDA لتوسيع نطاق عملات البيتكوين. وفي الوقت نفسه، فإنه يتكيف مع أمن البيتكوين. يستخدم BTC كرسوم غاز، ويشارك أمان Bitcoin، ويوفر تسوية أصول غير موثوقة بين السلسلتين.

تعيد BitReXe استخدام قوة حوسبة التجزئة بواسطة شبكة Bitcoin والتي يتم نقلها بواسطة الكتل الموجودة على السلسلة والكتل اليتيمة والكتل المبكرة كدليل على العمل لإنشاء كتل صالحة في شبكة الطبقة الثانية دون تعديل بروتوكول Bitcoin. يحصل عمال المناجم المدمجون على rxBTC كمكافآت، وهي عملة بيتكوين مربوطة بنسبة 1:1 على شبكة BitReXe. يدفع المستخدمون رسوم الغاز باستخدام rxBTC للمعاملات والتفاعل مع العقود الذكية والأنشطة الأخرى الموجودة على السلسلة. مختبر Fullnodes، فريق تطوير PREDA وBitReXe على وشك تقديم حل جسر تسوية الأصول غير الموثوق به بين Bitcoin وBitReXe، حيث يكون ربط rxbtc في نفس الوقت ربط BTC لشخص ما. لم تعد عناوين الربط الرسمية مطلوبة، وبالتالي تم التخلص من افتراض الثقة.

تنبع توقعاتنا العالية لنظام Bitcoin البيئي من قدرته على حل المشكلات التي لم تعالجها Ethereum – باعتبارها شبكة اختبار Bitcoin -.

يعتقد @Bit_ReXe أن هذه المشكلة تنبع من افتقار EVM إلى آليات موازية تؤدي إلى معضلة ثلاثية blockchain وتهدف إلى حلها مباشرة على Bitcoin Layer 2.

إذا كان من الممكن حل هذه المشكلة على Bitcoin، فإن قياس TVL أو حتى تجاوز Ethereum بأكثر من ثلاث مرات على Bitcoin Layer 2 سيمثل اختراقًا أساسيًا.”

هذه مشاركة ضيف بواسطة BitPnova. الآراء المعبر عنها هي آراء خاصة بهم تمامًا ولا تعكس بالضرورة آراء BTC Inc أو Bitcoin Magazine.