أبرز النقاط الرئيسية

• يعد zkEVM آلة افتراضية لإيثيريوم قائمة على المعرفة الصفرية (zero-knowledge) يمكنها تنفيذ العقود الذكية بطريقة متوافقة مع تقنية إثبات المعرفة الصفرية (ZKP).

• توسّع zkEVMs zk-rollups على إيثيريوم لدعم التطبيقات اللامركزية (DApps)، وليس فقط عمليات تحويل الرموز البسيطة.

• يمكن للمطورين نقل DApps والعقود الذكية الحالية على إيثيريوم إلى zkEVM دون الحاجة إلى تعلم التشفير القائم على المعرفة الصفرية (zero-knowledge cryptography).

• تُصنّف zkEVMs إلى أربعة أنواع رئيسية بناءً على المفاضلة بين توافق EVM وكفاءة إثباتات ZK.

مقدمة

لم يقم مطورو إيثيريوم بتصميم الشبكة مع وضع إثباتات المعرفة الصفرية (ZKPs) في الاعتبار عندما اقترحوا الشبكة لأول مرة في عام 2014. وفي السنوات اللاحقة، اكتسبت تقنية ZKP زخمًا كبيرًا في مجال البلوك تشين، وعمِلَت فرقٌ بجد على جلب قدرات ZKP إلى إيثيريوم.

والنتيجة هي zkEVM، وهو نوع من الآلات الافتراضية يمكنه تشغيل عقود إيثيريوم الذكية مع توليد إثباتات تشفيرية لصحة تنفيذها. يشرح هذا المقال ما هو zkEVM وكيف يعمل، وأي شبكات طبّقت هذه التقنية فعليًا.

ما هي ZK-Rollups؟

الـ rollup هو حل لتوسيع الطبقة الثانية (Layer 2) يعالج العديد من المعاملات خارج الشبكة الرئيسية لإيثيريوم، ثم يرسل ملخصًا مضغوطًا إلى إيثيريوم باعتباره معاملة واحدة. يؤدي هذا النهج إلى زيادة الإنتاجية وتقليل التكاليف مقارنةً بتنفيذ كل معاملة على الطبقة الأولى (Layer 1).

تعد zk-rollup rollup تستخدم تقنية ZKP لإثبات أن جميع المعاملات خارج السلسلة (off-chain) تمت معالجتها بشكل صحيح. بدلًا من نشر جميع بيانات المعاملات، تُرسل إثبات صحة (validity proof) مع تحديث للحالة (state update). أما الـ rollups المتفائلة (Optimistic rollups) فتتبع نهجًا مختلفًا، بالاعتماد على إثباتات الاحتيال (fraud proofs) والحوافز الاقتصادية بدلًا من الضمانات التشفيرية.

كانت zk-rollups المبكرة محدودة بعمليات بسيطة مثل تحويل الرموز. ويقوم zkEVM بتوسيع ذلك ليغطي النطاق الكامل لتنفيذ العقود الذكية، ما يجعل zk-rollups مناسبة لـ DApps للأغراض العامة.

ما هو EVM؟

آلة إيثيريوم الافتراضية (EVM) هي بيئة التشغيل داخل إيثيريوم حيث يتم تنفيذ العقود الذكية. في كل مرة يعمل فيها عقد ذكي، تنتقل الـ EVM من حالة إلى أخرى. يجب أن يتفق جميع العقد (nodes) على هذه الحالة للحفاظ على الإجماع.

تُعرّف EVM بمجموعة من الأكواد التشغيلية (opcodes)، وهي تعليمات منخفضة المستوى. عندما يكتب المطورون عقودًا في Solidity أو Vyper، يتم تجميع تلك العقود إلى بايت كود EVM يمكن لـ EVM تفسيره. هذا المعيار المشترك هو ما يجعل عقود إيثيريوم الذكية قابلة للنقل عبر السلاسل المتوافقة.

كيف يعمل zkEVM؟

يُكرّر zkEVM بيئة إيثيريوم داخل zk-rollup. يأخذ حالةً ابتدائية، ويعالج دفعة من المعاملات وفقًا لقواعد EVM، ثم يُخرج حالةً جديدة مع إثبات صحة. يقوم عقد تحقق (verifier contract) على الشبكة الرئيسية لإيثيريوم بالتحقق من هذا الإثبات دون إعادة تنفيذ كل معاملة.

يعني هذا النهج أن صحة كل انتقال للحالة تكون مضمونة تشفيريًا، وليست مجرد افتراض. يمكن للمطورين نشر العقود الذكية الحالية على zkEVM مع تعديل قليل أو دون تعديل، لأن بيئة التنفيذ تتبع القواعد نفسها الموجودة على الشبكة الرئيسية.

إن إنشاء إثباتات ZK لتنفيذ EVM يتطلب قدرًا كبيرًا من الحوسبة. لقد قللت تسارعات العتاد (hardware acceleration) والتحسينات الخوارزمية في السنوات الأخيرة أزمنة توليد الإثباتات بشكل ملحوظ للعديد من التطبيقات، من كونها قد تستغرق عدة ساعات محتملة في السابق إلى دقائق أو ثوانٍ في بعض الإعدادات، على الرغم من أن ذلك يختلف حسب الشبكة وحجم الدفعة (batch size).

توافق EVM مقابل تكافؤ EVM

يشير توافق EVM إلى أن بإمكان سلسلة بلوك تشين نشر وتشغيل عقود مبنية على Solidity مع تغييرات قليلة. العديد من السلاسل (بما في ذلك BNB Smart Chain) متوافقة مع EVM. يمكن للمطورين عمومًا نسخ عقود إيثيريوم ونشرها مع تعديلات بسيطة جدًا.

يمضي تكافؤ EVM إلى أبعد من ذلك. يعني ذلك أن zkEVM يتصرف بشكل مطابق تمامًا لالإيثيريوم على مستوى فني عميق، بحيث تعمل الأدوات الحالية وأدوات التصحيح (debugging) وبنية المطورين دون أي تعديل. كلما كان zkEVM أقرب إلى التكافؤ الكامل، أصبحت عملية الانتقال أسهل، لكن يصبح من الأصعب إنشاء إثباتات ZK بكفاءة.

أنواع مختلفة من zkEVM

في منشور مدونة، صنّف مؤسس إيثيريوم المشارك Vitalik Buterin zkEVMs إلى أربعة أنواع بناءً على المفاضلة بين كفاءة ZK وتوافق EVM.

النوع 1: تكافؤ على مستوى الإجماع

يكون zkEVM من النوع 1 مكافئًا بالكامل لإيثيريوم على مستوى الإجماع. يمكنه التحقق من كتل إيثيريوم مباشرة. وهذا يجعله الأكثر توافقًا، لكن إنشاء إثباتات ZK يكون الأكثر تطلبًا من ناحية الحوسبة. مثال على ذلك هو zkEVM من النوع 1 على الشبكة الرئيسية (mainnet) الخاص بـ Taiko، والذي أُطلق في منتصف عام 2024.

النوع 2: تكافؤ على مستوى البايت كود (bytecode)

يكون zkEVM من النوع 2 متوافقًا بالكامل مع EVM، لكنه يختلف عن إيثيريوم في بعض هياكل البيانات الداخلية، مثل شجرة الحالة (state tree). ويدعم جميع تطبيقات DApps على إيثيريوم وأدواتها الحالية. تُحسَّن أزمنة إنشاء الإثبات مقارنةً بالنوع 1، لكنها تظل كبيرة. كل من شبكتي Scroll وPolygon zkEVM مثالان على شبكات من النوع 2.

النوع 2.5: النوع 2 مع تكاليف غاز (gas) معدلة

يشبه النوع 2.5 النوع 2، لكنه يعدّل تكاليف الغاز للعمليات التي تكون مكلفة من حيث الإثبات. وهذا يحسّن كفاءة المُثبِت (prover) مع تأثير محدود على التوافق الكامل.

النوع 3: تكافؤ قريب من EVM

يُضحّي zkEVM من النوع 3 ببعض التوافق مقابل أداء أفضل لـ ZK. قد يزيل بعض الـ precompiles أو ميزات أخرى من EVM يصعب إثباتها بكفاءة. قد تحتاج بعض DApps إلى تعديلات بسيطة للنشر.

النوع 4: تكافؤ على مستوى لغات البرمجة

يُترجم zkEVM من النوع 4 لغاتٍ عالية المستوى مثل Solidity مباشرةً إلى بايت كود مناسب لـ ZK، متجاوزًا بايت كود EVM بالكامل. يوفر هذا أفضل أداء للإثباتات لكنه أقل توافقًا. تستخدم zkSync Era نهجًا من النوع 4.

الأسئلة الشائعة (FAQ)

ما هو zkEVM؟

يعد zkEVM آلة افتراضية (Virtual Machine) لإيثيريوم قائمة على المعرفة الصفرية (zero-knowledge) تعالج العقود الذكية داخل zk-rollup، ثم تُنشئ إثباتًا تشفيريًا يبيّن أن جميع المعاملات نُفّذت بشكل صحيح. يتيح ذلك للمطورين استخدام كود إيثيريوم الموجود بالفعل مع الاستفادة من ميزات الأمان وقابلية التوسع الإضافية التي توفرها تقنيات ZKP.

كيف يختلف zkEVM عن zk-rollup العادي؟

كانت zk-rollups المبكرة تدعم عمليات بسيطة فقط مثل تحويل الرموز. يوسّع zkEVM ذلك ليشمل مجموعة تعليمات EVM الكاملة، ما يعني أنه يمكن تشغيل أي عقد ذكي على إيثيريوم، بما في ذلك بروتوكولات DeFi المعقدة ومنصات NFT، على zkEVM مع تعديلاتٍ طفيفة.

ما هي الأنواع الأربعة من zkEVMs؟

حدد Vitalik Buterin أربعة أنواع. يكون النوع 1 مكافئًا بالكامل لإيثيريوم على مستوى الإجماع. أما النوع 2 فهو متوافق مع EVM بالكامل لكنه يختلف في بعض هياكل البيانات الداخلية. ويُضحّي النوع 3 ببعض التوافق مقابل أداء أفضل لـ ZK. بينما يقوم النوع 4 بترجمة لغات عالية المستوى مباشرةً إلى بايت كود مناسب لـ ZK، ما يوفر أعلى كفاءة في الإثباتات.

هل تجعل zkEVMs إيثيريوم أكثر أمانًا؟

تستخدم zkEVMs إثباتات صحة تشفيرية بدلًا من الاعتماد على نظرية الألعاب الاقتصادية لضمان التنفيذ الصحيح. وهذا يعني أن صحة كل دفعة (batch) يمكن التحقق منها رياضيًا، ما قد يعزز ضمانات الأمان مقارنةً بالأنظمة التي تعتمد على وجود أطراف «تحدّي» لاكتشاف الاحتيال. ومع ذلك، مثل جميع أنظمة البلوك تشين، تتضمن zkEVMs مخاطر العقود الذكية ومخاطر تقنية أخرى يجب على المستخدمين البحث عنها بشكل مستقل.

خاتمة الأفكار

تجمع zkEVMs بين أمان تشفيرات ZKP وتوافق العقود الذكية الكامل، ما يجعل من الممكن تشغيل DApps بمعدل إنتاج أعلى وتكلفة أقل دون التضحية بضمانات الأمان من مستوى إيثيريوم. وتجدر الإشارة إلى أهمية فهم الأنواع المختلفة وكيف يمكن أن تكون التقنية متوافقة مع حالات استخدام Web2.

قراءة إضافية

• ما هو إثبات المعرفة الصفرية وكيف يؤثر على البلوك تشين؟

• Rollups متفائلة مقابل Rollups قائمة على المعرفة الصفرية (Zero-Knowledge): ما الفرق؟

• تحسين الشفافية التشفيرية باستخدام إثباتات المعرفة الصفرية

• ما هي Zk-Rollups؟ تقنية قابلية التوسع في الطبقة الثانية

• حلول التوسع للطبقة الأولى من البلوك تشين (Layer 1) مقابل حلول الطبقة الثانية (Layer 2)

إخلاء المسؤولية: يتم تقديم هذا المحتوى لك على أساس «كما هو» لأغراض معلومات عامة و/أو تعليمية فقط، دون أي تمثيل أو ضمان من أي نوع. لا ينبغي تفسيره على أنه استشارة مالية أو قانونية أو غيرها من الاستشارات المهنية، ولا يهدف إلى التوصية بشراء أي منتج أو خدمة محددة. يجب عليك طلب نصيحتك الخاصة من مستشارين مهنيين مناسبين. عندما يتم المساهمة بالمحتوى من طرف ثالث، يرجى ملاحظة أن الآراء الواردة فيه تعود إلى المساهم/المساهمين من طرف ثالث، ولا تعكس بالضرورة آراء Binance Academy. قد تكون أسعار الأصول الرقمية متقلبة. قد ينخفض قيمة استثمارك أو يرتفع، وقد لا تتمكن من استرداد المبلغ الذي استثمرته. أنت المسؤول وحدك عن قرارات استثمارك، ولا تتحمل Binance Academy أي مسؤولية عن أي خسائر قد تتكبدها. لمزيد من المعلومات، راجع شروط الاستخدام والتحذير من المخاطر وشروط Binance Academy.