تغيرت تقنية blockchain بشكل جذري نظرتنا إلى الثقة والأمان والأنظمة اللامركزية. ومع ذلك، فإن أحد التحديات الرئيسية التي تواجه اعتماد blockchain هو قابلية التوسع. مع زيادة عدد المستخدمين والمعاملات على شبكة blockchain، قد تصبح قدرة المعالجة المطلوبة للتحقق من المعاملات والتحقق منها عنق الزجاجة، مما يؤدي إلى بطء في وقت المعاملات، وارتفاع التكاليف، وانخفاض الكفاءة. في السنوات الأخيرة، ظهرت العديد من الحلول المبتكرة لمعالجة هذه التحديات المتعلقة بقابلية التوسع، بما في ذلك ZK rollups و Optimistic rollups و Validium وغيرها. من بين حلول التوسع المختلفة، تعتبر zkEVM واحدة من الحلول الأكثر شعبية في هذا المجال. دعونا نلقي نظرة على ما إذا كانت zkEVM حقًا هي الكأس المقدسة للتوسع!
ما هي zkEVM؟
آلة إيثريرم افتراضية للمعرفة الصفرية (zkEVM) هي آلة افتراضية يمكن استخدامها لتطوير وتنفيذ عقود ذكية بخصائص المعرفة الصفرية. تكرس جميع zkEVM نفسها لتحقيق هدفين متشابهين: تقديم تجربة ZK rollup مماثلة تمامًا لتجربة كتل الطبقة الأولى (L1) في Ethereum. في المراحل المبكرة من سباق التوسّع في Ethereum، تتمتع حزم Optimistic rollups مثل Arbitrum وOptimism بميزة واضحة، لأن نمط هذه الـ rollups كان في البداية أبسط نسبيًا، ومتوافقًا مع EVM وحتى مكافئًا تمامًا. وبسبب هذا القرب التقني، يمكن للمطورين تجنب تعديل الكود أو التخلي عن أدوات EVM والعقود الذكية، مع إجراء عملية الانتقال أو إنشاء عقود ذكية على حلول أكثر قابلية للتوسّع، مع الحفاظ على أمان الـ L1 واللامركزية، مما يوفر تجربة مستخدم مميزة.
أنواع zkEVM
يقسم Vitalik Buterin zkEVM إلى أربع أنواع مختلفة وفقًا للتوافق والأداء. ستكون Type-1 zkEVM متوافقة تمامًا مع EVM، بل ويمكن استخدامها لترقية Ethereum نفسها، بينما تنطبق Type-4 zkEVM فقط على تطبيقات محددة من Ethereum. ويمكن العثور على المزيد من الشروحات التقنية حول مزايا وعيوب كل نوع في مدونة Vitalik. فيما يلي تفصيله لأنواع zkEVM المختلفة:
الصورة من مدونة فيتاليك
Type-1 وType-2 zkEVM
تنتمي zkEVM إلى حزم ZK من النوعين 1 و2، وهي الأكثر توافقًا مع Ethereum. وهي متوافقة تمامًا مع معظم تطبيقات Ethereum، لأنها لا تتعامل مع طبقة التطبيقات. لذلك، أصبحت zkEVM الخيار المفضل لدى مطوري التطبيقات على Ethereum.
اشتداد المنافسة في مسار التوسّع، لمعرفة أي فريق سيتمكن من إنتاج أول zkEVM من “النوع 1” و”النوع 2” لتقديم حلول توسّع عالية التوافق لمطوري Ethereum دون إجراء تغييرات كبيرة على قواعد الشيفرة الخاصة بهم. وعلى الرغم من تشابه الأهداف، فإن كلاهما يتبع نهجًا مختلفًا.
في شهر مارس من هذا العام، قامت عدة مشاريع لحزم ZK rollups بإصدار تطبيقات خاصة بها من zkEVM. يمثل الإطلاق العام لـ zkEVM خطوة بالغة الأهمية نحو ما تنبأ به فيتاليك في عام 2021: “على المدى المتوسط إلى الطويل، مع تطور التقنية، ستنتصر ZK rollups في جميع حالات الاستخدام التطبيقية.”
على الرغم من أن Type-1 zkEVM توفر أعلى توافق مع Ethereum، إلا أن زمن الإثبات لا يزال بطيئًا جدًا، لأن Type-1 zkEVM يقوم أيضًا بنسخ أوجه القصور في Ethereum. حاليًا، يحتاج إثبات كتلة Ethereum إلى عدة ساعات حتى يتم توليده. أما Type-2 zkEVM فيوفر توازنًا أفضل بين التوافق والأداء، إذ يمنح المطورين قدرًا كافيًا من التوافق مع تقليص كبير لزمن الإثبات. وتقوم العديد من الخطط حاليًا بإعطاء الأولوية لتطوير Type-2 zkEVM.
القادة في منافسة zkEVM
الصورة من msfew.eth
Scroll: بناء Type-2 zkEVM. تعاونت هذه المجموعة مع فريق الاستكشاف في الخصوصية والتوسّع (Privacy & Scaling Exploration) لتطوير zkEVM الخاص بها. كانت الخطوة الأخيرة قبل الشبكة الرئيسية، وهي اختبار Scroll Alpha، قد صدرت في أغسطس 2022.
Polygon zkEVM: مفتوح المصدر ويتبنى Type-2 zkEVM. يستخدم إثباتات ZK لخفض رسوم المعاملات وزيادة الإنتاجية، مع الحفاظ على أمان Ethereum L1. تم إطلاق نسخة اختبار الشبكة الرئيسية لـ Polygon zkEVM رسميًا في 27 مارس 2023.
zkSync Era: يعتمد Type-4 zkEVM الذي أنشأه Matters Lab. يتميز Type-4 zkEVM الخاص بها بخصائص فريدة وقدرة رائعة من zkPorter. لذلك، أصبحت zkSync Era أول EVM يتم تشغيله على الشبكة الرئيسية، ويمكن للجمهور الوصول إليه بالكامل لربط أموالهم عبر الجسر إلى النظام أو لنشر كودهم على الشبكة.
StarkNet: يعتمد Type-4 zkEVM. في الواقع، EVM ليس ميزة أصلية في Starknet. تستخدم Starknet مُحوّل Warp (المقدم من Nethermind) لتحويل كود Solidity إلى Cairo لدعم نشر العقود الذكية. Kakarot هو مشروع تقوده المجتمعات ويساعد أيضًا على التوافق بين StarkNet وEVM.
zkEVM أخرى
Taiko: كما هو مذكور على موقعه، يقدم Taiko نفسه على أنه “zk-rollup لامركزي بالكامل ومكافئ لـ Ethereum” مع Type-1 zkEVM. ووفقًا لما تقوله Taiko، فباعتباره Type-1 zkEVM فهو يختلف عن الخطط الأخرى في القائمة، ومن أهم مزاياه أنه يبسّط عملية الانتقال بأقل قدر من تعديلات الكود.
Linea: Type-2 zkEVM مدعوم من Consensys. من خلال دمج ZKP التي توفر توافقًا كاملًا مع EVM، يمكن للمطورين إنشاء DApp قابلة للتوسعة أو نقل DApp موجودة إلى منصة جديدة دون تغيير الكود أو إعادة كتابة العقود الذكية. تم إطلاق الشبكة التجريبية العامة في 28 مارس من هذا العام، وقد تمت إضافتها إلى خيار الشبكات الافتراضية في ملحق Metamask.
النتيجة
إن إطلاق Polygon zkEVM وzkSync Era على الشبكة الرئيسية لـ Ethereum سيكون خطوة أولى بالغة الأهمية لاختبار zkEVM مع المستخدمين الحقيقيين ونشاط DApp. فإتاحة وقابلية توسع zkEVM الجاهز للإنتاج لا يمكنها فقط تعطيل المنافسة بين مختلف حلول توسعة Ethereum، بل أيضًا تحدي المنافسة بين Ethereum وسلاسل الطبقة الأولى الأخرى. إن النجاح في تنفيذ Type-2 zkEVM سيمكن مطوري Ethereum الحاليين من توسيع DApp الخاصة بهم على الكود الذي يعرفونه، ما يزيد كذلك من ترابط النظام البيئي لـ Ethereum.
تمثل zkEVM خطوة نحو Ethereum أكثر استدامة من حيث مراعاة مجتمع المطورين. فمن خلال توفير منصة توسّع أكثر توافقًا للمطورين، يستطيع المزيد منهم البناء عليها، وبذلك نفتح مساحات تصميم أكبر للنظام البيئي بأكمله. وفي المستقبل، قد يتجه المزيد من المطورين نحو Type-3 وType-4 zk rollup ذات أداء أعلى، إذ يمكنها توسيع Ethereum بشكل أفضل وتقديم المزيد من حالات الاستخدام، ولكن في الوقت الحالي، ومع وجود Type-1 وType-2 zkEVM، يمكن للمطورين الانتقال بسهولة إلى rollup.