ما هو المعالج المساعد؟

مو دونغ، مؤسس شبكة سيلر وبريفيس، يعتقد أنه في مصطلحات بسيطة، معالج مشترك هو أداة تمنح العقود الذكية قدرة تحليل دوني.

ببساطة، لا يمكن للعقود الذكية العامة الحالية الوصول إلى البيانات التاريخية. على سبيل المثال، أثناء العمل على بروتوكول إدارة السيولة، كنت بحاجة إلى بيانات الأسعار التاريخية لحساب كيفية تجاوز مزودي السيولة للنطاق السعري في AMM وبأي تكلفة. كان علينا الاعتماد على خدمة فهرس مستضافة على السلسلة مثل The Graph'sواجهة برمجة تطبيقات GraphQL, لأن المهام المتعلقة بالتجميع والبحث والتصفية لا يمكن أداؤها من خلال تفاعل العقد وحده. في الواقع، حتى فهرسة بيانات معاملات سلسلة الكتل القياسية تشكل تحديا، لا تقرأ بيانات أكثر تعقيدا من المعلومات الأساسية.

فيما يتعلق ببروتوكولات إدارة السيولة، لا يزال تقييم الأداء التاريخي لمجمعات الاختبار الحالية أو تجمعات المستخدمين يتطلب استخدام واجهة برمجة تطبيقات خدمة الفهرس المستضافة بالسلسلة. ثم يتم حساب هذه البيانات يدويا في Excel. هل هناك خدمة قادرة على تبسيط هذه العملية ، وتزويد العقود الذكية dapp بالقدرة على aggreGate.io هذه البيانات وتصفيتها وتحليلها مباشرة؟ تم تصميم المعالجات المساعدة لحل المشكلة.

لماذا يُسمى بمعالج تعاوني؟

في أنظمة الكمبيوتر الأولية، كان بإمكان معالج الوحدة المركزية CPU في كثير من الأحيان أن يقوم فقط بالعمليات الأساسية. كان يحتاج إلى أن يتم إقرانه مع "معالج مساعد" مخصص لأداء أنواع معينة من المهام الحسابية، مثل العمليات ذات النقطة العائمة، لتحسين الأداء.

الآن، يمكننا أن نفكر في إثيريوم كجهاز كمبيوتر ضخم. يمكن للعقود الذكية في جميع أنحاء العالم الوصول إلى البيانات على السلسلة فقط من الكتلة الحالية، وليس البعض التاريخي بما في ذلك سجلات المعاملات وتغييرات رصيد الحساب. وذلك لأن تصميم إثيريوم لا يوفر وسيلة للعقود الذكية للوصول إلى هذه البيانات التاريخية.

يتطلب الوصول إلى البيانات التاريخية لضمان مصداقيتها طريقة تشفير تربط السجلات التاريخية بالكتلة الحالية. ومع ذلك ، فإن حساب هذا الدليل والتحقق منه في عقد ذكي مباشرة يمكن أن يستغرق وقتا طويلا ومكلفا. بدلا من ذلك ، يمكن إجراء الاستعلامات من خلال عقد التخزين ، ولكن لا يمكن للعقود الذكية التفاعل معها مباشرة ، وهناك مشكلة في الثقة. إذن ، كيف يمكننا حل مشكلة الثقة هذه وتمكين الحساب الذي يمكن التحقق منه؟ بمعنى آخر ، كيف يمكننا السماح لطرف ثالث بالتحقق مباشرة من نتائج الحساب للتأكد من صحتها ، دون الحاجة إلى إعادة تنفيذ الحساب نفسه؟ قد يكمن الحل في المعالجات المساعدة ، والتي تشبه أنظمة الكمبيوتر المبكرة. يمكنهم توسيع قوة الحوسبة للعقود الذكية على Ethereum ، مما يمنحهم القدرة الجديدة على الوصول إلى البيانات التاريخية وإجراء العمليات الحسابية المعقدة.

كيف تعمل عادة معالج المساعد؟

بشكل عام، العملية الرئيسية لمعالج يتحقق من بيانات الإيثيريوم هي كما يلي:

1. استعلام البيانات التاريخية والقيام بحسابات ذات الصلة في بيئة خارج السلسلة من خلال خدمة؛

2. سيقوم الخدمة بتوليد نوع من البرهان لإثبات أن عملها موثوق به؛

3. سيتفاعل تطبيق المطور مع عقد المعالج المشترك المنشأ على الإيثريوم للتحقق من البرهان؛

4. بعد التفاعل مع عقد الشرطة والتحقق من النتيجة، يمكن للتطبيق اللامركزي الوصول مباشرة إلى البيانات التاريخية التي يحتاجها دون الثقة.

المشاريع في مساحة معالج العمليات المشتركة أو الحساب القابل للتحقق الواسع

تحليل هذا القسم يركز بشكل رئيسي على الكومة الفنية الرئيسية والمزايا التنافسية للاعبين الرئيسيين في مجال معالج الشركاء.

بديل

رائد في مجال مساعد المعالج، تعمل Axiom على بناء بنية بيانات على السلسلة لتبسيط تفاعل العقد الذكية مع بيانات السلسلة. كما يُنسب إلى Axiom أيضًا اقتراح مفهوم مساعد المعالج. سنتناول بالتفصيل كيفية عمل مساعد المعالج الخاص بهم لاحقًا في هذه المقالة باستخدام Axiom كمثال.

لاغرانج

تركز لاغرانج على إثباتات الحالة بين السلاسل وتقنيات المعالجة المتوازية. يمكن أن تحقق إثباتاتهم التحقق بين السلاسل دون الاعتماد على بروتوكولات رسائل السلاسل المتقاطعة مثل zkBridge أو IBC. يعد البرهان المتوازي للاغرانج مناسبًا تمامًا للمنتجات التي تنطوي على إعادة الرهان، مما يعزز موقعهم في نظام الخدمة كـ RaaS (Rollup as a Service).

على عكس الأدلة التسلسلية، يمكن للأدلة المتوازية توزيع عبء عملها عبر آلاف الخيوط في نفس الوقت. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤمن إعادة الرهان على EigenLayer لهم. بمعنى آخر، تسمح هذه الطريقة للحوسبة المتوازية والإثبات المتوازي بمرونة أفضل أفقيًا.

أحد الحالات العملية في العالم الحقيقي هو تطبيق لاغرانج على AltLayer. تقدم AltLayer خدمات التحقق النشطة لـ Restaked Rollup، مما يساعد المطورين على تنفيذ تسلسل لامركزي والتحقق من صحة حالة Rollup بكفاءة. في مارس 2024، انضمت لاغرانج إلى AltLayer لاستخدام المثبتات الموازية لمعالجة Rollup المشتركة. يضمن هذا الأمر بيانات سلسلة قابلة للتحقق وغير قابلة للثقة ونتائج حسابية على السلسلة لعملاء RaaS في AltLayer.

هيرودوتس

مرتبطة ارتباطا وثيقا بنظام Starkware/Starknet، تشارك هيرودوتوس مع مشاريع مثل سنابشوت. يطلقون على نظامهم المشترك "دليل التخزين"، والذي يمكن دمجه مع دلائل ZK لتمكين الوصول إلى البيانات عبر الطبقات المختلفة في إيثريوم.

المصدر: موقع هيرودوتوس

يتكون نظام إثبات التخزين من ثلاثة مكونات:

1. إثباتات الاحتراف: تأكيد وجود البيانات بشكل حقيقي ضمن هيكل بيانات Ethereum.
2. دلائل الحساب: تحقق من صحة سير العمل متعدد الخطوات، لا سيما تلك التي تتضمن تحويل البيانات أو عمليات أخرى.
3. ZK Proofs: تسمح براهين ZK العقود الذكية بتأكيد صحة البراهين دون معالجة جميع البيانات الأساسية. يمكن إثبات أي بيانات على السلسلة في عقد Ethereum يستخدم نظام إثبات التخزين.

مثل معالجات العمل الأخرى، يتم إنشاء نظام إثبات التخزين خارج السلسلة ويتم التحقق منه على السلسلة، مما يقلل من استهلاك موارد السلسلة. كما أنه يقلل من نقل البيانات بين طبقات إثريوم عن طريق إرسال الهاش الخاص بالكتلة أو جذر المجمع للتحقق فقط.

Brevis

تم تطويرها بواسطة شبكة Celer، Brevis هي البنية التحتية لبناء مختلف خدمات البيانات على السلسلة، بما في ذلك معالجات ZK. شبكة Celer، بروتوكول التشغيل المتعدد القابل للتفاعل التي تأسست من قبل مو دونغ وتشينغكاي ليانغ، جمعت 4 ملايين دولار في عرض البورصة الأولي (IEO) في عام 2019.

شبكة Celer قامت بنشرعقد قصيرعلى السلسلة. يتحقق هذا العقد من الأدلة من طلبات المعالج المساعد ويبلغ النتائج مرة أخرى إلى عقد التطبيق اللامركزية من خلال وظيفة الاتصال العكسي. يمكن للمطورين الاستفادة من Brevis SDK لتمكين التطبيقات اللامركزية من الوصول إلى البيانات التاريخية على السلسلة بسهولة. يقوم SDK بتجريد الدوائر المعقدة، مما يقضي على الحاجة لدى المطورين لديهم معرفة سابقة بأدلة ZK. تم بناء Brevis SDK على إطار gnark الذي طوره فريق Consensys Linea. بالإضافة إلى ذلك، يدعم Brevis عميل Ethereum's ZK light، مما يتيح له العمل مع البيانات على السلسلة من أي سلسلة كتل Ethereum EVM متوافقة.

المصدر: توثيق بريفيس

شبكة Celer تعمل حالياً على التطويرcoChain, سلسلة كتل مركزة على نظام RaaS، باستخدام Brevis كأساس. coChain هو سلسلة كتل تعتمد على خوارزمية الإثبات بالمشاركة (PoS) ويمكنها توفير خدمات حصة Ethereum وخدمات التقليص. يشير التقليص إلى عملية معاقبة المدققين الذين ينتهكون القواعد في نظام Ethereum PoS، بما في ذلك الغرامات وتغييرات الحالة. تاريخيًا، كان معدل التقليص في نظام حصة Ethereum منخفضًا جدًا، معبيانات تشيرأن 0.04% فقط من المحققين تم تخفيضهم.

ميزة coChain الفريدة هي ربط توليد نتائج المعالج المساعد بمكافآت وعقوبات Ethereum staking. إليك العملية:

1. يقدم العقد الذكي طلب معالج ثانوي، وآلية التوافق PoS تولد نتيجة معالج ثانوي؛
2. يتم تقديم نتيجة PoS المولدة إلى سلسلة الكتل كـ "اقتراح" يمكن "تحديه" بواسطة دليل الصفر المعرفة (ZK);
3. إذا نجح تحدي إثبات ZK، مما يشير إلى سوء سلوك المدقق أثناء التخزين، خفض حصة المدقق المقابل مباشرة على Ethereum. على العكس من ذلك ، إذا ظلت النتيجة التي تم إنشاؤها بواسطة PoS دون اعتراض ، فيمكن للتطبيق اللامركزي استخدام نتيجة المعالج المساعد مباشرة دون تكبد تكلفة إثباتات ZK. هذا النهج "المتفائل" لإثبات التحديات ، على غرار التفاؤل ، يحافظ على انخفاض التكاليف.

بشكل عام، تجمع نهج coChain بين حوافز الثقة/التحقق للمعالجات المشتركة مع نظام الرهان على الإيثيريوم. في المستقبل، ستتكامل مع EigenLayer لتقليل تكلفة البرهان لمعالجات البرهان الصفري.

نيكسوس

يسمح Nexus zkVM بالتحقق من أي نتيجة لعملية على سلسلة الكتل. ميزته الفريدة هي القدرة على التحقق من ZK proofs استنادًا إلى تقنيات الطي. تأسست Nexus في عام 2022، وهي لاعب آخر في مجال zkVM. بينما لم تُكشف التفاصيل على نطاق واسع بعد، إلا أن المؤسس، دانيال مارين (خريج ستانفورد مع خبرة سابقة في Google)، نشرأوراق بحثية مبكرةمن خلال نادي ستانفورد للبلوكتشين.

تُعتبر تكنولوجيا ZK القابلة للطي فرعًا واعدًا ضمن حلول zkVM. يدعم Nexus zkVM التحقق من الأدلة القابلة للطي ومخططات التراكم. يهدف إلى أن يكون zkVM مقيدًا وقابلاً للتطوير ومفتوح المصدر. تشمل كومة تقنياتهم آليات تجميع الأدلة المتوازية على نطاق واسع بناءً على حوسبة التحقق التدريجي (IVC) ومخططات قابلة للطي متنوعة مثل Nova وCycleFold وSuperNova وHyperNova. كما أنهم يعملون على تطوير شبكة Nexus Network، وهي شبكة تعدين للأدلة على نطاق واسع مبنية على Nexus zkVM.

المصدر: توثيق Nexus، Nexus zkVM الهندسة المعمارية

جدول المقارنة بين النهج التقني والمزايا التنافسية في مسار المعالج المساعد

كما يمكنك رؤية، اختارت مشاريع مختلفة تقنيات مختلفة استنادًا إلى بيئات مختلفة (Ethereum EVM، RaaS، السلسلة الجانبية، السلسلة الجانبية لـ Ethereum)، طرق دليلية مختلفة (Rollup مقابل ZK)، أو حلول مختلفة ضمن براهين ZK (zk-SNARK، براهين الطي، مخططات التراكم، إلخ). لكل منها نقاط قوة وضعفها فيما يتعلق بالمزايا التنافسية وفي النهاية تقدم أشكال منتج مختلفة: عقود تفاعلية على السلسلة، SDKs، وشبكات مصممة لأغراض مختلفة، مثل شبكات التحقق من الرهن وشبكات التحقق بمقياس كبير.

المصدر: بواسطة الكاتب

العملية الخاصة لمعالجات الفرعية: حالة البديل

لماذا تختار اكسيوم؟

أكسيوم هو معالج إثبات ZK مُبني للإثيريوم. يتيح لعقود ذكية الوصول إلى البيانات التاريخية على السلسلة ويضمن عدم الثقة في الحسابات خارج السلسلة من خلال تقنية الإثبات ZK. تأسست أكسيوم بواسطة جوناثان وانج ويي سون في عام 2022. في 25 يناير 2024، أكسيومأعلن على تويترأنها جمعت 20 مليون دولار في جولة تمويل سلسلة A بقيادة Paradigm و Standard Crypto. إنه أول مشروع يقترح مفهوم "معالج فرعي" وهو أيضًا واحد من أكثر المشاريع دعمًا من رأس المال المخاطر في هذا المجال.

المصدر: حساب Axiom Official X

تاريخ أكسيوم

في عام 2017، حصل يي سون على درجة الدكتوراه في الرياضيات من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وعمل أيضًا لصالح شركة تداول عالي التردد لفترة من الوقت. بدأ في الانغماس في مجال العملات الرقمية وأدرك أن دليل ZK هو مفتاح قابلية توسيع سلسلة الكتل. ومع ذلك، في ذلك الوقت، كان يعتقد أن تقنية ZK كانت لا تزال في مراحلها الأولى، لذلك اختار متابعة المجال. لم يكن حتى نهاية عام 2021 حتى بدأت تقنية ZK في الارتفاع، مع نضوج تدريجي للبنية التحتية وأدوات التطوير. بالإضافة إلى ذلك، واجه يي سون مشكلات في الوصول إلى البيانات التاريخية في العقود الذكية التي كتبها عند بناء بروتوكولات DeFi. جميع هذه العوامل أدت إلى ولادة أكسيوم.

ما نوع تقنية ZK Proof التي تستخدمها Axiom؟

تستخدم Axiom حاليًا نظام البرهان SNARK القائم على Halo2 والواجهات الخلفية KZG وأدوات البرهان ZK مثل جداول البحث (LUTs). في الماضي، كانت البراهين ZK معقدة وصعبة للتدقيق. تعتبر جداول البحث مجموعة من القيم المحسوبة مسبقًا تسمح للمثبت بإثبات وجود القيمة بكفاءة أكبر للمتحقق.

كيف يعمل Axiom V2

في يناير 2024، تم إطلاق Axiom V2 على شبكة الإيثيريوم الرئيسية، مدعمًا وصولًا إلى المعاملات، والإيصالات، وتخزين العقود، ورؤوس الكتل، وغيرها من البيانات من العقود الذكية. وهذا يعني أنه الآن يدعم الوصول إلى جميع البيانات التاريخية على شبكة الإيثيريوم الرئيسية.

باستخدام أدوات SDK التي طورتها Axiom، يمكن للمطورين كتابة دوائر Axiom بلغة Typescript لطلبات البيانات وتخصيص العمليات. Axiom في المقدمة لأنه يجعل الأمر سهلاً للعقود الذكية الوصول إلى البيانات على السلسلة:

1. يستخدم المطورون مجموعة أدوات Axiom Typescript لكتابة دوائر Axiom وإصدار طلبات حساب التحقق ZK لبيانات Ethereum التاريخية؛

2. تقوم أكسيوم بأداء الحساب المطلوب وتوليد دليل ZK، مثبتة صحة البيانات ونتائج الحساب؛

3. يقوم المطورون بتنفيذ وظيفة الاستدعاء في العقد الذكي للتحقق وتنفيذ البيانات المرسلة من أكسيوم مع نتيجة البرهان زي كي.

4. تستعلم الأصول عن طريق إرسال معاملة على السلسلة، ويتم تشفير النتيجة المرجعية بواسطة دليل ZK لضمان مصداقيتها.

ومع ذلك، على عكس هيرودوت، لا يدعم Axiom حاليًا استعلام البيانات التاريخية من شبكات Ethereum EVM الأخرى أو L2 networks ويركز فقط على Ethereum mainnet. لا يُستبعد دعم الميزات ذات الصلة في المستقبل.

تطبيقات Axiom V2

في طبقة التطبيق، يمكن لـ Axiom مساعدة التطبيقات اللامركزية في تنفيذ الوظائف التالية:

• توفير مكافآت وبرامج ولاء استنادًا إلى سجلات نشاط المستخدمين on-chain
• تنفيذ المساءلة استنادًا إلى سلوك المستخدمين على السلسلة
• إنشاء الأوراق المالية التي يمكن تخصيصها وفقًا لاحتياجات الهوية والحوكمة والتسوية

احترافي

الزعيم الحالي في مجال وحدة المعالجة المساعدة، Axiom، لديه علاقة تكميلية مع مشاريع العقدة الخفيفة مثل Succinct. تحاول Succinct إثبات التوافق في Ethereum نفسه، بينما يثبت Axiom أي بيانات تاريخية على السلسلة بناءً على التوافق، شريطة أن يتم قبول نتيجة التوافق.

مجال إثبات ZK يتطور بسرعة مع اختراعات مبتكرة مثل إثبات الطي، ومخططات التراكم، والجداول الكبيرة للبحث. لقد جذب هذا النمو انتباهًا إلى مشاريع مثل Nexus، التي تدعم أحدث التطورات في تكنولوجيا إثبات ZK. بينما يصبح إثبات ZK شائعًا، فإن مشاريع أخرى مثل Lagrange أيضًا تلاحظ لتوفير إثباتات لـ Rollup من خلال البراهين المتوازية، وبالتالي ملئ فجوة في السوق.

التطورات التكنولوجية المستمرة زادت من أداء مختلف البراهين المعرفية، مما أدى إلى تقليص حجمها وتكاليف التحقق منها. وهذا يوسع نطاق استخدامها المحتمل. وفي هذا السياق، القابلية التي توفرها عملية التجزئة الوحدية تحظى بالاعتراف، وخاصة داخل مجال معالج الواجهة.