الترحيل المتفائل (Optimistic Rollup): التحليل الفني

المفهوم المجرد

Rollup هو حل توسعة لنظام Ethereum Layer 2 مصمم لتعزيز معدل معالجة Ethereum من خلال تنفيذ المعاملات خارج السلسلة. يفترض Optimistic Rollup صحة جميع معاملات الطبقة الثانية ويضغط عدة معاملات في عملية إرسال واحدة إلى Ethereum. بعد الإرسال، توجد فترة تمتد لأسبوع يمكن خلالها لأي مشارك في الشبكة الطعن في صحة المعاملات. وإذا تم اكتشاف غش أثناء تحديث الحالة، يحصل المعترض على مكافأة.

آلية عمل Optimistic Rollup

على الطبقة الثانية، تُرسل معاملات المستخدمين إلى مشغلي عقد Optimistic Rollup الذين يعملون كـ"مدققين" و"مجمّعين" مسؤولين عن دمج المعاملات والتحقق منها. تضغط هذه العقد بيانات عدة معاملات في معاملة واحدة تُضاف إلى مجمع معاملات Ethereum Layer 1.

يستطيع أي شخص أن يصبح عقدة لـOptimistic Rollup، لكن يجب على العقد تقديم وديعة أمنية للشبكة لضمان النزاهة. عند نشر كتلة، توفر العقد فترة "إثبات الغش" تمتد لأسبوع. إذا لم يطعن أي مستخدم أو عقدة في صحة الكتلة خلال هذه المدة، يتم تأكيد الكتلة.

تقنيات ضغط البيانات

تستهلك المعاملة القياسية في Ethereum حوالي ١١٠ بايت، بينما تستغرق عملية إرسال ETH عبر Optimistic Rollup نحو ١٢ بايت فقط. تشمل طرق الضغط ما يلي:

• يتم حذف Nonce بالكامل واستعادتها من الحالة السابقة
• يتم نقل معلومات الغاز خارج معاملات الطبقة الثانية
• يُستخدم الفهرس بدلاً من عنوان Ethereum في حقلي "إلى" و"من"
• تُسجل القيم باستخدام الترميز العلمي
• تُجمع المعاملات باستخدام توقيعات BLS Aggregate
• يتم تخزين بيانات المعاملات في الحقل Calldata على السلسلة

إرسال البيانات إلى Ethereum

ينشر Optimistic Rollup عقدًا ذكيًا خاصًا يُسمى عقد Rollup على Ethereum Layer 1، ويتولى إدارة حالة Rollup بما يشمل تتبع أرصدة المستخدمين، معالجة الإيداعات، السحوبات، وحل النزاعات.

تجمع وتدمج العقد خارج السلسلة المعاملات، بحيث يتم دمج عدة معاملات في "كتلة Rollup". لاحقًا، تُنشر البيانات المجمّعة كـcalldata على Ethereum، حيث يُعد هذا الخيار أكثر كفاءة لتخزين البيانات على السلسلة.

التزامات الحالة

تشمل البيانات المُرسلة محتوى المعاملات وجذر شجرة Merkle قبل وبعد إتمام المعاملة. يمثل جذر شجرة Merkle حالة Optimistic Rollup في أي وقت، بما في ذلك الحسابات، الأرصدة، وأكواد العقود.

يحافظ مشغل الطبقة الثانية على شجرة حالة لحسابات الطبقة الثانية محليًا، ويُسجل قيمة الجذر التجزئة قبل وبعد تنفيذ دفعة المعاملات. يُشير هذا الجذر إلى أحدث حالة Rollup ويُخزن في عقد Rollup.

آلية إثبات الغش

يحدد Optimistic Rollup نافذة زمنية مدتها أسبوع يمكن خلالها للمستخدمين الطعن في الكتل. إذا تم تقديم اعتراض، يبدأ البروتوكول عملية حساب إثبات الغش.

عبر إعادة تنفيذ المعاملات، يُحسب جذر حالة جديد ويُقارن بالجذر المقترح من قبل العقدة. إذا ظهرت اختلافات، يُعاد التحول في الحالة، وتُصادر وديعة العقدة وتُنقل إلى المعترض.

الآلة الافتراضية OVM

يُدمج Optimistic Rollup جميع وظائف العقود الذكية الخاصة بـEthereum في إطار الطبقة الثانية، ويوفر آلة افتراضية OVM كاملة للبرمجة لتطوير ونشر تطبيقات dApps.

تتوافق آلة OVM الافتراضية بالكامل مع Ethereum EVM، ما يسهل عملية نقل تطبيقات dApps إلى الطبقة الثانية.

الخلاصة

الشبكتان اللتان تم تطويرهما اعتمادًا على بروتوكول Optimistic Rollup هما Optimism وArbitrum، وأصبحتا أكبر منظومتين للطبقة الثانية ضمن نظام Ethereum.

يعتمد Optimistic Rollup على إثباتات الغش، بينما يعتبر ZK Rollup حلاً قائمًا على إثباتات المعرفة الصفرية. تحديد أفضلية أي من الحلين يتطلب المزيد من الدراسة على مدى طويل.

الأسئلة الشائعة

ما هو Optimistic Rollup؟ وكيف يحقق توسعة الطبقة الثانية؟

Optimistic Rollup هو حل توسعة للطبقة الثانية يعالج المعاملات خارج السلسلة ويسجلها على السلسلة بعد التحقق. يزيد من كثافة المعاملات، ويقلل التكاليف، ويحسن قدرة Ethereum عبر تجميع المعاملات بكفاءة.

ما هو المبدأ التقني لـOptimistic Rollup؟ وكيف تعمل آلية إثبات الغش؟

يستخدم Optimistic Rollup متسلسلين لتجميع المعاملات وتخفيض الرسوم. تتحقق آلية إثبات الغش من صحة المعاملات عبر الاعتراضات، ما يضمن الأمان من خلال السماح للمستخدمين بالطعن في التحولات غير الصحيحة للحالة على السلسلة.

ما هي الفروقات بين Optimistic Rollup وZK-Rollup؟ وما هي مزايا وعيوب كل منهما؟

يفترض Optimistic Rollup صحة المعاملات حتى يثبت العكس، ويوفر تعقيدًا وتكلفة أقل لكنه يتطلب وقتًا أطول للسحب. أما ZK-Rollup فيستخدم إثباتات المعرفة الصفرية للتحقق الفوري، ويوفر معاملات أسرع وأمانًا أعلى لكنه أكثر تعقيدًا ويتطلب موارد حسابية أكبر.

كيف يتم ضمان أمان Optimistic Rollup؟ وما هي المخاطر المحتملة؟

يضمن Optimistic Rollup الأمان عبر فترات الاعتراض التي تتيح حل النزاعات وآليات إثبات الغش. تشمل المخاطر المحتملة وجود متسلسلين مركزيين، وتأخير إتمام المعاملات، والاعتماد على نزاهة المدققين. تتركز التحسينات المستمرة على التحقق المفتوح وتعزيز اللامركزية.

كم يبلغ حجم التحسن في الأداء الذي يوفره Optimistic Rollup؟ وكم يمكن أن تنخفض تكاليف المعاملات؟

يعزز Optimistic Rollup كثافة المعاملات بما يتراوح بين ١٠ إلى ١٠٠ ضعف ويخفض تكاليف المعاملات حتى ٩٠٪ مقارنة بشبكات الطبقة الأولى، ما يتيح معاملات أسرع وأكثر توفيرًا.

ما هي المشاريع التي تعتمد حاليًا تقنية Optimistic Rollup؟ وكيف يقارن Arbitrum مع Optimism؟

يُعد Arbitrum وOptimism من أبرز حلول Optimistic Rollup. يتمتع Arbitrum بمنظومة أوسع تضم أكثر من ٤٤٢ تطبيقًا ودخولًا مبكرًا للسوق في عام ٢٠٢١، بينما يركز Optimism على التصميم المعياري عبر OP Stack. كلاهما يتيح توسعة Ethereum Layer 2 من خلال تطبيقات تقنية متقدمة وانتشار متزايد.

ما هي فترة الاعتراض على السحب في Optimistic Rollup، ولماذا تعتبر هذه الآلية ضرورية؟

تبلغ فترة الاعتراض على السحب في Optimistic Rollup عادة ٧ أيام. تمنع هذه الآلية عمليات الغش عبر منح المدققين فرصة للطعن في طلبات السحب غير الصحيحة خلال هذه الفترة، ما يضمن نهائية المعاملة وأمانها عبر منح وقت كافٍ للتحقق قبل الإفراج عن الأموال.