Vitalik Buterin: كيفية تحسين التشفير تم الكشف عنها

في ورقة جديدة، يفحص فيتاليك بوتيرين، مؤسس الإيثريوم المشارك، زمن الوصول إلى الذاكرة، وهو أحد القيود الأكثر تجاهلاً في الحوسبة، وكيف يمكن أن يغير الفهم الأفضل له طريقة تطوير الأنظمة التشفيرية. على الرغم من أن الموضوع يبدو تقنيًا للغاية، إلا أنه له تأثير مباشر على الكفاءة المحتملة لسلاسل الكتل، والبرهان التشفيري، وحتى نماذج الذكاء الاصطناعي.

مشكلة وصول الذاكرة

يؤكد بوتيرين أنه من غير الصحيح افتراض أن قراءة أو كتابة الذاكرة تستغرق مقدارًا ثابتًا من الوقت، كما يتم في كثير من الأحيان في علوم الكمبيوتر. بدلاً من ذلك، يقدم نموذجًا يقترح أن الجذر التكعيبي لحجم الذاكرة يحدد وقت الوصول إلى الذاكرة. بعبارة بسيطة، يصبح استرجاع البيانات من الذاكرة أبطأ بشكل متزايد كلما زاد حجمها، لأن الإشارات يجب أن تسافر لمسافات فعلية أكبر.

! صورة المقال

يقدم أدلة من العالم الحقيقي لدعم ذلك، موضحًا أن الوقت الذي يستغرقه الوصول إلى البيانات يزيد مع حجم الذاكرة، من ذاكرات التخزين المؤقت للمعالج إلى الذاكرة العشوائية (RAM)، وهو ما يتماشى بشكل مدهش مع نموذجه النظري. هذه الإدراك يتجاوز مجرد النقاش الأكاديمي ----- إنه يغير جذريًا الطريقة التي نفكر بها في تحسين الخوارزميات، خاصة في مجال التشفير، حيث من الممارسات المعتادة حساب وتخزين النتائج الوسيطة مسبقًا.

حل إدارة الذاكرة في البلوكشين

يستخدم فيتاليك بوتيرين مثالاً يتضمن التشفير باستخدام المنحنيات البيانية، وهو جزء أساسي من أمان البلوكشين، لتوضيح هذه النقطة. لتسريع العمليات، يقوم المطورون غالبًا بحساب جداول كبيرة من الأرقام مسبقًا. ومع ذلك، قد تفقد أي مكاسب في السرعة، إذا كانت الجداول تنمو بشكل كبير جدًا لتناسب ذاكرة التخزين المؤقت بسبب التباطؤ الناتج عن زيادة الوصول إلى الذاكرة. أثبت جدول صغير يناسب ذاكرة التخزين المؤقت أنه أسرع من جدول أكبر موجود في ذاكرة الوصول العشوائي في أحد اختباره.

الاستنتاج بسيط ولكنه عميق: الكفاءة في التشفير تتضمن أكثر من مجرد معالجات أسرع --- بل تشمل أيضًا إدارة ذاكرة أكثر ذكاءً. فهم المبدأ الذي وضعه يمكن أن يوجه تحسينات الأجهزة في أنظمة البلوكشين المستقبلية وأنظمة المعرفة الصفرية، حيث تتحول الصناعة نحو الأجهزة المتخصصة مثل ASICs و GPUs.