از استانبول تا برلین؛ بررسی توسعه های اتریوم به سمت سرنیتی (Serenity)

در نوامبر امسال رهبر تیم بنیاد اتریوم پیتر زیلاگی (Péter Szilágyi) تاریخ به روز رسانی بعدی شبکه، استانبول را تایید کرد. این به روز رسانی در کل هشتمین هارد فورک اتریوم و دومین هاردفورک امسال است که در ۴ دسامبر اتفاق می ­افتد.

هاردفورک استانبول تعدادی پیشرفت جدید در شبکه، مانند قابلیت همکاری با زی کش(ZCash)، لایه­ دانش صفر ارزان­تر با دو راهکار مقیاس­ پذیری و قیمت گس برای عملیات خاص ارائه خواهد داد. همچنین استانبول قدم مهمی در مسیر رسیدن به نسخه­ اتریوم ۲.۰ خواهد بود که پیش­ بینی می­ شود نسخه­ نهایی شبکه باشد. اما شرایط برای استانبول چگونه پیش خواهد رفت؟

فورک ­ها، عرضه ­ها و مراحل

هیچ سیستم متن بازی در مرحله­ نهایی خود نیست. نرم ­افزارها همواره در حال پیشرفت و به روزرسانی اند. این امر برای اتریوم نیز صادق است که در طول حیاتش به عنوان یک کامپیوتر جهانی توزیع ­شده و پلتفرمی برای درخواست­ های غیرمتمرکز ترسیم شده و در آغاز به عنوان یک مجموعه از نقاط عطف متوالی به شمار می ­رود.

در حال حاضر هدف جامعه­ توسعه­ دهنده­ اتریوم، نسخه­ پیشرفته­ شبکه به نام اتریوم ۲.۰ یا سرنیتی (Serenity) است. به نظر می­ رسد این به روزرسانی چند پیشرفت عمده را در بر می­ گیرد مانند گذار از گواه اثبات کار (PoW) به یک الگوریتم اجماع گواه اثبات سهام (PoS) با مصرف انرژی کمتر، تحقق پارادایم جدید مقیاس­ پذیری با نام شاردینگ و معرفی ماشین مجازی اتریوم(EMV) بهینه ­تر با توانایی اجرای قراردادهای هوشمند. دنی رایان محقق این بخش، ۵ هدف طراحی اتریوم ۲.۰ را فرمول بندی کرده است؛ عدم تمرکز، برگشت پذیری، امنیت، سادگی، طول عمر.

تنوع در توصیف مراحل به روز رسانی شبکه می­ تواند گیج­ کننده باشد؛ هاردفورک­ هایی وجود دارند که از روی شهرهای بزرگ جهان نام­ گذاری شده ­اند، فازهای شماره­ گذاری­ شده، عرضه­ هایی که با کدهای هر نسخه تفکیک شده­ اند و برچسب­ های شاعرانه مانند سرنیتی (وقار) بر روی آنها گذاشته شده است. با این حال، اتریوم در نهایت ساختار یک­پارچه­ ای می­ سازد.

بزرگترین مرحله از فرایند توسعه، عرضه نامیده می ­شود. یک عرضه به منظور یک یا چند هاردفورک تصویب می ­شود؛ بازسازی پروتکل ­های بلاک چین که با گذار از نسخه­ قدیمی همراه می­ شوند.

تاکنون ۳ عرضه اتفاق افتاده است (نسخه­ فعلی متروپولیس نام دارد) که در دو مرحله بیرون آمده است؛ هارفورک­ های بیزانس، کنستانتینوپول و استانبول که در شرف انتشار است. هارفورک­های بعدی، برلین و لندن، منجر به ظهور چهارمین عرضه یا همان اتریوم ۲.۰ (serenity) می­ شوند.

هاردفورک ها موجب تغییرهایی در شبکه ی اجرایی اصلی اتریوم می شوند. با این حال نقشه ی راه اتریوم ۲.۰ خلق زنجیره های مجزای جدید را تصریح می کند؛ مانند وجود مشروط دو زنجیره ی فعال اتریوم با مکانیسم اجرای متفاوت. انتشار زنجیره ی اتریوم ۲.۰ در فازهای متوالی منطبق بر نقشه راه اتفاق می افتد.

هاردفورک استانبول: پیشرفت های مقبول

ابزار نظارت اصلی که جامعه­ اتریوم برای حرکت به جلو به آن تکیه می­ کند، پروپوزال های پیشرفت اتریوم است. این پروپوزال ها تغییرات در هسته پروتکل، رابط های کاربری نرم افزار مشتری و قراردادهای هوشمند استاندارد را مشخص می کنند.

مولفان معمولا به دنبال زمان بندی پروپوزال طبق برنامه­ فورک و هدف­ گذاری هاردفورک های آتی هستند. در حال حاضر برای اتخاذ رویکردهای EIP محور در به روز رسانی سیستم فشار وارد می شود، جایی که فورک های کوچک تر به پروپوزال ها این امکان را می دهند که با سرعت خودشان توسعه یابند. برلین، هاردفورک بعد از استانبول، انتظار می رود اولین گزینه در این پارادایم باشد.

استانبول همچنان از رویکرد فورک محور پیروی می کند، جایی که بسیاری از پروپوزال ها در مراحل مختلف حیات خود در فراخوان های همه توسعه دهندگان هسته مرور می شوند. توسعه دهندگان EIPها را به فورک های مطلوب و آماده به کار (مقبول)، مطلوب اما ناآماده (موقتا مقبول که احتمالا در هاردفورک بعدی به وجود می آیند) و نامطلوب (کاملا رد شده) دسته بندی می کنند. از ۳۸ EIP ارائه شده تنها ۶ مورد برای ورود به سیستم پذیرفته شده اند و ۸ مورد از آن ها برای فورک برلین تایید شده اند. در اینجا به خلاصه ای از پروپوزال های پذیرفته شده می پردازیم:

EIP ۱۵۲ قابلیت تایید الگوریتم گواه اثبات کار Equihash را در یک قرارداد اتریوم با امکان همکاری با زی کش و بلاک چین های اتریوم ارائه می دهد.

EIP ۱۱۰۸ هزینه های پیش انباشت گس را کاهش می دهد که نسلی از گواه دانش صفر غیر تعاملی یا zk-SNARKs را ارزان تر می کند. این به دو دلیل خبر خوبی است؛ اول این که این تغییر پیشرفت برنامه های متمرکز بر حریم شخصی که از این نوع رمزنگاری استفاده می کنند را تسریع می کند. zk-SNARKs راهکاری لایه ی دوم است که برای کم کردن بعضی از مسایل مقیاس پذیری اتریوم استفاده می شود؛ زیرا مقدار قابل توجهی از محاسبات را خارج از شبکه انجام می دهد.

EIP ۱۳۴۴ یک کد عملیاتی (opcode) اضافه می کند که شناساگر زنجیره ی حاضر را برمی گرداند و به قراردادها راهی پیشنهاد می کند که زنجیره ی اتریومی که آن ها بر روی آن قرار دارند را ردیابی کنند. این EIP برگشت پذیری سیستم نسبت به حملات مجدد (replay attacks) در تراکنش های ثبت شده را بهبود می بخشد.

EIP ۱۸۸۴ احتمالا بحث برانگیزترین پروپوزال پذیرفته شده است که دست کم از آگوست امسال محل جدل بوده است. مارتین هولست سوئنده، یک مقام امنیتی در بنیاد اتریوم، این EIP را معرفی کرده است و هدف این پروپوزال قیمت گذاری دوباره ی کدهای عملیاتی مشخص (دستورهایی که به ماشین مجازی اتریوم برای اجرای قراردادهای هوشمند داده می شود) به منظور دستیابی به تعادلی بین مخارج گس و مصرف منابع است.

مشکلی که EIP ۱۸۸۴ قرار بود حل کند، از بعضی عملیات ها که با گسترش بلاک چین هر چه بیشتر متمرکز بر منابع می شوند نشات می گیرد. در آن زمان بلاک هایی با مصارف گس مشابه زمان های متفاوتی برای تمام شدن نیاز دارند که این به خودی خود مساله نیست اما می تواند حامل حمله های عدم پذیرش خدمات باشد.

۲۳ آگوست در فراخوان ۶۹ ام توسعه دهندگان هسته زمانی که وی تانگ از Parity Technologies درباره ی نگرانی هایی راجع به احتمال تغییر هزینه های کد عملیاتی در قراردادهای قبلا ثبت شده صحبت کرد، حساسیت ها بالا گرفت. او در مورد سازگاری واژگون سخن گفت که باعث می شود قراردادهای قدیمی طبق قیمت گذاری اصلی اجرا شوند.

هادسون جیمسون، رابط جامعه بنیاد اتریوم، پاسخ داد که:

سوابق حاکی از آن است که قیمت های کد عملیلتی می توانند تغییر کنند و تغییر خواهند کرد، پس قراردادهای شما نباید بر این اساس باشند که قیمت ها ثابت خواهند بود.

وی اضافه کرد، این گذار باعث آمادگی بیشتر مردم نسبت به تغییرات قریب الوقوع شدید خواهد بود.

EIP ۱۸۸۴ بر تعداد محدودی از قراردادها در پروژه های مختلف تاثیر می گذارد. هوبرت ریتزدورف از شرکت امنیت بلاک چین ChainSecurity احتمالا قابل قبول ترین لیست از چنین قراردادهایی را ارائه داده است.

EIP ۲۰۲۸ هزینه جمع آوری اطلاعات تراکنش ها را کاهش داده است که این مساله باعث بزرگتر شدن بلاک ها و بهبود مقیاس پذیری شبکه می شود. این دسترسی به راهکارهای لایه ی دوم مقیاس پذیری مانند zk-SNARKs را آسان می کند.

EIP ۲۲۰۰ مترینگ شبکه گس را با تغییر روش محاسبه هزینه ذخیره سازی در EVM اجرا می کند. این پروپوزال کارکردهای جدید ذخیره سازی را ممکن می کند و بعضی هزینه های اضافی را کاهش می دهد.

هنوز بر روی توسعه ها کار می کنند

یکی دیگر از پروپوزال های پرطرفدار که جامعه اتریوم در ساخت هاردفورک استانبول به آن توجه می­ کند، EIP ۱۰۵۷ است که برنامه ریزی شده است تا الگوریتم ماینینگ فعلی (Ethash) را با کارکرد اثبات گواه کار جدید، به نام ProgPoW جایگزین کند. توسعه دهندگان هسته موقتا این ابتکار را پذیرفته اند و در انتظار نتایج ارزیابی برای ورود آن در هاردفورک بعدی هستند.

هدف این به روز رسانی تنظیم آن برای سخت افزار های GPU است که باعث سخت تر شدن ماینینگ با چیپ های اسیک (Application-Specific Integrated Circuit) می شود.

این پروپوزال بدین منظور طراحی شده است که سطوحی از غیر متمرکزسازی را به توزیع توانایی ماینینگ بازگرداند و همزمان عرصه را با جذاب تر کردن ماینینگ اتریوم برای کاربران و شرکت های کوچک برابر کند. در چند سال گذشته، اسیک ها محرک اصلی حرکت به سمت صنعتی سازی ماینینگ بوده اند که موجب به وجود آمدن خوشه های ماینینگ متمرکز شده است.

سرپرست امنیت بنیاد اتریوم، مارتین هولست سوئنده گفت که معرفی ProgPoW، درجه ی اسیک ها و چیرگی دیگر شتاب دهنده های سخت افزاری بر شبکه را کم می کند. وی همچنین اضافه کرد که دلیل دیگر تغییر، شکاف های امنیتی ذاتی Ethash است.

گرچه بنظر می رسد میان توسعه دهندگان در مورد مطلوبیت ProgPoW توافقی وجود داشته باشد، اما در جامعه همه از چشم انداز تغییر الگوریتم ماینینگ پیش از تغییر به گواه اثبات سهام در اتریوم ۲.۰ راضی نیستند.

تاکنون بزرگترین صدای مخالف آراگون (Aragon) بوده است؛ پروژه ای برای مدیریت نهادهای غیرمتمرکز خودمختاری که جامعه ی آن ها در ۲ نوامبر، به مخالفت با هر گونه تغییر Ethash پیش از انتقال به اتریوم ۲.۰ رای داد.

علیرغم بعضی تنش ها، هیچ نشانه ای مبنی بر این که جمعیت زیادی از کاربران اتریوم مخالف تغییر پیشنهادی هستند، وجود ندارد. در نتیجه بنظر نمی رسد که این توسعه منجر به شکاف عمیقی شود.

احتمالا اگر بازبینی ها قدرت الگوریتم جدید را تائید کنند، این الگوریتم در هاردفورک استانبول اجرا می شود. برلین در ادامه حرکت اتریوم به سوی نسخه ۲.۰ شبکه به صورت آزمایشی در ژوئن ۲۰۲۰ اجرا می شود.