آشنایی با پروژه لایه 2 اتریوم: لینیا (Linea)

مکانیسم اجماع بلاک چین اتریوم به چندین ولیدیتور اجازه می‌دهد تا تراکنش‌های جدید را قبل از اضافه شدن به شبکه، برای اطمینان از امنیت، ارزیابی کنند. اما با افزایش پذیرش بلاک چین و ورود کاربران بیشتر به شبکه، این موضوع چالش‌برانگیز شده است، که منجر به محبوبیت لایه‌های ۲ مانند آربیتروم (ARB)، آپتیمیسم (OP)، و زد کی سینک (zkSync Era) و اکنون لینیا شده است.

لینیا، یک راه‌حل مقیاس‌پذیری لایه ۲ که توسط Consensys توسعه یافته است، ادعا می‌کند که اتریوم را از طریق یک پلتفرم ساختاری که تراکنش‌ها را در یک محیط کارآمدتر مدیریت می‌کند، مقیاس‌پذیر می‌کند. اما لینیا چیست و چگونه کار می‌کند؟

درک لینیا و نحوه عملکرد آن

در 11 جولای 2023، Consensys پس از تکمیل مرحله آزمایش، شبکه اصلی آلفا لینیا را راه‌اندازی کرد. داده‌های شبکه تست‌نت Goerli برای لینیا این‌طور ادعا می‌کند که بیش از 49 میلیون تراکنش در شبکه تست نت Linea Goerli توسط بیش از 5.5 میلیون آدرس تأیید شده، انجام شده است.

لینیا چگونه کار می‌کند؟

لینیا یک zkEVM نوع 1 است. zkEVMهای نوع 1 معادل اتریوم هستند و هیچ بخشی از سیستم را تغییر نمی‌دهند، که آنها را کاملاً با اتریوم سازگار می‌کند و به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد از بسیاری از زیرساخت‌های موجود مجدداً استفاده کنند. معادل بودن با اتریوم، استقرار نرم‌افزارهای موجود در لینیا را به همراه ایجاد برنامه‌های جدید که در شبکه اصلی بسیار گران هستند را امکان‌پذیر می‌کند.

با این حال، چالش اصلی بهبود «زمان اثبات» است، زیرا اثبات بلاک‌های اتریوم ممکن است ساعت‌ها طول بکشد. برای غلبه بر این مشکل، لینیا از اثبات‌های دانش صفر، رول‌آپ‌ها و Canonical Message Service لینیا استفاده می‌کند.

اثبات دانش صفر (Zero-Knowledge Proofs)

لینیا از اثبات دانش صفر برای اثبات یکپارچگی تراکنش‌ها بدون افشای جزئیات تراکنش و همچنین از رمزنگاری مبتنی بر شبکه برای ایجاد اثبات دانش صفر برای هر تراکنش انجام شده در شبکه استفاده می‌کند. این به طور کامل کنترل اشخاص ثالث را در تأیید تراکنش قطع می‌کند و جزئیات یک تراکنش را از دید عموم دور نگه می‌دارد.

در ادامه نحوه عملکرد اثبات دانش صفر توضیح داده شده است:

دو طرف در یک تراکنش اثبات دانش صفر، اثبات‌کننده (Prover) و تأییدکننده (Verifier) هستند. اثبات‌کننده فرستنده تراکنش است در حالی که تایید کننده گیرنده است. اطلاعات پنهان (جزئیات تراکنش) به عنوان شاهد (Witness) شناخته می‌شود.

برای اثبات درستی تراکنش به تأییدکننده، اثبات‌کننده به سؤالی در مورد تراکنش پاسخ می‌دهد. تأییدکننده سؤال (معروف به چالش یا Challenge) را ایجاد و آن را برای اثبات‌کننده ارسال می‌کند. اثبات‌کننده پاسخی (که به عنوان پاسخ یا Response شناخته می‌شود) ارائه می‌دهد و دانش خود را از شاهد ثابت می‌کند. پروتکل پاسخ ارائه شده توسط اثبات‌کننده را تأیید و حقیقت تراکنش را به تأییدکننده منتقل می‌کند؛ بنابراین، تنها اطلاعاتی که گیرنده تراکنش دارد، درست یا نادرست بودن آن است.

از پیوند بلاک‌چین و هوش مصنوعی، به پول می‌رسیم؟

جوابت تو شماره ۱۴ ماهنامه دامیننسه!

Please leave this field empty.

Δ

رول‌آپ‌ها (Rollups)

همانطور که از نام آن پیداست، رول‌آپ‌ها چندین تراکنش را به صورت دسته‌ای جمع‌آوری می‌کنند که به عنوان یک تراکنش واحد تایید می‌شوند. این سیستم اعتبارسنجی انبوه به این معنی است که فقط یک کارمزد برای تراکنش‌های جمع‌شده پرداخت می‌شود و همه آنها به طور همزمان اعتبارسنجی می‌شوند. این باعث صرفه‌جویی در هزینه و زمان بر اساس تعداد تراکنش‌های جمع‌آوری‌شده در یک زمان می‌شود.

طبق مقاله‌ای توسط ویتالیک بوترین، رول‌آپ‌ها می‌توانند تا 62,500 تراکنش را در یک تراکنش جمع کنند و یک دسته را در 13 ثانیه تأیید کنند که به بیش از 4800 تراکنش در ثانیه (TPS) تبدیل می‌شود. شبکه اصلی اتریوم تنها می‌تواند 32 تراکنش را در یک ثانیه پردازش کند.

Canonical Message Service

 سرویس پیام کانونیکال لینیا یک مسیر ارتباطی کارآمد بین شبکه لینیا و شبکه اصلی اتریوم ایجاد می‌کند.

سرویس پیام کانونیکال به عنوان یک پل و یک پشته پیام عمل می‌کند. این ترکیبی از پروتکل‌ها و قراردادهای هوشمند است که اطلاعات تغییر مرحله (تراکنش‌های معمول) و پیام‌های دلخواه را بین لینیا و سایر شبکه‌ها ارسال می‌کند – به عبارتی اطلاعات مربوط به وضعیت فعلی شبکه اصلی اتریوم را به لینیا و بالعکس ارسال می‌کند. پروتکل پیام‌رسانی اصلی سرویس پیام کانونیکال لینیا “Postbots” است.

طبق این پروژه، Postbotها «بازیگران» هستند که به تماس‌هایی که با یکی از قراردادها انجام می‌شود، چه در لینیا یا اتریوم، گوش می‌دهند و اطلاعات ارسال شده را به شبکه دیگر منتقل می‌کنند.Consensys ادعا می‌کند که پروتکل Postbot زمانی که در سرویس کامل باشد، یک پروتکل غیرمتمرکز خواهد بود که در آن هر کسی در شبکه می‌تواند به عنوان Postbot خدمت کند.

به طور خلاصه، لینیا تراکنش‌های شبکه خود را با استفاده از دانش صفر پنهان می‌کند، آنها را با استفاده از فناوری رول‌آپ جمع‌آوری می‌کند و از طریق سرویس پیام کانونیکال به شبکه اصلی ارسال می‌کند.

حال بیایید به برخی از ویژگی‌های شبکه لینیا نگاهی بیندازیم.

لینیا: معادل کامل اتریوم

از آنجایی که لینیا یک zkEVM نوع 1 است، یک محیط اجرایی معادل اتریوم را اجرا می‌کند. به عبارت ساده‌تر، لینیا فقط با EVM سازگار نیست، بلکه معادل EVM است. این بدان معناست که برنامه‌هایی که قبلاً در شبکه اصلی مستقر شده‌اند، می‌توانند به لینیا منتقل شوند، جایی که می‌توانند از همان امنیت و تمرکززدایی (تقریباً) مشابه در شبکه اصلی برخوردار شوند، در حالی که بر روی یک پلتفرم با منابع کارآمدتر کار می‌کنند. این امر استقرار پروژه‌های موجود در اتریوم را در لینیا آسان می‌کند.

رمزنگاری مبتنی بر شبکه در لینیا

لینیا ادعا می‌کند که از یک پروتکل اثبات دانش صفر استفاده می‌کند که از رمزنگاری مبتنی بر شبکه (Lattice-based Cryptography) استفاده می‌کند. رمزنگاری مبتنی بر شبکه، اگرچه مفهوم جدیدی نیست، اما در حال نفوذ به سیستم‌های بلاک چین مدرن است.

در این مفهوم، شبکه یک ساختار هندسی است که با عبور از سازه‌ها به گونه‌ای ایجاد می‌شود که شکل مربع، مستطیل یا الماس بین آنها باقی می‌ماند. در رمزنگاری از این الگو برای رمزگذاری داده‌ها استفاده می‌شود.

طراحی رمزگذاری در رمزنگاری مبتنی بر شبکه، مبتنی بر رمزگشایی نقاط یک شبکه و تطبیق آنها با نقاط مربوطه در شبکه دیگر است. این فقط برای کسی امکان‌پذیر است (یا ساده‌تر خواهد بود) که کلیدهای صحیح شبکه‌ها را می‌داند. الگوریتم‌های رمزنگاری شبکه کلیددار، مانند NTRUencrypt، نیاز به استفاده از یک کلید مخفی برای رمزگذاری و رمزگشایی پیام‌ها دارند. رمزنگاری مبتنی بر شبکه می‌تواند برای ساخت یک ساختار رمزگذاری کامل یا برای توسعه اثبات‌های امنیتی در جایی که به عنوان یک سیستم احراز هویت عمل می‌کنند، استفاده شود.

در ادامه مزیت‌های رمزنگاری مبتنی بر شبکه را بررسی خواهیم کرد.

مقاومت کوانتومی (Quantum Resistance)

فناوری کوانتومی یک تهدید آشکار برای سیستم‌های رمزنگاری فعلی مانند RSA و منحنی Elliptic است. آزمایش‌ها ادعا می‌کنند که این سیستم‌های رمزگذاری را می‌توان توسط رایانه‌های کوانتومی با استفاده از الگوریتم Shor در معرض خطر قرار داد. بر اساس ادعاها، رمزگذاری مبتنی بر شبکه در برابر کامپیوترهای کوانتومی مقاومت نشان داده است. رمزهای مبتنی بر شبکه مانند Dilithium و Kyber نمونه‌هایی از رمزگذاری ضد کوانتومی در نظر گرفته می‌شوند و لینیا به لطف رمزنگاری مبتنی بر شبکه، یک سیستم مقاوم در برابر فناوری کوانتومی را اجرا می‌کند.

سرعت

سیستم‌های رمزنگاری مبتنی بر شبکه نسبت به سایر سیستم‌های رمزنگاری زمان محاسبات سریع‌تری را ثبت کرده‌اند. کارایی در این زمینه می‌تواند به توان عملیاتی کلی شبکه (بلاک چین) که در آن استفاده می‌شود، کمک کند.

بهره‌وری منابع

رمزگذاری مبتنی بر شبکه به انرژی و منابع کامپیوتری کمتری نیاز دارد؛ بنابراین سیستم‌های ساخته شده بر روی این می‌توانند بر روی دستگاه‌های کم‌مصرف اجرا شوند. همچنین، نسبت به منحنی Elliptic و رمزنگاری RSA، پیاده‌سازی آن آسان‌تر است و می‌تواند در سیستم‌های متنوع‌تری استفاده شود.

بهبود امنیت

تحقیقات در این زمینه ادعا می‌کند که نفوذ به سیستم‌های رمزگذاری مبتنی بر شبکه، حتی توسط رایانه‌های کوانتومی، همانطور که قبلاً توضیح داده شد، دشوارتر است. این فناوری هنگامی که برای توسعه بلاک چین استفاده می‌شود، می‌تواند شبکه ایمن‌تری ارائه دهد.

با این ویژگی‌ها، لینیا امیدوار است با دیگر راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری لایه 2 رقابت کند.

لینیا در مقابل سایر پروژه‌های لایه 2 اثبات دانش صفر

در حالی که سایر شبکه‌های لایه 2 مانند آربیتروم و اپتیمیسم از Optimistic Rollups برای مقیاس‌پذیری تراکنش‌ها در شبکه اصلی استفاده می‌کنند، لینیا و سایر راه‌حل‌های دانش صفر از رول‌آپ‌های نسبتاً پیچیده‌تر ZK استفاده می‌کنند. zkSync Era در سه‌ماهه اول سال 2023 راه‌اندازی شد و از آن زمان تاکنون اکوسیستمی از برنامه‌ها را با استفاده از فناوری خود ساخته است. شبکه‌های بیشتری مانند این در حال ظهور هستند، از جمله Polygon zkEVM.

در ادامه برخی از تفاوت‌های بین لینیا و این شبکه‌ها آمده است:

معادل ماشین مجازی اتریوم کامل و سازگاری بایت کد

شبکه‌های zkEVM با شبکه اصلی اتریوم ارتباط برقرار می‌کنند و می‌خواهند از نظر عملکرد تا حد امکان به شبکه اصلی نزدیک شوند. این به آنها امکان می‌دهد نه تنها داده‌ها را مبادله کنند، بلکه برنامه‌ها را نیز مستقر کنند. ZKSync 2. سازگاری سطح زبان را با EVM ارائه می‌دهد. این بدان معناست که توسعه‌دهندگان می‌توانند قراردادهای هوشمند خود را که به زبان سالیدیتی یا سایر زبان‌های EVM نوشته شده‌اند، در zkSync Era مستقر کنند و کد به زبان قرارداد هوشمند zkSync یعنی Yul منتقل می‌شود.

در مقابل، لینیا با بایت کد EVM سازگار است. این بدان معناست که برنامه‌ها «همانطور که هست» از اتریوم به شبکه لینیا مستقر می‌شوند. توسعه‌دهندگان نیازی به انجام هیچ‌گونه تغییری در برنامه‌های خود قبل از استقرار آنها در لینیا و بالعکس ندارند. پالیگان نیز ادعا می‌کند که zkEVM آن با بایت کد سازگار است.

رمزنگاری مبتنی بر شبکه

لینیا از رمزنگاری مبتنی بر شبکه که قبلاً توضیح داده شد، برای توسعه سیستم رمزگذاری خود استفاده می‌کند. این در سایر شبکه‌های لایه 2 کمی متفاوت است. سیستم رمزگذاری zkSync از رمزنگاری PLONK و Redshift استفاده می‌کند. سیستم رمزنگاری Plonk از یک تنظیم قابل اعتماد از یک رشته مرجع مشترک (CRS) استفاده می‌کند. این تنظیمات را می‌توان یک بار انجام داد و توسط هر تعداد برنامه قابل استفاده مجدد است.

سیستم اثبات و مکانیسم اجماع

لینیا فقط از ZK-SNARK به عنوان سیستم اثبات خود استفاده می‌کند. ZK-SNARK مخفف عبارت Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge است. ZK-SNARK برای تراکنش‌های سریع‌تر بهینه شده است. برای اعتبارسنجی یک‌باره تراکنش‌ها طراحی شده است و از یک اثبات کوتاه و یک تنظیم قابل اعتماد برای اعتبارسنجی تراکنش استفاده می‌کند.

zkSync نیز از این سیستم استفاده می‌کند. پالیگان ادعا می‌کند که zkEVM آن – Hermez – از ZK-SNARK و ZK-STARK استفاده خواهد کرد. ZK-STARK (برهان شفاف دانش مقیاس‌پذیر با دانش صفر) برای کار کردن به یک راه‌اندازی قابل اعتماد نیاز ندارد و استدلال می‌شود که جایگزین ایمن‌تری است. با توجه به اینکه هر دو سیستم اثبات نقاط قوت و معایب خود را دارند، پالیگان سعی خواهد کرد از آنها برای تکمیل یکدیگر استفاده کند.

پالیگان همچنین ادعا می‌کند که از مکانیزم جدید اجماع POE (اثبات کارایی) برای انتخاب اعتبارسنجی برای تأیید دسته‌ای از تراکنش‌ها استفاده می‌کند.

گفتار پایانی

تلاش‌ها برای مقیاس‌پذیر کردن بلاک چین اتریوم از طریق شبکه‌های لایه ۲ و شبکه‌های مستقل سازگار با EVM تقریباً به اندازه تلاش‌ها برای مقیاس‌پذیری خود شبکه اصلی مهم است. ادغام (The Merge) و هر توسعه دیگری که برای اتریوم 2.0 برنامه‌ریزی شده است مطابق با دومی است. لینیا و دیگر راه‌حل‌های لایه 2 امیدوارند فشار وارده بر شبکه اصلی را کاهش دهند.

حوزه zkEVM همچنان در حال رشد است؛ زیرا پروژه‌های بیشتری راه‌حل‌های مختلفی را برای تراکنش‌های خارج از زنجیره و بهبود تجربه کاربر معرفی می‌کنند. لینیا برای سهمی از بازار ZK و EVM با جایگزین‌های دیگر مبارزه خواهد کرد و با بیش از 100 پروژه فهرست شده در صفحه اکوسیستم خود، پروژه‌های قرارداد هوشمند و سایر برنامه‌ها به طور فعال در حال توسعه در لینیا هستند.