افهم W3bstream بسرعة في مقال واحد: L2 Rollup خصيصًا لـ DePIN

المؤلف: مؤسسة IoTeX الترجمة: Golden Finance xiaozou

في الآونة الأخيرة، دخلت DePIN في مجال العملات المشفرة، حاملة معها مشكلات وتحديات مثل اللامركزية، وقابلية التوسع، وإمكانية التحقق، وإدارة المصادقة، والثقة في البيانات. سوف تتعمق هذه المقالة في بعض هذه المشكلات، بالإضافة إلى العديد من الحلول التي يقدمها فريق IoTeX الأساسي من خلال منتجه W3bstream، وهو عبارة عن بنية قابلة للتطوير تتمحور حول التجميع لحساب البيانات خارج السلسلة.

1. تحديث DePIN

ممثل DePIN (شبكة البنية التحتية المادية اللامركزية) وهو أحد أهم التغيير في نظام إنترنت الأشياء التقليدي المعتمد على Web2. تقليديًا، كانت أنظمة إنترنت الأشياء إما تتمحور حول السحابة، حيث يتم تمرير البيانات الناشئة من الأجهزة المادية إلى السحابة للمعالجة والتخزين من خلال بوابات إنترنت الأشياء، أو تتمحور حول الحافة، وتتضمن خوادم حافة تقوم بمعالجة البيانات بالقرب من المصدر. وعلى الرغم من أن هذه البنيات شائعة في تطبيقات إنترنت الأشياء، إلا أنها مركزية أو هجينة بطبيعتها. ومع ذلك، تقدم DePIN نهجًا مبتكرًا من خلال دمج ثلاث تقنيات أساسية – blockchain وإنترنت الأشياء واقتصاديات الرمز المميز. يدعم هذا التكامل إنشاء شبكات البنية التحتية واقتصاديات الآلة من الألف إلى الياء. ما يجعل DePIN فريدًا من نوعه هو نموذجه الموجه نحو المجتمع والذي يشجع على إنشاء التطبيقات من أجل الصالح العام، بدلاً من نشرها مركزيًا وصيانتها بواسطة شركة واحدة.

هناك نوعان رئيسيان من DePIN:

• شبكة الموارد المادية (PRN): يركز هذا النوع من الشبكات على الأجهزة المرتبطة بالموقع لتقديم سلع أو خدمات فريدة. تشمل الأمثلة الاتصال اللاسلكي والاستخبارات الجغرافية المكانية عبر أجهزة الاستشعار الخاصة بالمنطقة وتطبيقات الهاتف المحمول مثل خدمة السيارات.

• شبكة الموارد الرقمية (DRN): تحفز DRN نشر الأجهزة للموارد البديلة (مثل طاقة الحوسبة أو التخزين أو عرض النطاق الترددي)، الدعم تمكين إنشاء شبكة واسعة النطاق لمهام مثل عرض الفيديو/الصوت أو خدمة التخزين دون الحاجة إلى أجهزة خاصة بالموقع.

تتمتع DePIN بنظام بيئي غني وملون، وتستكشف العديد من الشركات الناشئة جوانب مختلفة، مثل الحوسبة اللامركزية والتخزين وعرض النطاق الترددي - بروتوكولات الشبكات والاتصالات. بغض النظر عن الفئة التي يندرج فيها المشروع، يواجه DePIN تحدياته المتأصلة، مثل إنشاء مصادقة النظام، ومعالجة مشكلات الخصوصية، وخاصة قابلية التوسع.

2. تحدي قابلية التوسع في DePIN

كما ذكرنا من قبل، تعد قابلية التوسع تحديًا رئيسيًا، وهو يتم تحديده من خلال الخصائص المتأصلة لتطبيقات DePIN. يتضمن DePIN عادة شبكات كبيرة بها عدد كبير من الأجهزة، مما يؤدي إلى توليد ومعالجة كميات كبيرة من البيانات. وفي الوقت نفسه، على الرغم من أن التكامل مع تقنية blockchain يوفر أساسًا قويًا للثقة، إلا أنه يجلب أيضًا قيوده الخاصة. تشتهر تقنية Blockchain بمستوى عالٍ من الثقة، ولكنها تعوقها قوة المعالجة المحدودة وتخزين البيانات الباهظة الثمن. من المؤكد أن التناقض بين هذه الشبكة الواسعة والطلب على البيانات مع قوة المعالجة المحدودة لـ blockchain يسلط الضوء على تحديات قابلية التوسع التي تواجهها تطبيقات DePIN.

طريقة تجميع Ethereum

لقد اعتمدت Ethereum دائمًا الحل لمشكلة قابلية التوسع هي خارطة طريق تتمحور حول مجموعة التحديثات. تتمثل الإستراتيجية بشكل أساسي في إعادة التفكير في كيفية معالجة البيانات وتنفيذ المعاملات في شبكات blockchain.

(1) L2 Rollup: يدعو Ethereum إلى تفريغ معظم عمليات معالجة البيانات وتنفيذها إلى شبكة L2 Rollup، بدلاً من الاعتماد كليًا على L1 (الكتلة الرئيسية) سلسلة) للقيام بكل العمل. تعمل هذه الشبكات جنبًا إلى جنب مع السلسلة الرئيسية ولكنها تعالج المعاملات بطريقة أكثر كفاءة.

(2) المعاملات المجمعة: تجمع شبكة L2 المعاملات من شبكة L1 وتعالجها على دفعات. من خلال تجميع معاملات متعددة، يمكن لشبكة التراكمي معالجة حزم المعاملات بشكل أكثر كفاءة من معالجة المعاملات واحدة تلو الأخرى على السلسلة الرئيسية.

(3) إنشاء الإثبات والتحقق: تقوم شبكة L2 بإنشاء البراهين بعد المعالجة المجمعة للمعاملات. هذا الدليل هو دليل تشفيري يتحقق من صحة جميع المعاملات التي تتم معالجتها في شبكة التراكمي. تقوم شبكة L1 بعد ذلك بالتحقق من هذا الدليل من خلال عقد ذكي. تضمن هذه العملية سلامة المعاملات التي تتم معالجتها على شبكة L2.

(4) مرساة الثقة L1: على الرغم من تفريغ معالجة البيانات إلى شبكة L2، تحتفظ blockchain L1 بدورها كمرساة ثقة أساسية. ويقوم بذلك عن طريق التحقق من صحة البراهين من شبكة L2، وبالتالي الحفاظ على سلامة وأمن الشبكة بأكملها.

(5) انتقال الحالة الفعال: تتلقى شبكة L1 هذه البراهين وانتقالات الحالة المقابلة، ويمكنها معالجة هذه الدفعة من المعاملات بكفاءة أكبر. يؤدي هذا الأسلوب إلى تقليل العبء على شبكة L1، مما يسمح لها بالعمل بشكل أكثر فعالية كمرساة للثقة أثناء التعامل مع مهام أقل ولكنها أكثر أهمية.

يسمح هذا النهج المرتكز على التجميع لـ Ethereum بتعزيز قابلية التوسع بشكل كبير ويمكن تطبيقه على DePIN مع تعديلات طفيفة.

3. W3bstream: L2 Rollup خصيصًا لـ DePIN

كما ذكرنا أعلاه، المجموعة المجمعة يمكن أيضًا استخدام النهج المركزي لتوسيع تطبيقات DePIN. هذا النهج هو الفكرة الأساسية وراء W3bstream من IoTeX، وهي شبكة L2 من IoTeX تم إنشاؤها خصيصًا لمشروع Scaling DePIN، وهي قادرة على ضغط (تجميع) كميات كبيرة من البيانات خارج السلسلة إلى أدلة معرفة صفرية أصغر يمكن التحقق منها لتحفيز التجارة عبر السلسلة. الآن دعونا نلقي نظرة على المكونات الرئيسية لهذا الأسلوب:

• الأجهزة الذكية السيادية: تعتبر هذه الأجهزة ضرورية لمصداقية بيانات مشروع DePIN. يتم نشر هذه الأجهزة في العالم المادي الحقيقي، ولا تقوم بجمع البيانات فحسب، بل تثبت أيضًا موثوقية عملية جمع البيانات.

• طبقة توفر البيانات: طبقة توفر البيانات مسؤولة عن تخزين البيانات الواردة من الجهاز مؤقتًا. يمكن أن يكون إما متصلاً بالسلسلة أو خارج السلسلة ويختلف عن التخزين الدائم نظرًا لطبيعته قصيرة المدى.

• شبكة الفرز اللامركزية (DSN): تصل DSN إلى إجماع حول البيانات التي تم جمعها من الأجهزة وتقوم بتخزينها في طبقة توفر البيانات. هذا الإجماع ضروري لإجراء أي حسابات ذات معنى.

• شبكة التجميع اللامركزية: هذه الشبكة مسؤولة عن الحوسبة واسترجاع البيانات على دفعات من طبقة توفر البيانات وخدمة واحدة أو أكثر الأجهزة تولد إثباتات المعرفة الصفرية للمجاميع.

• شبكة L1: يمكن أن تكون العقود الذكية على L1 بمثابة أدوات التحقق للتحقق من أدلة المعرفة الصفرية التي تم إنشاؤها بواسطة مجمعات خارج السلسلة. بهذه الطريقة، يعمل L1 بمثابة أساس الثقة وطبقة التسوية لتطبيقات DePIN. المخطط الانسيابي عالي المستوى لهذه البنية هو كما يلي:

ستحلل الأقسام التالية هذه البنية بمزيد من التفاصيل، بدءًا من بدءًا من كيفية جمع البيانات الموثوقة، يتم شرح المعالجة المسبقة للبيانات وتوافر البيانات، قبل استكشاف عملية إنشاء الأدلة الإجمالية.

(1) جمع البيانات الموثوقة

في DePIN In التطبيقات، يعد جمع البيانات الموثوقة أمرًا بالغ الأهمية ويتم تحقيقه بشكل أساسي من خلال طريقتين: استنادًا إلى TEE (بيئة التنفيذ الموثوقة) واستنادًا إلى إثبات المعرفة الصفرية (ZKP).

• استنادًا إلى TEE: تمريرات TEE تقوم المناطق المحمية بالجهاز بعزل رمز جمع البيانات لضمان جمع البيانات بشكل آمن. ويتضمن هذا النهج أيضًا المصادقة عن بعد، ودعم التحقق الخارجي من تشغيل الجهاز وسلامة التعليمات البرمجية.

• معتمد على ZKP: تتيح هذه الطريقة للأجهزة إثبات دقة جمع البيانات الخاصة بها دون تسريب البيانات الأساسية. وسوف يختلف بناءً على قدرات الجهاز، وذلك باستخدام جيل ZKP المدمج للأجهزة القوية والجيل عن بعد للأجهزة الأكثر تقييدًا.

يزيد الجمع بين TEE وZKP من مصداقية جمع البيانات بواسطة تطبيقات DePIN ويؤثر على الفعالية الشاملة للأنظمة المالية ذات الصلة. سوف تركز الأبحاث المستقبلية على تحسين كفاءة ZKP، خاصة بالنسبة للأجهزة ذات أجهزة الاستشعار المتعددة أو احتياجات جمع البيانات المعقدة.

(2) المعالجة المسبقة للبيانات وتوافر البيانات

العنصر الرئيسي الثاني في بنية DePIN هو المعالجة المسبقة للبيانات وضمان توافر البيانات، بدعم من شبكة تسلسل لامركزية. تخدم الشبكة العديد من مشاريع DePIN وتحل تحديات تنوع الأجهزة، خاصة في بروتوكولات الاتصال.

شبكة الفرز اللامركزية:

< li>

الوظيفة: إجراء المعالجة المسبقة للبيانات. تأتي البيانات من أجهزة مختلفة، وتقوم الشبكة بمعالجة البيانات لضمان اتساق البيانات وتوافقها.

• عملية التحقق: تتحقق كل عقدة في الشبكة من البيانات من خلال خطوتين: (1) التأكد من صحة عملية جمع البيانات ، يمكنك التأكد من ذلك من خلال التحقق من تقرير الشهادة المقدم من الجهاز الذي يدعم TEE، أو من خلال التحقق من الشهادة التي تم إنشاؤها بواسطة الجهاز. (2) التحقق من توقيع الجهاز للتأكد من صحة مصدر البيانات.

تخزين البيانات ومدى توفرها:

• بعد المعالجة المسبقة: بعد معالجة البيانات مسبقًا والتوصل إلى توافق في الآراء داخل الشبكة، سيتم مخزنة في طبقات توفر البيانات الخاصة بالمشروع.

• حل تخزين مخصص: تتمتع المشروعات بالمرونة لاختيار مستوى توفر البيانات المفضل لديها. يتم تحقيق ذلك من خلال محولات التخزين القابلة للتكوين والتي تتيح تخزين البيانات في طبقات توفر البيانات المحددة.

يلعب هذا الجزء من بنية DePIN دورًا رئيسيًا في توحيد وحماية تدفقات البيانات من الأجهزة المختلفة، مما يضمن أن البيانات معالجة موحدة وتخزين فعال.

(3) تجميع إثبات البيانات

بنية DePIN يركز المكون الثالث على إنشاء الأدلة الإجمالية، وهي عملية ضرورية للتحقق من صحة حسابات مشروع DePIN.

العقد المجمعة وتجمعات الحوسبة:

تتكون الشبكة من العقد المجمعة، والتي تشكل العقد مجموعة موارد حوسبة خارج السلسلة تتم مشاركتها بين جميع مشاريع DePIN. تحدد هذه العقد بشكل دوري مجمعًا خاملاً للتعامل مع مهام الحوسبة لمشروع DePIN محدد استنادًا إلى أجهزة مراقبة الحالة على السلسلة.

تقوم العقدة المجمعة بالمهمة:

تقوم العقدة المحددة باسترداد البيانات من توفر البيانات طبقة، ثم قم بإجراء الحسابات اللازمة وإنشاء البراهين لمشروع DePIN. يتم إرسال هذا الدليل إلى العقد الذكي L1 للتحقق منه، وبعد ذلك تعود العقدة إلى حالة الخمول.

لإنشاء بروفات التجميع، سيستخدم النظام دائرة تجميع هرمية تتكون من المكونات التالية:

• دائرة ضغط البيانات: وظيفتها تشبه شجرة Merkle، حيث يتم التحقق من جميع البيانات المجمعة وجميعها تأتي من جذور شجرة ميركل محددة.

• دائرة التحقق من صحة التوقيع: التحقق من صحة البيانات من الأجهزة على دفعات، وكل جهاز مرتبط بتوقيع.

• دوائر DePIN الحسابية: دليل على منطق حسابي محدد لمشاريع DePIN (مثل التحقق من عدد الخطوات في مشروع الرعاية الصحية أو توليد طاقة محطات الطاقة الشمسية) يتم تنفيذها بشكل صحيح.

• دائرة تجميع الأدلة: تجمع كل الأدلة في دليل واحد للتحقق النهائي من خلال العقد الذكي L1.

يعد تجميع إثبات البيانات أمرًا بالغ الأهمية لضمان سلامة حسابات مشروع DePIN وإمكانية التحقق منها، مما يوفر منصة للتحقق من الحوسبة خارج السلسلة ومعالجة البيانات توفر أساليب موثوقة وفعالة.

4. الاستنتاج

باختصار، تدير W3bstream بكفاءة من خلال شبكة الفرز اللامركزية الخاصة بها المعالجة المسبقة للبيانات يساهم في قابلية التوسع لـ DePIN. وهو يدعم إنشاء إثباتات مجمعة، وهو أمر بالغ الأهمية للتحقق من صحة الحسابات المعقدة عبر الشبكات الكبيرة. من خلال تسهيل العمليات الحسابية خارج السلسلة وتوفير آليات قوية للتحقق من الأدلة على السلسلة، تعمل W3bstream على تحسين إنتاجية وكفاءة تطبيقات DePIN بشكل كبير. في حين أن W3bstream يعتمد على IoTeX blockchain (الذي يظل خيارًا مثاليًا لتطبيقات DePIN الناشئة نظرًا لسرعته وأمانه وفعاليته من حيث التكلفة)، فإنه يمكنه دعم أي مشروع DePIN موجود على أي blockchain. إن هندسته المعمارية، التي تدعم البنية التحتية الأمنية القابلة للتطوير، تجعله جزءًا مهمًا من النظام البيئي اللامركزي للويب الأوسع.