ما هي بنية الايثيريوم؟

ما ستتعلمه:

ما هو الايثيريوم؟

Ethereum هو نظام قائم على blockchain حيث يمكن لأي شخص إنشاء أي خدمة رقمية ونشرها بشكل آمن دون المرور بعملية موافقة مركزية رسمية - مثل إضافة تطبيق إلى متجر تطبيقات Apple.

إنها من بنات أفكار فيتاليك بوتيرين، وهو مبرمج كمبيوتر روسي المولد، والذي كان من أوائل المدافعين عن البيتكوين، لكنه اعتقد أنها تفتقر إلى لغة البرمجة النصية لتمكين التطبيقات المتصلة.

يُطلق على Ethereum اسم " الكمبيوتر العالمي " لأنه يتيح الوصول بدون إذن إلى نظام Turing Complete الذي يمكنه معالجة أي طلب يتم التعبير عنه بلغة البرمجة المخصصة.

ويستخدم مجموعة من المعايير لإنشاء الرموز المميزة التي تسمح بنقل القيمة داخل التطبيقات المبنية على إيثريوم وفيما بينها، مما يؤدي إلى إنشاء نظام بيئي واسع قابل للتشغيل البيني.

لا تحتاج التطبيقات المبنية على Ethereum إلى الوثوق بطرف ثالث مثل البنك أو متجر Google Play. لقد مكنت هذه الميزات الأساسية التطبيقات المستندة إلى الإيثيريوم من إحداث تغيير سريع في تلك الصناعات التي يصعب على الشخص العادي الوصول إليها، وذلك في شكل:

بنية الإيثريوم

1. نظرة عامة على الإيثيريوم

Ethereum عبارة عن شبكة حوسبة موزعة تقوم بتأجير قوة المعالجة الخاصة بها من خلال ما يسمى Ethereum Virtual Machine (غالبًا ما يتم اختصاره إلى EVM).

بالنظر إلى تشبيه Ethereum ككمبيوتر عالمي، فإن EVM هو المعالج الذي يوفر بيئة تشغيل لتنفيذ العقود الذكية والتعليمات المستندة إلى التعليمات البرمجية التي تستدعيها التطبيقات الرقمية - dApps - والتي تدفع مقابل الخدمة باستخدام العملة الأصلية لشبكة Ethereum. ، الأثير. يتم قياس الجهد الحسابي المطلوب بشيء يسمى الغاز.

تتكون شبكة إيثريوم من عقد تتبع مجموعة من القواعد، بروتوكول إيثريوم، بهدف وحيد هو الحفاظ على الحالة الصحيحة لـ EVM، والذي يتضمن الحسابات التي تحمل عقود إيثريوم والعقود الذكية.

2. آلة الإيثيريوم الافتراضية

إن EVM ليس جزءًا من شبكة أو نظام ملفات، فهو ببساطة يتلقى وينفذ طلبات العقود الذكية لتحديث حالته. يتم تسجيل هذه الحالة في كل كتلة من سلسلة Ethereum blockchain، بالإضافة إلى أي تغييرات في أرصدة الحسابات التي تحتوي على Ethereum (ETH).

من المهم أن يكون لدى Ethereum حالة "أساسية" واحدة فقط، وأن توفر EVM قواعد لحساب حالة صالحة لكل كتلة جديدة اعتمادًا على تغييرات العقد الذكي، أو معاملات الحساب المطلوبة.

يتم تخزين حالة EVM في كتل يتم ربطها معًا باستخدام التشفير في blockchain التي تحتفظ بها شبكة العقد التي تدير القواعد من خلال عميل Ethereum.

عملاء Ethereum عبارة عن أجزاء محددة من البرامج التي تنفذ التعليمات المنصوص عليها في المخطط الأصلي الذي كتبه Vitalik Biterin، والمعروف باسم الورقة الصفراء لـ Ethereum.

3. سلسلة كتل الإيثريوم

يتم التوصل إلى اتفاق على دقة المعاملات المخزنة في blockchain من خلال آلية إجماع تسمى إثبات العمل، ونسخ النهج العام الذي تتبعه Bitcoin، ولكن مع تعديلات محددة تُحدث فرقًا كبيرًا في اقتصاد الرموز المميزة لـ Ethereum - كيفية إنشاء ETH وتوزيعها وتحفيزها أصحاب.

تقوم عقد التعدين بتشغيل خوارزمية محددة تسمى EthHash، وهي عملية حسابية اعتباطية تنتج كتلًا جديدة من الحالة تتغير كل خمسة عشر ثانية، مما يمنح مكافأة قدرها اثنان من الإيثريوم لعامل التعدين الذي ينتج "شهادة شرعية" تثبت أن العمل المطلوب قد تم إنجازه. بالإضافة إلى الرسوم التي تدفعها الحسابات والتطبيقات اللامركزية للمعاملات وتنفيذ العقود الذكية.

سيتم بث الكتلة الجديدة إلى بقية الشبكة، وبمجرد أن يرى عمال المناجم الآخرون شهادة الشرعية، يجب عليهم قبولها باعتبارها أحدث كتلة في السلسلة.

يتم تحديد توقيت الكتل بواسطة البروتوكول ويتم تعديل الصعوبة برمجيًا للحفاظ على اتساق وقت إنتاج الكتلة.

الكتل محدودة الحجم بناءً على كمية الغاز المطلوبة لتنفيذ جميع المعاملات. تم تحديد الحد الأعلى عند 30 مليون غاز، لكن حجم الكتلة سيختلف حسب الطلب.

ومن المقرر أن ينتهي استخدام إيثريوم لإثبات العمل في عام 2022، والتغيير إلى إثبات الحصة، من أجل تحسين قابلية التوسع ومعالجة المخاوف المتعلقة بالتأثير البيئي لتعدين إثبات العمل.

توجد بالفعل سلسلة منارات منفصلة، تحتوي على أموال مستثمرة، والتي ستندمج في النهاية مع الشبكة الرئيسية وتطبق آلية إجماع جديدة تسمى Casper the Friendly Finality Gadget.

4. الأثير ورمزياته

على عكس البيتكوين، فإن المعروض من الإيثريوم غير محدود، وينمو من خلال مكافأة اثنين من الإيثريوم المدفوعة لعمال المناجم مقابل إنتاج كتل جديدة.

يتم دفع المعاملات من قبل المرسل في شيء يسمى الغاز. من خلال فرض رسوم على العمل الذي تقوم به EVM، فإنه يحفز الحد الأدنى من الحساب ويفرض رسومًا على المرسل.

يتم دفع ثمن الغاز بـ Gwei، والتي كوحدة صغيرة من الأثير تجعل تمثيل الرسوم أسهل بكثير.

1 إيثريوم = 1,000,000,000 غوي.

استجابةً للمخاوف المتعلقة بالاقتصاديات الرمزية التضخمية لإيثريوم، تم إجراء تغييرات على عملية التعدين من خلال اقتراح تحسين إيثريوم، EIP1559، الذي تم تنفيذه في 5 أغسطس 2021.

تعني التغييرات أن جزءًا من الرسوم المضمنة في الكتل التي تم تعدينها حديثًا يتم حرقها، بدلاً من الذهاب إلى عمال المناجم. الهدف هو حرق ما يكفي من ETH بشكل منتظم لتقليل العرض والتحول إلى عملة انكماشية.

تؤثر التغييرات الوشيكة على طريقة الإجماع المذكورة أعلاه بالفعل على اقتصادات الرموز المميزة لإيثريوم من خلال توفير حوافز ملموسة لحاملي ETH للمشاركة بأموالهم ودعم الشبكة.

في الوقت الحالي، ما يقرب من 8% من المعروض المتداول من ETH مقفل في عقد إيداع ETH2، أي ما يعادل 9.25 مليون رمز أو حوالي 23 مليار دولار، مما يجعلها أكبر حامل منفرد لـ ETH في الوجود.

5. العقود الذكية والتطبيقات اللامركزية والوقود

تتم كتابة العقود الذكية بلغة برمجة خاصة بـ Ethereum، تسمى Solidity، والتي لا ينبغي لأي شخص لديه خلفية برمجية (خاصة Javascript) أن يمثل تحديًا كبيرًا للتعلم.

"أسمي هذه العقود الجديدة "ذكية"، لأنها أكثر وظيفية بكثير من أسلافها الورقية الجامدة. لا يعني ضمنا استخدام الذكاء الاصطناعي. "العقد الذكي عبارة عن مجموعة من الوعود، المحددة في شكل رقمي، بما في ذلك البروتوكولات التي تنفذ الأطراف من خلالها هذه الوعود" - نيك زابو، 1996

يتم تخزين العقود الذكية داخل EVM، مع ظهور حالتها الأخيرة في أحدث كتلة في blockchain Ethereum.

يمكن لبضعة أسطر من التعليمات البرمجية ضمن العقد الذكي إنشاء عملة مشفرة جديدة أو خدمة مالية جديدة، طالما يتم اتباع معايير أساسية معينة. يتيح التوحيد ضمن بروتوكول Ethereum إمكانية التشغيل البيني بين التطبيقات اللامركزية وهو أحد الأسباب وراء نمو سوق DEFI وNFTs بسرعة كبيرة في مثل هذه الفترة القصيرة من الزمن.

تعمل الآن الآلاف من التطبيقات اللامركزية dApps على إيثريوم، بينما تحاول سلاسل الكتل الأخرى تقليد تصميم إيثريوم وتحسينه، مما يوفر وظائف عقد ذكي مماثلة ويوفر توافقًا مع EVM بحيث يمكن نقل التطبيقات بسهولة.

أدى الاستخدام المتزايد للعقود الذكية إلى جعل إيثريوم ضحية لنجاحها، حيث أن رسوم التنفيذ التي يتعين على المستخدمين دفعها للتعامل مع خدمات DEFI أو NFTs تسعر خارج نطاق المستخدم العادي.

6. عقد الايثيريوم

مثل Bitcoin، تتميز شبكة Ethereum بأنواع مختلفة من العقد التي تفي بالوظائف المطلوبة لبروتوكول Ethereum. يمكنك التفكير في Node كجهاز كمبيوتر يتطلب تشغيل برنامج العميل.

سنقوم بتلخيص أساسيات العقد والعملاء، ثم ننظر إلى كل منهما بمزيد من التفصيل في مقالات مخصصة:

العقد الكاملة

عامل منجم

العقدة الخفيفة

عقدة الأرشيف

سيؤدي انتقال Ethereum إلى Proof of Stake إلى تنفيذ ما يسمى Sharding، وهي طريقة لتحسين كفاءة معالجة المعاملات وتقليل الحجم الإجمالي لـ Ethereum blockchain وهو أكبر بكثير من Bitcoin نظرًا لمتطلبات تخزين جميع تغييرات الحالة.

7. عملاء وشبكات الإيثيريوم

يعد برنامج العميل بمثابة تطبيق لبروتوكول Ethereum، حيث يوفر مواصفات رسمية لكيفية عمل شبكة Ethereum و blockchain. وهو متوفر بمجموعة متنوعة من اللغات المختلفة وبأساليب مختلفة لكيفية مزامنته مع بقية الشبكة.

عميل الايثيريوم	لغة	نظام التشغيل	شبكة	استراتيجية المزامنة
جيث	يذهب	لينكس، ويندوز، ماك	الشبكة الرئيسية، جورلي، رينكبي، روبستن	المفاجئة، كاملة
لا يهم	سي #، نت	لينكس، ويندوز، ماك	الشبكة الرئيسية، جورلي، رينكبي، روبستن	بسرعة، شعاع
بيسو	جافا	لينكس، ويندوز، ماك	الشبكة الرئيسية، جورلي، رينكبي، روبستن	سريع، كامل
ايريجون	يذهب	لينكس، ويندوز، ماك	الشبكة الرئيسية، جورلي، رينكبي، روبستن	ممتلىء
أوبن إيثريوم (موقوف)	الصدأ	لينكس، ويندوز، ماك	الشبكة الرئيسية، جورلي، رينكبي، روبستن	الاعوجاج، كامل

في الوقت الحالي، يستغرق تشغيل الأرشيف أو العقدة الكاملة عدة أيام للمزامنة الكاملة ويتطلب سعة تخزين كبيرة. يمكن أن يؤدي هذا إلى وضع تشغيل العقدة بعيدًا عن متناول أي شخص يتمتع بالقدرات والموارد التقنية، وهو ما يجادل بعض الأشخاص بأنه يعرض لامركزية إيثريوم للخطر. يمكنك التغلب على هذه المشكلة باستخدام Node Client Services التي تقوم بتشغيل البنية الأساسية لك وتوفر ببساطة واجهة برمجة التطبيقات (API).

شبكات الايثيريوم المختلفة

بروتوكول Ethereum هو برنامج مفتوح المصدر لذا لا يحتاج بالضرورة إلى التطبيق على شبكة Ethereum الرئيسية والمعروفة باسم Mainnet.

هناك تطبيقات مختلفة للاختبار - Ropsten - أو تطبيقات المنتجات المخصصة (كما هو موضح في الجدول أعلاه).

تعمل كل شبكة بشكل مستقل، وبالتالي فإن الرصيد وسجل المعاملات الخاص بحساب Ethereum على الشبكة الرئيسية لن ينطبق على الشبكات الأخرى. يحتاج المستخدمون ببساطة إلى الاتصال بالشبكات المختلفة داخل محافظهم، مثل MetaMask.

استراتيجيات المزامنة المختلفة

أحد أسباب وجود عملاء Ethereum مختلفين هو أن كل منهم يتبع نهجًا مختلفًا قليلاً للمزامنة مع بقية الشبكة لتنزيل أحدث إصدار من blockchain. ستوفر ميزات مختلفة وتكون أخف أو أثقل من حيث حجم التطبيق الخاص بها.

8.أنواع حسابات الايثيريوم

على الرغم من أن blockchain Bitcoin يدعم النظام النقدي، إلا أن المستخدمين الأفراد ليس لديهم حسابات، ويتم تمثيل الأرصدة من خلال المعاملات غير المنفقة (UTXOs). يختلف إيثريوم في هذه النقطة لأنه يعمل ببنية حساب مميزة:

تحتوي جميع الحسابات على رصيد، يتم عرضه في إيثر والذي يقوم ببساطة بإرسال إيثر ذهابًا وإيابًا، أو حمولة محددة (بيانات ثنائية)، يتم إرسالها إلى حساب عقد مع رمز، وتوفر مدخلات لعمليات التنفيذ.

9. معايير الاثيريوم

أحد جوانب التفكير الأكثر تقدمًا في بروتوكول Ethereum هي المعايير المحددة بوضوح والتي تتيح إمكانية التشغيل البيني عبر جميع التطبيقات اللامركزية التي يدعمها EVM. تم تكرار هذه المعايير عبر شبكات الطبقة الأولى التي تسعى إلى تكرار وظيفتها.

هذه بعض من الأكثر شيوعا:

ما هي فرص البناء داخل الايثيريوم؟

كانت عبقرية فيتاليك بوتيرين تدرك أنه لكي ينمو النظام البيئي للعملات المشفرة غير الموثوق به، فإنه يحتاج إلى لغة مشتركة ومجموعة مشتركة من المعايير الاقتصادية. من خلال توفير Ethereum للقيام بكل العمل الثقيل لدعم منشئي التطبيقات الرقمية، عليك فقط التوصل إلى مشكلة ستستفيد من الحل اللامركزي، واستخدام Solidity للتعبير عنها رياضيًا ضمن عقد ذكي، والذي يتضمن:

إذا لم تكن منشئًا ولكنك تفضل المساعدة في الحفاظ على النظام البيئي لـ Ethereum، فهناك العديد من الخيارات الواضحة:

إذا كنت لا ترغب في تشغيل عقدة، فيمكنك استخدام إحدى واجهات برمجة التطبيقات الموجودة وإنشاء خدمات ذات قيمة مضافة لمستخدمي Ethereum: