مقدمة

تقنية سلسلة الكتل في عملية مستمرة من التطور، وتلعب الآلات الافتراضية (VMs) دوراً حاسماً كبيئة تنفيذ لعقود سلاسل الكتل الذكية. تعتبر الـ VMs أمراً حرجاً للأمان والأداء وتجربة المطور. في السنوات الأخيرة، مع تعقيد سيناريوهات التطبيقات وزيادة الطلب على التفاعلات المتكررة، كشفت الآلة الافتراضية التقليدية لـ Ethereum (EVM) عن عدة قيود. سيستكشف هذا المقال مسار تطور الـ altVMs (الآلات الافتراضية البديلة)، ومزاياها التقنية، واتجاهات المستقبل.

ما هي altVMs؟

مصدر البيانات: https://x.com/initia/status/1875329045975724036

تشير altVMs إلى حلول الأجهزة الافتراضية بخلاف آلة Ethereum الافتراضية (EVM). تم تصميم هذه البدائل لمعالجة أوجه القصور في EVM التقليدية في مجالات مثل الأمان والأداء ومرونة التطوير. توفر altVMs بيئة تنفيذ أكثر كفاءة وأمانا للعقود الذكية من خلال بنية مبتكرة ودعم اللغة ، مما يوفر لمطوري blockchain أدوات محسنة لمشاريعهم.

لماذا نحتاج إلى altVMs؟

أثار التطور السريع لتكنولوجيا البلوكشين شريط الحد الأدنى للبنية التحتية. مع ظهور الجهاز الظاهري Ethereum (EVM) كحلا مبكرًا لتنفيذ العقود الذكية، كشف تدريجيا عن سلسلة من القيود. تهدف ظهور altVMs إلى حل هذه المشاكل ودفع نظام البلوكشين نحو مستقبل أكثر أمانًا وكفاءة ومرونة.

مصدر البيانات: https://x.com/initia/status/1875329045975724036

حدود EVM

فيما يلي المشكلات الأساسية في آلة Ethereum الافتراضية الحالية (EVM):

• أمان غير كافٍ: في تصميم EVM، يمكن أن يؤدي آلية "الترخيص غير المحدود" للعقود الذكية بسهولة إلى ثغرات، مثل عدم قدرة المستخدمين على سحب الأذونات بعد منحها، مما يمكن أن يؤدي إلى سرقة الأصول. وفقًا لتقرير CertiK السنوي لعام 2024، فقد فُقد أكثر من 740 مليون دولار في الأصول على سلسلة الكتل الخاصة ب Ethereum بسبب مشكلات مثل ثغرات العقود الذكية والتراخيص غير المحدودة[2].
• العقبات الأداء: يحد من EVM النموذج الذي يعالج بخيط واحد من إمكانية معالجة المعاملات (يعالج Ethereum تقريبًا 15 معاملة في الثانية) ويؤدي إلى رسوم Gas متقلبة. في سيناريوهات التداول عالية التردد (على سبيل المثال، DeFi، GameFi)، يحد هذا بشكل كبير من تجربة المستخدم.

مصدر البيانات: https://x.com/initia/status/1875329045975724036

• القيود على مرونة المطور: يدعم EVM فقط لغة Solidity، مما يعني أن المطورين يجب أن يتعلموا بنية الجملة المحددة ويواجهون تحديات في إعادة استخدام المعرفة التقليدية في البرمجة.

الحاجة المحددة بواسطة سيناريوهات التطبيق المعقدة

• طلب التداول عالي التردد: مع تبديلات غير مركزية (DEX) وانفجار سوق NFT ، تكافح سلاسل EVM التقليدية لدعم التداول عالي التردد. على سبيل المثال ، يدعم SVM لـ Solana بنجاح أكثر من مليار دولار في المعاملات اليومية على Jupiter Exchange بفضل قدراته في المعالجة الموازية.
• توافق متعدد السلاسل: ارتفاع النظم البيئية متعددة السلاسل يستلزم وجود آليات افتراضية متوافقة مع بروتوكولات مختلفة. على سبيل المثال، يضم Fluent EVM و SVM و WASM، مما يتيح للمطورين استدعاء الوظائف من سلاسل مختلفة داخل نفس التطبيق.
• احتياجات الحوسبة الخاصة والامتثال: EVM يفتقر إلى آليات الحماية الخصوصية الأصلية. على النقيض من ذلك، تستخدم altVMs (مثل LeoVM لشركة Aleo) البراهين الصفرية المعرفة (ZKP) لتمكين المعاملات الخصوصية، وبالتالي تلبية احتياجات الامتثال على مستوى الشركات.

الأجهزة الظاهرية البديلة الرئيسية وميزاتها التقنية

في تصميم EVM، أصبحت الثغرات الأمنية الكامنة ونقاط الضعف في الأداء ونقص مرونة المطور تدريجياً واضحة. هذه القيود الآن تشكل عقبات كبيرة تُعيق توسيع التطبيقات في مجال البلوكتشين وتشغيلها بكفاءة. ردًا على هذه المشكلات، بدأت الصناعة في استكشاف بيئات تنفيذ عقود ذكية جديدة - altVMs.

MoveVM (Aptos/Sui)

مقدمة:

تم اقتراح MoveVM في الأصل من قبل فيسبوك (الآن يعرف باسم مشروع Diem) ويُستخدم الآن على نطاق واسع على منصات البلوكشين مثل Aptos و Sui. يعتمد على نموذج برمجة موجه نحو الموارد، مصمم خصيصًا لأمان الأصول لمنع سوء الاستخدام أو تكرار الأصول الناتجة عن أخطاء منطقية.

مصدر البيانات: https://www.radixdlt.com/blog/thoughts-on-suis-movevm

الميزات الفنية لـ MoveVM

• في MoveVM، يتم التعامل مع الأصول على أنها "موارد"، وهي نوع بيانات لا يمكن تكراره ولا يمكن تدميره بشكل تقليدي. يضمن هذا توافق حالات الأصول.
• يمكن للمطورين إنشاء وحدات عقد يمكن إعادة استخدامها وأكثر سهولة في التدقيق باستخدام البرمجة الموديلة.
• في نفس الوقت، يسمح MoveVM أيضًا بدمج عدة عمليات داخل معاملة واحدة، مما يعزز كفاءة المعاملات.

مزايا MoveVM

• أمان عالي: يتجنب نموذج أمان الموارد بشكل فعال نقاط الضعف الشائعة في التفويض الموجودة في العقود الذكية التقليدية.
• مرونة عالية: يتيح التصميم المعياري والفحص القوي للنوع للمطورين إنشاء منطق أعمال معقد بشكل أكثر صرامة.
• تنفيذ فعال: تقليل حاجة لعدة تفاعلات على السلسلة يقلل من استهلاك الغاز والتأخير.

آلة سولانا الافتراضية (SVM)

مقدمة:

آلة Solana الافتراضية (SVM) هي بيئة تنفيذ Solana blockchain ، المصممة خصيصا لتلبية احتياجات سيناريوهات المعاملات عالية التردد والكمون المنخفض. وهو يدعم معالجة المعاملات المتوازية وهو بنية تحتية حيوية لتطبيقات الدرجة المالية.

مصدر البيانات: https://squads.so/blog/solana-svm-sealevel-virtual-machine

الميزات التقنية لجهاز Solana الظاهري (SVM)

• باستخدام وقت التشغيل الفريد لـ Solana، يمكن لـ SVM التعامل مع آلاف المعاملات المتوازية في نفس الوقت.
• من خلال تحسين استخدام الأجهزة الأساسية، يحقق SVM تأكيدات معاملات منخفضة التأخير.

مزايا SVM

• إنتاجية عالية للغاية: يدعم المعاملات المتوازية واسعة النطاق ، مما يجعله مناسبا للتداول عالي التردد والتطبيقات المالية.
• انخفاض التأخير: التصميم المحسن يقلل بشكل كبير من أوقات تأكيد المعاملات.
• استخدام موارد فعّال: بيئة تشغيل محسّنة بشكل كبير تضمن جدولة فعّالة واستخدام للموارد النظام.

CosmWasm (النظام البيئي لكوسموس)

مقدمة:

CosmWasm هي منصة عقد ذكي تم بناؤها على WebAssembly (WASM) داخل نظام الكوزموس. يتيح للمطورين كتابة عقود ذكية بلغات برمجة مختلفة، مثل Rust و C/C++، مما يوفر مزيدًا من المرونة من منصات أخرى مثل Solidity.

مصدر البيانات: https://cosmwasm.cosmos.network/

الميزات التقنية ل CosmWasm

• يمكن للمطورين كتابة العقود باستخدام لغات مثل Rust و C و C ++ ، وكسر قيود Solidity.
• يعمل بايت كود WASM داخل ساحة رملية صارمة، مما يقيد وصول العقد إلى البيئة المضيفة، وبالتالي يمنع هجمات الشفرات الخبيثة.
• كون CosmWasm كوحدة من Cosmos SDK، يمكنها استدعاء وظائف السلسلة الأصلية مباشرة مثل الرهان والحوكمة.

مزايا

• القابلية القوية: الطبيعة متعددة الاستخدام لـ WASM تسمح لـ CosmWasm بالتشغيل بكفاءة عبر منصات الأجهزة المختلفة.
• الحوسبة الرملية الآمنة: يتم تنفيذ العقود في بيئة معزولة، مما يقلل من المخاطر الأمنية المحتملة للسلسلة الرئيسية.
• مرونة التطوير: يقلل الدعم متعدد اللغات من عتبة التطوير ، مما يشجع على نشر مجموعة متنوعة من التطبيقات داخل النظام البيئي.

بيئة هجينة متقنة

مقدمة

البيئة التنفيذية الهجينة الفائقة الانسيابية هي مفهوم ناشئ مصمم لدمج مزايا مختلف الآلات الظاهرية (VMs) مثل EVM وSVM وWASM، وتوفير طبقة تنفيذ موحدة متوافقة عبر الآلات الظاهرية.

الميزات التقنية

• تكامل الجهاز الافتراضي المتعدد: من خلال تلخيص وتغليف الاختلافات بين مختلف الأجهزة الافتراضية الأساسية ، يمكن ل Fluent جدولة المهام من محركات تنفيذ مختلفة على نظام أساسي واحد.
• تفاعل السلاسل الجانبية: يسمح بالعقود الذكية والأصول من سلاسل كتل مختلفة بالتفاعل في نفس البيئة، مما يتيح التكامل السلس.

مزايا

• التوافق بين الآلات الظاهرية: يدعم فلونت عدة بيئات للآلات الظاهرية بشكل متزامن، مما يوفر للمطورين واجهة تطوير موحدة.
• تعزيز التوافق: يكسر الحواجز بين مختلف البلوكشينات، ويعزز تدفق الأصول والبيانات بحرية.
• المزايا التكميلية المتكاملة: من خلال الجمع بين نقاط القوة التكنولوجية لمختلف الأجهزة الافتراضية ، فإنه يزيد من أداء النظام وأمانه.

مقارنة مزايا وعيوب altVMs الرئيسية

في القسم السابق ، استكشفنا بالتفصيل الاختراقات التكنولوجية ل altVMs السائدة في الأمان والأداء ومرونة التطوير. مع مزايا التنفيذ الفعال وقابلية التشغيل البيني عبر السلسلة وإدارة أمان الموارد التي توفرها أجهزة altVMs ، سيقارن الجدول التالي EVMs و altVMs عبر أبعاد مختلفة:

اتجاهات تطوير المستقبل ل altVMs

أدى تطور تقنية blockchain ومتطلبات السوق إلى خلق قوة دافعة لا رجعة فيها. من التداول عالي التردد إلى الامتثال للخصوصية ، ومن التعاون متعدد السلاسل إلى التكامل الذكاء الاصطناعي ، تكافح بنية EVM التقليدية لتلبية متطلبات هذه السيناريوهات الناشئة. ينتج ظهور altVMs عن التكرار التكنولوجي وخيار لا مفر منه لتحول الصناعة من "نموذج واحد" إلى "تكافل متعدد الأبعاد". ويسلط التحليل التالي الضوء على ثلاثة اتجاهات أساسية:

تجريد السلسلة: الشكل النهائي ل "سلس عبر السلسلة" للمستخدمين

أصبح الشكل النهائي "السلس عبر السلسلة" للمستخدمين حقيقة واقعة تدريجيا. من خلال تصميم طبقة تفاعل موحدة ، يمكن تجميع الحالات وبيئات التنفيذ لسلاسل متعددة ، مما يسمح للمستخدمين بالتفاعل دون إدراك الاختلافات الأساسية بين الأجهزة الافتراضية. على سبيل المثال ، يتيح بروتوكول UniversalX الخاص ب Particle Network للمستخدمين التداول عبر سلاسل EVM و SVM و MoveVM باستخدام حساب واحد ، مع تسوية رسوم الغاز تلقائيا عبر السلاسل بواسطة البروتوكول.

\
بالإضافة إلى ذلك ، يعمل التصميم المرتكز على النية على تبسيط عمليات المستخدم بشكل أكبر. يحتاج المستخدمون فقط إلى الإعلان عن نواياهم ، مثل "شراء الرمز المميز A بأفضل سعر" ، وستتطابق الواجهة الخلفية تلقائيا مع مسار التنفيذ الأمثل ، مثل وضع أمر على Solana وتسويته على Ethereum. يعد تطبيق Skate عديم الحالة حالة نموذجية ، حيث يمكن للمستخدمين التفاعل مباشرة مع Polymarket على Polygon عبر محفظة سلسلة TON الخاصة بهم دون الحاجة إلى نقل الأصول عبر السلاسل. يتم الحفاظ على الدولة مركزيا من خلال سلسلة Skate الرئيسية. \
بروتوكول تجريد سلسلة NEAR، باستخدام "توقيعات السلسلة"، حقق نظام حساب متعدد السلاسل موحدًا، يدعم بالفعل التفاعلات عبر 8 سلاسل، بما في ذلك بيتكوين وإيثيريوم.

\
سيكون التأثير المستقبلي لتجريد السلسلة متعدد الأوجه:

• سيتمكن المطورون من نشر التطبيقات على عدة سلاسل بنقرة واحدة، مشتركين في استخدام المستخدمين والسيولة.
• لن يحتاج مستخدمو الويب 2 إلى تعلم منطق السلسلة المتعددة المعقدة، مما يقلل بشكل كبير من حاجز الدخول وبالتالي يعزز نمو المستخدمين.[4]

تكامل الذكاء الاصطناعي و Blockchain

توفر altVMs أساسًا عالي الأداء للذكاء الاصطناعي، مما يدفع إلى تكاملها العميق. يعتمد وكلاء الذكاء الاصطناعي، مثل الروبوتات التجارية وأدوات تحليل البيانات، على بيئات منخفضة التأخير، ويمكن لـ 65,000 TPS المقدمة من SVM وإمكانيات المعالجة المتوازية لـ MoveVM دعم ردود الفعل على مستوى الألف من الثانية.

بالإضافة إلى ذلك ، تدعم altVMs بشكل فعال الحوسبة عالية الأداء المطلوبة لاستدلال نموذج الذكاء الاصطناعي. على سبيل المثال ، يدعم الجهاز الظاهري WASM من CosmWasm كود C ++ / Rust الأصلي ، وهو أكثر كفاءة من Solidity.

في الواقع، وكلاء التداول الذكاء الاصطناعي مثل وكيل Aixbt، استناداً إلى SVM، قد قاموا بتحليل بيانات السلسلة في الوقت الحقيقي بنجاح وتنفيذ استراتيجيات التحكيم، مع حجم تداول يومي يتجاوز 100 مليون دولار. ينتشر الشبكة الفرعية Bittensor نماذج التعلم الآلي عبر altVMs، محفزة منقبي العملات للمساهمة بالقوة الحاسوبية. بالمقابل، تستخدم الشبكة الفرعية Aptos لغة Move لحماية حقوق الملكية الفكرية للنماذج.

في المستقبل ، ستلعب بروتوكولات أتمتة الذكاء الاصطناعي وخدمات الذكاء الاصطناعي على السلسلة دورا متزايد الأهمية في DeFi وتطبيقات blockchain الأخرى. على سبيل المثال ، يمكن لبروتوكول DeFi المستند إلى MoveVM دمج نماذج التحكم في المخاطر الذكاء الاصطناعي لضبط معدلات الإقراض ديناميكيا ، بينما يمكن للمطورين إصدار أدوات الذكاء الاصطناعي عبر بيئة Fluent الهجينة ، ويمكن للمستخدمين الاتصال بخدمات مثل التحقق من إثبات المعرفة الصفرية للحفاظ على الخصوصية حسب الحاجة.

الامتثال والتوسع

تقدم الأجهزة الظاهرية البديلة حلاً لامتثال وتوسيع الحلول لتطبيقات الشركات. من حيث الامتثال، فإن حماية الخصوصية مهمة بشكل خاص. تفتقر الأجهزة الظاهرية التقليدية إلى آليات الخصوصية الأصلية، بينما ينفذ LeoVM من Aleo معاملات الامتثال عبر البراهين الصفرية المعرفة (ZKP). تلبي MoveVM أيضًا متطلبات التدقيق للمؤسسات المالية من خلال نظام الأنواع الثابتة وأدوات التحقق الرسمية (مثل Move Prover).

فيما يتعلق بقابلية التوسع ، تقدم altVMs بنى معيارية وبيئات تنفيذ مختلطة ، مما يسمح للمؤسسات باختيار الجهاز الظاهري المناسب وفقا لاحتياجاتها. على سبيل المثال ، يدعم CosmWasm التخصيص السريع لسلاسل الامتثال ويتفاعل مع السلسلة الرئيسية عبر بروتوكول IBC ، بينما يسمح Fluent للشركات باختيار EVM أو WASM لتشغيل وحدات أعمال مختلفة.

تشمل الحالات النموذجية شبكة Nillion ، التي تجمع بين حوسبة الخصوصية و altVMs لتوفير حل على السلسلة لمعاملات البيانات الطبية ، مع خطط لإطلاق شبكتها الرئيسية في عام 2025. كما تختبر بلوكتشين أونيكس من جي بي مورغان نظام دفع عبر الحدود يعتمد على MoveVM، باستخدام نموذج موارد لمنع هجمات الإنفاق المزدوج.

استنتاج

ليس من المقصود أن تحل altVMs محل EVM، ولكن بدلاً من ذلك، من خلال تحسين السيناريو الرأسي وتوسيع النظام البيئي الأفقي، فإنها تدفع بالبلوكتشين من 'سلسلة عالمية' إلى 'مجموعة من السلاسل المتخصصة'. في المستقبل، سيتمكن المطورون من اختيار الآلات الافتراضية مثل اختيار خدمات السحابة (على سبيل المثال، استخدام MoveVM لبروتوكولات المالية، SVM للألعاب، Fluent لأنظمة الشركات). في الوقت نفسه، سيتمتع المستخدمون بتجربة سلسة من خلال طبقة التجريم السلسة. هذه العملية هي تطور تكنولوجي ونقطة تحول حاسمة للبلوكتشين بينما ينتقل من 'لعبة المحترفين' إلى 'البنية التحتية الرئيسية'.