الدرس رقم 3

الهيكل التقني

قام هذا الوحدة بتحليل عميق للعمود التقني لبروتوكول MAP. ستتعرف على سلسلة الوساطة في MAP وآلية الإثبات للحصول على الحق (Proof-of-Stake) والوافقة على العيب البيزنطي (Byzantine Fault Tolerant consensus). بالإضافة إلى ذلك، تقوم الوحدة بشرح تقنية العميل الخفيف بما فيها وظائفها ومزاياها وتفاصيل تنفيذها. وأخيرًا، سنناقش تطبيقات إثبات الصفر المعرفة (Zero-Knowledge Proofs، ZKPs) في ضمان أمان وكفاءة التحقق عبر السلاسل، مما يبرز الهيكل المعقد للبروتوكول.

MAP السلسلة الرئيسية

تعمل سلسلة ترحيل MAP على آلية إثبات الحصة (PoS) ، والتي تتمتع بمجموعة متنوعة من المزايا على نظام إثبات العمل التقليدي (PoW). PoS أكثر صداقة للبيئة لأنها لا تتطلب الكثير من الطاقة مثل تعدين PoW. تعتمد الشبكة على المدققين بدلا من عمال المناجم ، ويتم اختيار المدققين بناء على عدد رموز MAPO التي يمتلكونها ، بالإضافة إلى المبلغ الذي يرغبون في "مشاركته" كضمان.

في بروتوكول MAP، يقوم المحققون بجمع المعاملات من الشبكة، وتنفيذ أي عقود ذكية ذات صلة، وتشكيل كتل جديدة. يتم اختيار المحققين بناءً على كمية الرهان الخاصة بهم من رمز MAPO، مما يضمن اختيار المحققين ذوي أكبر مخاطر لحماية الشبكة. هذا الآلية ليس فقط تقلل من استهلاك الطاقة، بل توفر أيضًا معاملات أسرع وأرخص.

يعتمد MAP على خوارزمية اسطنبول بايزنتين لتحمل الأخطاء (Istanbul Byzantine Fault Tolerant, IBFT). تم تصميم هذا النموذج للحفاظ على أمان الشبكة وموثوقيتها حتى في حالة فشل أو سلوك خبيث يصيب ما يصل إلى ثلث العقد. يتم التوصل إلى اتفاق IBFT من خلال سلسلة من الخطوات التي تشمل تحقق العقد للعقد وبث رسائل التوقيع من قبل العقد.

مرحلة التحضير المسبقيقوم الزعماء (المدققين المحددين) بتقديم كتلة جديدة ونشرها لجميع المدققين الآخرين.

مرحلة التحضيريتلقى المحققون الكتلة المقترحة ويتحققون من صحتها ثم يبثون رسالة "جاهز" بعد تأكيد الصحة

مرحلة الالتزامبمجرد أن يتلقى المحقق كمية كافية من رسائل "الاستعداد" ، سيبث رسالة "التقديم".

النهائيةعندما يتلقى المدققون عددًا كافيًا من رسائل 'الإرسال'، يتم تحديد الكتلة بشكل نهائي وإضافتها إلى سلسلة الكتل.

تضمن هذه العملية اليقين النهائي الفوري، حيث لا يمكن إلغاء الكتلة بمجرد تأكيدها، مما يعزز الأمان الشامل وتجربة المستخدمين في شبكة MAP.

ديناميات المحقق وتحفيز الإجراءات

يدعم MAP Relay Chain مجموعة ديناميكية من المحققين ، حيث يتم تحديث مجموعة المحققين هذه بانتظام وفقًا لوزن رهن MAPO Token. يجعل هذا التعديل الديناميكي الشبكة أكثر قوة وتنوعًا ، ويحفز حاملي الرموز للمشاركة النشطة في صيانة أمان الشبكة. يحصل المحققون على مكافآت من خلال المشاركة في الشبكة ، وتوزع هذه المكافآت وفقًا لعدد رهن MAPO Token. تشمل المكافآت جزءًا من رسوم المعاملات التي تجمعها الشبكة ، مما يوفر حافزًا مستمرًا للمحققين لضمان أمان وسلاسة تشغيل الشبكة.

توليد كتلة قائم على العصر

يتم إنشاء سلسلة الوسيط MAP عن طريق توليد كتلة بناءً على العصور. في نهاية كل عصر ، يتم تجديد مجموعة المحققين لضمان الحفاظ على الشبكة غير مركزية وآمنة. خلال كل عصر ، يتم إنشاء الكتل بطريقة تدور بالتناوب وفقًا للوزن ، مما يعكس وزن كل محقق. يضمن هذا الأسلوب توزيعًا عادلًا ومتوازنًا لفرص إنتاج الكتل بين المحققين.

تعزيز الأمان

لتعزيز الأمان بشكل أكبر ، تم دمج سلسلة MAP الفرعية مع شبكة بيتكوين لإعداد نقاط التحقق. يتضمن هذا العملية تقديم قيمة هاش وتوقيع آخر كتلة في كل عصر بانتظام إلى شبكة بيتكوين ، واستخدام قدرتها الحسابية الهائلة لتسجيل الوقت لهذه النقاط التحقق. يساعد هذا التكامل في منع الهجمات على المدى البعيد وتعزيز الأمان الشامل لشبكة بروتوكول MAP.

تقنية العميل الخفيف

تعد تقنية العميل الخفيف أساس بروتوكول MAP ، وهي تتيح التفاعل الآمن والفعال بين السلاسل الجانبية بدون الحاجة إلى عقدة سلسلة كاملة. يُطلق على العميل الخفيف أيضًا اسم العميل الخفيف أو العميل النحيل ، حيث يعمل عن طريق تخزين البيانات اللازمة فقط لسلسلة الكتل (مثل رؤوس الكتل) بدلاً من سلسلة الكتل بأكملها. يسمح هذا التخزين البيانات المُصغّر بتحقق سريع لشرعية المعاملات ورؤوس الكتل باستخدام أدلة التجزئة وغيرها من الأدلة التشفيرية. يشمل الدور الرئيسي والفوائد المتعلقة بالعميل الخفيف في بروتوكول MAP:

  • كفاءة المواردتستهلك عميل الخفيف من حيث النطاق الترددي ومساحة التخزين بشكل ملحوظ أقل من العقد الكامل، مما يجعله مناسبًا للأجهزة ذات الموارد المحدودة مثل الهواتف الذكية أو أجهزة الإنترنت الأشياء.
  • سرعةيمكنها مزامنة سلسلة الكتل بشكل أسرع، مما يتيح التحقق السريع من المعاملات.
  • الأمانيمكن للعميل الخفيف إجراء معاملات التحقق الذاتي ، مما يضمن دقة وصحة البيانات التي يتلقاها ويحققها دون الاعتماد على وسيط من الطرف الثالث.
  • اللامركزيةعن طريق السماح للمزيد من المشاركين بتشغيل عملاء خفيفة ، يعزز بروتوكول MAP اللامركزية والمرونة للشبكة.

يستخدم بروتوكول MAP تقنية عميل خفيفة معقدة لتحقيق التواصل بين الشبكات العابرة للشوارع. يعمل البروتوكول على النحو التالي:

يقوم العميل الخفيف بتنزيل رؤوس الكتلة فقط من blockchain. يحتوي رأس الكتلة على معلومات مهمة مثل تجزئة الكتلة وجذر Mekel. عندما تحتاج المعاملة إلى التحقق من صحتها ، يطلب العميل الخفيف إثبات Merkle من عقدة كاملة لتأكيد ما إذا كانت المعاملة مضمنة في الكتلة. تضمن هذه العملية قدرة العملاء الخفيفين على التحقق من صحة المعاملات بأقل قدر من البيانات.

في سيناريو الشبكة العابرة ، سيتم مزامنة معلومات رأس كتلة سلسلة A (بما في ذلك توقيع المُحقق) على عميل خفيف في سلسلة B. يتم تضمين هذه العملاء الخفيفة إما في البنية التحتية للسلسلة الأساسية ، أو كعقد ذكي مُنفّذ على السلسلة المقابلة. يضمن هذا الإعداد أن سلسلة B قادرة على التحقق المستقل من معاملات سلسلة A باستخدام المعلومات الرأسية ومعلومات المُحقق.

تم دمج بروتوكول MAP مع البرهان الصفري (ZKP) لزيادة كفاءة وأمان التحقق من العميل الخفيف. يُسمح بالتحقق من الصفقات دون الكشف عن تفاصيلها، مما يضمن الخصوصية ويقلل من تكلفة التحقق. من خلال دمج ZKP مع تقنية العميل الخفيف، يتم تحقيق فعالية وأمان عاليين في بروتوكول MAP في التداول عبر السلاسل.

سلسلة وسيط MAP تلعب دورًا حيويًا في صيانة عميل الويب الخفيف المتصل بجميع سلاسل الكتل. تستخدم مجموعة العقود المُعدة مسبقًا خوارزميات التوقيع ووظائف التجزئة المختلفة من سلاسل الكتل المختلفة لضمان قدرة سلسلة الوسيط على التحقق من المعاملات بين الشبكات المتعددة. يجعل هذا الإعداد سلسلة وسيط MAP مترجمًا عامًا يعزز التفاعل السلس بين سلاسل الكتل.

باستخدام تقنية عميل خفيفة، توفر MAP بروتوكول حلاً لقابلية التشغيل العابرة للسلاسل القابلة للتوسعة والآمنة، مما يضمن للمستخدمين والمطورين التفاعل بكفاءة وبأمان مع عدة شبكات بلوكشين.

تقنية العلم الصفري

إثبات الصفر المعرفي (Zero-Knowledge Proofs، ZKPs) هو نوع من بروتوكولات التشفير، يسمح لطرف (المثبت) بإثبات صحة بيان معين للطرف الآخر (التحقق) دون الكشف عن أي معلومات بخلاف صحة البيان. تم طرح هذا المفهوم لأول مرة في عام 1985 من قبل الباحثين Shafi Goldwasser وSilvio Micali وCharles Rackoff في ورقة بحثية بعنوان "The Knowledge Complexity of Interactive Proof Systems". تحمل ZKPs أهمية كبيرة في تعزيز الخصوصية والأمان، وتطبق في مجالات متعددة مثل المعاملات المالية والتحقق من الهوية وأنظمة الاقتراع وسلسلة التوريد الآمنة، حيث تسمح بالتحقق من البيانات دون الكشف عن المعلومات الحساسة، مما يضمن سلامة البيانات وحماية الخصوصية.

في سياق بروتوكول MAP ، تلعب الأدلة الصفرية دورًا حاسمًا في ضمان أمان وكفاءة التحقق العابر للسلاسل. تتمثل طريقة تنفيذها بشكل أكثر تحديدًا في ما يلي:

يتولى العميل الخفيف في بروتوكول MAP التحقق من المعاملات بين سلاسل الكتل المختلفة. من خلال دمج ZKPs، يعزز بروتوكول MAP كفاءة هذه العملية. يمكن للعميل الخفيف التحقق من صحة رؤوس الكتل من خلال التحقق من البراهين zk-SNARK، دون الحاجة إلى إجراء الكثير من عمليات الفحص الحسابية. وهذا يقلل بشكل كبير من رسوم الغاز للمعاملات عبر السلاسل، مع الحفاظ على مستوى عالٍ من الأمان.

تمكن MAP Protocol من التحقق من المعاملات بين سلاسل الكتل المختلفة دون الكشف عن معلومات المعاملة الحساسة ذاتها. هذا أمر بالغ الأهمية للحفاظ على خصوصية المستخدم وسلامة نقل البيانات. من خلال استخدام ZKPs، يضمن MAP Protocol عدم تعرض خصوصية وأمان المعاملات للتهديد حتى إذا تم اختراق العميل الخفيف أو السلسلة الوسيطة.

الحلول التقليدية للشبكة العابرة عادة ما تعتمد على كيان مركزي أو نظام مشترك للتحقق من المعاملات، وهذا قد يؤدي إلى ثغرات وفشل نقطة واحدة. بدلاً من ذلك، فإن بروتوكول MAP يحقق عملية التحقق بشكل متمام غير مركزي من خلال استخدام ZKPs. يتمثل هدف هذا البروتوكول في إنشاء شبكة نقطية إلى نقطية غير معتمدة، حيث يعتمد التحقق من المعاملات بشكل كامل على البراهين التشفيرية بدلاً من أي وسيط طرف ثالث.

بشكل عام، تعزز الإثبات الصفري في بروتوكول MAP الأمان والكفاءة والخصوصية للمعاملات بين الشبكات العابرة، مما يجعلها حلاً قويًا لتحقيق توافق البلوكشين. من خلال استخدام ZKPs بشكل مبتكر، يتفوق بروتوكول MAP في تطوير تكنولوجيا الاتصال العابرة اللامركزية والآمنة والفعالة.

الهيكل الثلاثي الطبقات

طبقة بروتوكول MAP

تشكل طبقة بروتوكول MAP جوهر البنية التحتية لشبكة السلسلة الكاملة لبروتوكول MAP. ويشمل سلسلة ترحيل MAP ، والعملاء الخفيفين المنتشرين على سلاسل الكتل المختلفة ، والمشرفين عبر السلسلة. هذه الطبقة مسؤولة عن التحقق الأساسي عبر السلسلة ، مما يضمن سلامة ونهائية المعاملات عبر السلسلة.

  • سلسلة الوكالة الفرعية للخريطة: كعمود فقري للتفاعل بين السلاسل الجانبية، ويتم تحقيق التواصل السلس بين سلاسل الكتل المختلفة. يستخدم آلية الاستدلال بالحق وآلية السلامة المتسامحة مع الأخطاء البيزنطية للحفاظ على الأمان والكفاءة.
  • عميل خفيف: مثبت على كل سلسلة ، يتحقق هؤلاء العملاء من الصحة بتخزين البيانات الدقيقة (مثل عناوين الكتل) واستخدام الأدلة الرمزية (مثل الأدلة ميركل) للتحقق من الصفقات.
  • برنامج صيانة التفاعل بين السلاسل: يقوم هذا البرنامج بتحديث وصيانة حالة العميل الخفيف على سلاسل الكتل المختلفة لضمان تزامن ودقة التفاعل بين السلاسل.

طبقة خدمة السلسلة الكاملة لخريطة (طبقة MOS)

تعمل طبقة خدمة السلسلة الكاملة MAP (طبقة MOS) كبرنامج وسيط يربط آلية بروتوكول MAP الأساسية وواجهة العقد الذكية التي تستخدمها التطبيقات اللامركزية (dApps). إنه يبسط تطوير dApps عبر السلسلة من خلال توفير الخدمات والوحدات المشتركة المطلوبة للعمليات عبر السلسلة.

  • المستودع الآمن والبيانات: يتضمن MOS عقد AssetVault الذي يدير نقل الأصول بين الشبكات، ويعتمد هذا العقد على البرهان الرياضي في إصدار وإتلاف ونقل الأصول وضمان إدارة الأصول بأمان وبدون الحاجة إلى الثقة.
  • برنامج نقل الرسائل: يعزز نقل الرسائل عبر السلاسل الجانبية ويحدث العميل الخفيف باستخدام معلومات رأس الكتلة الأحدث. يضمن التحقق الصحيح والتنفيذ للمعاملات العابرة للسلاسل.
  • أدوات المطور: توفر MOS SDK و API للمطورين القدرة على بناء ونشر وإدارة تطبيقات ديسنترالية تعمل عبر السلاسل الجانبية ، وتقليل عتبة التقنية ، وتعزيز الابتكار في النظام البيئي.

طبقة البيئة التطبيقية MAPO

تهدف طبقة البيئة التطبيقية MAPO إلى دعم تطبيقات اللامركزية الواسعة النطاق عن طريق استغلال قدرات بروتوكول MAP الأساسي وطبقة MOS. تضمن هذه الطبقة قدرة التطبيقات على تحقيق التوافق الحقيقي بين سلاسل الكتل المختلفة ، مما يوفر تجربة مستخدم سلسة ووظائف تطبيقية مبتكرة.

  • dApp التفاعلية: يمكن لتطبيقات dApp التي تم بناؤها على طبقة تطبيقات MAPO التفاعل مع عدة سلاسل بلوك مختلفة دون الحاجة إلى عملية تكامل معقدة. يشمل ذلك التطبيقات في مجالات القروض عبر السلاسل، وتبادل السلاسل بأكملها، واللعب المالي والمبدأ الأساسي للسلاسل.
  • إدارة الأصول والبيانات: تضمن هذه الطبقة نهائية صحة البيانات والأصول الموثوقة، مما يتيح لتطبيقات اللامركزية إدارة المعاملات العابرة للسلاسل بكفاءة وأمان.
  • القابلية للتوسع والتوسع: يمكن لتطبيقات الويب اللامركزية الاتصال بشكل تلقائي بجميع سلاسل الكتل المدعومة عن طريق نشرها على سلسلة MAP الوسيطة ، مما يضمن القابلية للتوسع وزيادة قاعدة مستخدميها.

توفر الهيكل الثلاثي لبروتوكول MAP - طبقة بروتوكول MAP وطبقة خدمة سلسلة MAP وطبقة بيئة تطبيق MAPO - إطارًا شاملاً وقويًا لبناء تطبيقات سلسلة كتل قابلة للتفاعل وقابلة للتوسيع. يحل التحديات المتعلقة بالتفاعل بين السلاسل ويحقق نظام البيئة Web3 المتصل حقًا.

إخلاء المسؤولية
* ينطوي الاستثمار في العملات الرقمية على مخاطر كبيرة. فيرجى المتابعة بحذر. ولا تهدف الدورة التدريبية إلى تقديم المشورة الاستثمارية.
* تم إنشاء الدورة التدريبية من قبل المؤلف الذي انضم إلى مركز التعلّم في Gate. ويُرجى العلم أنّ أي رأي يشاركه المؤلف لا يمثّل مركز التعلّم في Gate.