سلاسل SKALE

سكال تشينز هي مكون مهم في شبكة سكال، تقدم نهجًا مختلفًا لقابلية التوسع والأداء في سلسلة الكتل، من خلال العمل كسلسلة كتل مستقلة مصممة لتطبيقات محددة واستخدام العقد المحايدي. كل سلسلة تعمل كسلسلة فرعية مرنة قادرة على التوسع أفقيًا للتعامل مع زيادة حجم المعاملات. يتم تحقيق ذلك من خلال تخصيص القدرات الشبكية ديناميكيًا عبر مجموعة من 16 عقدة، التي يتم تدويرها بشكل دوري واختيارها عشوائيًا لتعزيز الأمان واللامركزية.

تم تصميم هندسة سلاسل SKALE لدعم الإنتاجية العالية وانخفاض التأخير. كل سلسلة تعمل بشكل مستقل، معالجة المعاملات وتنفيذ العقود الذكية بشكل مستقل، مما يضمن قدرتها على التعامل مع متطلبات تطبيقات dApp المعقدة دون أن تكون مقيدة بقيود سلسلة كتلة واحدة وحيدة. استخدام العقد المحايدة المحتوى يسمح بإدارة الموارد بكفاءة، مما يتيح للسلاسل توفير بيئة فعالة لتطبيقات متمركزة.

تدمج الهندسة المعمارية الهجينة لـ SKALE سمات الطبقة 1 والطبقة 2: كحلاً 1، تدير كل سلسلة معالجتها الخاصة للمعاملات والاتفاق وتخزين البيانات، مستفيدة من الأمان والتنسيق الذي يوفره Ethereum mainnet وتعمل أيضًا كامتداد للطبقة 2.

آلية التوافق

يستخدم شبكة SKALE بروتوكول الاتفاق البيني الثنائي اللازم (ABBA) كآلية توافق لها، والذي صمم خصيصًا لمعالجة تحديات البيئات اللامركزية، مثل تأخير الشبكة وفشل العقد. يضمن هذا البروتوكول معالجة المعاملات بسرعة وبأمان، مع تحقيق النهوض بمجرد تضمين كتلة في السلسلة. يدعم بروتوكول ABBA أيضًا التحمل العلوي البيزنطي (BFT)، مما يسمح للشبكة بالبقاء تشغيلية حتى إذا سلك بعض العقد بشكل خبيث أو تعرض لفترات توقف.

كيف يعمل ABBA

يحقق بروتوكول ABBA التوافق في الأنظمة اللامركزية مع ما يصل إلى ثلث العقدة البيزنطية (المعيبة أو الخبيثة). يضمن الاتفاق على قيمة ثنائية (0 أو 1) على الرغم من التأخيرات التي تحدث في الرسائل بصورة تعسفية. يعمل باتباع الخطوات التالية:

1. منع إنشاء الاقتراح:

• تقوم العقد بإنشاء مقترحات للكتل التي تحتوي على المعاملات.
• إذا كان هناك عدد كاف من المعاملات المعلقة، يتم اقتراح كتلة.
• إذا لم تكن هناك معاملات، يتم اقتراح كتلة فارغة.

2. الاتصال الموثوق:

• يتم إرسال الاقتراحات إلى العقد الأخرى باستخدام بروتوكول توافر البيانات.
• هذا يضمن وصول الاقتراحات إلى الأغلبية الساحقة (أكثر من ثلثين) من العقد.

3. التصويت وتجميع التوقيع:

• عند استلام اقتراح، تضيف العقد الذكية إلى قاعدة بياناتها وترسل توقيعًا جزئيًا مرة أخرى.
• عندما يجمع العقد كفاية من التواقيع الجزئية لتشكيل غالبية سوبر ، يقوم بتجميعها في توقيع عتبة واحد ويبثه.

4. قرار بالتوافق:

• يستخدم العقد الذكي توقيعات aggreGate.iod للتصويت على الكتلة المقترحة.
• تعمل عدة حالات من بروتوكول ABBA على التصويت على مقترحات مختلفة.
• يتم قبول كتلة بتصويت غالبية سوبر وإضافتها إلى سلسلة الكتل.

5. العشوائية:

• القيم العشوائية (القطع النقدية) تؤثر في اتخاذ القرارات لضمان التقدم على الرغم من العقد البيزنطية.
• تساعد آليات القطع النقدية الشائعة العقد الصادقة على التوصل إلى نفس القرار.

6. الأمان والثبات:

• يستخدم تواقيع الحد الأدنى وخصائص BFT للأمان.
• يضمن أنه إذا بدأت جميع العقدة الصادقة بنفس القيمة، فإنها ستتفق عليها في عدد محدود من الجولات.
• بمجرد أن يتم تحديد قيمة، فإنها نهائية.

تشفير BLS

يعد تشفير عتبة BLS (Boneh-Lynn-Shacham) جزءا من عملية إجماع SKALE. يسمح لمجموعة من المشاركين بإنشاء توقيع في التعاون. وهذا مفيد بشكل خاص في النظم اللامركزية لضمان توافق آراء آمن ويمكن التحقق منه.

في BLS ، لكل مشارك في الشبكة مفتاح خاص ومفتاح عام. يتم استخدام المفتاح الخاص لتوقيع الرسائل ، بينما يتم استخدام المفتاح العام للتحقق من التوقيعات. لتوقيع رسالة، يستخدم المشارك مفتاحه الخاص لإنشاء توقيع، وهو عبارة عن سلسلة قصيرة يمكن إرفاقها بالرسالة. بعد ذلك ، يمكن لأي طرف مهتم بالمفتاح العام التحقق من صحة التوقيع وأنه تم إنشاؤه بواسطة حامل المفتاح الخاص المقابل.

في التشفير العتبي، يتطلب التعاون بين عدد أدنى من المشاركين (t من بين n) لإنشاء توقيع صالح. يضمن هذا المعلم أن يظل النظام آمنًا حتى لو تم compromis بعض المشاركين. يتم تقسيم المفتاح الخاص إلى أجزاء متعددة باستخدام تقنية تسمى مشاركة سر شامير، من خلالها يتلقى كل مشارك حصة من المفتاح الخاص.

لإنشاء توقيع ، يجب على المشاركين في T على الأقل دمج حصصهم ، كل منهم ينتج توقيعا جزئيا باستخدام حصته من المفتاح الخاص. ثم يتم دمجها لتشكيل توقيع كامل يمكن التحقق منه باستخدام المفتاح العام. بعد ذلك ، يمكن التحقق من التوقيع المدمج باستخدام المفتاح العام ، تماما مثل توقيع BLS العادي.

في الممارسة العملية ، تنطوي عملية توافق الآراء على مراحل متعددة. في البداية ، تقترح العقد كتلا جديدة ومشاركتها مع المدققين الآخرين في الشبكة. ثم يتحقق كل مدقق من معاملات الكتلة ويوقعها باستخدام توقيع BLS. هذه التوقيعات هي aggreGate.iod في توقيع مجموعة واحدة ، والتي يتم بثها إلى الشبكة. بمجرد أن تقوم الغالبية العظمى من المدققين بالتوقيع على كتلة ، تتم إضافتها إلى السلسلة ، مما يحقق النهاية. تضمن هذه العملية تأكيد المعاملات بسرعة مع الحفاظ على مستوى عال من الأمان.

عملية العقد

تقوم كل عقدة بتشغيل العديد من العقد الفرعية الافتراضية ، وهي مثيلات حاوية قادرة على المشاركة في عملية الإجماع وتنفيذ العقود الذكية. تسمح هذه المحاكاة الافتراضية للعقد بدعم سلاسل متعددة في وقت واحد ، مما يوفر بنية تحتية مرنة وقابلة للتطوير للشبكة.

تتم إدارة عمليات العقد بواسطة مجموعة من العقود الذكية المنشورة على شبكة الإيثيريوم الرئيسية، المعروفة جماعيا باسم SKALE Manager. تتعامل هذه العقود مع وظائف أساسية مثل تسجيل العقد، والدورة، والرهان. يجب على الفاحصين، الذين يديرون العقد، الالتزام بمتطلبات الأداء والأمان الصارمة، بما في ذلك الحفاظ على فترات التشغيل الطويلة والتأخير المنخفض. يتم مراقبة مقاييس الأداء بشكل مستمر، مع تقييم العقد ومكافأتها أو معاقبتها استنادًا إلى الالتزام بها لمعايير الشبكة.

الطبيعة الديناميكية لعمل العقدة هي ميزة مهمة في هندسة SKALE. يتم تدوير العقد دوريًا إلى سلاسل SKALE مختلفة، مما يمنع أي عقدة واحدة من أن تصبح نقطة مركزية للفشل. يتم إدارة هذا التدوير عن طريق عقود مدير SKALE، التي تستخدم خوارزميات اختيار عشوائي لتعيين العقد إلى السلاسل. تعزز هذه النهج اللامركزية والأمان للشبكة من خلال ضمان توزيع السيطرة على أي سلسلة معينة بين مجموعة متنوعة من المحققين.

ميزات الأمان

يستخدم الأمان في شبكة SKALE نهجا متعدد الأوجه لحماية العمليات. تستمد البنية الهجينة للشبكة الأمان من كل من بروتوكولاتها الأصلية وشبكة Ethereum الرئيسية. يتم استخدام توقيعات عتبة BLS وتوليد المفاتيح الموزعة (DKG) لتأمين الرسائل بين السلاسل وضمان سلامة المعاملات عبر السلسلة. يمنع نهج التشفير هذا الوصول غير المصرح به والتلاعب بالبيانات ، مما يحافظ على موثوقية الشبكة.

تستخدم SKALE أيضًا نموذج الإثبات بالحصة (PoS)، حيث يراهن المدققون على رموز SKL للمشاركة في الشبكة مقابل أرباح اقتصادية كحافز للتصرف بصدق والحفاظ على أمان الشبكة. يتم تدويرهم بانتظام لتقليل مخاطر التواطؤ وضمان مستوى عالٍ من اللامركزية، وأحد العناصر التي تميز SKALE عن سلاسل الكتل الأخرى هو أنها تتضمن أيضًا آليات التقطيع لتعاقب السلوكيات الخبيثة أو الإهمالية، مما يحمي بشكل أكبر سلامة النظام البيئي.

مراقبة العقدة والأداء

كل عقدة مجهزة بخدمة مراقبة العقدة (NMS)، التي تتتبع أداء العقد الأخرى في الشبكة. تقوم هذه الخدمة بقياس وقت التشغيل والكمون، وتقوم بشكل منتظم بإرسال طلبات إلى العقد النظير وتسجيل هذه القياسات في قاعدة بيانات محلية. في نهاية كل حقبة، يتم معدل هذه القياسات وإرسالها إلى العقود الذكية الرئيسية، التي تستخدمها لتحديد توزيع الدفعات للعقد وتعليم العقد الذين يقومون بأداء أقل من المتوقع للمراجعة.

من خلال مراقبة وتقييم أداء العقد، يمكن لشبكة SKALE التعرف على المشاكل ومعالجتها بسرعة، مما يحافظ على مستوى عال من الموثوقية والأمان. كما يساهم نظام إدارة الشبكة في الحكم اللامركزي للشبكة، حيث يتم مساءلة العقد من قبل أقرانهم بدلاً من سلطة مركزية.

أداء العقدة يتأثر أيضًا بتخصيص الموارد الديناميكي، حيث يتم تحجيم كل عقدة في شبكة SKALE، مما يسمح بإدارة فعالة لموارد وحدة المعالجة المركزية والذاكرة والتخزين، مما يتيح للعقد دعم سلاسل متعددة بشكل متزامن، وتوفير بنية تحتية قابلة للتوسيع ومرنة. الطابع الديناميكي لتخصيص الموارد يضمن أن يمكن للعقد أن يتكيف مع أعباء العمل المتنوعة، مما يحافظ على الأداء الأمثل عبر الشبكة.

الرسائل بين السلاسل والتوافق بين السلاسل

تمكن التواصل بين السلاسل الفرعية وشبكة إثريوم الرئيسية من فعالية التواصل بين سكال والشبكة الرئيسية لإثريوم، مما ييس facilit عملية تحويل الرموز والرسائل عبر السلاسل، باستخدام تشفير عتبة BLS لتأمين هذه التفاعلات. تتيح هذه القدرة للمطورين إنشاء تطبيقات لامركبة معقدة يمكنها التفاعل مع عدة سلاسل، مما يعزز من وظائفها ونطاقها.

يدعم IMA معايير الرمز المميز المختلفة ، بما في ذلك ERC-20 و ERC-721 و ERC-1155 ، مما يوفر المرونة للمطورين. من خلال تمكين نقل الأصول والبيانات بين السلاسل ، يضمن IMA أن سلاسل SKALE يمكنها الاستفادة من التكنولوجيا التي يوفرها نظام Ethereum البيئي مع الحفاظ على عملياتها الفردية. هذا يسمح لها بالعمل كامتداد ل Ethereum مع توفير أداء محسن وقابلية للتوسع.

أدوات المطور والتوافق

شبكة SKALE مصممة بحيث تكون ودية للمطورين. توفر أدوات وتوافق مع بيئات تطوير Ethereum الحالية. تتوافق سلاسل SKALE تمامًا مع الجهاز الظاهري Ethereum (EVM)، مما يتيح للمطورين نشر عقودهم الذكية الحالية دون تعديل.

تقدم الشبكة أيضا مجموعة متنوعة من أدوات المطورين لدعم تطوير dApp. تتضمن هذه الأدوات حزم SDK وواجهات برمجة التطبيقات والوثائق لمساعدة المطورين على إنشاء تطبيقاتهم ونشرها وإدارتها على SKALE. إن دعم الشبكة ل Solidity ، لغة البرمجة المستخدمة في عقود Ethereum الذكية ، يزيد من تبسيط عملية التطوير. من خلال توفير مجموعة شاملة من الأدوات والحفاظ على التوافق مع Ethereum ، يقلل SKALE من حاجز دخول المطورين ويشجع على إنشاء dApps مبتكرة.

يبرز

• توفر شبكات SKALE بيئة سلسلة كتلية مرنة وقابلة للتطوير مع عقدة محقق معززة وتوازن حمل ديناميكي.
• يستخدم الشبكة بروتوكول الاتفاق البيزنطي الثنائي الغير متزامن (ABBA) للتوافق، بدعم من تشفير BLS بحد الحاجة.
• تعمل العقد على تشغيل العديد من العقد الفرعية الافتراضية ، التي تديرها عقود SKALE Manager الذكية على Ethereum.
• تتضمن ميزات الأمان توقيعات BLS و DKG ونموذج النفقة بالاشتراك مع حوافز اقتصادية وعقوبات للمدققين.
• تستخدم البنية المعمارية الهجينة سمات الطبقة 1 والطبقة 2 معًا، مما يجمع بين أمان Ethereum وقابلية توسيع SKALE.