شبکه Fuel چیست؟ شبکه‌ای لایه دو با ایده‌های جدید

درسال 2022 شاهد ترند‌شدن دوباره‌ی  پروژه های قراردادهوشمند لایه1 بودیم. وتا ماقبل آن اکثریت جامعه کریپتوکارنسی، پروژه اتریوم را به عنوان قدرتمندترین پروژه لایه 1 میشناختند. اما چیزی نگذشت که دومشکل اساسی، شبکه اتریوم را دچار حاشیه و مشکلاتی کرد.جامعه و تحلیلگران حوزه کریپتوکارنسی معتقد براین بودند که اگر بخواهیم پروژه های قرارداد هوشمند را واقعا به عنوان یک پول غیرمتمرکز در دنیا بشناسیم، دو مشکل سرعت تراکنش‌های بسیار پایین و درعین حال هزینه‌ تراکنش های بسیاربالا میتواند مسئله مقبولیت بیشتر ارزهای دیجیتال در دنیا را مورد چالش قراردهد. ویتالیک بوترین ،خالق شبکه اتریوم ، ایده هایی را در قالب یک جلسه رسمی به صورت آنلاین و درعین حال در قالب یک مقاله با عنوان ENDGAME مطرح. بوترین در مقاله خود راهکارهایی را جهت حل مشکل مقییاس‌پذیری اتریوم عنوان کرد و در انتهای صحبت‌های خود به این نکته اشاره نمود که اگر تمامی مراحل ENDGAME به خوبی و درستی انجام شود، بسیار از این قضیه خوشحال خواهد شد، حل مشکل مقیاس پذیری اتریوم نیز، به قدرتمندترین شکل ممکن  انجام خواهد شد و اتریوم میتواند به شبکه‌ای تبدیل شود که مشکلات حوزه تراکنش را تا چندین نسل برای مردم دنیا برطرف کند.

لایه 2‌ها، دوست و همراهی برای حل مشکل مقیاس‌پذیری اتریوم

از آنجا که شبکه های لایه 1 قدرتمند مانند اتریوم، دارای اکوسیستم‌های بسیارقدرتمند هستند و درعین حال روز‌به‌روز درحال گسترش و اضافه کردن پروژه های دیگر بلاکچینی به زیرمجموعه خود هستند، شبکه های لایه 2 نیز از این مسئله استقبال کرده و می‌توانند به عنوان پروژه‌هایی برای حل مشکل مقیاس‌پذیری اتریوم در داخل اکوسیستم اتریوم باشند. شبکه‌هایی مانند شبکه OPTIMISM و شبکه POLYGON از اولین پروژه‌های لایه 2 در دنیا محسوب میشوند که توانسته اند با ایده‌ پردازی‌ها و ایجاد راهکارهای نوین ، در داخل اکوسیستم شبکه اتریوم فعالیت کنند. این پروژه ها با ایجاد راهکارهایی از قبیل دانش Rolleupsها، قابلیت ZK-Evmها و ZK-Snarkها توانستند هزینه تراکنش‌های شبکه اتریوم را تا 90% کاهش بدهند.اما ویتالیک بوترین نیز بسیار از راهکارهای اعلام شده برای حل مشکل مقیاس‌پذیری اتریوم استقبال کرد و درآخرین مصاحبه خود گفت:درحال حاضر قدرتمندترین راهکار برای حل مشکل مقیاس پذیری اتریوم مبحث Rolleups است . او برای سبک تر شدن خدمات ماشین مجازی اتریوم نیز از ZK-Evmها بسیار استقبال کرد و اولین تراکنش ZK-Evm ها را تست کرد!

رقابت شدید و روزافزون لایه 2ها برای حل مشکل مقیاس‌پذیری اتریوم

طولی نگذشت و شاهد این بودیم که پروژه‌های لایه 2 روز به روز درحال افزایش و بیشتر شدن بودند. اما از آنجا که اکثر شبکه‌های بلاکچینی در دنیا به صورت متن‌باز و OpenSource هستند، اکثر این پروژه‌ها ایده یا راهکار نوین و جدیدی برای حل مشکل مقیاس‌پذیری اتریوم نداشتند و به نوعی اکثرا در نقشه راه خود از قابلیت‌های ZK-Rolleupها و ZK-Evmها نام میبردند. حتی این مسئله بعد از مدتی باعث شد که تعدادی از لایه2 ها مانند شبکه POLYGON(MATIC) و ZK-Sync و ... با یکدیگر به اختلاف نظر بخورند و کامیونیتی شبکه‌ها در رسانه هایی از قبیل X(Twitter) از یکدیگر انتقاد کرده و اتهاماتی مانند کپی کردن را بزنند.

پروژه ای متفاوت، با نام FUEL

 درمیان تمامی حواشی موجود بین پروزه های لایه2 ، پروژه ای با یک زبان برنامه نویسی مجزا از سال 2020 مشغول آماده سازی BussinesPlan خود و استارت کار بود. این پروژه جزو معدود پروژه های لایه 2 محسوب میشود که مدعی براین است از یک زبان برنامه نویسی مجزا بانام Sway که برگرفته از زبان برنامه نویسی Rustاست فعالیت میکند. و ادعا بر این دارد که تمرکز بسیار زیادی برروی قابلیت انجام تراکنش ها به شکل موازی برای شبکه اتریوم بوده و به همین دلیل نیز بالاترین سرعت تراکنش را میتواند برای شبکه اتریوم فراهم سازد. پروژه FUEL برای حل مشکل مقیاس‌پذیری اتریوم از مدل UTXOبرای انجام تراکنش ها استفاده میکند. برای درک بهتر مدل UTXO(UNSPENT TRANSACTIONS OUTPUT) بهتر است مثالی را برایتان عنوان کنیم. فرض کنید شخصی بانام امیرحسین ، مبلغ 53 میلیون تومان پول دارد و میخواهد مبلغ 28 میلیون تومان را به حساب خواهرش سارا انتقال دهد. حساب خواهرش سارا نیز صفر است. امیرحسین مبلغ 53 میلیون تومان را در یک کیف پول مجزا ندارد و در مجموع 4 کیف‌پول در اختیار دارد که در یکی از آن‌ها مبلغ 1میلیون تومان ، در کیف‌پول بعدی نیز مبلغ 15میلیون تومان، در کیف پول دیگر مبلغ 2میلیون تومان و در کیف‌پول آخر مبلغ 35میلون تومان را دارد. امیرحسین طبق قوانین حق این را ندارد که به شکل انتخابی و مستقیم از کیف‌پول چهارم خود رقم 28 میلیون تومان را برای خواهرش انتقال دهد و به شکل تایید هر بلاک و طبق نظم و به شکل اصولی حق این را دارد تا به ترتیب از کیف پول اول خود شروع کرده ، ارقام را برداشت کند و در نهایت  انتقال وجه انجام شود. اما مدل UTXO میتواند براساس یکسری الگوریتم‌های سبیه سازی تراکنش، اقداماتی را انجام دهد که دارایی های امیرحسین که در چهارسبد بود، تبدیل به یک سبد 28 میلیون تومانی و یک سبد 25 میلیون تومانی شده، سبد 28 میلیون تومانی به حساب خواهرش سارا واریز شده و ما بقی دارایی در قالب یک سبد 25میلیون تومانی در حسابش قرارگیرد. این مدل میتواند یکی از راهکارهای افزایش سرعت تراکنش، در بحث مقیاس پذیری اتریوم میباشد. این امر به Fuel امکان می‌دهد تا از رشته‌ها و هسته‌های بسیار بیشتری از CPU شما استفاده کند که معمولاً در بلاک‌چین‌های تک رشته‌ای غیرفعال هستند. در نتیجه، Fuel می تواند محاسبات، دسترسی های حالت، و توان عملیاتی بسیار بیشتری را نسبت به همتایان تک رشته ای خود ارائه دهد. ناگفته نماند که درحال حاضر تمامی گفته های این پروژه در حالت تستی(Testnet)قرار دارند و هنوز نسخه اصلی یا همان Mainnet شبکه  Fuel تایید و Launchرسمی نشده تا بتوان دید که آیا واقعا این شبکه به تعهدات خود عمل خواهد کرد یا خیر. و اینکه این شبکه تا چه میزان میتواند واقعا به حل مشکل مقیاس‌پذیری اتریوم کمک کند.

ماشین مجازی شبکه Fuel

شبکه Fuel در Whitepaper خود به بحث Evmیا همان ماشین مجازی اتریوم اشاره داشته و این نکته را عنوان کرده است که درماشین مجازی اتریوم، تشخیص اینکه آیا  واقعا وابستگی بین تراکنش‌ها وجود دارد یا نه، دشوار است، بنابراین مجبور هستید تراکنش‌ها را به صورت متوالی اجرا کنید. FuelVM از مدل UTXO استفاده می‌کند و با شناسایی وابستگی‌های تراکنش‌ها از طریق آنچه به عنوان لیست‌های دسترسی حالت شناخته می‌شود، امکان اجرای تراکنش موازی را فراهم می‌کند. با FuelVM، یا همان ماشین مجازی شبکه Fuel،تایید کنندگان تراکنش یا همان Nodeهای کامل Fuel، حساب‌هایی را که تراکنش لمس می‌کند شناسایی می‌کنند و وابستگی‌ها را قبل از اجرا ترسیم می‌کنند.ماشین مجازی شبکه Fuel درگذشته نیز راهکارهای خود را به شبکه اتریوم ارائه داده بود.اما به دلیل نیازداشتن به حفظ سازگاری با داده‌های گذشته در شبکه اتریوم، انجام این راه کارها برای حل مشکل مقیاس‌پذیری اتریوم غیرقابل اجرا بود.

زبان برنامه نویسی Fuel

Sway یک زبان  برنامه نویسی با دامنه خاص باعنوان DSLبرای ماشین مجازی شبکه Fuel است، یک VM  یا به اصطلاح ماشین مجازی  بهینه سازی شده  بلاکچینی که برای بلاک چین Fuel طراحی شده است. Sway مبتنی برزبان برنامه‌نویسی Rust است و شامل محیط کاری مناسبی برای استفاده از یک VM بلاک چینی بدون یک صفحه پرمخاطب بیهوده است.Sway در کنار FuelVM ایجاد شد و برای محیط کاربری با محاسبات سخت و پیچیده طراحی شد تا بتواند با تمامی Coreهای یک CPUارتباط های لازم را برقرار کند.

بررسی نمونه EIPهای شبکه Fuel

درابتدا اگربخواهیم مفهوم کلمه EIP را به زبان ساده بیان کنیم میتوان گفت EIPها یکسری پروپوزال هایی و برنامه‌های آینده هستند که ارائه داده میشوند تا در بنیاد یک سیستم توسعه داده شوند و بعد از گذراندن و عبور از مرحله تست (Testnet)قابل اجرا روی نسخه اصلی شبکه، یا به اصطلاح Mainnetباشند. درادامه این مقاله قصد براین داریم تا پروپوزال‌ها و راهکارهای شبکه Fuel را که برای حل مشکل مقیاس پذیری اتریوم ارائه داده است را برای شما بازگو کنیم.

 تراکنش‌های موازی آسان

این EIP درواقع این امکان را فراهم کرده است تا آدرس‌هایی که میتوانند اجازه و دسترسی مورد نظر را داشته باشند را در بحث EVM ها پردازش کنند.در واقع در این EIP که بانام Easy Parallelizability با استفاده از مدل UTXO(UNSPENT Transaction output)و علاوه برآن این امکان را فراهم میسازد تا شبکه Fuelبتواند از تمامی هسته‌ها(Core) در داخل CPUشما استفاده کند.

 ساده سازی به کمک قابلیت امضای فشرده یا EIP-2098

درواقع برای تایید انجام هرگونه قرارداد هوشمند در شبکه های بلاکچینی، باید یک تاییده نهایی از طرف هر دو طرفین که درخواست انجام یک قرارداد هوشمند را دادند، انجام شود. و این تاییده ها از طرفین را بانام و عنوان امضای دیجیتال و نوعی دسترسی دادن به شبکه میشناسند. اما ثبت هر امضا برای انجام یک قراردادهوشمند میتواند حجم از پیش تعیین شده‌ای را از شبکه دربرگیرد. و پروپوزال EIP-2098 راهکاری را ارائه میدهد که درآن، کاهش حجم امضا از 65 بایت به 64 بایت برای ساده سازی مدیریت معاملات در کد مشتری، کاهش هزینه های گاز و کاهش اندازه معاملات را شامل میشود. درواقع این عملیلات نوعی فشرده‌سازی محسوب شده که باعث حل مشکل مقیاس‌پذیری شبکه اتریوم میشود.

  معرفی دو دستورالعمل برای انجام عملیات خاص به کمک EIP-3074

این پروپوزال که آن را بانام پروپوزال EIP-3074 آن را میشناسیم امکان دسته بندی کرن برخی فعالیت ، خدمات کمیسیون تراکنش(GasFee)، تاریخ انقضاها ، اسکریپت نویسی و سایرموارد را فراهم میکند. به‌طورکلی در این بخش، شبکه Fuel دارای توابع(Function) ها و کدهای برنامه نویسی شده‌ای است که درآن امکان انجام چند خدمات مختلف به صورا همزمان در یک شبکه را فراهم میسازد ، درواقع به این فرایند Callکردن چند قابلیت به صورت همزمان میگویند.

 پروپوزال ساختار درختی باینری باعنوان EIP-3102

برای درک بهتر این مطلب باید یک آشنایی ابتدایی و بهتر با ساختار Merkle tree دردنیای بلاکچین داشته باشید.

با یک مثال ساده میتوان این مسئله را به خوبی درک کرد.فرض کنید چهار تراکنش با نام‌های A,B,C,Dدر یک بلاک ذخیره شده‌اند.و هر تراکنش شامل یک سند یا HASHمیباشد. درخت Merkle tree درواقع طبف فرایندی باعث ترکیب شدن Hashتراکنش Aبا تراکنش Bمیشود. و بعد ازآن Hash تراکنش C با Hashتراکنش Dترکیب میشود و درنهایت یک ABCDساخته میشود. که باعث بالاتر رفتن سرعت تشکیل بلاک ها میشود. حال پروپوزال EIP-3102 ایده ای را عنوان میکند که درآن به جای استفاده ازمدل Patricia Merkle trieاز مدلی بانام Sparse Merkle trie بهره میگیرد که به گفته اعضای شبکه میتواند باعث بالاتررفتن سرعت در تشکیل و تایید هربلاک شود.

 پروپوزال غیرفعال کردن خودتخریبی یا EIP-4758

به زبان ساده قابلیتی است که درآن مانند دیگر پروژه ها از قابلیت Selfdestructیا خودتخریبی برای شناسایی آدرس ها به شبکه اصلی(اتریوم )استفاده نمیکند و بدون تغییر nonce در شبکه ، کلیه خدمات انجام خواهد شد.

 پروپوزال حذف محدودیت در حجم یک قرارداد هوشمند یا EIP-5027

درواقع به حذف محدودیت حجم قراردادهای‌هوشمند اشاره دارد تا باعث این شود که Daapهای داخل اکوسیستم شبکه روز به روز بیشتر شوند و بتوان به راحتی اپلیکیشن‌های زیادی را بدون هیچ محدودیتی داخل اکوسیستم گسترش داد.

 پروپوزال نقل و انتقالات اتریوم به سبکی نوین باعنوان EIP-5065

درواقع امکانی را فراهم میسازد که بتوان بدون مطلع‌کردن جریان نقل و انتقالات درشبکه اتریوم، بتوان هرمقدار اتریوم را به آدرس مقصد موردنظر انتقال داد.

 مکانیزم مخصوص دسترسی EVM بانام EIP-1051

ازآنجا که الگوریتم‌های کدنویسی شده EVMها با اعداد صحیح 2 به توان 256 کار میکند و هیچگونه خطایابی و پیشگیری درآن تعریف نشده است، این پروپوزال میتواند باعث حل این مشکلات و قدرتمندترشدن شبکه Fuel بشود.

 شکستن بایت‌کدهای EVM برای انجام سریع تر قراردادها

درواقع بایت‌کدها دومین بخش بعد از Hashبرای تشکیل شدن سایز هر بلاک هستند و درنتیجه با شکسته شدن این بایت کدها  و تبدیل آن مانند Merkleمیتوان حجم Hashرا تا 3برابر کاهش داد و باعث پیشرفت بیشتر سرعت تراکنش ها شد.

 ایده‌های دیگر

با پیشرفت روزافزون دنیای رمزارزها قابلیت‌های دیگری از قبیل انجام تراکنش‌ها با ارقام زیاد به شکل خصوصی و ایده‌های دیگر ، میتوانند ایده‌ها و پروپوزال های دیگری را به ارمغان بیاورند و باعث توسعه هرچه بیشتر شبکه Fuel  و کمک به حل مشکل مقیاس‌پذیری اتریوم شوند.