لماذا تجرؤ إثيريوم على رفع الحد الأقصى للغاز إلى 60000000؟

المؤلف: Zhixiong Pan

على مدار العام الماضي، ارتفع حد غاز كتلة إيثيريوم (Gas Limit) من حوالي 30 مليون إلى 60 مليون بسرعة. وراء هذه القفزة عوامل متعددة تعمل معًا، بما في ذلك التحكم في أقصى حجم كتلة في طبقة البروتوكول، وتحسين كبير في أداء عميل التنفيذ، بالإضافة إلى التحقق من الاختبارات النظامية المتعلقة بحد غاز أعلى.

ببساطة، قام المطورون من خلال تحسين قواعد بروتوكول الإيثيريوم بتقليل مخاطر زيادة حدود الغاز، مما أدى إلى تحسين كبير في سرعة معالجة الكتل الكبيرة من قبل العملاء المختلفين، وأثبتوا أن الشبكة لا تزال قادرة على إنتاج الكتل ونشرها في الوقت المحدد حتى تحت أحمال أعلى.

تساعد هذه الجهود في جعل شبكة الإيثيريوم الرئيسية تتجاوز الخوف من رفع حد الغاز بسهولة، إلى القدرة الآن على رفع الحد بأمان إلى 60 مليون غاز. أدناه سنقوم بشرح مفهوم حد الغاز وتاريخه بالتفصيل، ثم نستكشف الأسباب الرئيسية لزيادة حد الغاز، ونستشرف الشروط اللازمة لمزيد من التوسع في المستقبل.

حد الغاز و Blob: التعريف والاختلاف

حد الغاز (Gas Limit) هو معلمة في شبكة الإيثريوم تقيس الحد الأقصى من العمل الحسابي لكل كتلة، أي الحد الأقصى من كمية الغاز التي يمكن أن تحتويها كل كتلة لتنفيذ المعاملات. كلما زاد حد الغاز، زادت عدد المعاملات التي يمكن أن تحتويها الكتلة الواحدة، مما يزيد من قدرة الشبكة على معالجة المعاملات. لكن العيب هو أن زيادة حد الغاز ستزيد من عبء المشاركين في الشبكة: يتعين على المدققين في الشبكة حزم وبث كتل أكبر خلال وقت إنتاج الكتل المحدد، كما يجب على جميع العقد في الشبكة تنزيل وتنفيذ كتل أكبر، مما يؤدي إلى زيادة الضغط على عرض النطاق الترددي للشبكة وضغط على أجهزة العقد.

Blob هو نوع آخر مختلف من محتوى الكتلة، وهو عنصر جديد تم تقديمه لتوسيع توفر بيانات إيثريوم. يأتي Blob من اقتراح EIP-4844، الذي يسمح بوجود كمية كبيرة من البيانات الثنائية للاستخدام من Layer 2 في الكتلة بشكل مؤقت، وتُقاس تكلفته بشكل مستقل عن استهلاك الغاز للمعاملات العادية. ببساطة، يوفر Blob مساحة إضافية مخصصة لبيانات L2 Rollup، بينما يقيس حد الغاز الحد الأقصى لحجم الحسابات العادية لـ EVM. لا يمكن مقارنة الاثنين بشكل مباشر: الزيادة في عدد Blob تؤثر بشكل رئيسي على سعة بيانات L2 القابلة للإضافة في الكتلة، بينما زيادة حد الغاز تزيد مباشرة من سعة الحسابات لتنفيذ المعاملات على L1.

تتناول هذه المقالة موضوع حد الغاز، بينما لن يتم التوسع في تغييرات سعة Blob.

الخلفية التاريخية: لماذا لم يُجرؤ على زيادة حد الغاز في الماضي؟

كانت إيثريوم في البداية تتبنى موقفًا حذرًا بشأن زيادة حد الغاز في الكتل. بعد تنفيذ EIP-1559 في عام 2021، حددت إيثريوم هدف الغاز في الكتل بحوالي 15 مليون (حد أقصى للكتلة الواحدة حوالي 30 مليون)، ولم يتم زيادته منذ ذلك الحين لعدة سنوات. السبب في ذلك هو أن بعض الاختناقات الرئيسية لم تُحل في ذلك الوقت، وقد تؤدي الزيادة العشوائية في حد الغاز إلى تهديد أمان الشبكة واللامركزية:

• أداء التنفيذ: هل يمكن لبرنامج العميل تنفيذ المزيد من المعاملات بسرعة كافية؟ إذا كانت الكتلة كبيرة جدًا مما يؤدي إلى عدم قدرة العقد على إكمال التنفيذ والتحقق ضمن فترة الفاصل الزمني للكتلة، فقد يفوتون فرصة إنشاء كتلة في الوقت المناسب أو قد يحدث انقسام في السلسلة.
• انتشار الشبكة: يجب بث الكتل الأكبر إلى الشبكة بالكامل خلال 12 ثانية من دورة إنشاء الكتلة، وخاصةً يجب أن تُستقبل من قِبل أغلب المدققين في غضون 4 ثوانٍ لتقديم إثبات الحصة في الوقت المناسب. الكتل الكبيرة جداً قد تؤدي إلى تأخير في الانتشار، مما يسبب مشاكل في الإجماع.
• زيادة الحالة: ستؤدي زيادة القدرة على المعالجة إلى تسريع تضخم الحالة العالمية للإيثيريوم (بيانات دفتر الأستاذ)، مما يزيد من عبء مزامنة العقد والتخزين، وقد يضعف المركزية في الشبكة على المدى الطويل.
• متطلبات الأجهزة: يعني تراكم العوامل المذكورة أعلاه أن متطلبات تكوين الأجهزة لتشغيل العقدة قد زادت. إذا كان من الصعب على المستخدمين العاديين متابعة استخدام أجهزة الكمبيوتر المنزلية، فقد يؤدي الحد الأعلى من الغاز الأعلى إلى تركيز الشبكة نحو عدد قليل من العقد عالية الأداء، مما يضر باللامركزية.

نظرًا للمخاوف المذكورة أعلاه، ظل الحد الأقصى لغاز شبكة الإيثيريوم الرئيسية مستقرًا لفترة طويلة ولم يتجاوز بسهولة مستوى 30 مليون. خاصة بعد ظهور Rollup، حيث تم ضغط العديد من المعاملات لنشر البيانات بتكاليف منخفضة في calldata إلى L1، مما أدى إلى اقتراب متوسط حجم كتلة الإيثيريوم تدريجيًا من الحد الأقصى، وفي الحالات القصوى، يمكن أن تصل البيانات في كتلة واحدة إلى عدة ميغابايت.

مع عدم وجود تحسينات أخرى، فإن زيادة حد الغاز ستزيد فقط من مشاكل حجم الكتلة والأداء. لذلك، اختارت مجتمع الإيثريوم الاعتماد بشكل أساسي على توسيع Layer 2، بدلاً من زيادة حد الغاز في L1 بشكل متسرع.

السبب الرئيسي وراء الزيادة السريعة في حد الغاز اليوم

إذن، لماذا يمكن لإيثريوم بعد دخول عام 2025 أن تزيد بسرعة حد الغاز بأكثر من الضعف مع الحفاظ على الأمان؟ السبب الجذري يعود إلى وجود عدة جوانب من التحسينات التقنية معًا، مما يمهد الطريق للتوسع.

!

قيود ترقية البروتوكول على حجم الكتلة في أسوأ الحالات

أدخلت الإيثيريوم قواعد بروتوكول جديدة لتقليل الحد الأقصى لحجم الكتلة في “أسوأ الحالات”. ومن بين النقاط الرئيسية هو اقتراح EIP-7623، الذي يزيد من تكلفة الغاز لبيانات calldata في المعاملات، مما يقلل بشكل كبير من كمية البيانات الرخيصة التي يمكن أن تحتويها كتلة واحدة في الحالات القصوى.

قبل تنفيذ EIP-7623، كان بإمكان المهاجمين استغلال سعر الغاز المنخفض جداً لتعبئة كتلة تصل إلى عدة ميغابايت من البيانات؛ بعد زيادة السعر، ستكلف نفس كمية البيانات المزيد من الغاز، مما يقلل فعلياً من الحد الأقصى لحجم الكتلة، ويخفف من مشكلة “الفرق الكبير بين المتوسط والقيمة القصوى” لحجم الكتلة.

هذا التعديل يجعل من الممكن، حتى مع زيادة الحد الأقصى من الغاز بشكل عام، ألا تنفجر حجم الكتلة بشكل غير محدود، مما يوفر هامش أمان لزيادة الحد الأقصى للغاز. بعبارة أخرى، قام مستوى البروتوكول بتقليص النفقات على مستوى البيانات بشكل نشط، مما يضمن “تضاعف كمية الحساب، وعدم تضاعف حجم الكتلة”، مما يمهد الطريق لزيادة الحد الأقصى للغاز من 30 مليون إلى 60 مليون.

في الوقت نفسه، بدأ الشبكة الرئيسية في EIP-4844 بإدخال معاملات بيانات Blob المخصصة للاستخدام في Rollup، مما قلل أيضًا من اعتماد Rollup على calldata الرخيصة. بعد أن تم نقل بيانات Rollup تدريجياً من مساحة Gas العادية إلى مساحة Blob، أصبحت مساحة Gas في الكتل العادية أكثر تركيزًا على حسابات العقود الحقيقية، مما جعل الكتل المتوسطة “أخف”، وهذا أيضًا خلق ظروفًا أكثر ملاءمة لزيادة حدود Gas.

تم تحسين أداء العميل بشكل كبير

قامت فرق تنفيذ عميل الإيثيريوم المختلفة بإجراء اختبارات أداء شاملة على البرمجيات وتحسينها، مما زاد بشكل كبير من سرعة معالجة الكتل الكبيرة. أطلق إطار اختبار أداء الغاز الذي تقوده فرق مثل Nethermind لملء كتلة كاملة بتنفيذ نوع واحد من التعليمات أو العقود المسبقة، لاختبار الحدود القصوى لقدرة معالجة العميل (بقياس الأداء بـ “مليون غاز في الثانية”).

من خلال هذا المعيار الموحد، اكتشف المطورون وقاموا بإصلاح بعض اختناقات التنفيذ المخفية في الماضي. على سبيل المثال، اكتشف في الاختبارات أن بعض الحالات القصوى من “الرفع إلى قوة المودول” (ModExp) قبل الترجمة تستغرق وقتًا أطول بكثير من تسعير الغاز، مما أصبح عنق زجاجة مشترك بين جميع العملاء الرئيسيين.

في ضوء هذه الاكتشافات، اقترحت المجتمع بسرعة EIP-7883 لإعادة تسعير الغاز للبرمجة المسبقة ModExp، وتنسيق خوارزميات تحسين العميل. في الوقت نفسه، تم تحسين أو إعادة تسعير العمليات الرياضية المعقدة الأخرى (مثل حساب منحنى BLS12-381 BN256، والتجزئة، وغيرها) من قبل فرق العملاء.

وفقًا للإحصاءات، بعد أداء «Berlin Interop» عبر العملاء في منتصف عام 2025، تحسنت سرعة معالجة الكتل بشكل ملحوظ في أسوأ الظروف، حيث وصلت معظم العمليات إلى مستوى معالجة حوالي 20 مليون غاز في الثانية.

إذا تم التحويل، إذا كان بإمكان العميل تنفيذ 20 مليون غاز في الثانية، فهذا يعني أنه يمكن معالجة ما يصل إلى 80 مليون غاز في كتلة خلال فترة بين الكتل في PoS التي تبلغ 4 ثوانٍ. وهذا يعني أن رفع الحد الأقصى للكتلة إلى 60 مليون غاز لا يزال ضمن هامش الأمان.

هذه التحسينات في الأداء أزالت القلق السابق المتمثل في “سرعة التنفيذ لا تتماشى مع حد الغاز”، مما يضمن أنه حتى إذا احتوى الكتلة على ضعف حجم المعاملات المعتاد، يمكن للعميل التحقق من الإنجاز في الوقت المحدد، دون أن يفوت مهلة الإجماع بسبب بطء التنفيذ.

اختبار شامل للتحقق من حدود انتشار الشبكة

قبل تنفيذ أي زيادة في الحد الأقصى للغاز على الشبكة الرئيسية، قام المطورون بإجراء اختبارات كافية في عدة شبكات متخصصة، لضمان أن الكتل الأكبر يمكن أن تنتشر في الوقت المناسب وتقبلها الغالبية العظمى من العقد.

على سبيل المثال، قام مطورو إيثيريوم في عام 2025 برفع حد غاز الكتلة على شبكة الاختبار Sepolia وشبكة Hoodi المطورة حديثًا إلى 60M، واستمروا في مراقبة مؤشرات أداء الشبكة. أظهرت النتائج أنه حتى عند استخدام كتلة بحد أقصى 60M غاز، لا يزال بإمكان مقترحي الكتل في هذه الشبكات إكمال التعبئة في الوقت المحدد ونشرها بسرعة عبر الشبكة P2P: 90% من العقد استقبلت الكتلة بعد حوالي 0.7 إلى 1.0 ثانية من إنتاج الكتلة، تقريبًا جميع العقد أكملت التحقق وقبلت الكتلة لتصبح رأس سلسلة جديد في غضون 4 ثوانٍ.

بعبارة أخرى، حتى إذا تضاعف استخدام غاز الكتلة، لا تزال الكتلة قادرة على الانتشار عبر الشبكة قبل الموعد النهائي المحدد من قبل الإيثيريوم وهو 4 ثوانٍ لتقديم المقترحات. خلال هذه الاختبارات الضاغطة، قام المطورون بمراقبة البيانات الرئيسية مثل ما إذا كانت العقد المقترحة تقوم بإنشاء الكتل في الوقت المحدد، وتوزيع الوقت المطلوب لقبول العقد الجديدة من قبل جميع العقد في الشبكة، ولم يتم العثور على أي شذوذ ملحوظ.

نظرًا للاختلاف في حجم حالة الشبكة التجريبية وتوبولوجيا العقد مقارنة بالشبكة الرئيسية، يظل المطورون متفائلين بحذر، لكن نتائج الاختبار أثبتت أن كتلة 60M Gas قابلة للتطبيق من الناحيتين النظرية والهندسية. في الوقت نفسه، لضمان أمان طبقة الإجماع، أخذ المطورون في الاعتبار القيود على مستوى سلسلة الإشارة (مثل الحد الأقصى الحالي لنشر Gossip لكتلة واحدة والذي يبلغ ~10MB). من خلال الوسائل المذكورة أعلاه مثل EIP-7623، التي تقلل من عدد بايتات الكتلة الواحدة، وتجنب حدوث حالات أسوأ مثل وجود عدد كبير جدًا من معاملات العقوبات في نفس الوقت، لم يلمس الحمل التنفيذي البالغ 60M Gas هذه الحدود.

!

بشكل عام، جعلت الاختبارات والتعديلات المختلفة الفريق الأساسي يتفهم تمامًا المخاطر المرتبطة بزيادة الحد الأقصى لغاز الشبكة الرئيسية من 30 مليون إلى 60 مليون، مما زاد من الثقة. بعد أن أعربت الغالبية العظمى من المدققين عن دعمهم (حوالي 150,000 + عقدة تدقيق صوتت بالموافقة على الزيادة)، بدأت الإيثيريوم أخيرًا في عام 2025 بزيادة الحد الأقصى لغاز الشبكة الرئيسية، وتخطط لتعديل القيمة الافتراضية إلى 60M في التحديثات اللاحقة.

آفاق المستقبل: ماذا نحتاج لتحسين المزيد؟

مجتمع الإيثريوم لا ينوي التوقف عند 60M غاز. في خطط الترقية المستقبلية مثل Fusaka، وصف المطورون مسار رفع حد غاز الكتلة إلى 100M أو حتى أعلى. لتحقيق هذا الهدف، لا تزال هناك بعض التحديات التقنية التي تحتاج إلى حل أو متابعة مستمرة:

• تحسين العمليات الحسابية الثقيلة بشكل أكبر: كما ذُكر سابقًا، تم القضاء تقريبًا على عنق الزجاجة من خلال خفض الأسعار وتحسين العملاء الخاصين بـ EIP-7883. ولكن لدعم الكتل بمستوى 100M، قد يحتاج الأمر إلى تحسين أو إضافة تسريع خاص لعمليات التشفير الأخرى التي تستهلك غازًا عاليًا (مثل التحقق من توقيع الدالة البيانية، والتحقق من الإثباتات الصفرية، وما إلى ذلك). لحسن الحظ، بدأ فريق العملاء بالفعل في التعاون في هذه الاتجاهات، وفي اختبارات عام 2025، تم تعديل تنفيذ البرمجة المسبقة المتعلقة بدالة بيانية BN256، مما جعل أدائها لا يعيق التقدم. يمكن توقع أنه مع إدخال المزيد من البنى التحتية عالية الأداء في إيثريوم (حتى التفكير في دعم STARK بشكل أصلي، وما إلى ذلك)، ستستمر عنق الزجاجة في التنفيذ في التلاشي، مما يمهد الطريق لزيادة حد الغاز.
• التحكم في حجم الحالة والتكاليف العقدية: يعني حد الغاز الأعلى أن الحالة على السلسلة قد تنمو بشكل أسرع. إذا لم يتم التعامل مع ذلك، فإن صعوبة تخزين العقد الكاملة ومزامنة العقد الجديدة ستزداد بشكل كبير بعد بضع سنوات. يقوم مطورو الإيثيريوم بالفعل بدراسة مشكلة نمو الحالة، مثل اقتراح إيجار الحالة أو تقليم الحالة التاريخية بشكل دوري، لتجنب التضخم اللانهائي. ومع ذلك، لا تزال هذه الآليات طويلة الأجل في مرحلة المناقشة. على المدى القصير، مع زيادة حد الغاز، قد يحتاج مشغلو العقد إلى ترقية الأجهزة بشكل أكثر تكرارًا (مثل SSD أسرع وذاكرة أكبر) لمواكبة النمو في الحالة وكمية البيانات. تؤكد المجتمع في زيادة حد الغاز أنها لن تضحي باللامركزية، لذا، قبل أن تتطور حلول إدارة الحالة، سيتم تقييم تأثير كل خطوة من خطوات التوسع على العقد العادية بحذر.
• تحسين طبقة الإجماع وتحسين بروتوكول الشبكة: إذا كان من الضروري دعم 100M غاز أو كتل أكبر في المستقبل، فقد تحتاج بعض معلمات الإجماع والشبكة إلى تعديل. على سبيل المثال، تحتوي كتلة سلسلة الإشارة الحالية على حد إجمالي للحجم بما في ذلك الحمولة التنفيذية وبيانات Blob وبيانات الإثبات. قد يحتاج المطورون إلى زيادة الحد الأقصى لحجم الرسائل في طبقة P2P، أو تقليل زمن انتقال الكتل الكبيرة باستخدام تقنيات مثل الضغط والتجزئة. بالإضافة إلى ذلك، تقوم إيثريوم بإدخال PeerDAS (شبكة أخذ عينات البيانات من نظير إلى نظير) لمعالجة النقل الفعال لبيانات Blob، مما سيساعد إلى حد ما في تخفيف الضغط على نقل كتل الطبقة التنفيذية. بعد ضمان التشغيل الآمن للطبقة التنفيذية بأكثر من 60M غاز، ستصبح تحسينات طبقة البيانات والشبكة محور التركيز في المرحلة التالية من التوسع.

فيما يتعلق بالمستقبل، طالما تم تحسين المراحل المذكورة أعلاه بشكل متزامن، فإن رفع الحد الأقصى للغاز في شبكة إيثريوم الرئيسية ليس هدفًا بعيد المنال. لقد تحقق المطورون من قابلية رفع الحد من 36M إلى 45M و 60M في شبكة الاختبار، والخطوة التالية نحو 100M قيد التخطيط أيضًا. من المهم التأكيد على أن مجتمع إيثريوم يحافظ على موقف حذر دائمًا فيما يتعلق بالتوسع: كل زيادة تتم “بعد الاختبار، ثم الشبكة الرئيسية”، حيث يتم تنفيذها فقط بعد التأكد من أنها لن تعرض أمان الشبكة واللامركزية للخطر.

بشكل عام، كانت الزيادة الكبيرة في حد الغاز خلال العام الماضي نتيجة الابتكارات التعاونية في مجالات متعددة: تقليل المخاطر في مستوى البروتوكول، وتحسين الأداء في العميل، وتوفير بيانات اختبار تعزز الثقة. بدعم من هذه الجهود، حقق إيثيريوم خطوة مهمة نحو توسيع الطبقة الأولى، مما وضع الأساس لزيادة السعة في المستقبل واستيعاب المزيد من التطبيقات.