SVM مقابل EVM: فهم الآلات الافتراضية للبلوكشين - غوص عميق في بلوتس وأكثر

تعتبر الآلات الافتراضية للبلوكشين (BVMs) مكونات أساسية تمكّن من تنفيذ العقود الذكية والتطبيقات اللامركزية (dApps) على مختلف شبكات البلوكشين، حيث تعمل كطبقة أساسية لها.

فكر فيها كنظم تشغيل لعالم البلوكشين، حيث تضمن معالجة الكتل في بيئة متسقة وآمنة. من خلال تجريد تعقيدات بروتوكولات البلوكشين وآليات الإجماع ومعالجة المعاملات، تتيح الآلات الافتراضية للمطورين التركيز على بناء التطبيقات دون القلق بشأن التفاصيل منخفضة المستوى لبنية الشبكة التحتية.

تنفذ الآلات الافتراضية للبلوكشين التعليمات البرمجية البايتية، وهي تمثيل مضغوط لمنطق العقد الذكي. يتم تفسير هذه التعليمات البرمجية، التي تمثل مستوى منخفض من منطق العقد الذكي، وتنفيذها بواسطة الآلة الافتراضية، مما يضمن التنفيذ الصحيح لوظائف العقد. تحتوي كل شبكة بلوكشين على آلة افتراضية فريدة مصممة لتلبية احتياجاتها المحددة، ومقاييس الأداء، وآليات الإجماع. على سبيل المثال، تُعرف الآلة الافتراضية للإيثيريوم (EVM) على نطاق واسع لدورها في نظام الإيثيريوم البيئي، مما يمكّن من نشر وإدارة العقود الذكية بمجموعة قوية من الوظائف.

تتمثل إحدى المزايا الرئيسية للآلات الافتراضية للبلوكشين في قدرتها على تعزيز التوافق بين السلاسل والتشغيل البيني، وهو أمر حاسم لتطوير التطبيقات اللامركزية التي يمكن أن تعمل عبر شبكات بلوكشين مختلفة، مما يزيد من فائدتها ونطاقها.

بينما يستمر نظام البلوكشين في التطور، يقوم المطورون بشكل متزايد بإنشاء حلول يمكن أن تتفاعل مع سلاسل متعددة، ويمكن أن تسهل آلة افتراضية مصممة بشكل جيد هذه العملية بشكل كبير. من خلال استخدام معايير وبروتوكولات شائعة، تساعد هذه الآلات الافتراضية في تعزيز بيئة يمكن أن تزدهر فيها التطبيقات وتتواصل بسلاسة عبر شبكات مختلفة.

بينما نستكشف مختلف الآلات الافتراضية للبلوكشين، بما في ذلك الآلة الافتراضية للإيثيريوم (EVM) وSVM الخاصة بسولانا وPlutus الخاصة بكاردانو، سنقارن بين هياكلها ووظائفها والميزات الفريدة التي تؤثر على تطوير التطبيقات اللامركزية. سواء كنت مطورًا متمرسًا أو بدأت للتو رحلتك في عالم البلوكشين، فإن فهم هذه الآلات الافتراضية أمر حاسم للتنقل في عالم تكنولوجيا البلوكشين المعقد.

هيكل EVM وآليات التشغيل

تعتبر الآلة الافتراضية للإيثيريوم (EVM) مكونًا قويًا ومتعدد الاستخدامات في بلوكشين الإيثيريوم، مصممة لتسهيل تنفيذ التعليمات البرمجية للعقود الذكية والتطبيقات اللامركزية (dApps). في جوهرها، تعتبر EVM محرك حسابات لامركزي يعمل كبيئة لتنفيذ التعليمات البرمجية البايتية. يتم توليد هذه التعليمات البرمجية من لغات البرمجة عالية المستوى مثل Solidity، مما يسمح للمطورين بكتابة تطبيقات معقدة يمكن تشغيلها على شبكة الإيثيريوم دون الحاجة إلى وسطاء.

بنية EVM

تتكون بنية EVM من عدة مكونات رئيسية:

1. المكدس: تستخدم EVM بنية قائمة على المكدس، مما يعني أنها تستخدم طريقة آخر داخل، أول خارج (LIFO) لإدارة البيانات. يسمح هذا التصميم لـ EVM بدفع القيم وسحبها بكفاءة حسب الحاجة أثناء تنفيذ العقد. عندما تتطلب عملية ما بيانات، تسترجع EVM البيانات من أعلى المكدس، تعالجها، ثم تدفع النتيجة مرة أخرى إلى المكدس.  يحتوي مكدس EVM على حد لحجم 1024 عنصر، كل منها عبارة عن كلمة بحجم 256 بت (32 بايت).  يمكن أن تمثل كلمة بحجم 256 بت نطاقًا هائلًا من الأعداد الصحيحة، تحديدًا من 0 إلى 2256−12^{256} - 12256−1. هذا النطاق الواسع ضروري للتطبيقات التشفيرية حيث تحتاج إلى أعداد عشوائية كبيرة أو مفاتيح، مما يضمن أنها صعبة التخمين أو القوة الغاشمة.
2. الذاكرة:  تحتوي EVM على ذاكرة ديناميكية ومتقلبة للمتغيرات المؤقتة التي يتم إعادة تعيينها بعد كل معاملة، مما يضمن وجود سجل نظيف للعمليات اللاحقة.
3. التخزين: يحتوي كل عقد ذكي على تخزين خاص به، وهو دائم ويحتفظ بالبيانات عبر المعاملات. تكاليف التخزين أعلى من الذاكرة، مما يحفز المطورين على تقليل استخدامه لتحسين تكاليف الغاز.
4. سياق التنفيذ: تحافظ EVM على سياق تنفيذ يتضمن معلومات حول المعاملة الحالية، مثل عنوان المرسل، والعقد الذي يتم تنفيذه، وحدود الغاز للمعاملة. تضمن هذه البنية الأمان أثناء تنفيذ العقد من خلال منع الهجمات والحلقات اللانهائية من خلال تنفيذ كود معزول وحتمي.

عمليات EVM

تعمل EVM من خلال معالجة سلسلة من التعليمات (أكواد التشغيل) المحددة في مواصفاتها. تحدد هذه الأكواد كيفية معالجة البيانات وما هي العمليات التي يتم تنفيذها، مثل الحسابات الرياضية، والمقارنات المنطقية، وتخزين البيانات. عندما يتم تنفيذ عقد ذكي، تقوم EVM بما يلي:

1. التحقق من المعاملات: قبل تنفيذ أي كود عقد، تتحقق EVM من أن المعاملة صالحة، مما يضمن أن توقيع المرسل أصلي، وأن تنسيق المعاملة يتوافق مع معايير البروتوكول، وأن هناك أموال كافية لرسوم المعاملة، بما في ذلك التحقق من توقيع المرسل وضمان توفير غاز كافٍ.
2. تنفيذ بايت كود: تعالج EVM بايت كود العقد الذكي خطوة بخطوة. يتم تنفيذ كل تعليمات بترتيب محدد، مع تحديث المكدس والذاكرة وفقًا لذلك.
3. إدارة الغاز: تستهلك كل عملية في EVM الغاز، وهو مقياس للعمل الحسابي. يمنع نظام إدارة الغاز هذا الحلقات اللانهائية وإساءة استخدام الموارد من خلال مطالبة المستخدمين بتحديد حد للغاز لكل معاملة، مما يضمن تكلفة معاملة قابلة للتنبؤ ويعزز الاستخدام الفعال لموارد الشبكة. إذا نفد الغاز، يتم التراجع عن المعاملة، مما يحمي حالة البلوكشين ويعوض المعدنين عن مواردهم.
4. توليد الأحداث: أثناء التنفيذ، يمكن لـ EVM إصدار أحداث يمكن للتطبيقات الخارجية مثل dApps الاستماع إليها للحصول على تحديثات وإشعارات في الوقت الحقيقي.
5. تعتبر هذه الأحداث حاسمة لـ dApps، حيث تسمح بالتحديثات في الوقت الحقيقي مثل إبلاغ المستخدمين بتغييرات الحالة، أو تفعيل العمليات خارج السلسلة، أو تسهيل تفاعلات المستخدم بناءً على أحداث البلوكشين.
6. إرجاع النتائج: بعد تنفيذ العقد، تعيد EVM المخرجات، والتي قد تشمل تغييرات في حالة البلوكشين وأي أحداث تم إصدارها أثناء التنفيذ. إذا كانت المعاملة ناجحة، يتم الالتزام بالنتائج في البلوكشين.

تعتبر تعقيد EVM وتصميمها الأنيق أمرًا حيويًا لوظائف وابتكار داخل نظام إيثريوم البيئي. تمكن بنيتها وعملياتها المطورين من إنشاء تطبيقات قوية وموزعة تستفيد من الخصائص الفريدة لتكنولوجيا البلوكشين. فهم EVM أمر ضروري لأي شخص يتطلع إلى التعمق في تطوير إيثريوم، حيث يضع الأساس لبناء حلول مبتكرة في الفضاء الموزع.

فهم بايت كود EVM والتنفيذ 

عندما يتم نشر عقد ذكي على بلوكشين إيثريوم، يتم تجميعه من لغات البرمجة عالية المستوى إلى تنسيق منخفض المستوى يمكن للآلة قراءته يعرف باسم بايت كود. هذا البايت كود هو تسلسل من التعليمات التي يمكن لجهاز EVM تنفيذها مباشرة. 

يعتبر بايت كود ضروريًا لنقل العقود وتوافقها في إيثريوم، حيث يسمح لأي عقدة تعمل كعميل إيثريوم بتنفيذ نفس الكود بشكل متسق. يمكن لأي عقدة تعمل كعميل إيثريوم قراءة وتنفيذ نفس بايت كود، مما يضمن أن العقود الذكية تتصرف بشكل متسق عبر الشبكة.

هيكل بايت كود EVM

يتكون كود بايت EVM من سلسلة من التعليمات البرمجية - تعليمات قصيرة تحدد عمليات معينة. على سبيل المثال، التعليمات البرمجية 0x60 تدفع قيمة إلى المكدس، بينما 0x01 تضيف رقمين من المكدس. يتم تمثيل كل تعليمات برمجية برقم سداسي عشري مكون من بايت واحد ويتوافق مع عملية يمكن لـ EVM تنفيذها. على سبيل المثال:

• 0x60: دفع قيمة إلى المكدس

• 0x01: إضافة رقمين من المكدس

• 0xf3: إرجاع قيمة

عند تنفيذ عقد، يقرأ EVM هذه التعليمات البرمجية بالتسلسل وينفذ العمليات المقابلة.

تدفق التنفيذ لكود بايت EVM

• استرجاع: يقوم EVM باسترجاع التعليمات البرمجية التالية من تسلسل كود البايت.

• فك التشفير: يقوم بفك تشفير التعليمات، وتحديد ما يجب القيام به (مثل العمليات الحسابية، تخزين البيانات، أو التنفيذ المنطقي).

• تنفيذ: بناءً على التعليمات البرمجية، يقوم EVM بتنفيذ الإجراء المحدد. على سبيل المثال، إذا كانت التعليمات البرمجية تأمر EVM بإضافة رقمين، فإنه يسترجع هذه القيم من المكدس، ويقوم بإجراء الإضافة، ثم يخزن النتيجة مرة أخرى على المكدس.

• تخزين: تتضمن بعض التعليمات البرمجية كتابة البيانات إلى التخزين الدائم للعقد أو إصدار أحداث، والتي يمكن أن تلتقطها التطبيقات الخارجية لاحقًا.

تكاليف الغاز وتنفيذ كود البايت

كل تعليمات برمجية في كود البايت لها تكلفة غاز مرتبطة بها، والتي تقيس الجهد الحسابي المطلوب لتنفيذ تلك التعليمات المحددة. العمليات الأكثر تعقيدًا، مثل كتابة البيانات إلى التخزين أو تنفيذ وظائف التشفير، تستهلك غازًا أكثر بكثير من المهام الحسابية الأبسط. تساعد هذه الهيكلية المتميزة لتكاليف الغاز في تحديد أولويات الكفاءة الحسابية وتخصيص الرموز والموارد داخل شبكة Ethereum، وهي ضرورية للحفاظ على الأمان والكفاءة. إنها تمنع المستخدمين الخبيثين من تشغيل حلقات لا نهائية أو عمليات كثيفة الموارد، لأنهم سينفدون بسرعة من الغاز، مما يتسبب في فشل المعاملة والعودة بأي تغييرات إلى حالة سلسلة الكتل.

كيف يشكل كود البايت العقود الذكية

فهم كود البايت أمر ضروري للمطورين والمدققين، حيث يوفر رؤى حول كيفية تصرف "كود" العقد الذكي داخليًا. بينما يستخدم معظم المطورين لغات عالية المستوى مثل Solidity، يقوم مدققو الأمان غالبًا بمراجعة كود البايت مباشرة لتحديد الثغرات المحتملة التي قد تكون مخفية في التجريدات عالية المستوى، مما يضمن تقييمات أمان شاملة.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن فك تشفير كود البايت مرة أخرى إلى كود قابل للقراءة البشرية، مما يوفر شفافية أكبر وفهم لسلوك العقد.

كود بايت EVM هو العنصر الأساسي لتنفيذ العقود الذكية على Ethereum. يسمح للعقود بالعمل بشكل متسق عبر الشبكة، ويضمن أنه يمكن تفسيرها من قبل جميع العقد، ويسهل العمليات الشفافة والآمنة داخل بيئة EVM. فهم كود البايت وعملية تنفيذه هو المفتاح لفهم كيفية عمل التطبيقات اللامركزية على Ethereum.

آلة Solana الافتراضية (SVM) 

تعتبر آلة سولانا الافتراضية (SVM) محورية لتمكين التنفيذ عالي السرعة والقابل للتوسع للتطبيقات اللامركزية (dApps) على سلسلة كتل سولانا، مما يدفع بشكل أساسي مزايا أدائها. على عكس آلة الإيثيريوم الافتراضية (EVM)، التي تعتمد على المكدس، تم تصميم SVM لتحسين الأداء لهيكل سولانا الفريد، حيث يتركز الاهتمام على زيادة الإنتاجية وتقليل الكمون.

تنفيذ متوازي عالي الأداء

تتمثل إحدى الميزات البارزة لسلسلة كتل سولانا في قدرتها على معالجة آلاف المعاملات في الثانية (TPS)، وتم تحسين SVM لدعم ذلك. تكمن القوة الأساسية لـ SVM في تنفيذها المتوازي للعقود الذكية والمعاملات. على عكس العديد من سلاسل الكتل الأخرى التي تعالج المعاملات بشكل تسلسلي، تستفيد بنية سولانا من نموذج التنفيذ المتوازي، مما يسمح لـ SVM بالتعامل مع معاملات متعددة في وقت واحد عبر عدة نوى. تسمح بنية سولانا - على وجه التحديد، آلية إجماع إثبات التاريخ (PoH) - لـ SVM بتنفيذ المعاملات في وقت واحد عبر عدة نوى. تعتبر هذه التوازي مفتاح قدرة سولانا على التوسع، مما يقلل بشكل كبير من الاختناقات ويمكّن من تحقيق إنتاجية عالية دون التضحية بالأمان.

الطبيعة بدون حالة ونموذج الحسابات

على عكس EVM، حيث يحتفظ كل عقد ذكي بتخزين دائم خاص به، فإن نموذج التنفيذ بدون حالة لـ SVM يبسط الأداء من خلال تقليل تعقيدات إدارة الحالة، مما يعزز سرعة المعاملات بشكل عام. في هذا النموذج، لا تحتفظ العقود الذكية بتخزين دائم بشكل مباشر. بدلاً من ذلك، تتفاعل مع نظام حسابات عالمي، حيث يمكن تحديث حسابات معينة أثناء التنفيذ. تعزز هذه الطريقة سرعة سولانا من خلال الحد من تعقيد إدارة انتقالات الحالة أثناء تنفيذ العقد. تقرأ العقود الذكية التي تعمل على SVM وتكتب البيانات إلى هذه الحسابات، مع تحديد ملكية واضحة وأذونات ضمن النظام.

تساعد هذه البنية بدون حالة أيضًا في منع مشاكل الازدحام المرتبطة عادةً بسلاسل الكتل مثل الإيثيريوم، حيث يمكن أن يؤدي تضخم الحالة (النمو المستمر في البيانات المخزنة) إلى إبطاء الشبكة مع مرور الوقت.

التوافق مع WebAssembly (Wasm)

تم بناء SVM بدعم من WebAssembly (Wasm)، وهو إطار تنفيذ قوي ومرن يسمح بمزيد من لغات البرمجة بخلاف Solidity فقط. يمكّن Wasm المطورين من كتابة العقود بلغات مثل Rust و C، والتي تتناسب بشكل جيد مع متطلبات أداء سولانا. يُفضل Rust، على وجه الخصوص، من قبل مطوري سولانا لسلامة الذاكرة والأداء، مما يتماشى مع أهداف سولانا في تنفيذ المعاملات عالية السرعة.

الكفاءة ورسوم الغاز المنخفضة

بفضل تصميم سولانا القابل للتوسع، يمكن لـ SVM تنفيذ العقود الذكية برسوم معاملات منخفضة للغاية مقارنة بشبكات أخرى مثل الإيثيريوم. تعتمد كفاءة سولانا على الجمع بين PoH و SVM عالي الأداء وقدرتها على تنفيذ معاملات متعددة بشكل متوازي. نتيجة لذلك، تبقى رسوم الغاز في الحد الأدنى، مما يجعلها أكثر جاذبية للتطبيقات اللامركزية التي تتطلب معاملات صغيرة متكررة أو تحتاج إلى العمل على نطاق واسع دون تكبد تكاليف باهظة.

دور SVM في التوافق عبر السلاسل

بينما تعتبر SVM الخاصة بسولانا مميزة، تهدف الجهود المستمرة إلى تعزيز التوافق مع آلات افتراضية أخرى، بما في ذلك EVM. يعتبر هذا التوافق عبر السلاسل أمرًا حيويًا لنمو النظام البيئي، مما يسمح للمطورين بنقل التطبيقات اللامركزية بين المنصات والاستفادة من أداء سولانا المتفوق دون الحاجة إلى إعادة كتابة الكود بالكامل.

آلة بلوتس الافتراضية الخاصة بكاردانو 

آلة بلوتس الافتراضية (PVM) هي جوهر بيئة تنفيذ العقود الذكية في كاردانو، مما يجذب المستثمرين المهتمين بالعقود الذكية الآمنة والقابلة للتوسع. تم تصميمها خصيصًا لبلوكشين كاردانو، تتيح PVM تنفيذ العقود الذكية المكتوبة بلغة بلوتس، وهي لغة مصممة خصيصًا تستفيد من قوة البرمجة الوظيفية لهاسكل. تعمل PVM بشكل مختلف عن الآلات الافتراضية المعروفة أكثر مثل EVM، حيث تركز على الأساليب الرسمية والأمان والقابلية للتوسع، مما يتناسب مع الرؤية طويلة المدى لكاردانو في توفير منصة آمنة ومستدامة للتطبيقات اللامركزية (dApps).

البرمجة الوظيفية مع هاسكل وبلوتس

أحد الجوانب الرئيسية لـ PVM هو استخدامها لبلوتس، التي تستند إلى هاسكل، وهي لغة برمجة وظيفية بحتة. هذا يتناقض مع لغات مثل سوليديتي (المستخدمة من قبل إيثريوم)، التي هي لغات أمرية. تركز لغات البرمجة الوظيفية مثل هاسكل على عدم القابلية للتغيير والدقة الرياضية، مما يكون مفيدًا للغاية لأمان وموثوقية العقود الذكية.

تتكون العقود الذكية المكتوبة بلوتس من كود على السلسلة، الذي يعمل داخل PVM، وكود خارج السلسلة، الذي يعمل خارج البلوكشين ويتفاعل مع المستخدمين والأنظمة الخارجية. تتيح هذه البنية للمطورين إنشاء منطق معقد مع الحفاظ على الكفاءة، حيث يتم تنفيذ الأجزاء الضرورية فقط من الكود على السلسلة.

نموذج تنفيذ PVM وإطار عمل UTXO

على عكس نموذج إيثريوم القائم على الحسابات، تستخدم كاردانو نموذج UTXO الممتد (eUTXO)، الذي يقدم مزايا كبيرة من حيث القابلية للتوسع والأمان. تم تصميم PVM لتنفيذ العقود الذكية ضمن هذا الإطار eUTXO. يمكن لكل UTXO (مخرجات المعاملات غير المنفقة) في كاردانو أن تحمل ليس فقط قيمة ولكن أيضًا بيانات، مما يمكّن من إنشاء عقود ذكية أغنى وأكثر تعقيدًا، على الرغم من أنه يمكن إنفاق كل UTXO مرة واحدة فقط، مما يتطلب هيكلة دقيقة للمعاملات.

يساعد هذا النموذج أيضًا في تحديد تنفيذ العقد بطريقة حتمية، حيث تكون نتيجة تنفيذ العقد قابلة للتنبؤ ولا تعتمد على حالة الشبكة أو مشكلات التوقيت، مما يقلل من نقاط الهجوم المحتملة مثل الهجمات السابقة.

التحقق الرسمي والأمان

تعتبر نهج كاردانو في أمان العقود الذكية من خلال PVM ملحوظًا بشكل خاص. تدعم بلوتس التحقق الرسمي، مما يسمح للمطورين بإثبات صحة كود العقد الذكي رياضيًا إذا قاموا بتصميمه مع وضع التحقق الرسمي في الاعتبار. يضمن هذا التحقق أن العقود الذكية تتصرف تمامًا كما هو مقصود، مما يقلل من مخاطر الأخطاء والثغرات.

يدعم إطار عمل بلوتس أيضًا التطبيقات اللامركزية ذات الضمانات العالية، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات التي تكون فيها السلامة والدقة حاسمة، مثل الخدمات المالية والرعاية الصحية وقطاعات أخرى تتطلب تدابير أمان صارمة.

اللامركزية والحكومة

تعمل PVM ضمن إطار كاردانو اللامركزي، مستفيدة من آلية توافق الشبكة Proof of Stake (PoS)، وتحديدًا بروتوكول Ouroboros. تم تصميم تنفيذ العقود الذكية ضمن PVM ليكون مستدامًا وقابلًا للتوسع، مما يضمن أنه مع نمو الشبكة، يمكنها التعامل مع الطلب المتزايد دون اختناقات.

يضمن نموذج الحكومة في كاردانو، الذي يسمح لحاملي ADA بالمشاركة في عمليات اتخاذ القرار، أن يتماشى التطوير المستقبلي لـ PVM ونظام بلوتس مع احتياجات المستخدمين والمجتمع، مما يخلق منصة مستدامة يقودها المجتمع للتطبيقات اللامركزية (dApps).

بشكل عام، توفر آلة بلوتس الافتراضية (PVM) في كاردانو بيئة آمنة للغاية وقابلة للتوسع وموثوقة رياضيًا لتنفيذ العقود الذكية. إن تركيزها على الأساليب الرسمية والبرمجة الوظيفية يجعلها تبرز في مجال البلوكشين، خاصةً للمطورين الذين يركزون على إنشاء تطبيقات مع ضمانات قوية للدقة. هذا يميز PVM عن الآلات الافتراضية الأخرى، مثل EVM، ويضع كاردانو كقائد في تطبيقات البلوكشين ذات الضمانات العالية.

آلة بولكادوت الافتراضية المعتمدة على Wasm 

تستخدم بولكادوت WebAssembly (Wasm) كأساس لبيئة الآلة الافتراضية الخاصة بها. يعد Wasm معيارًا متعدد الاستخدامات وفعالًا للغاية يسمح بتنفيذ الكود بطريقة آمنة وسريعة وقابلة للنقل عبر منصات مختلفة. من خلال الاستفادة من Wasm، تضمن بولكادوت أن تتمكن بلوكشين الخاصة بها من التعامل مع مجموعة متنوعة من التطبيقات مع الحفاظ على أداء قوي وقابلية للتشغيل البيني عبر سلاسل مختلفة. 

لماذا واسم لبولكادوت؟

تم اختيار واسم لبولكادوت لأنه يدعم مجموعة واسعة من لغات البرمجة، مما يسمح بتطوير تطبيقات متنوعة في سياق تكنولوجيا البلوكشين. يتم استخدام لغة راست بشكل أساسي لتطوير القائم على Substrate وتسمح للمطورين بكتابة العقود الذكية بلغات مثل راست، C++، أو Go، والتي يمكن بعد ذلك تجميعها إلى بايت كود واسم. تفتح هذه المرونة الباب أمام مجتمع مطورين أوسع يتجاوز لغات البلوكشين المحددة مثل سوليديتي.

تستند طريقة بولكادوت في تنفيذ العقود الذكية إلى إطار عمل Substrate الخاص بها، وهو إطار عمل معياري يسمح للمطورين بإنشاء بلوكشين مخصص، يعرف باسم باراشين. يمكن لكل باراشين تعريف منطقها وبيئة التشغيل الخاصة بها، والتي يتم تنفيذها في بيئة قائمة على واسم. هذه القدرة على تخصيص منطق التشغيل هي ما يميز بولكادوت عن الأنظمة الأكثر صلابة، ذات البلوكشين الواحد.

التنفيذ والكفاءة

تدعم بيئة واسم في بولكادوت ليس فقط العقود الذكية ولكن أيضًا التشغيل الكامل للبلوكشين، مما يعني أن جميع المنطق الذي يحكم عمليات البلوكشين يتم تنفيذه في صندوق رمل واسم. يجلب هذا عدة مزايا:

• الأداء والكفاءة: تم تصميم واسم للسرعة والضغط، مما يسمح بتنفيذ فعال للعقود الذكية مع تقليل الحمل الحاسوبي.
• الأمان: تضمن البيئة المعزولة أن تنفيذ الشيفرة معزول وآمن، مما يمنع العقود الخبيثة من التأثير على الشبكة الأوسع.
• قابلية النقل: نظرًا لأن بايت كود واسم يمكن تشغيله في أي بيئة تدعم WebAssembly، فإنه يعزز التوافق عبر السلاسل والقدرة على نقل التطبيقات بين السلاسل.

مرونة التشغيل في Substrate وبولكادوت

في قلب تصميم بولكادوت هو مفهوم التحديثات بدون تفرع. هذا ممكن لأن البلوكشين القائم على Substrate، بما في ذلك بولكادوت، يمكنها تحديث بيئات التشغيل الخاصة بها دون الحاجة إلى تفرعات صعبة. تسمح بيئة التشغيل القائمة على واسم في بولكادوت، جنبًا إلى جنب مع حوكمتها على السلسلة، بتحديثات التشغيل دون تفرعات صعبة، حيث يمكن التصويت على التغييرات والموافقة عليها من قبل المجتمع.

تعزز بيئة واسم أيضًا التوافق عبر السلاسل في بولكادوت من خلال ضمان أن باراشينات مختلفة يمكنها تنفيذ العقود والتواصل بسلاسة، حتى لو كانت مبنية على هياكل أو نماذج توافق مختلفة تمامًا.

الآلة الافتراضية لأفالانش

تدعم منصة أفالانش آلة أفالانش الافتراضية (AVM) كواحدة من مكوناتها الأساسية، والتي تعمل على الشبكة الرئيسية، المكونة من ثلاث بلوكشينات: X-Chain وP-Chain وC-Chain. لكل من هذه السلاسل أدوار مختلفة في الشبكة، حيث تبرز C-Chain لدعمها للعقود الذكية، خصوصًا من خلال توافقها مع آلة إيثريوم الافتراضية (EVM).

الميزات الأساسية لـ AVM 

1. C-Chain المتوافقة مع EVM: يسمح C-Chain في أفالانش للمطورين بنشر وتنفيذ شيفرة العقود الذكية لإيثريوم على شبكة أفالانش دون تعديل، بفضل توافقه الكامل مع EVM. هذا يمكّن مطوري إيثريوم من نقل تطبيقاتهم اللامركزية (dApps) إلى أفالانش بسلاسة مع الاستفادة من قدرة الشبكة العالية على المعالجة وانخفاض رسوم المعاملات.

2. آلات افتراضية مخصصة: واحدة من الميزات المميزة لأفالانش هي دعمها للآلات الافتراضية المخصصة. يمكن للمطورين إنشاء آلات افتراضية خاصة بهم على أفالانش، مصممة وفقًا لاحتياجاتهم الخاصة، باستخدام بنية أفالانش الفرعية، على الرغم من أن هذا يتطلب معرفة تقنية عميقة وعادة ما يتم القيام به لحالات استخدام متخصصة. تتيح هذه المرونة نشر آليات توافق أو نماذج بيانات مختلفة تمامًا تتجاوز إعداد EVM القياسي.

3. توافق أفالانش: تحت AVM يوجد بروتوكول توافق أفالانش، الذي يسمح بالنهائية السريعة (تأكيد المعاملات في غضون ثوانٍ) وقابلية التوسع (يمكن للشبكة التعامل مع آلاف المعاملات في الثانية). هذا يعد تحسينًا كبيرًا مقارنة بأنظمة إثبات العمل التقليدية مثل إيثريوم 1.0.

4. AVM لـ X-Chain: تعمل X-Chain في أفالانش أيضًا مع آلة أفالانش الافتراضية الخاصة بها (AVM)، والتي تم تحسينها لإنشاء الأصول وتداولها. تتيح X-Chain إصدار ونقل وإدارة أصول رقمية جديدة بقواعد قابلة للتخصيص، مما يوفر منصة مرنة للتمويل اللامركزي (DeFi) وحالات استخدام أخرى.

المزايا الرئيسية لآلة افالانش الافتراضية

• الأداء: تتميز افالانش بمعدل نقل بيانات أعلى وزمن استجابة أقل من العديد من منصات البلوكشين بفضل آلية الإجماع الفريدة الخاصة بها والمعالجة المتوازية عبر عدة شبكات فرعية وآلات افتراضية.

• المرونة: دعم افالانش للآلات الافتراضية المخصصة يسمح للمطورين بإنشاء تطبيقات لامركزية ذات وظائف محددة، تلبي حالات الاستخدام التي قد لا تكون ممكنة على المنصات المحدودة بنوع واحد من الآلات الافتراضية. البيئة المعزولة لهذه الآلات الافتراضية تضمن الأمان أثناء تنفيذ الشيفرة، مما يمنع الهجمات والحلقات اللانهائية.

• التشغيل البيني: مع توافق EVM في سلسلة C، فإن افالانش متوافقة تمامًا مع إيثيريوم ومجموعة أدوات تطوير التطبيقات اللامركزية مثل MetaMask, Remix، و Truffle. وهذا يجعل الانتقال بين افالانش وإيثيريوم سلسًا ومباشرًا.

حالات الاستخدام ونمو النظام البيئي

تعتبر AVM الخاصة بافالانش جزءًا لا يتجزأ من نظامها البيئي المتنامي، خاصة في مجال DeFi، مما يجذب المستثمرين المهتمين بتكنولوجيا البلوكشين. المشاريع الشهيرة مثل Aave وCurve وSushiSwap قد تم نشرها على افالانش بسبب معدل نقل البيانات العالي والبنية التحتية الفعالة من حيث التكلفة. بالإضافة إلى ذلك، فإن بنية الآلات الافتراضية القابلة للتخصيص في افالانش تجذب المطورين الذين يتطلعون إلى الابتكار خارج تطبيقات EVM القياسية.

باختصار، تم تصميم بنية الآلات الافتراضية في افالانش من أجل القابلية للتوسع والمرونة والتشغيل البيني، حيث تلعب سلسلة C المتوافقة مع EVM دورًا مركزيًا في دفع التبني من قبل مطوري إيثيريوم. إن قدرتها على استضافة آلات افتراضية مخصصة تفتح الباب لتنفيذات بلوكشين متخصصة، مما يساهم في نظامها البيئي المتنامي بسرعة في مجال DeFi وما بعده.

الخاتمة   

لقد جلبت تطورات تكنولوجيا البلوكشين مجموعة متنوعة من الآلات الافتراضية، كل منها مصمم لتحسين التنفيذ، وتعزيز القابلية للتوسع، ودعم مجموعة متزايدة من التطبيقات اللامركزية (dApps). تقدم هذه المقالة لمحة عامة عن الآلات الافتراضية المختلفة في البلوكشين، ملخصة ميزاتها الرئيسية وابتكاراتها. ومع ذلك، ستستمر التحديات المستمرة مثل تطور معايير التشغيل البيني وحلول التوسع في تشكيل مستقبل أنظمة البلوكشين. لقد أسست آلة إيثيريوم الافتراضية (EVM) قاعدة قوية، كونها المنصة الأكثر استخدامًا لتطوير العقود الذكية. لقد وضعت بنيتها وعملياتها وآليات تنفيذ الشيفرة معيارًا للآلات الافتراضية الأخرى.

تعتبر آلة سولانا الافتراضية (SVM) مثالًا على الابتكار في القابلية للتوسع بفضل قدراتها على معالجة المعاملات بشكل متوازي، مما يمكّن من تحقيق معدل نقل بيانات مرتفع وزمن استجابة منخفض. في الوقت نفسه، تقدم آلة بلوتس الافتراضية الخاصة بكاردانو نموذج برمجة وظيفية يعزز الأمان والدقة، مما يجذب المطورين الذين يبحثون عن أطر عمل قوية للتطبيقات اللامركزية. تبرز آلة البلوكشين المستندة إلى Wasm الخاصة بـ Polkadot التشغيل البيني، مما يسمح للمطورين بإنشاء تطبيقات عبر السلاسل، بينما تؤكد آلة افالانش الافتراضية على أهمية السرعة والكفاءة في تنفيذ المعاملات.

مع استمرار نضوج مشهد البلوكشين، قد يشكل التفاعل بين هذه الآلات الافتراضية مستقبل الأنظمة البيئية اللامركزية. من خلال فهم نقاط القوة والقدرات لكل آلة افتراضية، يمكن للمطورين الاستفادة بشكل أفضل من هذه التقنيات لإنشاء حلول قابلة للتوسع وفعالة ومبتكرة تعالج التحديات الواقعية. في النهاية، تشير التقدمات المستمرة في الآلات الافتراضية للبلوكشين إلى مستقبل واعد للتقنيات اللامركزية، مما يمهد الطريق لزيادة التبني وتطبيقات تحويلية عبر مختلف الصناعات.