شبكة فاروس هي بلوكتشين عامة من الطبقة الأولى عالية الأداء وقابلة للتعديل، مع مزايا أساسية في القابلية للتوسع، التوافقية، والأمان. تكرس فاروس جهودها لتوفير تنفيذ فعال، توافق، ودعم مخصص للجيل القادم من البلوكتشين، مع قدرة معالجة تصل إلى 50,000 معاملة في الثانية (50K TPS)، وذروة تبلغ 2 جيجاغا، وأداء من المستوى 5 DP (المعيار الأعلى بين سلاسل EVM المتوافقة الحالية).

ستقوم هذه المقالة بتحليل التصميم المعماري لشبكة Pharos من الأبعاد التالية: آلية التوافق، نموذج التنفيذ، الابتكار في التخزين، تحسين طبقة الشبكة، كفاءة خط الأنابيب، وإطار SPN القابل للتعديل.

تحليل بنية شبكة الفاروس

تتبنى شبكة فارو نظام تصميم معمارية طبقية قابلة للتخصيص وعملية، محققة الأهداف المزدوجة لأداء عالي وترقيات مرنة من خلال فصل طبقة التنفيذ، وطبقة التوافق، وطبقة التسوية، وطبقة توفر البيانات. أدناه، سنقوم بتحليل التصميم الفني الأساسي طبقة بطبقة.

• طبقة الشبكة

- استخدام بروتوكول جوسيب P2P المحسن لنقل الرسائل بوقت استجابة منخفض.- قناة اتصال مدمجة عبر SPN (شبكة المعالجة الخاصة)

• طبقة الإجماع

- استنادًا إلى بروتوكول توافق BFT غير المتزامن التكيفي، يجمع بين تحمل الأخطاء العالي وخصائص الكمون المنخفض.- خوارزمية تحسين ترتيب المعاملات، مما يقلل من الحمل على عقد التحقق ويعزز الكفاءة.

• طبقة التنفيذ

- دعم جهازين افتراضيين: طبقة متوافقة مع EVM + بيئة تنفيذ عالية الأداء تعتمد على WASM - مزودة بدعم محركات التنفيذ المعتمدة على LLVM، معالجة المعاملات المتوازية، التنفيذ المتفائل، وSALI (استنتاج قائمة الوصول الذكية)

• طبقة التسوية

- تحقق من آلية إعادة الرهان المتقاطعة للعقد لتحقيق الأمن المشترك داخل النظام البيئي.- تأكيد نهائي للمعاملات في أقل من ثانية في بيئات التنفيذ المتعددة

• طبقة توفر البيانات والتخزين

- متجر فارو: نموذج تخزين كتل فعّال يدعم التحكم في الإصدارات المتعددة- استخدام تقنية ضغط ADS وترميز دلتا، وتحسين الإدخال/الإخراج الديناميكي، لتقليل الحمل الزائد على قراءة وكتابة القرص.

• إطار SPN (شبكة المعالجة الخاصة)

- SPN يتيح للمطورين تخصيص طبقة تنفيذ البلوكشين وتكوين نموذج التوافق بحرية.- وضع التشغيل شبه المستقل: مع الاستمتاع بأمان البيانات الخاصة بالشبكة الرئيسية، يتم الحفاظ على قابلية التوسع المستقلة.

بعد ذلك، سنغوص في التطبيقات التكنولوجية الرئيسية والتصاميم المبتكرة على مستويات مختلفة.

طبقة الشبكة

طبقة الشبكة هي أساس جميع الاتصالات في النظام، حيث تستخدم بروتوكول P2P Gossip المحسن لنشر الكتل والمعاملات ورسائل الإجماع بكفاءة. يتميز البروتوكول بقدرات تخصيص النطاق الترددي التكيفية، مما يتيح له تعديل الموارد ديناميكيًا بناءً على تحميل الشبكة في الوقت الحقيقي، مما يضمن معاملات سريعة ونقل بيانات حتى في ظل ظروف الضغط العالي. بالإضافة إلى ذلك، تدعم هذه الطبقة قنوات الاتصال عبر SPN، مما يوفر دعم التوافقية ذات الكمون المنخفض لبيئات التنفيذ المختلفة.

آلية إجماع فاروس

تعتمد شبكة فاروس تصميم توافق مبتكر يجمع بين آليات تحمل الأخطاء BFT مع التنفيذ غير المتزامن وبروتوكولات الالتزام السريع، مما يعزز من قدرة النظام على المعالجة، وعدالة المعاملات، وسرعة التأكيد النهائي. على عكس تطبيقات BFT التقليدية، لا تتطلب فاروس دور قائد ثابت والتواصل القائم على الجولات، بل تسمح لعدة عقد تحقق بالبدء، والتحقق، والالتزام بالمعاملات بشكل متوازي، مما يتجنب بشكل فعال عنق الزجاجة في الأداء الناتج عن قائد واحد.

تقوم آلية الإجماع هذه أيضًا بتنفيذ فرز المعاملات الديناميكي، مما لا يضمن فقط عدالة المعاملات ويقلل من الانحرافات في عملية إنشاء الكتل، بل يحافظ أيضًا على اتساق ترتيب المعاملات العالمية في حالات تقلبات الشبكة الكبيرة. ومن الجدير بالذكر أن آلية تنفيذ المسار السريع تسمح للمعاملات التي تلبي شروطًا معينة بتجاوز عملية الإجماع الكاملة والدخول مباشرة إلى مرحلة التأكيد، مما يقلل من متوسط وقت التأكيد ويحسن من الإنتاجية العامة للنظام. تمكّن هذه الآلية المصممة بشكل جيد شبكة فاروس من دعم التشغيل المستقر عالي الإنتاجية ومنخفض الكمون على نطاق عالمي.

المميزات الرئيسية:

• معمارية التنفيذ غير المتزامن
• ترتيب التداول الديناميكي
• تنفيذ المسار السريع
• آلية دوران القادة والتصويت المحسّنة

طبقة تنفيذ فاروس

تتمثل جوهر طبقة تنفيذ فارو في محرك التنفيذ المبتكر الخاص بها، والذي يوفر للمطورين مرونة كبيرة من خلال بيئة الآلة الافتراضية المزدوجة (EVM + WASM). يجمع محرك التنفيذ بين تحويل التمثيل الوسيط القائم على LLVM (IR) وتقنية المعالجة المتوازية المضاربية، مستخدمًا تدابير متعددة لتحسين الأداء، بما في ذلك دمج تعليمات التشغيل، وترقية السجلات، والتنفيذ المضاربي. تتيح هذه التقنيات التحسينية للعقود الذكية التنفيذ بشكل متوازي مع ضمان تحديد نتائج التنفيذ.

لزيادة كفاءة التنفيذ، قدمت Pharos تقنية استنتاج قائمة الوصول الذكي (SALI). يمكن لـ SALI التنبؤ بمدخلات الحالة التي سيصل إليها العقد من خلال التحليل الثابت أو الديناميكي، مما يمكّن محرك التنفيذ من تجميع المعاملات ذات أنماط وصول الحالة غير المتداخلة للتنفيذ المتوازي، وبالتالي تجنب صراعات وصول الحالة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لهذه التقنية تحميل كائنات حالة العقد مسبقًا لتسريع سرعة التنفيذ.

تقدم Pharos أيضًا Ph-WASM، وهو بيئة تشغيل WASM مصممة خصيصًا للبلوكشين. يدعم Ph-WASM ليس فقط التنفيذ السريع المحدد ولكن أيضًا يدعم بشكل أصلي لغات البرمجة مثل Rust و Go، مما يمكّن المطورين من بناء تطبيقات لامركزية عالية الأداء وقابلة للنقل ونماذج الذكاء الاصطناعي مباشرة على السلسلة.

الميزات الرئيسية:

• دعم التنفيذ المتفائل وتجميع المعاملات
• تكنولوجيا استدلال قائمة الوصول الذكي (SALI)
• بيئة Ph-WASM تدعم العقود الذكية متعددة اللغات

نظام تخزين متجر فاروس

تخزين Pharos هو نظام تخزين عالي الأداء وقابل للتوسع مصمم خصيصًا لمعالجة مشاكل تضخم الحالة وانخفاض كفاءة الإدخال / الإخراج. تم تصميم محرك تخزين البيانات المبتكر هذا لدعم تخزين الحالة المعتمد على الإصدارات. يستخدم النظام تقنيتين أساسيتين: ترميز دلتا لشجرة ميركل متعددة الإصدارات (DMM-Tree) وتخزين الصفحات المعتمدة على الإصدارات الهيكلية للسجل (LSVPS)، مما يقضي بشكل فعال على مشاكل الكفاءة الموجودة في الأنظمة التقليدية المعتمدة على شجرة ميركل باتريشيا.

بالمقارنة مع نموذج تخزين الشجرة المتفرعة في الإيثيريوم، يمكن لمخزن فاروس تحقيق استرجاع أسرع للحالة، ويدعم معالجة ميركل المتوازية، ويقلل من إجمالي تكاليف التخزين بنسبة 80%. يقلل النظام بشكل كبير من زيادة الكتابة من خلال تخزين بيانات الحالة المعدلة فقط واستخدام آلية فهرسة قائمة على النسخ، مما يؤدي إلى زيادة في إنتاجية الإدخال/الإخراج تصل إلى 15.8 مرة.

يعتمد متجر فاروس نموذج تخزين للإضافة فقط، مما يضمن أمان البيانات أثناء الكتابات المتزامنة ويسمح بالاسترداد السريع بعد تعطل العقد. بالإضافة إلى ذلك، فإن النظام قادر على توليد أدلة تحقق فعالة للعملاء الخفيفين ويدعم إدارة التخزين الذكي الهرمي للبيانات الساخنة والباردة.

الميزات الرئيسية:

• تكنولوجيا شجرة ميركل متعددة الإصدارات بتشفير دلتا (DMM-Tree)
• حل تخزين صفحة إصدار هيكل السجل (LSVPS)
• بروتوكول نقل الأصول SPN خفيف الوزن

خط أنابيب فاروس

يتبنى خط أنابيب Pharos بنية تنفيذ متوازية متعددة المراحل، مما يعالج بفعالية عنق الزجاجة في الأداء الناجم عن تنفيذ الحالة المتزامن والتحقق من الكتل التسلسلي في أنظمة blockchain التقليدية. من خلال تنفيذ العمليات الرئيسية مثل التنفيذ، والتجزئة، وتأكيد الحالة بشكل متوازي، فإنه يعزز كفاءة استخدام موارد وحدة المعالجة المركزية، ومدخلات / مخرجات القرص، والشبكة.

المرحلة الرئيسية للمعالجة:

• معالجة الكتل المتوازية:

- تنفيذ المعالجة المتزامنة، التحويل إلى شجرة ميركل، وتحديث الحالة

• جدولة الموارد الديناميكية:

- تخصيص موارد CPU و I/O والشبكة بناءً على الطلب الفوري

• آلية تأكيد مرنة:

- تنفيذ الفرز والتداول وانتهاء الكتلة على أعماق مختلفة.

يدعم كل مرحلة معالجة من خط أنابيب فاروس تخصيص الموارد الديناميكي بناءً على الطلب الفوري للتدفق. يقوم النظام بتصميم مبتكر لطبقة التأكيد النهائي المرنة، مما يمكّن dApps والعملاء من الحصول على تأكيد مبكر لترتيب المعاملات ونتائج التنفيذ قبل أن يتم تأكيد الكتلة بالكامل. تعتبر هذه الميزة مهمة بشكل خاص للتداول عالي التردد، والتمويل اللامركزي، وغيرها من التطبيقات ذات المتطلبات الفورية العالية.

من خلال خوارزمية الجدولة التكيفية الذكية وآلية تنسيق الموارد الفعالة، يمكن لأنبوب Pharos تحقيق إنتاجية تزيد عن 200,000 TPS تحت إطار تنفيذ مكون من 64 نواة، مع تقليل الكمون بنسبة 30%-50% مقارنةً بنماذج أنابيب البلوكتشين القياسية.

هندسة Pharos SPN

شبكة فاروس SPN (شبكة المعالجة الخاصة) هي بيئة تنفيذ مصممة للتطبيقات المحددة، التي تتكامل بعمق في بنية شبكة فاروس الرئيسية مع الحفاظ على منطق تشغيلي مستقل ونظام تكوين. تحتوي كل SPN على محرك تنفيذ مستقل كامل، مجموعة عقد التحقق، آلية حوافز إعادة التخزين، وإطار قواعد الحوكمة.

معمارية SPN

• مدير SPN:

- الحفاظ على إدارة دورة الحياة، سجل العقد، وتنفيذ قواعد الحوكمة.

• محول SPN:

- تعزيز التواصل عبر SPN والتحقق من الرسائل

• إعادة الرهان وأمان المدققين المشتركين:

- السماح للمدققين بإعادة رهن الأصول في عدة SPNs.

SPN مناسب جدًا للمهام التي تتطلب حوسبة كثيفة، مثل إثباتات التعلم الآلي بدون معرفة (إثباتات zkML)، والحساب الآمن متعدد الأطراف (SMPC)، وتدريب نماذج الذكاء الاصطناعي، والمشتقات المالية اللامركزية (DeFi). إنها تدعم الإدراج الإلزامي وآليات الطوارئ، مما يضمن أن المعاملات لا يمكن مراجعتها مع حماية استقلالية أصول المستخدمين.

فيما يتعلق بالتوافقية، يتفاعل SPN أيضًا من خلال بروتوكول التوافقية عبر SPN، مما يتيح التنفيذ الذري ومشاركة البيانات عبر SPN والسلسلة الرئيسية. يمكن للمحققين إعادة وضع $stPHRS في أي SPN والحصول على رموز $rstPHRS المقابلة، والتي يمكن استخدامها في الحوكمة والتفويض وتعدين السيولة.

التوافقية بين شبكة SPN

• بروتوكول رسائل Cross-SPN:

- تحقيق تنفيذ تعاوني سلس عبر عدة طبقات من البلوكتشين

• مقاومة الرقابة وآليات الطوارئ:

- حماية المستخدمين من مراجعات التداول الإلزامية

التوافقية والاتصال عبر السلاسل

يدعم شبكة فاروس التطبيقات عبر السلاسل بشكل أصلي منذ البداية، حيث توفر بروتوكولين رئيسيين للتواصل—الداخلي (التفاعلات داخل SPN) والتواصل عبر السلاسل (الاتصال مع سلاسل الكتل الخارجية). يضمن إطار عمل الرسائل عبر SPN نقل الرسائل بدون ثقة بين SPNs، باستخدام الأدلة وتوقيعات الإجماع للتحقق من الأصالة.

الميزات الرئيسية:

• تمرير الرسائل عبر السلاسل
• تزامن بيانات Cross-SPN
• تفاعل عقد ذكي متعدد الآلات الافتراضية

توفر هذه الميزات دعمًا رئيسيًا لتطبيقات مثل التمويل اللامركزي عبر السلاسل (DeFi) ، وتسوية الأصول الحقيقية (RWA) ، وشبكات الأوراق المالية ، وتعاون نماذج الذكاء الاصطناعي عبر بيئات التنفيذ.

بشكل عام، تعيد شبكة فاروس تعريف معيار بنية البلوكشين من الطبقة الأولى من خلال دمج التصميم المعياري، المعالجة عالية الأداء، الحوسبة المتوازية، والتوافقية على كل مستوى من مستويات هيكلنا. إن الجمع بين آلية توافق فريدة من نوعها، محرك تنفيذ متوازي، بنية متعددة الآلات الافتراضية، نظام تخزين عالي السرعة، وإطار SPN المعياري يمكّن المطورين من بناء تطبيقات ذات قابلية توسيع عالية، ومقاومة للرقابة، وأمان.

شبكة فاروس مكرسة لربط التمويل التقليدي (TradFi) بسلاسة مع التمويل اللامركزي (DeFi)، وتوفير دعم بنية تحتية على مستوى المؤسسات لتطبيقات اللامركزية المدفوعة بالذكاء الاصطناعي، والمعاملات المالية الخاصة، وأنظمة DeFi القابلة للتوسع.

بيان:

1. تم إعادة إنتاج هذه المقالة من [تكنولوجي فلو] حقوق الطبع والنشر تعود للمؤلف الأصلي [تدفق التقنية] إذا كان لديك أي اعتراضات على إعادة الطبع، يرجى الاتصال فريق Gate Learnسيتولى الفريق معالجتها بأسرع ما يمكن وفقًا للإجراءات ذات الصلة.
2. إخلاء المسؤولية: الآراء والأفكار المعبر عنها في هذه المقالة هي آراء الكاتب وحده ولا تشكل أي نصيحة استثمارية.
3. تمت ترجمة النسخ اللغوية الأخرى من المقال بواسطة فريق Gate Learn، ما لم يُذكر خلاف ذلك.بوابةتحت هذه الظروف، يُحظر نسخ أو نشر أو سرقة المقالات المترجمة.