SmartWeave در مقابل EVM: راهنمای جامعی برای توسعه‌دهندگان


در این مطلب به ویژگی‌های SmartWeave به عنوان یک راه حل تکمیلی برای اجرای قراردادهای هوشمند در اکوسیستم مکمل EVM برای بلاک چین می‌پردازیم.

به گزارش والکس و به نقل از cryptoslate، برای توسعه‌دهندگانی که در محیط بلاک چین-اَگنوستیسیزم در حال رشد امروزی فعالیت می‌کنند، تصمیم‌گیری در مورد رویکرد مناسب برای اجرای قراردادهای هوشمند بسیار مهم است.

در این مقاله، اعتبار EVM (ماشین مجازی اتریوم) و SmartWeave به عنوان دو گزینه مجزا برای توسعه‌دهندگان بررسی خواهد شد. پیش از شروع، مقایسه این دو محیط اجرایی در قالب یک جدول برای شما ارائه شده تا به یک درک نسبی از هر دو محیط اجرایی برسید.

مقایسه EVM و SmartWeave

ملاحظات کلیدی برای استفاده از EVM

EVM در ابتدا توسط اتریوم پیاده‌سازی شد، اما اکنون برای بیشتر پلتفرم‌های قراردادهای هوشمند، از جمله زنجیره بایننس (BNB Chain)، آوالانچ و بلاک چین‌های لایه دوم (L2) مانند آربیتروم (Arbitrum)، آپتیمیزم (Optimism) و غیره استفاده می‌شود. بکارگیری EVM نیاز به دانش برنامه‌نویسی سالیدیتی (Solidity) دارد که می‌توان آن را به عنوان پاسخ بلاک چین به جاوااسکریپت (JavaScript) توصیف کرد. سالیدیتی در EVM، به عنوان زبان برنامه‌نویسی قراردادهای هوشمند در شبکه‌های توزیع شده عمل می‌کند و به زبان کامپیوتری رایجی برای توسعه‌دهندگان در فضای بلاک چین تبدیل شده است.

اگرچه سالیدیتی ساختار و دستور زبان منحصر به فردی دارد که ممکن است برای افرادی که قصد دارند توسعه وب ۳ (Web3) را یاد بگیرند، چالش‌برانگیز باشد، اما باز هم تعداد زیادی از مهندسان جدید را به خود جذب کرده است. علاوه بر این، EVM دارای اکوسیستم گسترده‌ای از منابع، ابزارها، آیتم‌های آموزشی و توسعه‌دهندگان باانگیزه است.

EVM عموماً به عنوان یک استاندارد طلایی برای ساخت برنامه‌های غیرمتمرکز (dapps) در نظر گرفته می‌شود، اما دارای پارامترهای محدود‌کننده پیچیده‌ای است، که توسعه‌دهندگان جدید باید این موارد را یاد بگیرند و با آنها کنار بیایند. توانایی یک توسعه‌دهنده ارشد سالیدیتی در بهینه‌سازی کد خود برای مقابله با محدودیت‌های محاسباتی (به شکل محدودیت برای گس فی) او را از افرادی که تازه فارغ‌التحصیل شده‌اند، متمایز می‌کند. نقطه ضعف سالیدتی در این مدل این است که بر فضای بلوکی تأکید زیادی دارد و چنین چیزی ممکن است شبکه را به یک تشکیلات بسیار گران تبدیل کند.

علاوه بر این، ضرورت همگام‌سازی محاسبات مبتنی بر اجماع در هر بلوک، با توجه به ارزیابی متوالی تمام تعاملات قرارداد‌های هوشمند، پیچیدگی طراحی EVM را افزایش می‌دهد و به عنوان یک مانع اصلی برای مقیاس‌پذیری عمل می‌کند.

یک نکته قابل توجه، مدل ذخیره‌سازی منحصر به فرد در ماشین مجازی اتریوم است. در اکثر زبان‌های برنامه‌نویسی، درک ارائه داده‌های سطح پایین ضروری نیست، اما سالیدیتی اینگونه عمل نمی‌کند. از آنجایی که هزینه قابل توجهی برای ذخیره‌سازی داده در شبکه‌های مبتنی بر اتریوم پرداخت می‌شود، داشتن دانش کافی در مورد نحوه نمایش داده‌ها بسیار حیاتی است. مدل ذخیره سازی مشترک و جهانی در همه قراردادها، صرف‌نظر از شیوه تعامل آنها، چالش‌هایی را به همراه دارد.

این طراحی با کاستی‌هایی همراه است، که قراردادها را ملزم می‌کند داده‌های اضافی را پردازش کنند، زمان انجام تراکنش‌ها را کاهش دهند و هزینه‌های محاسباتی غیرضروری به شبکه تحمیل می‌شود. این هزینه‌ها به افزایش بار مالی ذخیره‌سازی داده‌ها در این پلتفرم کمک می‌کنند و روی توسعه‌دهندگان و کاربران تأثیر می‌گذارند. به علاوه، ماهیت اشتراکی ذخیره‌سازی ممکن است به طور ناخواسته خطاهای برنامه‌نویسی یا آسیب‌پذیری‌ها را بالا ببرد و منجر به پیامدهای ناخواسته‌ای برای قراردادهای غیرمرتبط و افزایش بالقوه هزینه‌ اصلاح آنها شود.

معرفی SmartWeave

از سوی دیگر، SmartWeave مدلی برای ارزیابی وضعیت قراردادهای هوشمند در یک لایه داده تغییرناپذیر مانند Arweave است. گزاره ارزش منحصر به فرد SmartWeave پتانسیل بسیار گسترده‌ای برای ایجاد برنامه‌های غیرمتمرکز بسیار کارآمد و خاص را دارد – و به عنوان یک چارچوب مکمل در شرایطی که EVM ناکام می‌ماند،‌ عمل می‌کند. از آنجایی که یک لایه داده محاسبات را به صورت خودسرانه انجام نمی‌دهد، SmartWeave مسئولیت ارزیابی وضعیت فعلی قرارداد را با استفاده از “سنجش موردی (lazy evaluation)” بر عهده فراخواننده قرار می‌دهد.

سنجش موردی یا ارزیابی تنبل‌وارانه، یک تکنیک برنامه‌نویسی است که باعث می‌شود عملیات سنجش فقط در صورت لزوم و در یک حد مشخص صورت گیرد. تکنیک مزبور، این امکان را برای برنامه‌ها فراهم می‌سازد تا داده‌هایی مانند جداول یا لیست‌های بسیار بزرگ و طویل را در مدت زمان کوتاه و با کیفیت مناسب و مطلوبی مورد استفاده و پردازش قرار دهند.

برای سنجش موردی وضعیت فعلی یک قرارداد، فراخواننده تمام تعاملات قرارداد (تراکنش‌های Arweave) از زمان شروع تا حال حاضر را تأیید و اجرا، و وضعیت قرارداد را از ابتدا بازتولید می‌کند.

در واقع، قراردادهای هوشمند Arweave شامل مجموعه مرتبی از عملیات (C ،I ،Ts) می‌شوند، که ‘C’ بخش حاوی کد قرارداد، ‘I’ بخش حاوی وضعیت اولیه و ‘T’ یک توالی از تراکنش‌هایی است که با قرارداد اولیه ارتباط برقرار می‌کند. هنگامی که کلاینت به بخش ارزیابی وضعیت می‌رسد، برای دریافت کد از C و برای دریافت وضعیت اولیه از I استفاده می‌کند و کد قرارداد روی هر تراکنشی که پس از آن ثبت می‌شود (اگر اعتبار داشته باشد) اعمال می‌گردد. در ادامه یک نمای کلی بصری از این معماری برای درک بهتر مفهوم اصلی ارائه شده است:

ساختار قرارداد هوشمند Arweave

SmartWeave یک معماری محسوب می‌شود که با هدف ایجاد یک موتور قرارداد هوشمند قابل اعتماد، سریع و آماده به کار در Arweave طراحی شده است. محبوب‌ترین نمونه اجرایی آن یعنی قراردادهای Warp، بر روی تحقق این هدف تمرکز دارند. Warp به دلیل قابلیت غلبه بر برخی از مهم‌ترین موانع مرتبط با نمونه‌های پیش فرض پروتکل SmartWeave، به عنوان “قراردادهای تقویت شده SmartWeave” توصیف می‌شود.

از جمله این موانع عبارتند از: عدم وجود حافظه پنهان (کش) که منجر به افت عملکرد می‌شود، عدم وجود یک درگاه قابل اعتماد برای تراکنش‌های SmartWeave و عدم توانایی پروتکل در تأمین امنیت و قطعیت قرارداد. SDK Warp در کنار عملکرد اصلی خود، شامل یک لایه حافظه پنهان بسیار دقیق می‌شود که کارایی سنجش موردی را به شدت افزایش می‌دهد.

این پکیج همچنین شامل روش‌های نصب و نگهداری کاربرپسند، پلاگین‌های قابل تنظیم که به کاربران اجازه می‌دهند تا SDK را در هر جهتی که می‌خواهند گسترش دهند، یک کاوشگر قرارداد هوشمند اختصاصی، مجموعه‌ای از گره‌ها برای برون‌سپاری اجرا و چندین ویژگی اساسی دیگر می‌شود. علاوه بر این، تیم مرکزی Warp یک مجموعه از پلاگین‌های اختصاصی از جمله جعبه ابزار EVM قابل‌ حمل، پشتیبانی از کیف پول EVM، پشتیبانی از EtherJS در محیط SmartWeave و چندین مورد دیگر ایجاد کرده است. در حال حاضر، Warp از زبان‌های JavaScript/TypeScript و WASM و Rust پشتیبانی می‌کند.

تمایز معماری EVM از SmartWeave

امنیت EVM ذاتاً با تکنولوژی اجماع شبکه بلاک چین زیرین خود ارتباط دارد. به همین ترتیب، SmartWeave نیز به امنیت و پایداری نهایی شبکه بلاک چین Arweave وابسته است که با استفاده از پروتکل SPoRa (مختصر اثبات دسترسی تصادفی) بلوک‌هایی را که تایید شده‌اند شامل می‌شود.

از نظر طراحی، EVM بازار کارمزد را در پروتکل اصلی خود پیاده‌سازی می‌کند. بازار کارمزد از مکانیزم مزایده به اولین قیمت برای تعیین هزینه تراکنش استفاده می‌کند، به‌ طوری‌ که تراکنش برنده با بالاترین پیشنهاد پیش از سایر تراکنش‌ها پردازش می‌شود. چالش‌های مرتبط با مقیاس‌پذیری شبکه به ویژه در دوره‌های تقاضای بالا، مانند طراحی بازار هزینه جهانی ماشین مجازی اتریوم بیشتر دیده می‌شوند.

به عنوان مثال، هنگامی که یک قرارداد منحصر به فرد فعالیت قابل توجهی را مانند ضرب توکن‌های غیرقابل معاوضه (NFT) تجربه می‌کند، هزینه تراکنش برای همه کاربران شبکه حتی کسانی که مستقیماً در فعالیت‌های با تقاضای بالا شرکت نکرده‌اند، افزایش پیدا خواهد کرد.

Arweave رویکرد جایگزینی را به بازار کارمزد سنتی با استفاده از یک استخر پاداش و ریشه مرکل (Merkle Root) برای تمام داده‌ها، با عنوان عام‌المنفعه، ارائه می‌دهد. اضافه کردن داده جدید به سیستم، درخت مرکل (Merkle Tree) را بروزرسانی می‌کند و بدون افزایش هزینه محاسباتی، باعث افزایش توکن‌های AR در استخر پاداش می‌شود. برای حل محدودیت‌های پردازش پرداخت‌های ذخیره‌سازی داده، Arweave از سیستم باندل‌های بازگشتی برای تسویه گروهی تراکنش‌های متعدد در یک واحد پرداخت در شبکه استفاده می‌کند.

در نهایت، این امر می‌تواند منجر به تشکیل درخت‌های مرکل با عمق بی‌نهایت شود که تمام داده‌های وب را در یک تراکنش، مستقل از بازارهای هزینه، جذب می‌کند. سیستم تراکنش Arweave به کاربران اجازه می‌دهد تا تراکنش‌ها را بدون پرداخت کارمزد مشارکت بلوک اجرا کنند. در نتیجه با صرف‌نظر از تقاضا، هزینه ذخیره‌سازی تنها همان کارمزد اجرای تراکنش‌ها خواهد بود.

SmartWeave یک آرایه متوالی از تراکنش‌های Arweave محسوب می‌شود که از حذف بازار هزینه برای مشارکت بلوک تراکنش سود می‌برد. این ویژگی منحصر به فرد باعث جابجایی نامحدود داده تراکنش‌ بدون پرداخت هزینه فراتر از کارمزد ذخیره‌سازی می‌شود. علاوه بر این، طراحی تغییرپذیر SmartWeave به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا منطق مورد نظر خود را در هر زبان برنامه‌نویسی بنویسند و جایگزین‌هایی پویا برای پایگاه کد گاهاً انعطاف‌ناپذیر سالیدیتی ارائه دهند.

اجرای موردی: دیدگاهی جایگزین

نظریه ساختاریافته در چند سال گذشته یکی از مهم‌ترین روایت‌ها در فضای بلاک چین بوده است. تقریباً تمام شبکه‌های لایه ۱ پیشرو، به استثنای سولانا، به جای تکیه بر لایه‌ای یکپارچه که مسئول ارائه تمام ویژگی‌های بلاک چین است، روی مقیاس‌گذاری شبکه‌های غیرمتمرکز با راه حل‌های ساختاریافته متمرکز شده‌اند. SmartWeave رویکرد منحصر به فردی در نظریه ساختاریافته محسوب می‌شود که به طور کامل بر مقیاس‌گذاری قابلیت‌های محاسباتی دفتر کل توزیع‌شده از طریق جداسازی بخش ذخیره‌سازی داده‌ها از لایه اجرا تمرکز دارد.

رویکرد “سنجش موردی” SmartWeave مسئولیت اجرای کد قراردادهای هوشمند را از گره‌های شبکه به کاربران منتقل می‌کند.

در واقع، سنجش موردی به معنای این است که محاسبات اعتبارسنجی تراکنش‌ها تا زمان لزوم به تعویق می‌افتد و این امر باعث کاهش بار کاری روی گره‌های شبکه و امکان پردازش کارآمدتر تراکنش‌ها می‌شود. این رویکرد به کاربران این امکان را می‌دهد تا محاسبات مورد نیاز خود را بدون پرداخت هزینه اضافی اجرا کنند و قابلیت‌هایی را ارائه دهند که با استفاده از دیگر سیستم‌های قرارداد هوشمند ممکن نیست. در نتیجه، زمانی که ارزیابی قرارداد هوشمند به کاربران محول شود، سازندگان دیگر نگرانی برای بهینه‌سازی گس فی نخواهند داشت.

ارزیابی سازگاری EVM و SmartWeave

پیش‌فرض‌های مالی یکی از کاربردهای مهم تکنولوژی بلاک چین محسوب می‌شوند و EVM به دلیل اجرای دقیق و قطعی کد قراردادهای هوشمند در هر گره شبکه، برای این منظور بسیار مناسب است. علاوه بر این، سرمایه عظیمی که در پلتفرم‌های EVM مانند شبکه اصلی اتریوم و به طور کلی شبکه‌های لایه دوم قرار گرفته، سطح بالایی از امنیت را فراهم می‌کند و شبکه‌های قرارداد هوشمند مبتنی بر EVM را در موقعیت بهتری برای تصرف بازار دیفای (DeFi) قرار می‌دهد.

عامل مهم دیگری که باید در نظر گرفته شود، الزام مقیاس‌‌‌دهی برنامه‌های SmartWeave است که نیازمند محاسبات سنگینی هستند. این امر تنها با واگذاری لایه اجرا به نهادهای تخصصی قابل دستیابی است، چرا که تکیه بر واحد کاربر به تنهایی عملی نخواهد بود. تلاش برای ارزیابی قراردادها با هزاران پردازشگر از سوی کاربر بیهوده است.

یک لایه مفهومی مانند DRE Warp برای غلبه بر این چالش توسعه‌ یافته است. این لایه شبکه اعتبارسنجی توزیع شده را شامل می‌شود که محاسبات قراردادها را مدیریت می‌کند و زمان پاسخ به فرآیندها و تجربه کاربری را به طور قابل‌توجهی بهبود می‌بخشد.

با این حال، برای جلوگیری از وابستگی‌های شخص ثالث و سانسور، اطمینان از اینکه این لایه مفهومی در مرحله پایانی به صورت کاملاً غیرمتمرکز باقی می‌ماند حائز اهمیت است. شایان ذکر است این لایه اجرایی فرضی، که ممکن است در معرض فعالیت مخرب قرار گیرد، نمی‌تواند تمرکززدایی و تغییرناپذیری داده‌های SmartWeave ذخیره شده در Arweave را به خطر بیندازد. هر کسی می‌تواند داده‌ها را مستقیماً از Arweave بازیابی، و وضعیت قرارداد را به طور مستقل اجرا کند، بنابراین از فعالیت‌های کلاهبردارانه جلوگیری می‌شود.

اگرچه بسیاری از برنامه‌ها قابلیت‌های مفیدی را برای کاربران Permaweb ارائه می‌دهند، اما اکوسیستم Arweave هنوز در مراحل ابتدایی توسعه خود قرار دارد. در حال حاضر، بررسی و تعریف استانداردهای این شبکه در حال انجام است، مشابه روزهای اولیه توسعه اتریوم که شاهد ایجاد استانداردهای اصلی ERC بودیم.

Permaweb یک وب دائمی و غیرمتمرکز محسوب می‌شود که از برخی برنامه‌ها و پلتفرم‌های مبتنی بر جامعه پشتیبانی می‌کند.

فعالیت توسعه‌دهندگان و ابزارهای موجود در Arweave در مقایسه با سیستم‌های EVM همچنان محدود است. در حالی که این امر به دلیل منحنی یادگیری می‌تواند به ضرر تازه‌واردان باشد، اما به عنوان یک فرصت هیجان‌انگیز برای نوآوری مطرح می‌شود که اساس صنعت ارزهای دیجیتال است.

تناسب SmartWeave با بازار

به طور کلی صحبت در مورد مزایا و محدودیت‌های این معماری جالب است، اما اجازه دهید روی جنبه عملی آن تمرکز کنیم و به بررسی موارد استفاده خاصی بپردازیم که EVM ممکن است بهترین انتخاب برای آنها نباشد. اینجاست که SmartWeave احتمالاً می‌تواند گپ به وجود آمده را پر کند. DeSoc (اجتماعی غیرمتمرکز) به تازگی به عنوان یک ترند مهم در فضای رمزارزها ظاهر شده است که به مانند تابستان افسانه‌ای دیفای، تحول، مشارکت جامعه و مشارکت توسعه‌دهندگان را به همراه دارد.

حل چالش‌های رسانه‌های اجتماعی سنتی، مانند درآمدزایی ناهمگون سازندگان و ارزش نامتناسب پلتفرم، از طریق یک معماری باز که داده‌های گراف اجتماعی را بررسی می‌کند، هدف DeSoc است. با این حال، پروتکل‌های گراف اجتماعی مانند Lens Protocol ،Farcaster و CyberConnect هنوز در مراحل اولیه توسعه قرار دارند و نیازمند استانداردها و تعاملات مختلفی هستند.

یکی از موانعی که باید برای پروتکل‌های گراف اجتماعی در نظر گرفته شود، محدودیت‌های EVM است. از جمله این محدودیت‌ها می‌توان به گس فی بالا و پنجره تایید نهایی طولانی اشاره کرد. هیچ کس نمی‌خواهد برای پردازش یک “لایک” دو دقیقه صبر کند. یکی از راه‌حل‌های پیشنهادی این است که داده‌های با اهمیت‌ کمتر مانند لایک‌ها و اقدامات آینه‌ای را به صورت غیرمتمرکز نگهداری کنیم، در حالی که فعالیت‌های مهم‌تر را در زنجیره قرار دهیم. با این حال، این رویکرد ممکن است منجر به از بین رفتن قابلیت برنامه‌ریزی آنچین و غیرمتمرکز شدن شبکه شود.

اما Warp به دلیل معماری غیرمعمول و توانایی نگه داشتن تعاملات کاربر در permaweb (دفتر کل Arweave) بدون تاثیر منفی روی تجربه کاربری، بهترین عملکرد را برای مقابله با محدودیت‌های EVM ارائه می‌دهد. با واگذاری برخی از اقدامات پرهزینه و یا پربازده به Warp، می‌توانیم پروتکل‌های گراف اجتماعی که بر روی زنجیره‌های EVM ساخته شده‌اند را با SmartWeave یکپارچه، و از نقاط قوت هر دو فناوری استفاده کنیم. نمونه‌ای از چنین همزیستی متقابلی در نمودار زیر نشان داده شده است:

ادغام SmartWeave و EVM برای پروتکل‌های گرافی اجتماعی

پذیرش Warp را می‌توان با استفاده از هوش مصنوعی و مدل‌سازی مالی، به لطف مزایای داده‌های شفاف ذخیره شده به صورت آنچین و توانایی ترکیب آنها با سایر ماژول‌های شبکه Arweave افزایش داد. به دلیل هزینه‌های ذخیره‌سازی بالا، چنین ادغامی در یک سیستم EVM از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست.

اگرچه Warp هنوز در مراحل اولیه توسعه قرار دارد، اما آزمایش آن با مدل‌های یادگیری ماشین از طریق نرم‌افزار این پروتکل اکنون در حال انجام است. یکی از رایج‌ترین موارد استفاده Warp که امروزه به‌طور گسترده مورد توجه قرار گرفته، انواع سیستم‌های پیاده‌سازی پایگاه داده است که با استفاده از Warp SDK ساخته می‌شوند و قادر به پردازش حجم بالایی از تعاملات در مجموعه بزرگی از داده‌ها هستند که در شبکه EVM امکان مدیریت آنها وجود ندارد. پروژه‌های متعددی از جمله WeaveDB ،FirstBatch ،Glacier و Kwil از مجموعه پایگاه داده‌های آزاد (Permissionless) استفاده می‌کنند.

قابلیت‌های جالب و ناشناخته زیادی مانند استفاده آنچین از منطق تجاری برای مدیریت اسناد یا امضای قراردادها وجود دارد که به طور گسترده مورد استفاده قرار نگرفته‌اند. Warp در مراحل اولیه زیرساخت‌های فناوری و بازی‌های وب ۳ (Web3) نیز قابلیت‌های خوبی را برای ماژول‌های ساخت خاص آنچین فراهم می‌کند. این حوزه‌ها می‌توانند به رشد Warp کمک بسیاری کنند، حتی اگر فقط یک شرکت بزرگ یا استودیو بازی‌سازی تصمیم بگیرد بخشی از گردش کار خود را به صورت آنچین مدیریت کند.

سخن پایانی

در نهایت، تصمیم‌گیری برای استفاده از EVM یا SmartWeave بستگی به نیازهای خاص یک پروژه و ترجیحات توسعه‌دهندگان دارد. درست است که ماشین مجازی اتریوم به عنوان یک راه‌‌حل پذیرفته شده برای برنامه‌های بلاک چین شناخته می‌شود، اما همیشه بهترین انتخاب نیست.

سازندگان Warp باور دارند که SmartWeave، به عنوان یک محیط اجرایی دائمی و تغییرناپذیر، بدون محدودیت‌های اجماع در سطح شبکه برای اعتبارسنجی وضعیت قراردادها، می‌تواند یک شبکه مکمل یا جایگزین مناسب برای ماژول‌های خاص در اکوسیستم وب ۳ باشد.