ما هي تكنولوجيا SegWit؟ مقدمة لنهج التوسع الذكي الذي تتبناه Bitcoin عبر الشبكات

مقدمة للمبتدئين حول تكنولوجيا SegWit الخاصة بـ Bitcoin، بما في ذلك دليل إرشادي حول ماهية SegWit، وأهميتها، وما تحققها

عندما صمم "Satoshi Nakamoto" عملة Bitcoin، اشترط ألا تتجاوز سعة كل كتلة مليون، وأن عدد المعاملات التي يمكن تسجيلها في كل كتلة من المليون محدود للغاية. وفي الأيام الأولى، كانت سعة كل كتلة من المليون كافية للتعامل مع حجم المعاملات في السوق المتخصصة، ولكن عندما ارتفع عدد الجهات الرائدة المعنية بـ Bitcoin، أصبح الأمر مزدحمًا بشكل خاص.

على سبيل المثال، وفقًا للإحصائيات، تقوم شبكة Bitcoin بتحديث كتلة جديدة كل عشر دقائق. ووفقًا للسعة التي تبلغ مليون، لا يتجاوز عدد المعاملات الموجودة في كل كتلة عشرات المعاملات على الأكثر. وحاليًا، يمكن لـ Bitcoin معالجة ما متوسطه ​​سبع معاملات في الثانية. وهذا يعني أنه في ظل ظروف خاصة، هناك تراكم لعشرات الآلاف من المعاملات على شبكة البلوكشين Bitcoin، ورسوم المعاملات لتحويلات Bitcoin تصل إلى عشرات الدولارات. وعندما تكون الشبكة مزدحمة، يمكن أن تستغرق معاملات Bitcoin عدة أيام حتى يتم تعبئتها.

لذلك، احتاج المستخدمون في دائرة العملات الرقمية بشكل عاجل إلى حل تكنولوجي فعال لحل مشكلة بطء معالجة معاملات Bitcoin. وسيساعد هذا الحل في وصول عملات Bitcoin الخاصة بكل شخص بشكل أسرع وبرسوم معاملات أقل (الرسوم المدفوعة للمُعدِّنين).ووصل الحل في شكل Segregated Witness (SegWit).

مقدمة عن SegWit

تم اقتراح تكنولوجيا SegWit بواسطة مطور Bitcoin "بيتر ويلي" ومساهمين آخرين في Bitcoin Core في عام 2015 كحل لمعالجة مشكلة سرعة معالجة المعاملات. وفي عام 2017، تم استخدام SegWit رسميًا في عملية انقسام الشبكة اللين على شبكة Bitcoin، كما تمت زيادة سعة معالجة المعلومات لكتلة واحدة من Bitcoin بمقدار 1.7 مرة.

وفي الوقت الحاضر، بدأت العملات الرئيسية الثلاث - Bitcoin وLitecoin وBitcoin cash - في تبني حل SegWit. وتشمل مزايا تبني SegWit بشكل أساسي توسيع سعة الكتلة وتحسين سرعة المعاملات وتعزيز قابلية توسع المعاملات.

المبادئ الفنية لـ SegWit

دعونا نلقي نظرة على المبادئ الفنية وأفكار التنفيذ الخاصة بـ SegWit. يعرف المحترفون أن كل جزء من معلومات المعاملات في Bitcoin مقسمة إلى جزأين: بيانات المعاملات الأساسية وبيانات الشاهد. حيث تقوم بيانات المعاملات بتسجيل رصيد الحساب، أما بيانات الشاهد فهي تتحقق من هوية المستخدم.

ويهتم المستخدمون عمومًا بالمعلومات الأساسية المتعلقة بالأصول مثل رصيد الحساب، ولا تحتاج عملية التحقق من هوية المستخدم إلى استهلاك الكثير من التكلفة لإجراء المعاملة. وبعبارات بسيطة، يحتاج متلقي التحويل فقط إلى تأكيد توافر الأصل، ولا يحتاج إلى معرفة تفاصيل المرسل.

ومع ذلك، في بنية معاملات Bitcoin، تشغل بيانات الشاهد - معلومات التوقيع - مساحة تخزين كبيرة، مما يؤدي بدوره إلى تأخير كفاءة عملية التحويل/النقل وزيادة تكاليف التعبئة والتغليف. لذا، تساعد تكنولوجيا SegWit في استخراج بيانات الشاهد من معلومات المعاملة وتخزينها بشكل منفصل، مما يسرع عملية إنجاز المعاملة.

المزايا الرئيسية لـ SegWit

زيادة سعة الكتلة

وفقًا للإحصائيات، يمكن لمعلومات التوقيع أن تشغل ما يصل إلى 65% من المساحة في كتلة معاملة Bitcoin. ومن الممكن أنه بعد اعتماد SegWit، سيتم تحرير مساحة تخزين الكتلة الأصلية، ويمكن معالجة المزيد من معلومات المعاملة.

معدل أسرع في إنجاز المعاملات

على غرار فكرة الطبقة الثانية من شبكة Ethereum، تتم معالجة بيانات Bitcoin في طبقات لتحقيق غرض تحسين معدل سرعة إنجاز المعاملات. وبعد اعتماد SegWit، سيركز نظام معاملات Bitcoin المزيد من قوة الحوسبة والتخزين الأكبر على معالجة معلومات المعاملة. وبالمقارنة مع العبء السابق، يتم تقليل العبء بشكل كبير، ونظريًا، سيزيد معدل سرعة إنجاز المعاملات في الثانية (TPS) فقط. وتُظهر البيانات أنه بعد اعتماد SegWit، تنخفض التكلفة المتوسطة لكل معاملة إلى 1 دولار.

بروتوكول Lightning Network المتميز

يُعد بروتوكول Lightning Network الحل الأكثر مناقشة لتوسيع نطاق بروتوكول Bitcoin من الطبقة الثانية، وهو مصمم لحل مشكلة قابلية التوسع في Bitcoin خارج الشبكة.

حيث يحاول بروتوكول Lightning Network إنشاء طبقة جديدة من الشبكة على شبكة البلوكشين Bitcoin، وفي الوقت نفسه إنشاء قناة لمعاملات الدفع. ونتيجةً لذلك، في ظل أي ظروف متطرفة، يمكن إكمال معاملات النقل / التحويل الكبيرة بسرعة وسلاسة، والتي يمكن فهمها على أنها معالجة بيانات خارج الشبكة. ومع ذلك، تعمل تكنولوجيا SegWit على معالجة البيانات ذات الأولوية الأعلى بسرعة على الشبكة.

كما أن تخفيف الضغط من أجل تنفيذ بروتوكول Lightning Network يخلق في الواقع ظروفًا غير مباشرة لبروتوكول Lightning Network.

ومن الجدير بالذكر أنه في ظل الإطار الفني لـ SegWit، يتم فصل بيانات المعاملات وبيانات التوقيع تمامًا. وعبر نظام معالجة المعاملات بالكامل، يتم أيضًا استبعاد بيانات توقيع المستخدم، لذلك لا توجد إمكانية للتلاعب بمعلومات المعاملة. وبنقرة واحدة تقضي على إمكانية تسجيل معلومات خاطئة بشكل دائم على الشبكة. كما أن لها فوائد إيجابية لتوسيع وتطبيق برنامج إصلاح معلومات المعاملات.

بالإضافة إلى ذلك، يُنظر إلى تكنولوجيا SegWit أيضًا على أنها السلف الأول لبروتوكول ordinals الخاص بـ Bitcoin، حيث يوسع الحد الأقصى لكمية البيانات التعسفية التي يمكن وضعها في معاملة، مما يسمح بنقش النقوش على كل satoshi من Bitcoin. وفي عام 2021، أنشأت Taproot نظامًا يسهل تخزين بيانات الشاهد التعسفي، واستمرت في توسيع حد البيانات الموضوعة في معاملة Bitcoin، مما يتيح ابتكار رمز Bitcoin غير القابل للاستبدال من بروتوكول ordinals الموجود اليوم.

كيف يتم تطبيق SegWit

بالنسبة للمستخدمين العاديين، هناك ثلاث مزايا رئيسية توفرها تكنولوجيا SegWit:

1. أكثر أمانًا: أمان أعلى من العناوين العادية

2. أسرع: سعة كتلة قابلة للتوسيع وفحص أسرع للمعاملات

3. أرخص: رسوم المعاملات أقل من عناوين المحفظة العادية

إذن، كيف تنطبق هذه التكنولوجيا على المستخدمين العاديين؟ وبالنظر إلى محفظتك الخاصة، إذا كنت تستخدم عنوان المحفظة المعزول لإكمال عملية قبول التحويلات بعملة Bitcoin، فيمكنك الاستمتاع بمزايا الموضحة أعلاه. وقد أظهرت البيانات التي تم جمعها في نهاية أغسطس 2020 أن معدل استخدام SegWit في Bitcoin قد وصل إلى 67%، مما يعني أن البيانات الحالية يجب أن تكون قد وصلت إلى مستوى أعلى.

وفي الوقت الحاضر، ينقسم تنسيق عنوان Bitcoin بشكل أساسي إلى أربعة أنواع:

Legacy

تنسيق Legacy (P2PKH) (العناوين التي تبدأ بالرقم 1) — العناوين التقليدية.

مثال: 1Fh7ajXabJBpZPZw8bjD3QU4CuQ3pRty9u تنسيق عنوان Bitcoin الأصلي، والذي لا يزال قيد الاستخدام حتى اليوم.

وP2PKH يعني Pay To PubKey Hash (Pay To Public Key Hash).

Nested

تنسيق Nested (P2SH) (بعض العناوين تبدأ بالرقم 3) — عنوان متعدد التوقيعات.

مثال: 3EktnHQD7RiAE6uzMj2ZifT9YgRrkSgzQXP2SH (Pay-to-Script-Hash)، تجزئة نص الدفع، أي نصوص إدخال وإخراج معاملات Bitcoin، باستخدام نصوص الاسترداد وتجزئة نص الاسترداد.

تُعد بنية عنوانه مشابهة لـ P2PKH، لكنه يدعم وظائف أكثر تعقيدًا من العناوين التقليدية. وتُستخدم وظائف نص P2SH بشكل شائع مع عناوين التوقيع المتعددة، والتي يمكنها تحديد توقيعات رقمية متعددة للموافقة على المعاملات. على سبيل المثال، يتم التحكم في عنوان يبدأ بالرقم 3 بواسطة ثلاثة أشخاص، ويوافق أي شخصين منهم على بدء عملية التحويل/النقل.

والعنوانان أعلاه هما عنوانان تقليديان لنقل المعاملات ولا يستخدمان تكنولوجيا الشاهد المنفصل. وفيما يلي تقديم عنوانين رئيسيين للشاهد المنفصل.

تنسيق Nested SegWit (P2SH) (العناوين التي تبدأ بالرقم 3) - عنوان متوافق مع الشاهد المنفصل.

مثال: 3KF9nXowQ4asSGxRRzeiTpDjMuwM2nypANAddresses الذي يبدأ بالرقم 3.

ونظرًا لاستخدام طريقة P2SH للتعبئة والتغليف، فإن العنوان المتوافق مع SegWit يبدأ أيضًا بالرقم 3، والذي يمكن التعرف عليه بواسطة العُقد القديمة.

ولا تحتاج إلى معرفة ما إذا كان عنوان Bitcoin الذي يبدأ بالرقم 3 هو عنوان متعدد التوقيعات أم عنوان متوافق مع شاهد منفصل. فما عليك سوى معرفة أن العنوان الذي يبدأ بالرقم 3 مدعوم على نطاق واسع، ويمكنك إرسال Bitcoin إلى عناوين تبدأ بالرقم 1 وbc1.

Native

تنسيق Native SegWit (Bech32) (العنوان الذي يبدأ بـ bc1) — عنوان شاهد منفصل أصلي.

مثال: bc1qf3uwcxaz779nxedw0wry89v9cjh9w2xylnmqc3

عنوان Bech32 المشفر هو تنسيق عنوان تم تطويره خصيصًا لـ SegWit. وقد تم إطلاق Bech32 في BIP173 في نهاية عام 2017. وإحدى السمات الرئيسية لهذا التنسيق هي أنه لا يفرق بين الأحرف الكبيرة والصغيرة (يحتوي العنوان فقط على 0-9، az)، لذلك يمكنه تجنب الارتباك بشكل فعال ويكون أكثر قابلية للقراءة عند الإدخال.

ونظرًا لأن عدد الأحرف المطلوبة في العنوان أقل، يستخدم العنوان ترميز Base32 بدلاً من Base58 التقليدي، مما يجعل الحسابات أكثر ملاءمة وكفاءة. ويمكن أيضًا تخزين البيانات بشكل أكثر إحكامًا في أكواد QR.

توفر Bech32 أمانًا أعلى، ورمزًا أفضل لاكتشاف أخطاء المجموع الاختباري، وتقلل من فرصة العناوين غير الصالحة. كما أن عناوين Bech32 متوافقة بشكل أصلي مع SegWit. ولا يلزم وجود مساحة إضافية لوضع عناوين SegWit في عناوين P2SH، لذلك باستخدام عناوين تنسيق Bech32، ستكون رسوم المعالجة أقل.

وتتمتع عناوين Bech32 بالعديد من المزايا مقارنة بعناوين Base58 الأقدم (ترميز Base58Check المستخدم لتشفير مجموعات البايت في Bitcoin إلى سلاسل قابلة للترميز بواسطة الإنسان). ومع عناوين Bech32، تكون أكواد QR أصغر حجمًا وأكثر مقاومة للأخطاء وأكثر أمانًا ولا تفرق بين الأحرف الكبيرة والصغيرة. كما تتكون من أحرف صغيرة فقط، مما يجعلها أسهل في القراءة والفهم عند الكتابة.

تنسيق Native P2WPKH / Native P2WSH (Bech32) (العنوان الذي يبدأ بـ bc1q) — عنوان شاهد منفصل أصلي.

مثال على عنوان Native P2WPKH: bc1qmgjswfb6eXcmuJgLxvMxAo1tth2QCyyPYt8shzNative

مثال على عنوان P2WSH: bc1q09zjqeetautmyzrxn9d2pu5c5glv6zcmj3qx5axrltslu90p88pqykxdv4wj

وبالنسبة لعناوين segwit الإصدار 0، تبدأ دائمًا بـ bc1q. ومع هذا الجيل من عنوان Pay-to-Witness-Public-Key-Hash (P2WPKH)، يتم تثبيت طول عنوان P2WPKH عند 42 حرفًا.

ومع عنوان Pay-to-Witness-Script-Hash (P2WSH)، يتم تثبيت طول عنوان P2WSH عند 62 حرفًا. كما يُستخدم P2WPKH عادةً في العناوين العادية، ويُستخدم P2WSH عادةً في العناوين متعددة التوقيعات.

وفي عام 2019، وجد أنه إذا كان آخر حرف في عنوان Bech32 هو P، وإذا تم إدخال حرف Q واحد أو أكثر عن طريق الخطأ لاحقًا، فلا يزال بإمكانه اجتياز التحقق من المجموع الاختباري ولن يتلقى رسالة خطأ الإدخال. وسيفترض برنامج المحفظة أن العنوان تم إدخاله بشكل صحيح ويسمح بإرسال عملات Bitcoin إلى العنوان الخطأ، مما يجعل عملات Bitcoin غير قابلة للإنفاق، كما هو موضح أعلاه.

والخبر السار هو أن عنوان Bech32 يُستخدم فقط لـ SegWit، وعناوين SegWit لها حد للطول - فلا يمكن أن تكون أكثر من 20 بايت أو 32 بايت. ولحسن الحظ، إذا كتبت حرف Q إضافيًا بعد عنوان يبلغ طوله 20 أو 32 بايتًا، فسيكون العنوان المدخل غير صالح لأنه يتجاوز حد الطول. وستلاحظ المحفظة هذه المشكلة وترفض إرسال عملات Bitcoin.

وقد تم اقتراح تقديم حد طول عنوان مماثل لـ Taproot في الأصل، لكن الحل المذكور أدناه يزيل هذه الحاجة. كما أن الطول المرن للعنوان أكثر إفادة لنا لتحسين Taproot في المستقبل.

P2TR

تنسيق P2TR (Bech32m) (عنوان يبدأ بـ bc1p) — عنوان Taproot.

مثال: bc1pqs7w62shf5ee3qz5jaywle85jmg8suehwhOawnqxevre9k7zvqdz2mOn

ولإصلاح خطأ Bech32، تم اقتراح معيار جديد يسمى Bech32m. وBech32m هو يمثل الواقع تغييرًا بسيطًا للغاية: حيث تتم إضافة رقم إضافي إلى صيغة المجموع الاختباري لـ Bech32 للتأكد من أن أي أحرف إضافية ستولد مجموع اختباري غير صالح.

ولا ينطبق هذا المعيار الجديد إلا على عناوين Taproot والعناوين المستقبلية. ولم يتغير شيء بالنسبة لعناوين SegWit لأنها محمية بالفعل بحد طول 20 أو 32 بايت.

ولإصلاح أوجه القصور المذكورة أعلاه في Bech32، تم اقتراح عناوين Bech32m في BIP0350:

• بالنسبة لعناوين Segwit الأصلية للإصدار 0، استخدم Bech32 السابق

• أما بالنسبة لعناوين Segwit الأصلية بالإصدار 1 (أو أعلى)، استخدم Bech32m الجديد

وبالنسبة لعناوين Bech32m، تبدأ دائمًا بـ bc1p عندما يكون الإصدار 1 (أي عناوين Taproot).

الفروق الدقيقة بين العناوين

بالنظر على نطاق أوسع، يمكننا أن نرى فروقًا دقيقة أخرى بين العناوين المختلفة:

• العناوين المتوافقة مع SegWit (بدءًا من الجزء 3) توفر 24% من رسوم التحويل مقارنة بالعناوين التقليدية (بدءًا من 1)

• عناوين Native SegWit (بدءًا من bc1) توفر 35% من رسوم التحويل مقارنة بالعناوين التقليدية (بدءًا من 1)

• ويمكن لعنوان SegWit (بدءًا من bc1 والجزء 3) توفير ما يصل إلى 70% من رسوم التحويل مقارنة بعنوان التوقيع المتعدد (بدءًا من الجزء 3)

• ويدعم عنوان Taproot الاحتفاظ بـ BTC NFT وOrdinals NFT، ورسوم التحويل مماثلة للبداية بـ 3

الختام

تُعد تكنولوجيا SegWit تطورًا مهمًا لـ Bitcoin نحو زيادة عدد المعاملات لكل كتلة يمكن لشبكة Bitcoin معالجتها. بالإضافة إلى ذلك، فإنها تعالج ثغرة نادرة تتعلق بمرونة المعاملات وتضيف قابلية برمجة أكبر إلى Bitcoin، مما يسمح بحلول توسع أكبر مثل بروتوكول Lightning Network الخاصة بـ Bitcoin.

واليوم، تدعم محفظة OKX Wallet بالفعل المستخدمين لتبني عنوان الشاهد المعزول بما في ذلك Bitcoin وLitecoin وBitcoin Cash عند التحويل/النقل وإعادة الشحن، مما يحسن تجربة المستخدم ويقلل من معدل رسوم الاستخدام ويزيد من سرعة النقل. وفي الوقت نفسه، تدعم محفظة OKX Wallet أيضًا عنوان Taproot الذي يعتمد عليه بروتوكول ordinals لعملات BRC-20 وBTC NFT بشكل كامل.