Шлях до масштабування Ethereum: Глибокий аналіз етапу The Surge

Нещодавно співзасновник Ethereum Віталік Бутерін опублікував низку статей, в яких викладено майбутній напрямок розвитку протоколу Ethereum. Ці статті охоплюють шість ключових етапів дорожньої карти Ethereum, включаючи The Merge, The Surge, The Scourge, The Verge, The Purge та The Splurge. У цій статті буде зосереджено увагу на етапі The Surge, обговорюючи, як Ethereum досягне масової масштабованості.

Відкрите бачення Ethereum

Метою Ethereum є стати інфраструктурою децентралізованого Інтернету. Завдяки смарт-контрактам, Ethereum підтримує різноманітні складні децентралізовані додатки, включаючи DeFi та NFT. Однак, Ethereum наразі стикається з проблемами масштабованості, оскільки здатен обробляти лише 15-30 транзакцій на секунду, що значно нижче, ніж можливості традиційних платіжних мереж. Це призводить до високих витрат на газ під час заторів у мережі, що обмежує потенціал Ethereum стати глобальною інфраструктурою. Етап The Surge саме і покликаний вирішити цю проблему.

Основні цілі The Surge включають:

• Підвищити обробну здатність транзакцій Ethereum L1+L2 до понад 100 000 транзакцій на секунду
• Зберігати децентралізацію та стійкість L1
• Забезпечити, щоб принаймні частина L2 рішень успадковувала основні характеристики Ethereum ( без довіри, відкрито, стійко до цензури )
• Максимізація взаємодії між L2, створення єдиної екосистеми Ethereum

Розширення з ядром на основі rollup

Стратегія масштабування на етапі Surge в основному спирається на рішення L2, особливо на технології rollup. Rollup може обробляти велику кількість транзакцій поза ланцюгом, а потім подавати результати до мережі Ethereum, значно підвищуючи пропускну здатність при збереженні безпеки та децентралізації. Віталік передбачає, що rollup може підвищити здатність Ethereum обробляти транзакції до понад 100 000 на секунду, що достатньо для підтримки глобальних застосунків.

Цього року дорожня карта, зосереджена на rollup, досягла значних успіхів. Запуск блобів EIP-4844 суттєво підвищив пропускну здатність даних Ethereum L1, кілька rollup, заснованих на віртуальній машині Ethereum, також перейшли до першої стадії. Кожен L2 існує як незалежний фрагмент, має власні внутрішні правила та логіку.

Зразок доступності даних(DAS) подальший розвиток

Доступність даних вибірки ( DAS ) є ще однією ключовою технологією етапу The Surge. DAS дозволяє вузлам перевіряти дані без доступу до повного набору даних, що підвищує масштабованість та ефективність. Віталік підкреслив два формати DAS: PeerDAS та 2D DAS. PeerDAS має на меті підвищити безпеку rollup, тоді як 2D DAS додатково оптимізує продуктивність через випадкову вибірку всередині blob та між blob.

У довгостроковій перспективі шлях розвитку DAS може включати:

1. Реалізація ідеального 2D DAS
2. Продовжуйте використовувати 1D DAS, жертвуючи частиною ефективності смуги пропускання для досягнення простоти та надійності.
3. Відмовитися від DA та перейти на Plasma як основну архітектуру Layer 2

Варто відзначити, що навіть якщо вирішити безпосередньо розширити виконавчу здатність на рівні L1, ці технології все ще мають важливу цінність. Оскільки якщо L1 має обробляти величезну кількість транзакцій, розмір блоку стане дуже великим, клієнтам знадобляться ефективні методи верифікації, що вимагатиме використання технологій, подібних до rollup.

Plasma та інші рішення

Окрім rollup, раніше запропонований Plasma також є важливим L2-рішенням для масштабування. Plasma створює дочірній ланцюг, незалежний від основного ланцюга Ethereum, для обробки транзакцій, регулярно подаючи підсумки в основну мережу. Навіть якщо виникають проблеми з доступністю даних, користувачі все ще можуть відновити активи, витягнувши останній доступний стан.

Хоча розвиток Plasma відстає від rollup, Віталік все ще вважає його важливою складовою інструментів масштабування Ethereum. Крім того, вдосконалення технології стиснення даних та криптографічних доказів також має надію подальше підвищити ефективність rollup та інших рішень L2.

Поліпшення міжоперабельності між L2

Поточним основним викликом для екосистеми L2 є слабка міжоперабельність між L2. Щоб користувачі відчули єдину екосистему Ethereum, необхідно вдосконалити такі аспекти:

• Адреса конкретного ланцюга: адреса повинна містити інформацію про ланцюг, щоб полегшити пересилання між L2.
• Платіжний запит для певного ланцюга: стандартизований процес створення міжланцюгових платіжних запитів
• Крос-чейн обмін та оплата Gas: створення стандартизованого відкритого протоколу для вираження крос-чейн операцій
• Легкий клієнт: дозволяє користувачам перевіряти ланцюг, з яким вони взаємодіють, а не покладатися лише на постачальників RPC
• Спільний токен-міст: створення спільного надпростого Rollup, підтримка балансу токенів кожного L2, реалізація низькотарифних між-L2 переказів
• Синхронна комбінація: дозволяє синхронні виклики між конкретним L2 і L1 або між кількома L2, підвищуючи ефективність DeFi протоколів.

Ці покращення стосуються не лише технічних питань, але й потребують широкої співпраці L2, гаманців та L1.

Продовжити розширення Ethereum L1

Віталік вважає, що розширення Ethereum L1 самої по собі і забезпечення її здатності підтримувати більше випадків використання все ще має велику цінність. Існує три стратегії розширення L1:

1. Поліпшити технології, щоб L1 було легше перевіряти, а потім підвищити обмеження Gas
2. Зменшити витрати на конкретні операції, підвищуючи середню ємність без збільшення ризику в найгіршому випадку.
3. Реалізація нативних Rollups, створення кількох паралельних копій EVM

Ці стратегії мають свої переваги та недоліки, які потрібно зважити. Наприклад, підвищення ліміту Gas може послабити інші потенційні вигоди, такі як збільшення частки користувачів, що запускають валідаційні вузли.

Баланс між децентралізацією та безпекою

Під час прагнення до масштабованості збереження децентралізації залишається основним принципом Ethereum. На відміну від деяких блокчейнів, які обирають жертвувати децентралізацією для досягнення високої пропускної здатності, Ethereum дотримується розширення ємності за допомогою технологій, таких як rollup і DAS, одночасно зберігаючи свої децентралізовані характеристики. Це гарантує, що кожен може запускати вузол, щоб захистити мережу дійсно децентралізованим способом.

Зі збільшенням орієнтації Ethereum на майбутнє з центром на rollup, забезпечення бездоверчості цих систем стає надзвичайно важливим. Хоча rollup покладається на криптографічні докази для забезпечення безпеки, все ще потрібні суворі випробування та ітерації, особливо в процесі широкого впровадження.

Перспективи The Surge

Після завершення Surge Віталік уявляє, що Ethereum досягне масштабованості, зберігаючи децентралізацію, безпеку та стійкість. Це бачення включає не лише розширення L1 через rollup та DAS, але й створення більш ефективних алгоритмів консенсусу, поліпшення розробницьких інструментів та розвиток процвітаючої екосистеми dApp.

Попри численні виклики, такі як масове впровадження rollup, забезпечення безпеки рішень L2 тощо, якщо Ethereum зможе подолати ці перешкоди, це зміцнить його позицію як основної інфраструктури Web3. У швидкоплинній сфері блокчейну Ethereum зосереджується на досягненні масштабованості без жертвування децентралізацією, що є його унікальною рисою. Успіх The Surge може знову змінити ландшафт технологій блокчейн у найближчі роки, сприяючи широкому впровадженню децентралізованих застосунків.