Ting å vite: |
– Ethereum, verdens nest største blokkjede etter markedsverdi, gjennomgikk nylig en betydelig programvareoppgradering kalt The Merge, og skiftet fra Proof-of-Work til Proof-of-Stake-konsensus.
– Selv om en overgang er vellykket, gjenstår det spørsmål om Ethereums skalerbarhet og beredskap for neste trinn i Web3s utvikling. – Denne artikkelen fordyper seg i Ethereums skaleringsutfordringer og evaluerer dens evne til å møte mainstream-adopsjonsbehov. Den hevder at selv om en feilfri skaleringsløsning ikke eksisterer ennå, har Layer 2s, inkludert Optimistic og Validity Rollups, størst potensiale for økt skalerbarhet uten å ofre "blockchain-trilemmaet." – Mer presist, optimistiske og Validity Rollups, ved bruk av ZKP-teknologi, vil være nøkkelen til å forme fremtiden til Ethereum ved å muliggjøre tillitsløse, komplekse og tillatelsesløse transaksjoner i stor skala. |
Skalering av Ethereum: Jakten på en løsning
Ethereum, som mange blokkjeder, står for øyeblikket overfor begrenset transaksjonsbehandlingskapasitet. Til tross for støtte for ETH-overføringer og tusenvis av DApps, har økt bruk resultert i tregere og dyrere transaksjoner.
For å redusere høye avgifter, drev denne situasjonen usikre designbeslutninger som sentraliserte tjenester utenfor kjeden for NFT-markedsplasser. Innføringen av EIP 1559 forbedret gebyrestimering og incentivisering, men har ikke forbedret skalerbarheten vesentlig. … Skalerbarhetsutfordringen er godt forstått innenfor det populære blockchain-trilemmaet skalerbarhet, desentralisering og sikkerhet.
Blockchain-trilemmaet hevder at det ikke er mulig å oppnå tre egenskaper samtidig: desentralisering, sikkerhet og skalerbarhet. Hvis du ofrer desentralisering, er det mye enklere å bygge et skalerbart og sikkert system, som Web2 allerede har bevist. Prioriter skalerbarhet ved å ofre på konsensusmekanismen din, og du har en meningsløs, utrygg, desentralisert blokkjede. Å løse Blockchain-trilemmaet er utrolig komplekst og har vært en pågående utfordring det siste tiåret.
Øke gjennomstrømning: Flere tilnærminger
Gjennom årene har mange løsninger blitt adressert for å løse Ethereum blockchain-trilemma. Et populært forslag er å bygge større blokker eller blokker per sekund. Selv om det kan virke som en god idé, skjerper det kravene til blokkjedenoder og validatorer/gruvearbeidere for konsensus, noe som fører til økt sentralisering. Det bremser også omorganiseringen, og øker sikkerhetsrisikoen.
Et alternativ er å lage en sidekjede for å redusere belastningen på hovedkjeden, som sett med Polygon-nettverket. Dette systemet innebærer sikkerhetsavveininger da det er avhengig av en svakere konsensus enn Ethereum (mindre markedsverdi). Selv om det kan passe for spesifikke brukstilfeller, fører det ofte til sentralisering og løser ikke fullt ut Ethereums skalerbarhetsproblemer. Og uansett, det er fortsatt langt unna de titusenvis av forespørsler som trengs for å kjøre et Visa-lignende system.
Layer 2s & Sharding: Løsninger på Ethereums skalerbarhetsutfordringer?
Sharding og Layer 2s blir sett på som de beste alternativene for Ethereum å skalere samtidig som blokkjede-trilemmaet bevares.
På den ene siden blokkjede-skjæring har lenge vært ansett som nøkkelen til skalerbarhet i blockchain-verdenen. Det var hovedtrekket til Eth2.0 i 2019 med overgangen til BLS-signaturordningen, PoS-konsensusmekanismen og implementeringen av eWASM. På den andre siden, Lag 2s har sett raske fremskritt gjennom pågående forskning i roll-up-mekanismer. La oss utforske den nåværende tilstanden til disse to konkurrerende tilnærmingene og hva fremtiden deres kan bringe.
Hvordan fungerer Blockchain Sharding?
Begrepet sharding stammer fra databasevitenskap hvor vi deler en database horisontalt i mindre, håndterbare deler kalt shards. Hvert shard er en egen database som inneholder et dataundersett. Sharding brukes til å skalere databaser ved å distribuere data og spørringer på tvers av flere servere, slik at databasen kan håndtere et større datavolum uten å trenge en enkelt, kraftig server.
Denne ideen om å utnytte sharding på blokkjeder ble raskt populær blant utviklere. Blockchain sharding deler nettverket inn i mindre undernettverk kalt shards, og shards muliggjør behandling av transaksjoner parallelt. I en shard blokkjede er hvert shard en separat kjede som opererer uavhengig. Dette betyr at hver node, miner/validator kan fokusere på et gitt shard for å skape en lokal konsensus. For det første lar det transaksjoner behandles parallelt. For det andre har hvert shard færre transaksjoner å administrere. Høres perfekt ut, så hva er fangsten?
Sharding-utfordringer: Konsensus, Cross-Shard-kommunikasjon og sikkerhet
Med blockchain sharding er det ikke lett å definere den generelle konsensus. Hva er nettverkets globale konsensus? Er det foreningen av hver lokal konsensus? Hvordan og hvor forankrer du denne lokale konsensus for å skape en global en som alle kan stole på? Slike spørsmål er ikke enkle å svare på.
En annen betydelig utfordring for å implementere sharding er kryss-shard-kommunikasjon. Når det gjelder databaser, har du ikke dette problemet siden data er delt over forskjellige shards, slik at du kan lese eller skrive dem uavhengig uten reelle problemer. Når det gjelder blokkjede-shards som kjører kode, er dette mye mer komplekst. Hvert shard må kunne kjøre sin egen kode, se tilstanden til et annet shard og kjøre kode på et annet. Dette er ikke trivielt.
Denne skjæringsvansken er også relatert til problemet med sikkerhet. Dette problemet har blitt studert av eksperter og forskjellige skjæringsordninger har blitt ansett som utsatt for mange nye former for angrep. Først og fremst stiller det spørsmål ved konsensusmekanismen. Hvis du har 10 shards, og gruvearbeidere er fordelt per shard, er det å overta ett shard 10 ganger mindre kostbart enn å overta blokkjeden som helhet. Skjematisk oversetter angrepet på 51 % til 5.1 %. En løsning på dette er å endre konsensusmekanismen fra Proof of Work til Proof Of Stake. Dette var hovedmotivasjonen for Ethereums overgang til Proof Of Stake.
På sikkerhet foran, effekten av Sammenslåingen har vært mye diskutert. På desentralisering foran, den oppdaterte Ethereum-konsensus favoriserte sentralisering, gitt at token-eierskap bestemmer nettverkskontroll.
Når det gjelder Ethereums nye konsensus, stimulerte flere parametere sentralisering:
- Det er ikke enkelt å kjøre Ethereum-noden, det krever ressurser og oppetid. Det hindrer ganske enkelt lommeboken din fra å implementere den og kjøre på den bærbare datamaskinen eller til og med mobilen din.
- Terskelen på 32 ETH og det faktum at det ikke er mulig å unstake før en ukjent dato skapte en pooling og likvid innsats der Lido og børser tok mesteparten av markedet. I dag kontrollerer 4 aktører mer enn 55 % av myntene som er satset på Ethereum-blokkjeden (Lido 29.2 %, Coinbase 13.1 %, Kraken 7.6 % og Binance 6.2 %).
Alt i alt er blockchain-sharding en interessant idé for å øke skalerbarheten, men krever kompleks arkitektur, spesielt når det gjelder å definere den generelle konsensus og implementere en effektiv cross-shard-protokoll. Mye arbeid har blitt gjort mot disse målene, men vi er fortsatt langt fra å implementere dem og gripe innvirkningene på blokkjede-trilemmaet.
Rollups til unnsetning
Sammendrag komprimerer flere transaksjoner til en enkelt transaksjon for Ethereum å utføre, og muliggjør utførelse av mange transaksjoner utenfor kjeden med Ethereums sikkerhet for oppgjør. Det er to hovedimplementeringer av denne ideen:
- Optimistiske sammendrag, som lar brukere utstede svindelbevis i tilfelle tvist
- ZK-Rollups der L2-nettverket utsteder gyldighetsbevis.
Optimistiske sammendrag og sluttproblem:
Optimistic Rollups har blitt designet som de mest EVM-utseende Rollups. De er optimistiske siden de antar at brukere ikke sender inn uredelige transaksjoner, noe som tillater direkte blokkjedeskriving.
Det er en mekanisme som bruker svindelbevis som L2-validatorer kan initialisere for å sjekke transaksjoner utenfor kjeden som er gjort innen noen få dager (7 dager på Optimism). En gyldig svindelbevis identifiserer uredelige trinn i transaksjonsprosessen, som fører til reversering av transaksjonen og en straff for den godkjennende validatoren. Dette forbedrer transaksjonsgjennomstrømningen samtidig som Ethereums hovedkjedesikkerhet bevares.
Optimistiske sammendrag gir imidlertid en ny utfordring: finalitet. Med blokkjeder anses bekreftede transaksjoner som permanente og irreversible, men dette avhenger av konsensusmekanismen. For eksempel anser PoW-kjeder transaksjoner som endelige når sannsynligheten for en omorganisering er lav, og Bitcoin-transaksjoner er endelige etter 6 bekreftelser. Med optimistiske opprullinger kan transaksjoner reverseres etter flere dager, noe som skaper en endelig utfordring og en annen avveining.
En annen type rollup: ZK-Rollups
ZK-Rollups, oppkalt etter deres bruk av Zero-Knowledge Proof (ZKP) teknologi som SNARKs eller STARKs, er en annen type Rollup. Siden Zero-knowledge-egenskapen faktisk ikke er nyttig, kan det være mer nøyaktig å kalle dem Validity Rollups.
Samlingen utfører en gruppe transaksjoner og produserer et gyldighetsbevis, verifisert av en smart kontrakt på Ethereum blockchain, som bekrefter det endelige resultatet av transaksjonene. Det kryptografiske beviset genereres ved hjelp av Zero Knowledge kryptografiske primitiver.
Mer generelt tillater null-kunnskapsbevis en part (beviser) å demonstrere besittelse av viss informasjon til en annen part (verifikator) uten å avsløre den faktiske informasjonen. Beviseren kan være trygg på sannheten i beviserens utsagn uten å lære innholdet.
Opprinnelig designet for konfidensialitet, bruker ZKRollups nullkunnskapsbevis for et helt annet formål: komprimering og pålitelig databehandling. De to ledende nullkunnskapsteknologiene er zk-STARKs (står for et nullkunnskapsskalerbart transparent kunnskapsargument) og zk-SNARKs (står for et nullkunnskapskonsist ikke-interaktivt kunnskapsargument).
Datatilgjengelighetsproblem for L2:
Som vi har sett, sikrer ZKP-teknologier gyldigheten til L2-tilstanden, men beviset alene gir ikke tilgang til staten. For å øke gjennomstrømningen flyttes utførelse utenfor kjeden, men data må fortsatt være lett tilgjengelig for rekonstruksjon. For å oppnå dette sendes transaksjonsdata som samtaledata på Ethereum for å sikre at dataene er tilgjengelige for fremtidig rekonstruksjon. Disse dataene kan også lagres i klarert desentralisert lagring som IPFS eller Arweave, slik at alle kan rekonstruere L2 og utnytte de indre insentivene til desentralisert lagring.
Det ville være enda bedre å ha muligheten til å lagre disse dataene i kjeden, men dataene tjener kun til å rekonstruere tilstanden/sannheten til L2 og blir ikke utført, noe som gjør det til en ineffektiv og kostbar bruk av blokkjedekapasitet.
For å løse dette hinderet foreslo Ethereum-utviklere to EIP-er: EIP4488 og EIP4844 (lykke til med å unngå forvirring). Den første reduserer gasskostnaden for samtaledata, mens den andre oppretter en ny transaksjonstype for L2-datalagring. Disse dataene er uforanderlige og skrivebeskyttede, og kan ikke nås av EVM og kan derfor ikke kjøres.
Disse EIP-ene er nøyaktig der ZKRollup-veikartet møter veikartet Execution Sharding, og begge foreslår det samme konseptet for forskjellige formål. EIP4488 har som mål å lagre essensielle L2-data mens EIP-4844, også kjent som Proto-Danksharding, er et skritt mot implementering av Danksharding og utførelsessharding.
Danksharding:
Danksharding innebærer å dele opp store datasett i mindre deler for separering og prosessering, ofte parallelt. Denne metoden brukes i store data- og AI-felt der treningssett kan være veldig store.
Proto-danksharding (EIP-4844) implementerer ikke sharding, men tilbyr billigere lagring av samtaledata som kan bli sønderdelt. Denne billigere lagringen av samtaledata vil i stor grad forbedre skalerbarheten for Ethereum på L2, og potensielt gjøre sharding overflødig.
Proto-danksharding:
Med Proto-danksharding vil Ethereum-blokkjeden ha ikke-skalerbar beregning og skalerbare data. Og ZkRollups konverterer i hovedsak disse skalerbare dataene og ikke-skalerbare, men klarerte beregningene til skalerbare beregninger.
ZKRollups i blokkjede-trilemmaet:
ZKRollups har sterke skalerbarhetsfordeler uten å endre underliggende blokkjedeegenskaper. Å verifisere nullkunnskapssikker på kjeden er hovedkravet, mens datatilgjengelighet kan implementeres utenfor kjeden. På sikt kan man forvente at Layer-1s vil bli enkle, sikre, forhåpentligvis desentraliserte mens Layer-2s vil gi skalerbarhet.
Hvor er fangsten?
L2 kan faktisk skaleres mye. For å bli avgjort på kjeden (på L1), må man imidlertid fremvise et bevis på gyldighet for den generelle tilstanden til L2, noe som forårsaker sentraliseringsproblemer. Foreløpig har L2-design bare ett bevis, noe som betyr at de kan sensurere transaksjonene dine. De kunne egentlig ikke fryse L1-eiendelene dine siden innfødte broer er bygget. Forskningen pågår for å takle denne utfordringen, slik at andre parter kan sende ut bevis, men det gjenstår noen vanskelige spørsmål for voldgiften mellom disse bevisene. I alle tilfeller er dette et viktig problem å løse for fremtiden.
Starknet har identifisert dette som en viktig tema på veikartet, mens Arbitrum deler ansvaret mellom sequencer-innboksen og den forsinkede innboksen for å sikre at midler kan hentes inn i tilfelle sensur.
Lukke Thoughts
Som vi har undersøkt, kan skalerbarhet ha en kostnad for sikkerhet og desentralisering, mens Layer 2-løsninger blir sett på som de mest lovende måtene å øke skalerbarheten på uten å gå på akkord med de andre aspektene ved blokkjede-trilemmaet.
Optimistiske og gyldighetssammendrag, ved hjelp av ZKP-teknologi, vil være avgjørende for å forme fremtiden til Ethereum ved å muliggjøre tillitsløse, komplekse og tillatelsesløse transaksjoner i stor skala. Validity Rollups har en betydelig fordel fremfor Optimistic Rollups: kort avslutning. Ethereums veikart har nylig endret seg for å støtte disse sammenrullingene på blokkjedenivå.
Fremtiden for skalerbarhet for blokkjeder inkluderer komplekse DApps som kjører på Layer 2s (eller rekursive rollups), som tillater praktisk talt uendelig skalerbarhet, med desentralisert og sikker lag-1. På lang sikt kan lag 1 bli oppgjørslag, med kompleksiteten til DApps flyttet til lag 2.
- SEO-drevet innhold og PR-distribusjon. Bli forsterket i dag.
- Platoblokkkjede. Web3 Metaverse Intelligence. Kunnskap forsterket. Tilgang her.
- kilde: https://www.ledger.com/blog/on-the-future-of-ethereum-charles-guillemet
- 1
- 10
- 2%
- 2019
- 32 ETH
- 51% angrep
- 7
- a
- evne
- I stand
- Om oss
- adgang
- aksesseres
- tilgjengelig
- nøyaktig
- Oppnå
- tvers
- aktører
- faktisk
- adresse
- Adopsjon
- forfremmelse
- Fordel
- Etter
- AI
- mål
- Alle
- tillate
- tillater
- alene
- allerede
- alternativ
- blant
- Anchor
- og
- En annen
- besvare
- noen
- tilnærminger
- megling
- vilkårlig
- arkitektur
- argumenterer
- argument
- Artikkel
- arveve
- aspekter
- Eiendeler
- angripe
- tilgjengelighet
- tilgjengelig
- unngå
- bli
- være
- Fordeler
- BEST
- Bedre
- mellom
- Stor
- Store data
- større
- binance
- Bitcoin
- bitcoin transaksjoner
- blockchain
- skalerbarhet for blockchain
- blokkjeder
- Blocks
- broer
- bringe
- bredt
- bygge
- bygget
- ring
- som heter
- ringer
- kan ikke
- lokk
- Kapasitet
- saken
- saker
- Catch
- forårsaker
- Sensur
- sentralisering
- sentralisert
- viss
- kjede
- kjeder
- utfordre
- utfordringer
- endring
- endring
- billigere
- sjekk
- kode
- coinbase
- Mynter
- Kom
- Kommunikasjon
- konkurrerende
- komplekse
- kompleksitet
- kompromittere
- beregningen
- databehandling
- konsept
- trygg
- konfidensialitet
- bekreftelser
- BEKREFTET
- forvirring
- Konsensus
- konsensusmekanisme
- Vurder
- ansett
- inneholder
- innhold
- kontrakt
- kontroll
- kontrollerende
- Kostnad
- kunne
- skape
- opprettet
- skaper
- Opprette
- kryptografisk
- Gjeldende
- Nåværende situasjon
- I dag
- DApps
- dato
- datalagring
- Database
- databaser
- datasett
- Dato
- Dager
- tiår
- desentralisering
- desentralisert
- avgjørelser
- definere
- Forsinket
- krav
- demonstrere
- avhenger
- utforming
- designet
- design
- Til tross for
- bestemmes
- utviklere
- Utvikling
- devs
- forskjellig
- vanskelig
- Vanskelighetsgrad
- direkte
- distribueres
- distribusjon
- ikke
- ikke
- hver enkelt
- enklere
- effekt
- effektiv
- EIP
- muliggjøre
- muliggjør
- sikre
- avgjørende
- hovedsak
- ETH
- ETH2
- Eter (ETH)
- ethereum
- Ethereum blockchain
- Ethereum
- Selv
- EVM
- nøyaktig
- Børser
- henrette
- Utfører
- utførende
- gjennomføring
- forvente
- dyrt
- eksperter
- utforske
- ansikter
- Trekk
- gebyr
- avgifter
- Noen få
- Felt
- slutt~~POS=TRUNC
- finalitet
- Først
- Fokus
- skjemaer
- svindel
- uredelig
- Frys
- fra
- foran
- fullt
- midler
- framtid
- GAS
- generert
- gitt
- Global
- Global konsensus
- Mål
- god
- sterkt
- hånd
- håndtere
- Høy
- hold
- forhåpentligvis
- Hvordan
- HTTPS
- Tanken
- identifisert
- identifiserer
- uforanderlige
- Konsekvenser
- iverksette
- gjennomføring
- implementert
- implementere
- viktig
- forbedre
- forbedret
- forbedrer
- in
- Incentiver
- Incentivisering
- insentivisert
- Inkludert
- Øke
- økt
- økende
- utrolig
- uavhengig av hverandre
- ineffektiv
- informasjon
- f.eks
- intensiverer
- interessant
- Introduksjon
- IPFS
- utstedelse
- saker
- IT
- nøkkel
- Type
- Vet
- kunnskap
- kjent
- Kraken
- l2
- laptop
- stor
- i stor grad
- større
- Siste
- lag
- lag 1
- Layer 2
- Lag 2s
- lag
- ledende
- Fører
- læring
- Ledger
- Nivå
- utnytte
- LIDO
- Begrenset
- Flytende
- væskestaking
- laste
- lokal
- Lang
- langsiktig
- Lot
- Lav
- flaks
- laget
- Hoved
- Hovedfunksjon
- Mainstream
- mainstream adopsjon
- Making
- administrer
- mange
- marked
- Market Cap
- markeds
- max bredde
- betyr
- midler
- mekanisme
- Møt
- møter
- Flett
- metode
- Miners
- Minske
- Mobil
- mer
- mest
- Motivasjon
- flytte
- flere
- oppkalt
- innfødt
- nødvendig
- trenger
- behov
- nettverk
- Ny
- neste
- NFT
- NFT markedsplasser
- node
- noder
- Tilbud
- On-Chain
- ONE
- pågående
- opererer
- optimisme
- Optimistisk
- Optimistiske samleoppdateringer
- alternativer
- Annen
- Utfallet
- samlet
- egen
- eierskap
- Parallel
- parametere
- parter
- deler
- parti
- perfekt
- permanent
- tillatelsesløs
- stykker
- plato
- Platon Data Intelligence
- PlatonData
- polygon
- Polygonnettverk
- Populær
- PoS
- besittelse
- mulig
- potensiell
- potensielt
- PoW
- kraftig
- nettopp
- primære
- Prioriter
- sannsynlighet
- Problem
- problemer
- prosess
- prosessering
- produsere
- lovende
- bevis
- Proof-of-stav
- Proof-of-arbeid
- bevis
- egenskaper
- eiendom
- foreslått
- protokollen
- utprøvd
- gi
- formål
- formål
- søken
- spørsmål
- raskt
- rask
- Lese
- Beredskap
- ekte
- nylig
- rekursiv
- redusere
- forbli
- forespørsler
- behov
- Krever
- forskning
- Ressurser
- ansvar
- avslørende
- tilbakeføring
- risikoer
- veikart
- rull opp
- rull opp
- samle
- Kjør
- rennende
- ofre
- ofre
- samme
- skalerbarhet
- skalerbar
- Skala
- skalering
- Skaleringsløsning
- ordningen
- ordninger
- Vitenskap
- Sekund
- nest størst
- sikre
- sikkerhet
- sikkerhetsrisiko
- separat
- serverer
- Tjenester
- sett
- Bosatte seg
- bosetting
- Settlements
- flere
- forme
- knust
- skjæring
- SKIFTENDE
- Kort
- signifikant
- betydelig
- Enkelt
- ganske enkelt
- samtidig
- siden
- enkelt
- situasjon
- bremser
- mindre
- Smart
- smart kontrakt
- snarker
- So
- Software
- løsning
- Solutions
- LØSE
- løse
- noen
- spesifikk
- spesielt
- splittet
- Scene
- stake
- staket
- staking
- står
- Tilstand
- Uttalelse
- stammer
- Trinn
- Steps
- Still
- lagring
- oppbevare
- lagret
- rett fram
- sterk
- studert
- innsendt
- vellykket
- slik
- Dress
- støtte
- Støtte
- system
- ta
- Technologies
- Teknologi
- De
- Myntene
- Fremtiden
- Sammenslåingen
- Staten
- deres
- derfor
- tusener
- tre
- terskel
- Gjennom
- gjennomstrømning
- ganger
- til
- i dag
- token
- Tema
- mot
- mot
- Kurs
- Transaksjonen
- transaksjonell
- Transaksjoner
- overføringer
- overgang
- gjennomsiktig
- Stol
- klarert
- underliggende
- forstås
- union
- oppdatert
- oppgradering
- oppetid
- bruk
- bruke
- Brukere
- Validator
- validatorer
- verifisert
- verifisere
- nesten
- vital
- volum
- lommebok
- måter
- Web2
- Web3 sine
- Hva
- hvilken
- mens
- allment
- vil
- innenfor
- uten
- Arbeid
- verden
- Verdens
- ville
- skrive
- skriving
- år
- Din
- zephyrnet
- null
- null-kunnskap
- null kunnskap bevis
- bevis på null kunnskap
- ZK-snarks