Что нужно знать: |
— Ethereum, второй по величине блокчейн в мире по рыночной капитализации, недавно претерпел значительное обновление программного обеспечения под названием The Merge, перейдя от консенсуса Proof-of-Work к Proof-of-Stake.
– Несмотря на успешный переход, остаются вопросы о масштабируемости Ethereum и готовности к следующему этапу развития Web3. – В этой статье рассматриваются проблемы масштабирования Ethereum и оценивается его способность удовлетворять основные потребности внедрения. В нем утверждается, что, хотя безупречного решения для масштабирования еще не существует, уровни 2, включая оптимистичные и достоверные накопительные пакеты, обладают наибольшим потенциалом для повышения масштабируемости без ущерба для «трилеммы блокчейна». — Точнее, оптимистичные и достоверные накопительные пакеты, использующие технологию ZKP, будут играть ключевую роль в формировании будущего Ethereum, обеспечивая не требующие доверия, сложные и не требующие разрешения транзакции в масштабе. |
Масштабирование Ethereum: поиск решения
Ethereum, как и многие блокчейны, в настоящее время сталкивается с ограниченными возможностями обработки транзакций. Несмотря на поддержку переводов ETH и тысяч DApps, более широкое использование привело к более медленным и более дорогим транзакциям.
Чтобы смягчить высокие комиссии, эта ситуация привела к небезопасным проектным решениям, таким как централизованные услуги вне сети для торговых площадок NFT. Внедрение EIP 1559 улучшило оценку комиссий и поощрение, но существенно не улучшило масштабируемость. … Проблема масштабируемости хорошо понимается в рамках популярной трилеммы блокчейна: масштабируемость, децентрализация и безопасность.
Трилемма блокчейна утверждает, что невозможно одновременно достичь трех свойств: децентрализации, безопасности и масштабируемости. Пожертвовав децентрализацией, гораздо проще построить масштабируемую и безопасную систему, как уже доказал Web2. Отдайте предпочтение масштабируемости, пожертвовав своим механизмом консенсуса, и вы получите бессмысленный, небезопасный, децентрализованный блокчейн. Решение трилеммы блокчейна невероятно сложно и было постоянной проблемой в течение последнего десятилетия.
Повышение производительности: несколько подходов
За прошедшие годы было предложено множество решений для решения трилеммы блокчейна Ethereum. Популярным предложением является создание больших блоков или блоков в секунду. Хотя это может показаться хорошей идеей, это усиливает требования к узлам блокчейна и валидаторам/майнерам для достижения консенсуса, что приводит к усилению централизации. Это также замедляет реорганизацию, увеличивая риски безопасности.
Альтернативой является создание боковой цепи для снижения нагрузки на основную цепь, как это видно в сети Polygon. Эта система требует компромиссов в вопросах безопасности, поскольку она опирается на более слабый консенсус, чем Ethereum (меньшая рыночная капитализация). Хотя это может подходить для конкретных случаев использования, это часто приводит к централизации и не полностью решает проблемы масштабируемости Ethereum. В любом случае, до десятков тысяч запросов, необходимых для запуска системы, подобной Visa, еще далеко.
Layer 2 и Sharding: решения проблем масштабируемости Ethereum?
Шардинг и Layer 2 широко рассматриваются как лучшие варианты масштабирования Ethereum при сохранении трилеммы блокчейна.
С одной стороны, шардинг блокчейна уже давно считается ключом к масштабируемости в мире блокчейнов. Это была главная особенность Eth2.0 в 2019 году с переходом на схему подписи BLS, механизм консенсуса PoS и внедрение eWASM. С другой стороны, Слой 2 добились быстрого прогресса благодаря текущим исследованиям механизмов свертывания. Давайте рассмотрим текущее состояние этих двух конкурирующих подходов и то, что может быть в их будущем.
Как работает разделение блокчейна?
Термин сегментирование происходит из науки о базах данных, где мы горизонтально разбиваем базу данных на более мелкие управляемые части, называемые сегментами. Каждый сегмент представляет собой отдельную базу данных, содержащую подмножество данных. Шардинг используется для масштабирования баз данных путем распределения данных и запросов по нескольким серверам, что позволяет базе данных обрабатывать больший объем данных без необходимости использования одного мощного сервера.
Идея использования сегментирования блокчейнов быстро стала популярной среди разработчиков. Разделение блокчейна делит сеть на более мелкие подсети, называемые осколками, а осколки позволяют обрабатывать транзакции параллельно. В сегментированном блокчейне каждый сегмент представляет собой отдельную цепочку, которая работает независимо. Это означает, что каждый узел, майнер/валидатор может сосредоточиться на данном осколке для достижения локального консенсуса. Во-первых, он позволяет обрабатывать транзакции параллельно. Во-вторых, каждый шард требует меньшего количества транзакций. Звучит идеально, так в чем подвох?
Проблемы шардинга: консенсус, межсегментная коммуникация и безопасность
С шардингом блокчейна непросто определить общий консенсус. Каков глобальный консенсус сети? Союз каждого локального консенсуса? Как и где вы закрепите этот локальный консенсус, чтобы создать глобальный консенсус, которому каждый может доверять? На такие вопросы нелегко ответить.
Еще одна серьезная проблема при реализации сегментирования — взаимодействие между сегментами. Когда дело доходит до баз данных, у вас нет этой проблемы, поскольку данные разделены на разные сегменты, что позволяет вам читать или записывать их независимо друг от друга без реальных проблем. Когда дело доходит до фрагментов блокчейна, выполняющих код, все гораздо сложнее. Каждый сегмент должен иметь возможность запускать собственный код, обращаться к состоянию другого сегмента и выполнять код на другом. Это не тривиально.
Эта трудность сегментирования также связана с проблемой безопасность. Эта проблема была изучена экспертами, и различные схемы шардинга были сочтены склонными к ошибкам. множество новых форм атак. Во-первых, это просто ставит под сомнение механизм консенсуса. Если у вас есть 10 сегментов, и майнеры распределены по сегментам, захват одного сегмента обходится в 10 раз дешевле, чем захват всего блокчейна. Схематически атака 51% переводится в 5.1%. Одним из решений этой проблемы является изменение механизма консенсуса с Proof of Work на Proof Of Stake. Это было основной причиной перехода Ethereum на Proof Of Stake.
На безопасность фронт, эффект Слияние широко обсуждался. На децентрализация Во-первых, обновленный консенсус Ethereum благоприятствовал централизации, учитывая, что владение токеном определяет контроль над сетью.
Что касается нового консенсуса Ethereum, несколько параметров стимулировали централизацию:
- Запуск вашего узла Ethereum не прост, требует ресурсов и времени безотказной работы. Это просто не позволяет вашему кошельку реализовать его и запустить на вашем ноутбуке или даже на мобильном телефоне.
- Порог в 32 ETH и тот факт, что отменить ставку до неизвестной даты невозможно, привели к объединению и ликвидному стекингу, когда Lido и биржи заняли большую часть рынка. Сегодня 4 участника контролируют более 55% монет, размещенных в блокчейне Ethereum (Lido 29.2%, Coinbase 13.1%, Kraken 7.6% и Binance 6.2%).
В целом, сегментирование блокчейна — интересная идея для повышения масштабируемости, но она требует сложной архитектуры, особенно когда речь идет об определении общего консенсуса и реализации эффективного межсегментного протокола. Для достижения этих целей была проделана большая работа, но мы все еще далеки от их реализации и понимания влияния трилеммы блокчейна.
Роллапы в помощь
Роллапы сжимают несколько транзакций в одну транзакцию для выполнения Ethereum, позволяя выполнять множество транзакций вне сети с безопасностью расчетов Ethereum. Есть две основные реализации этой идеи:
- Optimistic Rollups, позволяющие пользователям выдавать доказательства мошенничества в случае спора.
- ZK-Rollups, где сеть L2 выдает доказательства действительности.
Оптимистичные свертки и проблема финализации:
Оптимистичные накопительные пакеты были разработаны как наиболее похожие на EVM накопительные пакеты. Они настроены оптимистично, поскольку предполагают, что пользователи не отправляют мошеннические транзакции, что позволяет напрямую писать в блокчейне.
Существует механизм, использующий доказательства мошенничества, который валидаторы L2 могут инициализировать для проверки транзакций вне сети, совершенных в течение нескольких дней (7 дней на Optimism). Действительное доказательство мошенничества идентифицирует мошеннические шаги в процессе транзакции, что приводит к отмене транзакции и штрафу для одобряющего валидатора. Это повышает пропускную способность транзакций, сохраняя при этом безопасность основной цепи Ethereum.
Однако Optimistic Rollups приносит новую проблему: окончательность. В блокчейнах подтвержденные транзакции считаются постоянными и необратимыми, но это зависит от механизма консенсуса. Например, цепочки PoW считают транзакции окончательными, когда вероятность реорганизации низка, а транзакции Биткойн считаются окончательными после 6 подтверждений. При оптимистичных свертки транзакции могут быть отменены через несколько дней, что создает проблему окончательности и другой компромисс.
Другой вид роллапа: ZK-роллапы
ZK-Rollups, названные в честь использования технологии доказательства с нулевым разглашением (ZKP), такой как SNARK или STARK, представляют собой еще один тип Rollup. Поскольку свойство с нулевым разглашением на самом деле бесполезно, правильнее было бы назвать их накопительными пакетами достоверности.
Rollup выполняет пакет транзакций и предоставляет доказательство действительности, подтвержденное смарт-контрактом на блокчейне Ethereum, которое подтверждает окончательный результат транзакций. Криптографическое доказательство создается с использованием криптографических примитивов с нулевым разглашением.
В более широком смысле доказательства с нулевым разглашением позволяют одной стороне (доказывающей стороне) продемонстрировать владение определенной информацией другой стороне (верифицирующей стороне), не раскрывая фактическую информацию. Доказывающий может быть уверен в истинности утверждения доказывающего, не изучая его содержания.
Первоначально разработанные для обеспечения конфиденциальности, ZKRollups используют доказательства с нулевым разглашением для совершенно другой цели: сжатия и доверенных вычислений. Двумя ведущими технологиями с нулевым разглашением являются zk-STARK (обозначает масштабируемый прозрачный аргумент знания с нулевым разглашением) и zk-SNARK (обозначает краткий неинтерактивный аргумент знания с нулевым разглашением).
Проблема с доступностью данных для L2:
Как мы видели, технологии ZKP обеспечивают достоверность состояния L2, но само по себе доказательство не обеспечивает доступа к состоянию. Чтобы увеличить пропускную способность, выполнение переносится за пределы цепочки, но данные по-прежнему должны быть легко доступны для реконструкции. Для этого транзакционные данные передаются в виде данных вызовов на Ethereum, чтобы гарантировать, что данные доступны для будущей реконструкции. Эти данные также могут храниться в надежном децентрализованном хранилище, таком как IPFS или Arweave, что позволяет любому восстановить L2 и использовать внутренние стимулы децентрализованного хранилища.
Было бы еще лучше иметь возможность хранить эти данные в цепочке, но данные служат только для восстановления состояния/истины L2 и не выполняются, что делает их неэффективным и дорогостоящим использованием емкости блокчейна.
Чтобы устранить это препятствие, разработчики Ethereum предложили два EIP: EIP4488 и EIP4844 (удачи, чтобы избежать путаницы). Первый снижает стоимость газа для данных вызовов, а второй создает новый тип транзакции для хранения данных L2. Эти данные являются неизменяемыми и доступны только для чтения, EVM не может получить к ним доступ и, следовательно, не может их выполнить.
Именно в этих EIP дорожная карта ZKRollup встречается с дорожной картой Execution Sharding, предлагая одну и ту же концепцию для разных целей. EIP4488 предназначен для хранения важных данных L2, в то время как EIP-4844, также известный как Proto-Danksharding, представляет собой шаг к реализации Danksharding и сегментации выполнения.
Данкшардинг:
Danksharding включает в себя разделение больших наборов данных на более мелкие части для разделения и обработки, часто параллельно. Этот метод используется в областях больших данных и искусственного интеллекта, где обучающие наборы могут быть очень большими.
Proto-danksharding (EIP-4844) не реализует сегментирование, но предлагает более дешевое хранилище данных о вызовах, которое можно сегментировать. Это более дешевое хранилище данных вызовов значительно улучшит масштабируемость Ethereum на уровне L2, что может сделать шардинг излишним.
Прото-данкшардинг:
С Proto-danksharding блокчейн Ethereum будет иметь немасштабируемые вычисления и масштабируемые данные. А ZkRollups, по сути, преобразует эти масштабируемые данные и немасштабируемые, но надежные вычисления в масштабируемые вычисления.
ZKRollups в трилемме блокчейна:
ZKRollups обладают значительными преимуществами масштабируемости без изменения базовых свойств блокчейна. Основным требованием является проверка доказательства с нулевым разглашением в сети, в то время как доступность данных может быть реализована вне сети. В долгосрочной перспективе можно ожидать, что уровень 1 станет простым, безопасным и, надеюсь, децентрализованным, а уровень 2 обеспечит масштабируемость.
Где подвох?
L2 действительно может сильно масштабироваться. Тем не менее, для расчетов по цепочке (на L1) необходимо предоставить доказательство достоверности общего состояния L2, что вызывает проблемы с централизацией. В настоящее время проекты L2 имеют только один прувер, а это означает, что они могут подвергать цензуре ваши транзакции. Они не могли заморозить ваши активы L1, так как построены нативные мосты. Продолжаются исследования, направленные на решение этой проблемы, что позволит другим сторонам предоставить доказательства, но остаются некоторые сложные вопросы для арбитража между этими доказательствами. Во всех случаях это важная проблема, которую необходимо решить на будущее.
Старкнет определил это как важная тема на дорожной карте, в то время как Arbitrum делит ответственность между почтовый ящик секвенсора и отложенный почтовый ящик для обеспечения возможности возврата средств в случае цензуры.
Заключительные мысли
Как мы уже выяснили, масштабируемость может быть связана с безопасностью и децентрализацией, в то время как решения уровня 2 рассматриваются как наиболее многообещающие способы повышения масштабируемости без ущерба для других аспектов трилеммы блокчейна.
Оптимистичные и валидные накопительные пакеты, использующие технологию ZKP, будут иметь жизненно важное значение для формирования будущего Эфириума, обеспечивая ненадежные, сложные и несанкционированные транзакции в масштабе. Сводки валидности имеют значительное преимущество перед оптимистичными свертками: короткий срок действия. Дорожная карта Ethereum недавно была изменена, чтобы поддерживать эти свертки на уровне блокчейна.
Будущее масштабируемости блокчейна включает в себя сложные DApp, работающие на уровне 2 (или рекурсивных агрегациях), обеспечивающие практически бесконечную масштабируемость с предоставлением децентрализованного и безопасного уровня 1. В долгосрочной перспективе уровень 1 может стать уровнем расчетов, а сложность DApp переместится на уровень 2.
- SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
- Платоблокчейн. Интеллект метавселенной Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
- Источник: https://www.ledger.com/blog/on-the-future-of-ethereum-charles-guillemet
- 1
- 10
- 2%
- 2019
- 32 ETH
- Атака 51%
- 7
- a
- способность
- в состоянии
- О нас
- доступ
- Доступ
- доступной
- точный
- Достигать
- через
- актеры
- на самом деле
- адрес
- Принятие
- продвижение
- плюс
- После
- AI
- Цель
- Все
- Позволяющий
- позволяет
- в одиночестве
- уже
- альтернатива
- среди
- Ведущий
- и
- Другой
- ответ
- кто угодно
- подходы
- арбитраж
- арбитр
- архитектура
- Утверждает
- аргумент
- гайд
- arweave
- аспекты
- Активы
- атаковать
- свободных мест
- доступен
- избегающий
- становиться
- не являетесь
- Преимущества
- ЛУЧШЕЕ
- Лучшая
- между
- большой
- Big Data
- больший
- binance
- Bitcoin
- биткойн-транзакции
- блокчейн
- масштабируемость блокчейна
- блокчейны
- Блоки
- мосты
- приносить
- широко
- строить
- построенный
- призывают
- под названием
- вызова
- не могу
- глава
- Пропускная способность
- случаев
- случаев
- Привлекайте
- Причинение
- Цензура
- централизация
- централизованная
- определенный
- цепь
- цепи
- вызов
- проблемы
- изменение
- изменения
- более дешевый
- проверка
- код
- coinbase
- Coins
- как
- Связь
- конкурирующий
- комплекс
- сложность
- компромат
- вычисление
- вычисление
- сама концепция
- уверенный
- конфиденциальность
- подтверждения
- ПОДТВЕРЖДЕНО
- замешательство
- Консенсус
- механизм консенсуса
- Рассматривать
- считается
- содержит
- содержание
- контракт
- контроль
- управление
- Цена
- может
- Создайте
- создали
- создает
- Создающий
- криптографический
- Текущий
- Текущее состояние
- В настоящее время
- DApps
- данным
- хранение данных
- База данных
- базы данных
- Наборы данных
- Время
- Дней
- десятилетие
- Децентрализация
- децентрализованная
- решения
- определяющий
- Задерживается
- запросы
- демонстрировать
- зависит
- Проект
- предназначенный
- конструкций
- Несмотря на
- определяет
- застройщиков
- Развитие
- Devs
- различный
- трудный
- Трудность
- направлять
- распределенный
- распределительный
- не
- Dont
- каждый
- легче
- эффект
- эффективный
- EIP
- включить
- позволяет
- обеспечивать
- существенный
- по существу
- ETH
- ETH2
- Эфир (ETH)
- Эфириума
- Ethereum blockchain
- Ethereum-х
- Даже
- EVM
- точно,
- Биржи
- выполнять
- Выполняет
- проведение
- выполнение
- ожидать
- дорогим
- эксперты
- Больше
- лица
- Особенность
- Комисии
- Сборы
- несколько
- Поля
- окончательный
- окончательность
- First
- Фокус
- формы
- мошенничество
- и мошенническими
- Замораживать
- от
- передний
- полностью
- средства
- будущее
- ГАЗ
- генерируется
- данный
- Глобальный
- Глобальный консенсус
- Цели
- хорошо
- значительно
- рука
- обрабатывать
- High
- держать
- С надеждой
- Как
- HTTPS
- идея
- идентифицированный
- идентифицирует
- неизменный
- Воздействие
- осуществлять
- реализация
- в XNUMX году
- Осуществляющий
- важную
- улучшать
- улучшенный
- улучшается
- in
- Стимулы
- Incentivization
- стимулы
- В том числе
- Увеличение
- расширились
- повышение
- невероятно
- самостоятельно
- неэффективное
- информация
- пример
- Усиливает
- интересный
- Введение
- ОПЗ
- вопрос
- вопросы
- IT
- Основные
- Вид
- Знать
- знания
- известный
- Kraken
- l2
- портативный компьютер
- большой
- в значительной степени
- больше
- Фамилия
- слой
- слой 1
- Уровень 2
- Слой 2
- слоев
- ведущий
- Лиды
- изучение
- Ledger
- уровень
- Используя
- LIDO
- Ограниченный
- жидкость
- жидкий стейкинг
- загрузка
- локальным
- Длинное
- долгосрочный
- серия
- Низкий
- удачи
- сделанный
- Главная
- Главная особенность
- Mainstream
- основное принятие
- Создание
- управлять
- многих
- рынок
- Рынок
- рынки
- макс-ширина
- смысл
- означает
- механизм
- Встречайте
- Соответствует
- идти
- метод
- Шахтеры
- смягчать
- Мобильный телефон
- БОЛЕЕ
- самых
- мотивация
- двигаться
- с разными
- Названный
- родной
- необходимый
- нуждающихся
- потребности
- сеть
- Новые
- следующий
- NFT
- Торговые площадки NFT
- узел
- узлы
- Предложения
- В сети
- ONE
- постоянный
- работает
- оптимизм
- Оптимистический
- Оптимистичные Своды
- Опции
- Другое
- Результат
- общий
- собственный
- собственность
- Параллельные
- параметры
- Стороны
- части
- вечеринка
- ИДЕАЛЬНОЕ
- постоянный
- permissionless
- штук
- Платон
- Платон Интеллектуальные данные
- ПлатонДанные
- Polygon
- Полигональная сеть
- Популярное
- PoS
- только простое хранение
- возможное
- потенциал
- потенциально
- PoW
- мощный
- Точно
- первичный
- Расставляйте приоритеты
- вероятность
- Проблема
- проблемам
- процесс
- обработка
- производит
- многообещающий
- доказательство
- Корректор из-кола
- Доказательство-оф-работы
- доказательства
- свойства
- собственность
- предложило
- протокол
- доказанный
- обеспечивать
- цель
- целей
- поиск
- Вопросы
- быстро
- быстро
- Читать
- Готовность
- реальные
- недавно
- рекурсивный
- уменьшить
- оставаться
- Запросы
- требование
- требуется
- исследованиям
- Полезные ресурсы
- ответственность
- выявление
- Обращение
- рисках,
- Дорожная карта
- свернуть
- свернуть
- накопительные
- Run
- Бег
- жертвовать
- пожертвовав
- то же
- Масштабируемость
- масштабируемые
- Шкала
- масштабирование
- Решение для масштабирования
- схема
- схемы
- Наука
- Во-вторых
- Второй по величине
- безопасный
- безопасность
- риски безопасности
- отдельный
- служит
- Услуги
- Наборы
- Стабильный
- поселок
- Населенные пункты
- несколько
- формирование
- сегментированный
- Sharding
- СДВИГАЯ
- Короткое
- значительный
- существенно
- просто
- просто
- одновременно
- с
- одинарной
- ситуация
- замедляет
- меньше
- умный
- умный контракт
- снарки
- So
- Software
- Решение
- Решения
- РЕШАТЬ
- Решение
- некоторые
- конкретный
- конкретно
- раскол
- Этап
- доля
- Поставлено
- Стейкинг
- стоит
- Область
- заявление
- стебли
- Шаг
- Шаги
- По-прежнему
- диск
- магазин
- хранить
- простой
- сильный
- учился
- представленный
- успешный
- такие
- Костюм
- поддержка
- поддержки
- система
- с
- технологии
- Технологии
- Ассоциация
- Монеты
- Будущее
- Слияние
- Государство
- их
- следовательно
- тысячи
- три
- порог
- Через
- пропускная способность
- раз
- в
- сегодня
- знак
- тема
- к
- к
- Обучение
- сделка
- транзакционный
- Сделки
- переводы
- переход
- прозрачный
- Доверие
- надежных
- лежащий в основе
- понимать
- союз
- обновление
- модернизация
- Провел на сайте
- Применение
- использование
- пользователей
- Validator
- валидаторы
- проверено
- проверить
- фактически
- жизненный
- объем
- Кошелек
- способы
- Web2
- Web3
- Что
- который
- в то время как
- широко
- будете
- в
- без
- Работа
- Мир
- мире
- бы
- записывать
- письмо
- лет
- ВАШЕ
- зефирнет
- нуль
- с нулевым знанием
- доказательство отсутствия знаний
- доказательства нулевого знания
- ZK-SNARKS