Що потрібно знати: |
– Ethereum, другий у світі блокчейн за ринковою капіталізацією, нещодавно зазнав значного оновлення програмного забезпечення під назвою The Merge, перейшовши від консенсусу Proof-of-Work до Proof-of-Stake.
– Незважаючи на успішний перехід, залишаються питання щодо масштабованості Ethereum і готовності до наступного етапу розвитку Web3. – У цій статті розглядаються проблеми масштабування Ethereum і оцінюється його здатність задовольняти основні потреби впровадження. У ньому стверджується, що, хоча бездоганного рішення для масштабування ще не існує, рівень 2, включаючи Optimistic і Validity Rollups, має найбільший потенціал для підвищення масштабованості без шкоди для «трілеми блокчейну». – Якщо говорити точніше, оптимістичний і Validity Rollups, який використовує технологію ZKP, буде ключовим у формуванні майбутнього Ethereum, забезпечуючи надійні, складні транзакції без дозволу в масштабі. |
Масштабування Ethereum: пошуки рішення
Зараз Ethereum, як і багато інших блокчейнів, має обмежені можливості обробки транзакцій. Незважаючи на підтримку переказів ETH і тисяч DApps, збільшення використання призвело до повільніших і дорожчих транзакцій.
Щоб пом’якшити високі комісії, ця ситуація спонукала до небезпечних дизайнерських рішень, таких як централізовані послуги поза мережею для ринків NFT. Запровадження EIP 1559 покращило оцінку комісії та стимулювання, але не покращило масштабованість. … Проблема масштабованості добре зрозуміла в рамках популярної трилеми блокчейну: масштабованість, децентралізація та безпека.
Трилема блокчейну стверджує, що неможливо одночасно досягти трьох властивостей: децентралізації, безпеки та масштабованості. Пожертвувавши децентралізацією, набагато простіше побудувати масштабовану та безпечну систему, як уже довів Web2. Віддайте пріоритет масштабованості, пожертвувавши своїм механізмом консенсусу, і ви отримаєте безглуздий, небезпечний децентралізований блокчейн. Розв’язання трилеми блокчейну є неймовірно складним і є постійною проблемою протягом останнього десятиліття.
Підвищення пропускної здатності: кілька підходів
Протягом багатьох років було запропоновано багато рішень для вирішення трилеми блокчейну Ethereum. Популярною пропозицією є створення більших блоків або блоків за секунду. Хоча це може здатися гарною ідеєю, вона посилює вимоги до вузлів блокчейну та валідаторів/майнерів щодо консенсусу, що призводить до підвищення централізації. Це також уповільнює реорганізацію, збільшуючи ризики безпеки.
Альтернативою є створення бічного ланцюга, щоб зменшити навантаження на основний ланцюг, як це видно з мережею Polygon. Ця система передбачає компроміси щодо безпеки, оскільки вона спирається на слабший консенсус, ніж Ethereum (менша ринкова капіталізація). Хоча це може підходити для конкретних випадків використання, це часто призводить до централізації та не повністю вирішує проблеми масштабованості Ethereum. І в будь-якому разі, до десятків тисяч запитів, необхідних для роботи системи, подібної до Visa, ще далеко.
Рівень 2 і шардинг: вирішення проблем масштабованості Ethereum?
Шардинг і Layer 2 широко розглядаються як найкращі варіанти для масштабування Ethereum, зберігаючи трилему блокчейну.
З одного боку, блокчейн шардинг довгий час вважався ключем до масштабованості в світі блокчейнів. Це була головна особливість Eth2.0 у 2019 році з переходом на схему підпису BLS, механізм консенсусу PoS і впровадження eWASM. З іншого боку, Шар 2s отримали швидкий прогрес завдяки постійним дослідженням механізмів згортання. Давайте розглянемо поточний стан цих двох конкуруючих підходів і їхнє майбутнє.
Як працює блокчейн-шардинг?
Термін «шардинг» походить від науки про бази даних, де ми горизонтально розбиваємо базу даних на менші, керовані частини, які називаються сегментами. Кожен сегмент — це окрема база даних, яка містить підмножину даних. Шардинг використовується для масштабування баз даних шляхом розподілу даних і запитів між кількома серверами, що дозволяє базі даних обробляти більший обсяг даних без потреби в одному потужному сервері.
Ця ідея використання шардингу на блокчейнах швидко стала популярною серед розробників. Шардинг блокчейну розділяє мережу на менші підмережі, які називаються шардами, а шарди дозволяють обробляти транзакції паралельно. У сегментованому блокчейні кожен шард є окремим ланцюжком, який працює незалежно. Це означає, що кожен вузол, майнер/валідатор може зосередитися на певному фрагменті для створення локального консенсусу. По-перше, це дозволяє обробляти транзакції паралельно. По-друге, кожен шард має менше транзакцій для керування. Звучить ідеально, тож у чому підступ?
Проблеми шардингу: консенсус, міжшардовий зв’язок і безпека
З шардингом блокчейну непросто визначити загальний консенсус. Який глобальний консенсус мережі? Це об'єднання кожного локального консенсусу? Як і де закріпити цей локальний консенсус, щоб створити глобальний, якому кожен може довіряти? На такі питання непросто відповісти.
Іншою серйозною проблемою впровадження шардингу є зв’язок між сегментами. Що стосується баз даних, у вас немає цієї проблеми, оскільки дані розділені на різні шарди, що дозволяє читати або записувати їх незалежно без реальних проблем. Коли справа доходить до сегментів блокчейну, які виконують код, це набагато складніше. Кожен шард повинен мати можливість запускати власний код, переглядати стан іншого сегмента та виконувати код на іншому. Це не тривіально.
Ця проблема шардингу також стосується проблеми безпеку. Цю проблему досліджували експерти, і вважалося, що до неї схильні різні схеми шардингу багато нових форм атак. По-перше, це просто ставить під сумнів механізм консенсусу. Якщо у вас є 10 шардів, а майнери розподілені по шардам, то взяти під контроль один шард буде в 10 разів дешевше, ніж взяти під контроль весь блокчейн. Схематично атака 51% перетворюється на 5.1%. Одним із рішень цього є зміна механізму консенсусу з Proof of Work на Proof Of Stake. Це було основною мотивацією для переходу Ethereum на Proof Of Stake.
на безпеку фронт, ефект о Злиття широко обговорювалося. На децентралізація По-перше, оновлений консенсус Ethereum віддав перевагу централізації, враховуючи, що право власності на токени визначає контроль мережі.
Що стосується нового консенсусу Ethereum, кілька параметрів стимулювали централізацію:
- Запуск вашого вузла Ethereum непростий, вимагає ресурсів і часу безвідмовної роботи. Це просто заважає вашому гаманцю реалізувати його та працювати на вашому ноутбуці чи навіть мобільному телефоні.
- Поріг у 32 ETH і той факт, що неможливо скасувати ставки до невідомої дати, створили пул і ліквідні ставки, де Lido та біржі зайняли більшу частину ринку. Сьогодні 4 гравці контролюють понад 55% монет, розміщених на блокчейні Ethereum (Lido 29.2%, Coinbase 13.1%, Kraken 7.6% і Binance 6.2%).
Загалом, сегментування блокчейнів є цікавою ідеєю для підвищення масштабованості, але вимагає складної архітектури, особливо коли йдеться про визначення загального консенсусу та впровадження ефективного крос-шардового протоколу. Для досягнення цих цілей було зроблено багато роботи, але ми все ще далекі від їх реалізації та відчуття впливу на трилему блокчейну.
Роллапи на допомогу
Зведення стискає кілька транзакцій в одну транзакцію для виконання Ethereum, уможливлюючи виконання багатьох транзакцій поза мережею з безпекою Ethereum для розрахунків. Є дві основні реалізації цієї ідеї:
- Optimistic Rollups, що дозволяє користувачам видавати докази шахрайства у разі суперечки
- ZK-зведення, де мережа L2 видає докази дійсності.
Оптимістичні зведення та проблема остаточності:
Optimistic Rollups були розроблені як найбільш схожі на EVM. Вони оптимістичні, оскільки припускають, що користувачі не надсилають шахрайські транзакції, дозволяючи пряме написання блокчейну.
Існує механізм із використанням доказів шахрайства, який валідатори L2 можуть ініціалізувати, щоб перевірити транзакції поза мережею, здійснені протягом кількох днів (7 днів на Optimism). Дійсний захист від шахрайства визначає шахрайські кроки в процесі транзакції, що призводить до скасування транзакції та штрафу для валідатора, який підтверджує. Це покращує пропускну здатність транзакцій, одночасно зберігаючи безпеку основного ланцюга Ethereum.
Однак Optimistic Rollups приносить новий виклик: остаточність. У блокчейнах підтверджені транзакції вважаються постійними та незворотними, але це залежить від механізму консенсусу. Наприклад, ланцюги PoW вважають транзакції остаточними, коли ймовірність повторної організації низька, а транзакції біткойнів є остаточними після 6 підтверджень. Завдяки оптимістичним зведенням транзакції можна скасувати через кілька днів, що створює проблему остаточності та інший компроміс.
Інший вид згортання: ZK-зведення
Зведені пакети ZK, названі на честь використання технології захисту від нульових знань (ZKP), наприклад SNARK або STARK, є іншим типом зведених пакетів. Оскільки властивість Zero-knowledge насправді не є корисною, точніше було б назвати їх Validity Rollups.
Зведений пакет виконує пакет транзакцій і створює доказ дійсності, підтверджений смарт-контрактом у блокчейні Ethereum, який підтверджує кінцевий результат транзакцій. Криптографічний доказ генерується за допомогою криптографічних примітивів Zero Knowledge.
У більш широкому сенсі докази з нульовим знанням дозволяють одній стороні (доказу) продемонструвати володіння певною інформацією іншій стороні (верифікатору), не розкриваючи фактичну інформацію. Той, хто доводить, може бути впевнений в істинності свого твердження, не вивчаючи його змісту.
Спочатку розроблений для забезпечення конфіденційності, ZKRollups використовує докази з нульовим знанням для зовсім іншої мети: стиснення та надійне обчислення. Дві провідні технології з нульовим знанням — це zk-STARKs (означає масштабований прозорий аргумент знань з нульовим знанням) і zk-SNARK (означає стислий неінтерактивний аргумент знань з нульовим знанням).
Проблема доступності даних для L2:
Як ми бачили, технології ZKP забезпечують дійсність стану L2, але сам по собі доказ не надає доступу до стану. Щоб збільшити пропускну здатність, виконання переміщується за межі ланцюга, але дані все одно повинні бути легкодоступними для реконструкції. Щоб досягти цього, транзакційні дані подаються як дані викликів на Ethereum, щоб гарантувати, що дані доступні для майбутньої реконструкції. Ці дані також можуть зберігатися в надійному децентралізованому сховищі, такому як IPFS або Arweave, дозволяючи будь-кому реконструювати L2 і використовуючи внутрішні стимули децентралізованого сховища.
Було б навіть краще мати можливість зберігати ці дані в ланцюжку, але дані служать лише для реконструкції стану/істинності L2 і не виконуються, що робить їх неефективним і дорогим використанням ємності блокчейну.
Щоб усунути цю перешкоду, розробники Ethereum запропонували два EIP: EIP4488 і EIP4844 (бажаю успіху, щоб уникнути плутанини). Перший знижує вартість газу для даних викликів, а другий створює новий тип транзакцій для зберігання даних L2. Ці дані є незмінними та доступними лише для читання, і EVM не може отримати до них доступ, а тому їх не можна виконати.
Ці EIP є саме там, де дорожня карта ZKRollup зустрічається з дорожньою картою Execution Sharding, обидва пропонують однакову концепцію для різних цілей. EIP4488 призначений для зберігання основних даних рівня 2, тоді як EIP-4844, також відомий як Proto-Danksharding, є кроком до впровадження Danksharding і шардингу виконання.
Danksharding:
Danksharding передбачає поділ великих наборів даних на менші частини для розділення та обробки, часто паралельно. Цей метод використовується у великих даних та галузях штучного інтелекту, де навчальні набори можуть бути дуже великими.
Proto-danksharding (EIP-4844) не реалізує сегментування, але пропонує дешевше зберігання даних викликів, які можуть бути сегментовані. Це дешевше зберігання даних викликів значно покращить масштабованість для Ethereum на L2, потенційно зробивши шардинг зайвим.
Прото-danksharding:
Завдяки Proto-danksharding блокчейн Ethereum матиме немасштабовані обчислення та масштабовані дані. І ZkRollups по суті перетворює ці масштабовані дані та немасштабовані, але надійні обчислення в масштабовані обчислення.
ZKRollups у трилемі блокчейну:
ZKRollups мають значні переваги масштабованості без зміни основних властивостей блокчейна. Основною вимогою є перевірка підтвердження нульового знання в мережі, тоді як доступність даних може бути реалізована поза мережею. У довгостроковій перспективі можна очікувати, що Layer-1 стане простим, безпечним, сподіваємося, децентралізованим, тоді як Layer-2 забезпечить масштабованість.
Де заковика?
L2 справді може значно масштабуватися. Тим не менш, для розрахунку в ланцюжку (на L1) потрібно надати доказ дійсності для загального стану L2, що спричиняє проблеми з централізацією. Наразі проекти рівня L2 мають лише один прувер, що означає, що вони можуть цензурувати ваші транзакції. Вони не могли дійсно заморозити ваші активи рівня L1, оскільки побудовані рідні мости. Тривають дослідження, щоб вирішити цю проблему, дозволяючи іншим сторонам надавати докази, але деякі складні питання залишаються для арбітражу між цими доказами. У всіх випадках це важлива проблема, яку потрібно вирішити на майбутнє.
Starknet визначив це як важлива тема на дорожній карті, тоді як Arbitrum розподіляє відповідальність між папку «Вхідні» секвенсора та папку «Вхідні» із затримкою щоб забезпечити можливість повернення коштів у разі цензури.
Заключні думки
Як ми перевірили, масштабованість може обійтися безпеці та децентралізації, тоді як рішення рівня 2 вважаються найбільш перспективними способами підвищення масштабованості без шкоди для інших аспектів трилеми блокчейну.
Optimistic and Validity Rollups, які використовують технологію ZKP, матимуть життєво важливе значення у формуванні майбутнього Ethereum, забезпечуючи надійні, складні транзакції без дозволу в масштабі. Validity Rollups мають суттєву перевагу перед Optimistic Rollups: коротка остаточність. Дорожня карта Ethereum нещодавно змінилася для підтримки цих зведень на рівні блокчейну.
Майбутнє масштабованості блокчейну включає складні DApps, що працюють на рівні 2 (або рекурсивних зведеннях), що забезпечує практично нескінченну масштабованість, з децентралізованим і безпечним рівнем 1. У довгостроковій перспективі рівень 1 може стати рівнями розрахунків, а складність DApps переміститься на рівень 2.
- Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
- Платоблокчейн. Web3 Metaverse Intelligence. Розширені знання. Доступ тут.
- джерело: https://www.ledger.com/blog/on-the-future-of-ethereum-charles-guillemet
- 1
- 10
- 2%
- 2019
- 32 ETH
- Атака 51%
- 7
- a
- здатність
- Здатний
- МЕНЮ
- доступ
- доступний
- доступною
- точний
- Achieve
- через
- актори
- насправді
- адреса
- Прийняття
- просування
- Перевага
- після
- AI
- Цілі
- ВСІ
- Дозволити
- дозволяє
- тільки
- вже
- альтернатива
- серед
- Якір
- та
- Інший
- відповідь
- будь
- підходи
- арбітраж
- арбітраж
- архітектура
- Аргументує
- аргумент
- стаття
- виткати
- аспекти
- Активи
- атака
- наявність
- доступний
- уникає
- ставати
- буття
- Переваги
- КРАЩЕ
- Краще
- між
- Великий
- Великий даних
- більший
- бінанду
- Біткойн
- біткойні транзакції
- blockchain
- масштабованість блокчейну
- блокчейни
- блоки
- мости
- приносити
- широко
- будувати
- побудований
- call
- званий
- покликання
- не може
- кришка
- потужність
- випадок
- випадків
- Залучайте
- викликаючи
- цензура
- Централізація
- централізована
- певний
- ланцюг
- ланцюга
- виклик
- проблеми
- зміна
- заміна
- більш дешевий
- перевірка
- код
- coinbase
- Монети
- Приходити
- Комунікація
- конкурують
- комплекс
- складність
- компрометуючі
- обчислення
- обчислення
- концепція
- впевнений
- конфіденційність
- підтвердження
- Підтверджено
- замішання
- Консенсус
- механізм консенсусу
- Вважати
- вважається
- містить
- зміст
- контракт
- контроль
- управління
- Коштувати
- може
- створювати
- створений
- створює
- створення
- криптографічні
- Поточний
- Поточний стан
- В даний час
- DApps
- дані
- зберігання даних
- Database
- базами даних
- набори даних
- Дата
- Днів
- десятиліття
- децентралізація
- Децентралізований
- рішення
- визначаючи
- Затримується
- запити
- демонструвати
- залежить
- дизайн
- призначений
- конструкцій
- Незважаючи на
- визначає
- розробників
- розробка
- деви
- різний
- важкий
- трудність
- прямий
- розподілений
- розповсюдження
- Ні
- Не знаю
- кожен
- легше
- ефект
- ефективний
- EIP
- включіть
- дозволяє
- забезпечувати
- істотний
- по суті
- ETH
- ETH2
- Ефір (ETH)
- Ефіріума
- Блокчейн Ethereum
- Ethereum
- Навіть
- EVM
- точно
- Біржі
- виконувати
- Виконує
- виконання
- виконання
- очікувати
- дорогий
- experts
- дослідити
- особи
- особливість
- плата
- Інформація про оплату
- кілька
- Поля
- остаточний
- остаточність
- Перший
- Сфокусувати
- форми
- шахрайство
- шахрайський
- Заморожувати
- від
- перед
- повністю
- засоби
- майбутнє
- ГАЗ
- генерується
- даний
- Глобальний
- Глобальний консенсус
- Цілі
- добре
- значно
- рука
- обробляти
- Високий
- тримати
- З надією
- Як
- HTTPS
- ідея
- ідентифікований
- ідентифікує
- непорушний
- Вплив
- здійснювати
- реалізація
- реалізовані
- реалізації
- важливо
- удосконалювати
- поліпшений
- поліпшується
- in
- стимули
- Інтенсифікація
- заохочений
- У тому числі
- Augmenter
- збільшений
- зростаючий
- неймовірно
- самостійно
- неефективний
- інформація
- екземпляр
- Інтенсифікується
- цікавий
- Вступ
- ОПЗ
- питання
- питання
- IT
- ключ
- Дитина
- Знати
- знання
- відомий
- Кракена
- l2
- портативний комп'ютер
- великий
- в значній мірі
- більше
- останній
- шар
- шар 1
- Layer 2
- Шар 2s
- шарів
- провідний
- Веде за собою
- вивчення
- Гросбух
- рівень
- використання
- ЛІДО
- обмеженою
- Рідина
- рідинний стекінг
- загрузка
- місцевий
- Довго
- довгостроковий
- серія
- низький
- удача
- made
- головний
- Основна особливість
- Mainstream
- основне прийняття
- Робить
- управляти
- багато
- ринок
- Ринкова капіталізація
- ринки
- макс-ширина
- сенс
- засоби
- механізм
- Зустрічатися
- відповідає
- Злиття
- метод
- шахтарі
- Пом'якшити
- Mobile
- більше
- найбільш
- мотивація
- рухатися
- множинний
- Названий
- рідний
- необхідний
- нужденних
- потреби
- мережу
- Нові
- наступний
- НФТ
- Ринки NFT
- вузол
- вузли
- Пропозиції
- На ланцюжку
- ONE
- постійний
- працює
- Оптимізм
- Оптимістичний
- Оптимістичні згортання
- Опції
- Інше
- Результат
- загальний
- власний
- власність
- Паралельні
- параметри
- Сторони
- частини
- партія
- ідеальний
- постійний
- без дозволу
- частин
- plato
- Інформація про дані Платона
- PlatoData
- Багатокутник
- Мережа багатокутників
- популярний
- PoS
- володіння
- це можливо
- потенціал
- потенційно
- Поу
- потужний
- точно
- первинний
- Пріоритетність
- ймовірність
- Проблема
- проблеми
- процес
- обробка
- виробляти
- перспективний
- доказ
- Доказ-of-Stake
- Proof-of-Work
- докази
- властивості
- власність
- запропонований
- протокол
- доведений
- забезпечувати
- мета
- цілей
- пошук
- питань
- швидко
- швидко
- Читати
- Готовність
- реальний
- нещодавно
- Рекурсивний
- зменшити
- залишатися
- запитів
- вимога
- Вимагається
- дослідження
- ресурси
- відповідальність
- виявлення
- Звернення
- ризики
- Дорожня карта
- згорнути
- згорнути
- Згортання
- прогін
- біг
- жертвувати
- жертвуючи
- то ж
- масштабованість
- масштабовані
- шкала
- Масштабування
- Рішення для масштабування
- схема
- схеми
- наука
- другий
- другий за величиною
- безпечний
- безпеку
- ризики для безпеки
- окремий
- служить
- Послуги
- набори
- Врегульований
- поселення
- Населені пункти
- кілька
- формуючи
- загострений
- заточування
- ПЕРЕМІЩЕННЯ
- Короткий
- значний
- істотно
- простий
- просто
- одночасно
- з
- один
- ситуація
- сповільнюється
- менше
- розумний
- розумний контракт
- снарки
- So
- Софтвер
- рішення
- Рішення
- ВИРІШИТИ
- Розв’язування
- деякі
- конкретний
- конкретно
- розкол
- Стажування
- частка
- Ставка
- Стейкінг
- стенди
- стан
- Заява
- стебла
- Крок
- заходи
- Як і раніше
- зберігання
- зберігати
- зберігати
- просто
- сильний
- навчався
- представлений
- успішний
- такі
- костюм
- підтримка
- Підтримуючий
- система
- взяття
- Технології
- Технологія
- Команда
- Монети
- Майбутнє
- Злиття
- Держава
- їх
- отже
- тисячі
- три
- поріг
- через
- пропускна здатність
- times
- до
- сьогодні
- знак
- тема
- до
- до
- Навчання
- угода
- транзакційний
- Transactions
- переклади
- перехід
- прозорий
- Довіряйте
- Довірений
- що лежить в основі
- зрозуміла
- союз
- оновлений
- модернізація
- час безвідмовної роботи
- Використання
- використання
- користувачі
- Валідатор
- валідатори
- перевірено
- перевірити
- фактично
- життєво важливий
- обсяг
- Wallet
- способи
- Web2
- Web3
- Що
- який
- в той час як
- широко
- волі
- в
- без
- Work
- світ
- світі
- б
- запис
- лист
- років
- вашу
- зефірнет
- нуль
- нульові знання
- нульове підтвердження знань
- докази нульових знань
- zk-ЗНАКИ