事情要知道 |
– 以太坊是按市值计算的全球第二大区块链,最近进行了一项名为 The Merge 的重大软件升级,从工作证明共识转变为股权证明共识。
– 虽然成功过渡,但关于以太坊的可扩展性和 Web3 下一阶段开发准备情况的问题仍然存在。 – 本文深入探讨了以太坊的扩展挑战,并评估其满足主流采用需求的能力。 它认为,虽然尚不存在完美的扩展解决方案,但包括乐观和有效性汇总在内的第 2 层在不牺牲“区块链三难困境”的情况下具有提高可扩展性的最大潜力。 – 更准确地说,使用 ZKP 技术的 optimistic 和 Validity Rollups 将通过大规模实现无需信任、复杂和无需许可的交易来塑造以太坊的未来。 |
扩展以太坊:寻求解决方案
与许多区块链一样,以太坊目前面临着有限的交易处理能力。 尽管支持 ETH 传输和数以千计的 DApp,但使用量的增加导致交易速度变慢且成本更高。
为了减轻高额费用,这种情况推动了不安全的设计决策,例如 NFT 市场的链下集中服务。 EIP 1559 的引入改进了费用估算和激励,但并没有显着提高可扩展性。 ......可扩展性挑战在流行的区块链可扩展性、去中心化和安全性三难困境中得到了很好的理解。
区块链三难困境断言不可能同时实现三个属性:去中心化、安全性和可扩展性。 牺牲去中心化,构建可扩展且安全的系统要容易得多,正如 Web2 已经证明的那样。 通过牺牲你的共识机制来优先考虑可扩展性,你将拥有一个毫无意义、不安全、去中心化的区块链。 解决区块链难题非常复杂,并且在过去十年中一直是一个持续的挑战。
提高吞吐量:多种方法
多年来,已经提出了许多解决方案来解决以太坊区块链的三难困境。 一个流行的建议是每秒构建更大的块或块。 虽然这似乎是个好主意,但它加强了对区块链节点和验证者/矿工达成共识的需求,从而导致中心化程度提高。 它还会减慢重组速度,增加安全风险。
另一种方法是创建侧链以减少主链的负载,如 Polygon 网络所示。 该系统涉及安全权衡,因为它依赖于比以太坊更弱的共识(市值较小)。 虽然它可能适合特定的用例,但它通常会导致中心化并且不能完全解决以太坊的可扩展性问题。 而且无论如何,它距离运行类似 Visa 的系统所需的数万个请求还差得很远。
第 2 层和分片:以太坊可扩展性挑战的解决方案?
分片和第 2 层 被广泛认为是以太坊在保持区块链三难困境的同时进行扩展的最佳选择。
一方面, 区块链分片 长期以来一直被认为是区块链世界可扩展性的关键。 这是 2.0 年 Eth2019 的主要特征,转向 BLS 签名方案、PoS 共识机制和 eWASM 的实现。 另一方面, 第 2 层 通过对汇总机制的持续研究,已经看到了快速的进步。 让我们探讨一下这两种相互竞争的方法的现状以及它们的未来可能会怎样。
区块链分片如何工作?
分片一词源于数据库科学,在该科学中,我们将数据库水平划分为更小的、易于管理的部分,称为分片。 每个分片都是一个单独的数据库,其中包含一个数据子集。 分片用于通过跨多个服务器分布数据和查询来扩展数据库,允许数据库处理更大量的数据,而无需单个强大的服务器。
这种在区块链上利用分片的想法很快在开发人员中流行起来。 区块链分片将网络划分为更小的子网络,称为分片,分片可以并行处理交易。 在分片区块链中,每个分片都是独立运行的独立链。 这意味着每个节点、矿工/验证者都可以专注于给定的分片以创建本地共识。 首先,它允许并行处理事务。 其次,每个分片需要管理的交易更少。 听起来很完美,那么有什么收获呢?
分片挑战:共识、跨分片通信和安全
使用区块链分片,定义整体共识并不容易。 网络的全球共识是什么? 是各个局部共识的联合吗? 您如何以及在何处锚定这些本地共识以创建任何人都可以信任的全球共识? 这样的问题并不容易回答。
实施分片的另一个重大挑战是跨分片通信。 对于数据库,您不会遇到这个问题,因为数据被拆分到不同的分片上,使您能够独立读取或写入它们而不会出现真正的问题。 当涉及到区块链分片执行代码时,这要复杂得多。 每个分片必须能够运行自己的代码,查询不同分片的状态,并在另一个分片上执行代码。 这不是微不足道的。
这种分片困难也与以下问题有关 保安. 这个问题已经被专家研究过,不同的分片方案被认为容易 许多新的攻击形式. 首先,它只是对共识机制提出质疑。 如果你有 10 个分片,并且矿工分布在每个分片上,接管一个分片的成本比接管整个区块链的成本低 10 倍。 从示意图上看,51% 的攻击转化为 5.1%。 一种解决方案是将共识机制从工作量证明更改为权益证明。 这是以太坊过渡到权益证明的主要动机。
点击 保安 前面,效果 合并 已在很大程度上进行了辩论。 在 下放 前面,更新后的以太坊共识支持中心化,因为代币所有权决定了网络控制。
关于以太坊的新共识,有几个参数激励集中化:
- 运行您的以太坊节点并不简单,需要资源和正常运行时间。 它只是阻止你的钱包实现它并在你的笔记本电脑甚至你的手机上运行。
- 32 ETH 的门槛以及在未知日期之前无法取消质押的事实创造了池化和流动性质押,其中 Lido 和交易所占据了大部分市场。 如今,4 个参与者控制着以太坊区块链上超过 55% 的代币(Lido 29.2%、Coinbase 13.1%、Kraken 7.6% 和 Binance 6.2%)。
总而言之,区块链分片是提高可扩展性的一个有趣想法,但需要复杂的架构,特别是在定义整体共识和实施高效的跨分片协议时。 为实现这些目标已经做了很多工作,但我们距离实施它们和抓住对区块链三难困境的影响还有很长的路要走。
汇总来拯救
Rollups 将多笔交易压缩为单笔交易供以太坊执行,从而实现许多交易的链下执行,并具有以太坊的安全性进行结算。 这个想法有两个主要的实现:
- Optimistic Rollups,允许用户在发生争议时出具欺诈证明
- L2 网络发布有效性证明的 ZK-Rollups。
Optimistic Rollups 和最终性问题:
Optimistic Rollups 被设计为最像 EVM 的 Rollups。 他们很乐观,因为他们假设用户没有提交欺诈性交易,从而允许直接写入区块链。
有一种使用欺诈证明的机制,L2 验证者可以初始化该机制来检查几天内(Optimism 为 7 天)进行的链下交易。 一个有效的防欺诈识别交易过程中的欺诈步骤,导致交易的逆转和对批准验证者的惩罚。 这提高了交易吞吐量,同时保持了以太坊主链的安全性。
然而,Optimistic Rollups 带来了新的挑战: 终局. 对于区块链,确认的交易被认为是永久的和不可逆转的,但这取决于共识机制。 例如,当重组的可能性很低时,PoW 链认为交易是最终的,而比特币交易在 6 次确认后是最终的。 使用 optimistic rollups,交易可以在几天后撤销,这会带来最终性挑战和不同的权衡。
另一种汇总:ZK-Rollups
ZK-Rollups,因其使用零知识证明(ZKP)技术(如 SNARKs 或 STARKs)而得名,是另一种类型的 Rollup。 由于零知识属性实际上没有用,将它们称为 Validity Rollups 可能更准确。
Rollup 执行一批交易并生成有效性证明,由以太坊区块链上的智能合约验证,确认交易的最终结果。 密码证明是使用零知识密码原语生成的。
更广泛地说,零知识证明允许一方(证明者)在不透露实际信息的情况下向另一方(验证者)证明拥有某些信息。 证明者可以在不了解其内容的情况下对证明者陈述的真实性充满信心。
ZKRollups 最初是为保密而设计的,但将零知识证明用于一个非常不同的目的:压缩和可信计算。 两种领先的零知识技术是 zk-STARKs(代表零知识可扩展透明知识论证)和 zk-SNARKs(代表零知识简洁非交互式知识论证)。
L2 的数据可用性问题:
正如我们所见,ZKP 技术确保了 L2 状态的有效性,但证明本身并不能提供对状态的访问。 为了提高吞吐量,执行被移到链外,但数据仍必须易于访问以进行重建。 为此,交易数据作为调用数据提交到以太坊上,以确保数据可用于未来的重建。 这些数据也可以存储在可信的去中心化存储中,例如 IPFS 或 Arweave,允许任何人重建 L2 并利用去中心化存储的内部激励。
如果能够将这些数据存储在链上会更好,但这些数据仅用于重建 L2 的状态/真实性而不会被执行,这使得区块链容量的使用效率低下且成本高昂。
为了解决这个障碍,以太坊开发者提出了两个 EIP:EIP4488 和 EIP4844(祝你好运,避免混淆)。 第一个降低了调用数据的 gas 成本,而第二个为 L2 数据存储创建了一个新的交易类型。 此数据不可变且只读,EVM 无法访问,因此无法执行。
这些 EIP 正是 ZKRollup 路线图与执行分片路线图相交的地方,两者都为不同的目的提出了相同的概念。 EIP4488 旨在存储基本的 L2 数据,而 EIP-4844,也称为 Proto-Danksharding,是实现 Danksharding 和执行分片的一步。
分片:
Danksharding 涉及将大型数据集分成较小的部分以进行分离和处理,通常是并行进行。 这种方法用于训练集可能非常大的大数据和人工智能领域。
Proto-danksharding (EIP-4844) 不实现分片,但提供可以分片的更便宜的调用数据存储。 这种更便宜的呼叫数据存储将大大提高以太坊在 L2 上的可扩展性,有可能使分片变得多余。
原始分片:
通过 Proto-danksharding,以太坊区块链将拥有不可扩展的计算和可扩展的数据。 而 ZkRollups 本质上是将这种可扩展的数据和不可扩展但可信的计算转化为可扩展的计算。
区块链三难困境中的 ZKRollups:
ZKRollups 在不改变底层区块链属性的情况下具有强大的可扩展性优势。 链上验证零知识证明是主要要求,而数据可用性可以在链下实现。 从长远来看,人们可以预期 Layer-1 将变得简单、安全、去中心化,而 Layer-2 将提供可扩展性。
问题在哪里?
L2 确实可以扩展很多。 尽管如此,要在链上(在 L1 上)结算,需要为 L2 的整体状态提供有效性证明,从而导致中心化问题。 目前,L2 设计只有一个证明者,这意味着他们可以审查你的交易。 他们无法真正冻结你的 L1 资产,因为原生桥已经建成。 正在进行研究以应对这一挑战,允许其他方能够发出证明,但这些证明之间的仲裁仍然存在一些难题。 在所有情况下,这都是未来需要解决的重要问题。
Starknet 将此确定为 路线图上的重要主题,而 Arbitrum 将责任划分为 排序器收件箱和延迟收件箱 确保在审查制度的情况下可以取回资金。
关闭的思考
正如我们所研究的那样,可扩展性可能会以安全性和去中心化为代价,而第 2 层解决方案被视为在不损害区块链三难困境的其他方面的情况下提高可扩展性的最有前途的方法。
使用 ZKP 技术的 Optimistic and Validity Rollups 将通过大规模实现无需信任、复杂和无需许可的交易来塑造以太坊的未来。 Validity Rollups 与 Optimistic Rollups 相比有一个显着的优势:短终结性。 以太坊的路线图最近已经转向支持区块链级别的这些汇总。
区块链可扩展性的未来包括在第 2 层(或递归汇总)上运行的复杂 DApp,允许几乎无限的可扩展性,并提供去中心化和安全的第 1 层。 从长远来看,第 1 层可能成为结算层,DApp 的复杂性转移到第 2 层。
- SEO 支持的内容和 PR 分发。 今天得到放大。
- 柏拉图区块链。 Web3 元宇宙智能。 知识放大。 访问这里。
- Sumber: https://www.ledger.com/blog/on-the-future-of-ethereum-charles-guillemet
- 1
- 10
- 2%
- 2019
- 32 ETH
- 51%攻击
- 7
- a
- 对,能力--
- Able
- 关于
- ACCESS
- 访问
- 无障碍
- 精准的
- 横过
- 演员
- 通
- 地址
- 采用
- 进步
- 优点
- 后
- AI
- 目标
- 所有类型
- 允许
- 允许
- 单
- 已经
- 替代
- 其中
- 锚
- 和
- 另一个
- 回答
- 任何人
- 方法
- 仲裁
- 任意
- 架构
- 主张
- 论点
- 刊文
- arweave
- 方面
- 办公室文员:
- 攻击
- 可用性
- 可使用
- 避免
- 成为
- 作为
- 好处
- 最佳
- 更好
- 之间
- 大
- 大数据运用
- 大
- binance
- 比特币
- 比特币交易
- blockchain
- 区块链可扩展性
- 块链
- 吹氣梢
- 桥梁
- 带来
- 宽广地
- 建立
- 建
- 呼叫
- 被称为
- 调用
- 不能
- 帽
- 容量
- 案件
- 例
- 摔角
- 造成
- 检查
- 集权
- 集中
- 一定
- 链
- 链
- 挑战
- 挑战
- 更改
- 改变
- 便宜
- 查
- 码
- coinbase
- 硬币
- 如何
- 沟通
- 竞争
- 复杂
- 复杂
- 折中
- 计算
- 计算
- 概念
- 信心
- 保密
- 确认
- CONFIRMED
- 混乱
- 共识
- 共识机制
- 考虑
- 考虑
- 包含
- 内容
- 合同
- 控制
- 控制
- 价格
- 可以
- 创建信息图
- 创建
- 创建
- 创造
- 加密
- 电流
- 当前状态
- 目前
- DApps
- data
- 数据存储
- 数据库
- 数据库
- 数据集
- 日期
- 一年中的
- 十
- 权力下放
- 分散
- 决定
- 定义
- 延迟
- 需求
- 演示
- 依靠
- 设计
- 设计
- 设计
- 尽管
- 确定
- 开发
- 研发支持
- 开发者
- 不同
- 难
- 困难
- 直接
- 分布
- 分布
- 不会
- 别
- 每
- 更容易
- 效果
- 高效
- EIP
- enable
- 使
- 确保
- 必要
- 本质上
- ETH
- ETH2
- 醚(ETH)
- 复仇
- 燕窝块
- 以太坊的
- 甚至
- EVM
- 究竟
- 换货
- 执行
- 执行
- 执行
- 执行
- 期望
- 昂贵
- 专家
- 探索
- 面孔
- 专栏
- 费
- 费用
- 少数
- 字段
- 最后
- 终局
- 姓氏:
- 专注焦点
- 形式
- 骗局
- 欺诈
- 冻结
- 止
- 前
- 充分
- 资金
- 未来
- 天然气
- 产生
- 特定
- 全球
- 全球共识
- 理想中
- 非常好
- 非常
- 手
- 处理
- 高
- 举行
- 希望
- 创新中心
- HTTPS
- 主意
- 确定
- 识别
- 一成不变
- 影响
- 实施
- 履行
- 实施
- 实施
- 重要
- 改善
- 改善
- 提高
- in
- 激励
- Incentivization
- 诱因
- 包含
- 增加
- 增加
- 增加
- 令人难以置信
- 独立地
- 低效
- 信息
- 例
- 加剧
- 有趣
- 介绍
- IPFS
- 问题
- 问题
- IT
- 键
- 类
- 知道
- 知识
- 已知
- Kraken
- l2
- 笔记本电脑
- 大
- 在很大程度上
- 大
- 名:
- 层
- 图层1
- 图层2
- 第 2 层
- 层
- 领导
- 信息
- 学习
- 莱杰
- Level
- 借力
- LIDO
- 有限
- 液体肥产线
- 液体桩
- 加载
- 本地
- 长
- 长期
- 占地
- 低
- 运气
- 制成
- 主要
- 主要特点
- 主流
- 主流采用
- 制作
- 管理
- 许多
- 市场
- 市值
- 交易市场
- 最大宽度
- 意
- 手段
- 机制
- 满足
- 会见
- 合并
- 方法
- 矿工
- 减轻
- 联络号码
- 更多
- 最先进的
- 动机
- 移动
- 多
- 命名
- 本地人
- 打印车票
- 需要
- 需要
- 网络
- 全新
- 下页
- NFT
- NFT市场
- 节点
- 节点
- 优惠精选
- 链上
- 一
- 正在进行
- 运营
- 乐观
- 乐观的
- 乐观汇总
- 附加选项
- 其他名称
- 成果
- 最划算
- 己
- 所有权
- 并行
- 参数
- 各方
- 部分
- 党
- 永久
- permissionless
- 件
- 柏拉图
- 柏拉图数据智能
- 柏拉图数据
- Polygon
- 多边形网络
- 热门
- 销售点
- 所有权
- 可能
- 潜力
- 可能
- 战俘
- 强大
- 恰恰
- 小学
- 优先
- 可能性
- 市场问题
- 问题
- 过程
- 处理
- 生产
- 有希望
- 证明
- 验证的桩号
- 验证的工作
- 样张
- 财产
- 建议
- 协议
- 成熟
- 提供
- 目的
- 目的
- 探索
- 有疑问吗?
- 很快
- 快
- 阅读
- 准备就绪
- 真实
- 最近
- 递归
- 减少
- 留
- 要求
- 需求
- 需要
- 研究
- 资源
- 责任
- 揭示
- 翻转
- 风险
- 路线图
- 卷起
- 卷起
- 汇总
- 运行
- 运行
- 牺牲
- 牺牲
- 同
- 可扩展性
- 可扩展性
- 鳞片
- 缩放
- 缩放解决方案
- 方案
- 方案
- 科学
- 其次
- 第二大
- 安全
- 保安
- 安全风险
- 分开
- 服务
- 特色服务
- 套数
- 安定
- 沉降
- 住区
- 几个
- 成型
- 分片
- 分片
- 转换中
- 短
- 显著
- 显著
- 简易
- 只是
- 同时
- 自
- 单
- 情况
- 减慢
- 小
- 智能
- 聪明的合同
- 蛇鲨
- So
- 软件
- 方案,
- 解决方案
- 解决
- 解决
- 一些
- 具体的
- 特别是
- 分裂
- 阶段
- 股权
- 押
- 质押
- 看台
- 州/领地
- 个人陈述
- 茎
- 步
- 步骤
- 仍
- 存储
- 商店
- 存储
- 简单的
- 强烈
- 研究
- 提交
- 成功
- 这样
- 如下
- SUPPORT
- 支持
- 系统
- 服用
- 技术
- 专业技术
- 硬币
- 未来
- 合并
- 国家
- 其
- 因此
- 数千
- 三
- 门槛
- 通过
- 吞吐量
- 时
- 至
- 今晚
- 象征
- 主题
- 对于
- 向
- 产品培训
- 交易
- 交易
- 交易
- 转让
- 过渡
- 透明
- 信任
- 信任
- 相关
- 了解
- 工会
- 更新
- 升级
- 正常运行时间
- 用法
- 使用
- 用户
- 验证器
- 验证者
- 专利
- 确认
- 实质上
- 重要
- 体积
- 钱包
- 方法
- Web2
- Web3 的
- 什么是
- 这
- 而
- 广泛
- 将
- 中
- 也完全不需要
- 工作
- 世界
- 世界
- 将
- 写
- 写作
- 年
- 您一站式解决方案
- 和风网
- 零
- 零知识
- 零知识证明
- 零知识证明
- ZK-SNARKS