The Surge: Бутерин представил следующий этап дорожной карты Ethereum
- Виталик Бутерин опубликовал новую статью.
- В ней он рассказывает о The Surge, следующем этапе дорожной карты Ethereum.
- Бутерин рассматривает взаимодействие L1 и L2, проблематику масштабирования и способы достижения этого.
- Одной из главных целей следующего этапа разработчик назвал существенное повышение пропускной способности.
Сооснователь проекта Ethereum Виталик Бутерин опубликовал новую статью, в которой он размышляет о позиционировании блокчейна и будущем экосистемы. В частности, разработчик назвал одну из главных целей следующего этапа развития сети — пропускная способность 100 000 TPS и более как на первом уровне, так и на втором.
Отметим, этап The Surge является частью масштабной дорожной карты Ethereum. Ее обновленная версия была представлена еще в 2022 году непосредственно самим разработчиком.
Он следует за The Merge, который завершился переходом Ethereum на механизм консенсуса Proof-of-Stake в сентябре 2022 года.
The Surge сконцентрирован вокруг увеличения масштабирования сети, в частности, посредством шардинга.
Это отметил Бутерин в своей статье. По его словам, на раннем этапе разработчики рассматривали две стратегии масштабирования:
- шардинг, концепция, при которой каждый узел хранит лишь небольшую часть транзакций, что существенно снижает общую нагрузку;
- протоколы второго уровня, которые в конечном итоге превратились в роллапы.
В итоге оба этих подхода слились в один, что стало основной дальнейшего развития блокчейна, добавил Бутерин.
Автор отмечает, что такой подход подразумевает «простое разделение труда». Ethereum служит базовым слоем, тогда как сети второго уровня берут на себя задачу масштабирования экосистемы, добавил Бутерин.
Как отметил сооснователь проекта, в 2024 году разработчики добились значительных успехов. После обновления Dencun пропускная способность первого уровня выросла, а многие L2-решения перешли на первую стадию.
Отметим, тут подразумевается концепция оценки сетей второго уровня, предложенная командой ресурса L2BEAT. Всего их три. Первая подразумевает, что роллап управляется смарт-контрактами с небольшим надзором совета по безопасности.
«Наша задача — довести дорожную карту, ориентированную на роллапы, до конца и решить эти проблемы, сохранив при этом надежность и децентрализацию, которые делают Ethereum L1 особенным», — подчеркнул Бутерин.
По его словам, основные цели этапа The Surge подразумевают следующее:
- пропускная способность более 100 000 TPS на L1 и L2;
- сохранение децентрализации и надежности первого уровня;
- некоторые сети второго уровня наследуют основные характеристики Ethereum — открытость, устойчивость к цензуре, отсутствие необходимости в посреднике (trustless);
- максимальная совместимость между сетями второго уровня, чтобы экосистема была цельной.
Трилемма блокчейна
В статье Бутерин называет ее трилеммой масштабируемости. Эта концепция гласит, что блокчейн может обладать одновременно только двумя из трех ключевых свойств, к которым относятся децентрализация, масштабируемость и безопасность.
Ранее мы разбирали возможные решения этой трилеммы в виде модульных блокчейнов и DVT. Подробнее:
Бутерин считает, что сломать трилемму возможно, но это крайне сложно.
«Сочетание выборки доступности данных и zk-SNARKs [протокол доказательств с нулевой степенью разглашения] решает трилемму: это позволяет клиенту проверить, что некоторое количество данных доступно, и некоторое количество шагов вычислений было выполнено правильно, при этом загружая только небольшую часть этих данных и выполняя гораздо меньший объем вычислений», — отметил Бутерин.
Также он отметил, что трилемму блокчейна решает концепция Plasma, фреймворк для разработки масштабируемых приложений. Разработчик считает, что внедрение zk-SNARKs делает архитектуры Plasma «более жизнеспособными».
Выборка доступности данных
По словам Бутерина, после развертывания обновления Dencun максимальная пропускная способность роллапов составила 173,6 TPS. Использование массива calldata позволит достичь 607 TPS.
C решением PeerDAS, которое приведет к увеличению количества так называемых блобов, показатель, вероятно, подскочит до 926 TPS.
Отметим, это решение является естественным «шагом эволюции» технологии больших двоичных объектов, которое будет добавлено в обновлении Pectra. Развертывание последнего ожидается в I квартале 2025 года.
В статье Бутерин подробно разбирает специфику 1D-выборки, реализацией которой и является PeerDAS. Он описывает сложности такого подхода и приходит к выводу о необходимости имплементации 2D-выборки, схема которой описана ниже:
Следующим этапом, по словам Бутерина, будет внедрение PeerDAS и постепенное увеличение «блобов» с реализацией эффективной модели 2D DAS.
Еще два реалистичных пути развития, указанных в статье, — это использование 1D DAS, что проще и надежнее, но менее эффективно, и переход на архитектуру Plasma.
По словам Бутерина, та же проблема возникает при масштабировании непосредственно первого уровня, что приведет к увеличению размеров блока.
Сжатие данных
В этом разделе Бутерин описывает проблематику значительного объема транзакций в блокчейне. По его словам, даже при создании «идеальной» выборки доступности данных максимальная пропускная способность на втором уровне составит 7407 TPS из расчета 16 MB на один слот.
Простейшим решением является сжатие нулевых байтов, считает разработчик. Вместе с тем Бутерин изложил несколько подходов на основе свойств транзакций:
- агрегация подписей — переход к стандарту BLS, который позволяет объединять несколько подписей в одну. Рассматривается только для сетей второго уровня. Один из примеров реализации — ERC-4337. Подробнее о нем по ссылке;
- замена адресов на указатели на местоположении в истории — эффективно, но трудновыполнимо, как отметил Бутерин;
- использование сериализации для значений транзакций — в качестве примера Бутерин привел десятичный формат с плавающей точкой и словарь наиболее распространенных значений.
По словам разработчика, сложность кроется в реализации этих схем. Так, например, динамическое сжатие для использования указателей усложняет код, а публикация различий состояний вместо транзакций приведет к сбою ПО, в том числе обозревателей блоков.
«Принятие ERC-4337 и, в конечном итоге, закрепление его частей в L2 EVM может значительно ускорить развертывание методов агрегации. Закрепление частей ERC-4337 на L1 может ускорить его развертывание на L2», — отметил Бутерин.
Plasma
Как отметил Бутерин, даже при «блобах» в 16 MB и необходимом сжатии данных полученной в итоге пропускной способности в 58 000 TPS может быть недостаточно для некоторых секторов. А требования к конфиденциальности снизят масштабируемость на величину от трех до восьми раз, подчеркнул разработчик.
Одним из вариантов решения этой проблемы является использование такого инструмента, как validium. Однако более эффективным подходом Бутерин считает концепцию Plasma.
Такой подход заключается в публикации блоков вне цепочки, вместо которых размещаются их «корни» в соответствии с «деревьями Меркла». Первые версии Plasma, как отметил Бутерин, были неэффективными. Однако использование zk-SNARKs для проверки каждого «корня» решает эту проблему.
Еще один вариант — использование гибридной концепции, которая совмещает роллапы и Plasma. В качестве примера Бутерин привел проект Intmax. В таком случае возможно достичь TPS в 266 667, подчеркнул разработчик.
Бутерин не противопоставляет системы Plasma существующим validium. Последние могут быть улучшены за счет внедрения определенных изменений от архитектуры Plasma, считает он.
«Чем более эффективными могут быть решения Plasma, тем меньше давления на L1, чтобы иметь высокопроизводительную функциональность доступности данных. Перемещение активности на L2 также снижает давление MEV на L1», — отметил Бутерин.
Доказательства на втором уровне и взаимодействие L2-решений
В этом разделе Бутерин отметил, что только два роллапа достигли первой стадии — Optimism и Arbitrum. Однако этого недостаточно, отметил Бутерин. Для достижения второй стадии необходима система доказательств, гарантирующая, что принимаются только действительные транзакции.
Проверить ее возможно двумя способами, по словам Бутерина, — формальным, путем математических методов, и используя так называемые мультидоказательства. Оба подхода сопряжены с определенными сложностями.
Еще одна проблема второго уровня, по мнению Бутерина, — это взаимодействие проектов на нем.
Он выделил несколько подходов к улучшению ситуации в разрезе этого:
- использование цепочки в качестве части адреса;
- специализированные запросы на оплату, в которых указана, в том числе, цепочка;
- стандартизованный открытый кроссчейн-протокол;
- легкие клиенты, что позволяют проверять цепочки, с которыми взаимодействует пользователь;
- кошельки-хранилища ключей, что могут считываться из любой сети, в которой есть их копия;
- так называемые мосты общих токенов. Тут Бутерин описывает общий минимальный накопитель, который будет поддерживать массовое обновление балансов проектов на втором уровне;
- синхронные вызовы.
«Одна из причин, почему этот раздел уникален, заключается в том, что эти задачи не являются просто техническими проблемами: они также (возможно, даже в первую очередь!) являются социальными проблемами. Они требуют взаимодействия L2, кошельков и L1. Наша способность успешно решать эту проблему является проверкой нашей способности держаться вместе как сообщества», — заявил Бутерин.
Масштабирование L1
Вместе с тем, по словам Бутерина, дальнейшее развитие второго уровня без надлежащей актуализации первого влечет множество рисков. Это, в частности, экономическая безопасность Ethereum (ETH) и потеря целесообразности становления новых проектов в качестве L2 вместо L1.
По словам разработчика, самый просто способ масштабирования — увеличить лимит газа. Однако вместе с тем это грозит централизацией L1 и поставит под вопрос репутацию сети в качестве надежного базового слоя.
Другая стратегия масштабирование подразумевает выделение отдельных функций, которые можно улучшить, отметил разработчик. По большей части это будет реализовано на этапе The Splurge.
Но есть и третья стратегия — использование собственных роллапов. Тут Бутерин подразумевает создание множества копий EVM, которые работают параллельно.
Каждый из этих подходов имеет определенные сложности, отметил он. Главный вопрос, на который необходимо ответить при формировании дальнейшей концепции развития Ethereum, считает Бутерин, — это окончательное видение того, что должно быть на L1 и L2.
«На нужен какой-то руководящий принцип, чтобы мы могли убедиться, что мы не создаем ситуацию, когда мы увеличиваем лимит газа в 10 раз, сильно повреждая децентрализацию Ethereum L1 и обнаруживаем, что мы только что добрались до мира, где вместо 99% активности на L2 мы имеем 90% активности на L2, и поэтому результат в остальном выглядит почти таким же, за исключением необратимой потери большей части того, что делает Ethereum L1 особенным», — заявил разработчик.
По словам Бутерина, привлечение новых пользователей на первый уровень способствует улучшению не только масштабирования, но и других аспектов. В частности, это означает, что больше MEV останется именно на L1 вместо того, чтобы быть проблемой исключительно L2, добавил он.
