Pectra: що змінить наступний хардфорк Ethereum і чи відчують це користувачі?
У березні 2024 року один із провідних розробників Ethereum Тім Бейко розповів Bankless, що наступне велике оновлення блокчейна під назвою Pectra активують наприкінці 2024 або на початку 2025 року.
З хардфорком планують реалізувати понад 10 схвалених пропозицій щодо поліпшення роботи Ethereum (EIP), які вплинуть на всіх учасників мережі, включно з валідаторами, стейкерами, розробниками та пересічними користувачами.
Команда Incrypted розібралася, які саме зміни передбачає Pectra, як вони трансформують механізми роботи блокчейну та досвід взаємодії з ним.
Включені в Pectra нововведення
Як і всі попередні хардфорки Ethereum, Pectra складається з двох блоків, що належать до окремих аспектів роботи блокчейну. Кожному відповідає своя частина в назві:
- Prague — включає пакет пропозицій щодо поліпшення роботи рівня виконання, тобто Ethereum Virtual Machine (EVM);
- Electra — пропонує низку змін, націлених на оптимізацію консенсусу блокчейну.
Відповідно до інтерактивної дорожньої карти Ethereum, Pectra торкнеться одразу кількох етапів розвитку блокчейну з найбільшим впливом на блок The Splurge, що націлений на оптимізацію рівня консенсусу та її підготовку до подальших змін, кінцевою метою яких є повна перебудова архітектури мережі.
З цієї причини більша частина EIP з цього оновлення відноситься до внутрішніх механізмів роботи блокчейну і має менше впливу на кінцевих користувачів, ніж, скажімо, Dencun. Нижче викладено короткий опис усіх пропозицій, які будуть імплементовані з Pectra.
Рівень виконання
EIP-7702 — ключове нововведення для рівня виконання, запропоноване Віталіком Бутеріним. Воно передбачає додавання нових команд, які дозволять користувацьким гаманцям (External Owned Accounts; EOA) тимчасово використовувати можливості, доступні смартадресам, запровадженим у рамках EIP-4844.
Це має підвищити якість користувацького досвіду за рахунок реалізації для всіх гаманців безгазових платежів і можливості проводити кілька операцій у межах однієї транзакції. Ми докладніше розглянемо EIP-7702 в окремому розділі.
Ініціатива зі створення першої версії формату об’єктів EVM (EOF). Пропозиція об’єднує 11 різних EIP, що описують ті чи інші аспекти EOF, і має оптимізувати розгортання та виконання смартконтрактів в Ethereum. Серед іншого, це може призвести до зниження вартості газу і поліпшити досвід розробників.
Технічне нововведення уможливлює попередню компіляцію BLS-підписів для підвищення ефективності операцій з еліптичною кривою BLS12-381. За словами ініціаторів, воно забезпечить для операцій з еліптичною кривою рівень криптостійкості в 120 біт, що на 40 біт більше, ніж у використовуваного зараз стандарту BN24.
Крім іншого, EIP-2537 має підвищити ефективність агрегації підписів, що дасть змогу певною мірою знизити плату за газ і поліпшить продуктивність валідаторів.
Передбачає зберігання останніх 8192 хешів блоку в спеціальних слотах системного сховища. У мотивації EIP зазначено, що це важливий етап на шляху до блокчейну, нодам якого не потрібен доступ до повних даних про стан мережі (statelessness), оскільки дасть змогу створити «свідка» (witness), який зможе надавати вузлам дані певного набору хешів і усуне потребу в їх самостійному зберіганні.
Водночас зазначається, що потенціал цього нововведення буде повністю розкрито лише після впровадження Дерев Веркла (Verkle Trees).
Встановлює розширений канал для обміну запитами між рівнями виконання та консенсусу, завдяки чому останній має змогу обробляти частину пов’язаних із валідаторами операцій.
Варто зазначити, що EIP-7685 продовжує курс на взаємодію між різними рівнями блокчейна, закладений у рамках Dencun.
Рівень консенсусу
EIP-7251 передбачає, що валідатори зможуть депонувати у смартконтракт від 32 ETH до 2048 ETH, а вірогідність їхнього обрання для формування блоку безпосередньо залежатиме від розміру стейка. Ця ініціатива націлена на уповільнення темпів зростання стека валідаторів, який збільшується на тлі популяризації ліквідного стейкінгу та рестейкінгу.
Разом із розширенням функцій смартгаманців EIP-7251 вважається одним із ключових нововведень Pectra, тому ми детальніше розглянемо його в окремому розділі.
Ініціатори пропонують винести індекс валідатора, що визначає його приналежність до певного комітету, за межі атестації. Це дасть змогу підвищити ефективність клієнтів консенсусу — насамперед, Casper LFG — завдяки скороченню кількості перевірених атестацій.
Крім того, реалізація EIP-7549 дасть змогу ефективніше зберігати дані на рівні консенсусу і поміщати в один блок до восьми слотів голосування порівняно з поточними двома, що підвищить безпеку і відмовостійкість мережі.
Передбачає впровадження мережевого протоколу доступності даних PeerDAS (Peer Data Availability Sampling).
PeerDAS — подальший розвиток технології великих двійкових об’єктів (BLOB), що здешевлюють зберігання даних для ролапів. Вона була реалізована в EIP-4844 і дала змогу істотно знизити вартість транзакцій у мережах другого рівня.
Протокол передбачає поділ вмісту BLOB між кількома вузлами, щоб кожен із них зберігав лише певну частину інформації, але за потреби набір даних можна було відновити цілком, запросивши фрагменти у власників. Таким чином можна підвищити ефективність зберігання даних і створити можливості для подальшого розвитку рішень на базі ролапів.
Загальні
Дві пропозиції — EIP-7002 і EIP-6110 — орієнтовані на депозити валідаторів і вносять зміни одночасно як до рівня консенсусу, так і до рівня виконання, щоб поліпшити взаємодію між ними в контексті операцій з активами.
Дозволяє ініціювати виведення коштів з депозитного контракту Ethereum за допомогою облікових даних рівня виконання.
Ми докладніше розглядали проблему, яку вирішує ця пропозиція, в описі хардфорка Dencun. Суть у тому, що в теорії стейкер, який делегує свої активи оператору ноди, може вивести їх у будь-який момент часу, однак таку транзакцію має бути підписано спеціальним ключем на рівні консенсусу, що доступний тільки валідатору.
Зазвичай валідатори надають такі підписи «авансом» при внесенні депозиту, однак потенційно ця архітектура може призвести до ситуації, в якій стейкер повністю залежить від оператора, а його активи перебувають «у заручниках».
EIP-7002 розв’язує цю проблему, даючи змогу ініціювати і підтверджувати виведення коштів за допомогою облікових даних, доступних безпосередньо стейкеру.
Пропозиція щодо включення балансу валідаторів і пов’язаних з ним операцій в структуру блоків рівня виконання. Це дасть змогу перенести опрацювання депозитів і знизити навантаження на рівень консенсусу, що підвищить загальну безпеку активів і усуне потребу в голосуванні для вилучення Ethereum з депозитного контракту. Останній аспект скорочує затримку під час виведення активів з приблизно 12 годин до 13 хвилин.
Пропозиція насамперед позначиться на клієнтах рівня консенсусу, спростивши їхню архітектуру та обслуговування вузлів. Загалом же і EIP-6110, і EIP-7002 стосуються обслуговування депозитів, тому можуть вплинути на роботу орієнтованих на стейкінг протоколів на кшталт Lido.
Примітка: щоб краще зрозуміти проблему обміну даними між різними рівнями блокчейна, рекомендуємо ознайомитися з описом EIP-4788 у нашій оглядовій статті про Dencun.
Головні зміни
Як ми вже зазначали, деякі з перерахованих вище EIP можуть істотно вплинути на користувачів і архітектуру Ethereum, тому потребують більш детального розгляду.
Розширення функціоналу смартгаманців
Цю пропозицію внесено Віталіком Бутеріним у рамках подальшого розвитку смартгаманців, реалізованого у вигляді технічного стандарту ERC-4337.
Нововведення розширило функціонал гаманців, даючи змогу, серед іншого, інтегрувати більш складні типи операцій і сучасні методи відновлення, не прив’язані до мнемонічної фрази. Однак для обробки транзакцій адрес ERC-4337 створюється окремий реєстр із власним мемпулом, що робить EOA-гаманці несумісними з новим функціоналом.
Щоб виправити це, розробники ініціювали EIP-3074, яке вводить нові опкоди, даючи змогу передавати контроль над EOA-адресами смартконтрактам Ethereum, тим самим перетворюючи звичайні гаманці на ERC-4337. Однак це рішення зазнало критики через проблеми з безпекою, оскільки робить стандартні адреси більш уразливими до зломів.
Тому в травні 2024 року Бутерін запропонував змінити дизайн опкодів таким чином, щоб надати смартконтракту контроль над EOA-адресою лише в межах однієї транзакції, а не на постійній основі, як це передбачає EIP-3074. Це дає змогу проводити через стандартні гаманці «смарт» операції на кшталт безгазових платежів і пакетування транзакцій, але не створює додаткових загроз для EOA.
Пізніше цей модифікований дизайн запропонували для реалізації в рамках Pectra і на момент написання він визначений як оптимальний.
Підвищення ефективного балансу
У нашій статті, присвяченій поширенню ліквідного стейкінгу в мережі Ethereum, ми зазначали, що популяризація тренду супроводжується зростанням кількості валідаторів, що розгортаються протоколами на кшталт Lido.
На момент написання їхня кількість перевищила 1 млн і продовжує зростати.
Основною причиною цього є обмеження на максимальний баланс валідатора в розмірі 32 ETH, що змушує операторів постійно запускати нові вузли для розміщення активів.
Як зазначають ініціатори EIP-7251, занадто великий набір валідаторів може призвести до проблем фіналізації транзакцій і негативно позначитися на подальших змінах у межах дорожньої карти Ethereum. Як рішення вони пропонують підвищити ефективний баланс валідатора з 32 ETH до 2048 ETH. Це дасть змогу операторам розміщувати на кожному вузлі більше криптовалюти і сповільнить темпи появи нових валідаторів.
Після імплементації EIP-7251 ймовірність вибору валідатора як творця блоків залежатиме від розміру його депозиту. Однак, за словами розробників, це не вплине на децентралізацію протоколу, оскільки більша частина нод Ethereum перебуває під контролем великих операторів. Тобто немає принципової різниці, чи буде під управлінням одного суб’єкта 10 валідаторів із балансом 32 ETH на кожному, чи один із депозитом у 320 ETH.
Істотнішою проблемою може стати механізм слешингу, оскільки штраф для валідаторів розраховується у співвідношенні до суми депозиту і в абсолютному вираженні зростатиме пропорційно до обсягу заблокованих коштів. Це створює додаткові ризики, особливо, якщо валідатор одночасно є учасником протоколу рестейкінгу на кшталт EigenLayer.
Таким чином після розгортання Pectra, оператори зможуть концентрувати депозити у більших вузлах, скорочуючи свої операційні витрати і сповільнюючи темпи зростання стека валідаторів. З іншого боку, їм доведеться балансувати між прагненням до максимального депозиту і зростаючими ризиками слешингу.
Інші можливі оновлення
Крім перерахованих вище нововведень, кілька пропозицій щодо оновлення Ethereum все ще перебувають на етапі обговорення і, ймовірно, теж можуть бути реалізовані під час Pectra. До них належать:
- EIP-7212 — реалізація попередньої компіляції з підтримкою еліптичної кривої secp256r1;
- EIP-7547 — передбачає впровадження механізму примусового включення транзакцій у блок, щоб знизити залежність ініціаторів транзакції від вузлів, обраних для формування блоків. Розробники вважають, що це підвищить цензуростійкість Ethereum;
- EIP-7623 — пропонує підвищити вартість виклику функції calldata, що використовується для зберігання даних, не включених в основний блок. На думку авторів пропозиції, це дасть змогу знизити середній розмір блоку Ethereum без наслідків для користувачів.
Таким чином наступне оновлення Ethereum, хоч і сприяє загальному розвитку проекту відповідно до дорожньої карти, більшою мірою орієнтоване на технічні аспекти роботи мережі. Його головна мета — створити умови для реалізації більш масштабних нововведень, здатних істотно вплинути на звичайних користувачів і екосистему загалом.
Так, під час наступного після Pectra хардфорка Osaka планується імплементувати Дерева Веркла. Це нова архітектура, що дає змогу знизити вартість транзакцій і реалізувати механізм, у рамках якого нодам не потрібно зберігати повні дані про стан блокчейну.
Заплановані ж на 2024 рік зміни здебільшого позначаться на операторах вузлів і розробниках. Утім, не виключено, що ми побачимо поширення деяких типів смарт-транзакцій за рахунок EIP-7002, що пропонує свого роду «адаптер» для EOA.
Також варто зазначити, що, незважаючи на оголошені Бейко терміни розгортання Pectra, на момент написання цього матеріалу хардфорк ще не перевірений в жодній із тестових мереж. Ба більше, остаточну конфігурацію оновлення все ще не затверджено, і деякі EIP очікують схвалення або відхилення з боку спільноти.
