The Surge: Бутерін представив наступний етап дорожньої карти Ethereum
- Віталік Бутерін опублікував нову статтю.
- У ній він розповідає про The Surge, наступний етап дорожньої карти Ethereum.
- Бутерін розглядає взаємодію L1 і L2, проблематику масштабування і способи досягнення цього.
- Однією з головних цілей наступного етапу розробник назвав істотне підвищення пропускної здатності.
Співзасновник проєкту Ethereum Віталік Бутерін опублікував нову статтю, в якій він розмірковує про позиціювання блокчейна і майбутнє екосистеми. Зокрема, розробник назвав одну з головних цілей наступного етапу розвитку мережі — пропускна здатність 100 000 TPS і більше як на першому рівні, так і на другому.
Зазначимо, етап The Surge є частиною масштабної дорожньої карти Ethereum. Її оновлену версію було презентовано ще 2022 року безпосередньо самим розробником.
Він слідує за The Merge, який завершився переходом Ethereum на механізм консенсусу Proof-of-Stake у вересні 2022 року.
The Surge сконцентрований навколо збільшення масштабування мережі, зокрема, за допомогою шардингу.
Це зазначив Бутерін у своїй статті. За його словами, на ранньому етапі розробники розглядали дві стратегії масштабування:
- шардинг, концепція, за якої кожен вузол зберігає лише невелику частину транзакцій, що істотно знижує загальне навантаження;
- протоколи другого рівня, які в кінцевому підсумку перетворилися на роллапи.
У підсумку обидва ці підходи злилися в один, що стало основою подальшого розвитку блокчейна, додав Бутерін.
Автор зазначає, що такий підхід передбачає «простий поділ праці». Ethereum служить базовим шаром, тоді як мережі другого рівня беруть на себе завдання масштабування екосистеми, додав Бутерін.
Як зазначив співзасновник проєкту, у 2024 році розробники досягли значних успіхів. Після оновлення Dencun пропускна здатність першого рівня зросла, а багато L2-рішень перейшли на першу стадію.
Зазначимо, тут мається на увазі концепція оцінки мереж другого рівня, запропонована командою ресурсу L2BEAT. Загалом їх три. Перша передбачає, що ролап управляється смартконтрактами з невеликим наглядом ради з безпеки.
«Наше завдання — довести дорожню карту, орієнтовану на ролапи, до кінця і розв’язати ці проблеми, зберігши водночас надійність і децентралізацію, які роблять Ethereum L1 особливим», — підкреслив Бутерін.
За його словами, основні цілі етапу The Surge передбачають таке:
- пропускна здатність понад 100 000 TPS на L1 і L2;
- збереження децентралізації та надійності першого рівня;
- деякі мережі другого рівня успадковують основні характеристики Ethereum — відкритість, стійкість до цензури, відсутність необхідності в посереднику (trustless);
- максимальна сумісність між мережами другого рівня, щоб екосистема була цілісною.
Трилема блокчейна
У статті Бутерін називає її трилемою масштабованості. Ця концепція свідчить, що блокчейн може мати одночасно тільки дві з трьох ключових властивостей, до яких належать децентралізація, масштабованість і безпека.
Раніше ми розбирали можливі рішення цієї трилеми у вигляді модульних блокчейнів і DVT. Докладніше:
Бутерін вважає, що зламати трилему можливо, але це вкрай складно.
«Поєднання вибірки доступності даних і zk-SNARKs [протокол доказів із нульовим ступенем розголошення] вирішує трилему: це дає змогу клієнту перевірити, що певна кількість даних є доступною і що певна кількість кроків обчислень була виконана правильно, водночас завантажуючи тільки невелику частину цих даних і виконуючи набагато менший обсяг обчислень», — зазначив Бутерін.
Також він зазначив, що трилемму блокчейна вирішує концепція Plasma, фреймворк для розробки масштабованих додатків. Розробник вважає, що впровадження zk-SNARKs робить архітектури Plasma «більш життєздатними».
Вибірка доступності даних
За словами Бутеріна, після розгортання оновлення Dencun максимальна пропускна здатність ролапів склала 173,6 TPS. Використання масиву calldata дасть змогу досягти 607 TPS.
З рішенням PeerDAS, яке призведе до збільшення кількості так званих блобів, показник, імовірно, підскочить до 926 TPS.
Зазначимо, це рішення є природним «кроком еволюції» технології великих двійкових об’єктів, яке буде додано в оновленні Pectra. Розгортання останнього очікується в I кварталі 2025 року.
У статті Бутерін докладно розбирає специфіку 1D-вибірки, реалізацією якої і є PeerDAS. Він описує складнощі такого підходу і приходить до висновку про необхідність імплементації 2D-вибірки, схема якої описана нижче:
Наступним етапом, за словами Бутеріна, буде впровадження PeerDAS і поступове збільшення «блобів» з реалізацією ефективної моделі 2D DAS.
Ще два реалістичних шляхи розвитку, зазначених у статті, — це використання 1D DAS, що простіше і надійніше, але менш ефективно, і перехід на архітектуру Plasma.
За словами Бутеріна, та сама проблема виникає при масштабуванні безпосередньо першого рівня, що призведе до збільшення розмірів блоку.
Стиснення даних
У цьому розділі Бутерін описує проблематику значного обсягу транзакцій у блокчейні. За його словами, навіть при створенні «ідеальної» вибірки доступності даних максимальна пропускна спроможність на другому рівні складе 7407 TPS з розрахунку 16 MB на один слот.
Найпростішим рішенням є стиснення нульових байтів, вважає розробник. Водночас Бутерін виклав кілька підходів на основі властивостей транзакцій:
- агрегація підписів — перехід до стандарту BLS, який дає змогу об’єднувати кілька підписів в один. Розглядається тільки для мереж другого рівня. Один із прикладів реалізації — ERC-4337. Детальніше про нього за посиланням;
- заміна адрес на покажчики на місцезнаходження в історії — ефективно, але важкоздійсненно, як зазначив Бутерін;
- використання серіалізації для значень транзакцій — як приклад Бутерін навів десятковий формат із плаваючою крапкою і словник найпоширеніших значень.
За словами розробника, складність криється в реалізації цих схем. Так, наприклад, динамічне стиснення для використання покажчиків ускладнює код, а публікація відмінностей станів замість транзакцій призведе до збою ПЗ, зокрема оглядачів блоків.
«Ухвалення ERC-4337 і, в кінцевому підсумку, закріплення його частин в L2 EVM може значно прискорити розгортання методів агрегації. Закріплення частин ERC-4337 на L1 може прискорити його розгортання на L2», — зазначив Бутерін.
Plasma
Як зазначив Бутерін, навіть за умови «блобів» у 16 MB і необхідного стиснення даних отриманої в підсумку пропускної здатності в 58 000 TPS може бути недостатньо для деяких секторів. А вимоги до конфіденційності знизять масштабованість на величину від трьох до восьми разів, підкреслив розробник.
Одним із варіантів вирішення цієї проблеми є використання такого інструменту, як validium. Однак більш ефективним підходом Бутерін вважає концепцію Plasma.
Такий підхід полягає в публікації блоків поза ланцюжком, замість яких розміщуються їхні «корені» відповідно до «дерев Меркла». Перші версії Plasma, як зазначив Бутерін, були неефективними. Однак використання zk-SNARKs для перевірки кожного «кореня» вирішує цю проблему.
Ще один варіант — використання гібридної концепції, яка поєднує роллапи і Plasma. Як приклад Бутерін навів проєкт Intmax. У такому разі можливо досягти TPS у 266 667, підкреслив розробник.
Бутерін не протиставляє системи Plasma наявним validium. Останні можуть бути поліпшені за рахунок впровадження певних змін від архітектури Plasma, вважає він.
«Що ефективнішими можуть бути рішення Plasma, то менший тиск на L1, щоб мати високопродуктивну функціональність доступності даних. Переміщення активності на L2 також знижує тиск MEV на L1», — зазначив Бутерін.
Докази на другому рівні та взаємодія L2-рішень
У цьому розділі Бутерін зазначив, що тільки два ролапи досягли першої стадії — Optimism і Arbitrum. Однак цього недостатньо, зазначив Бутерін. Для досягнення другої стадії необхідна система доказів, яка гарантує, що приймаються тільки дійсні транзакції.
Перевірити її можливо двома способами, за словами Бутерина, — формальним, шляхом математичних методів, і використовуючи так звані мультидокази. Обидва підходи пов’язані з певними складнощами.
Ще одна проблема другого рівня, на думку Бутеріна, — це взаємодія проєктів на ньому.
Він виділив кілька підходів до поліпшення ситуації в розрізі цього:
- використання ланцюжка як частини адреси;
- спеціалізовані запити на оплату, в яких зазначено, зокрема, ланцюжок;
- стандартизований відкритий кросчейн-протокол;
- легкі клієнти, що дозволяють перевіряти ланцюжки, з якими взаємодіє користувач;
- гаманці-сховища ключів, що можуть зчитуватися з будь-якої мережі, в якій є їхня копія;
- так звані мости загальних токенів. Тут Бутерін описує загальний мінімальний накопичувач, який підтримуватиме масове оновлення балансів проєктів на другому рівні;
- синхронні виклики.
«Одна з причин, чому цей розділ унікальний, полягає в тому, що ці завдання не є просто технічними проблемами: вони також (можливо, навіть насамперед!) є соціальними проблемами. Вони вимагають взаємодії L2, гаманців і L1. Наша здатність успішно вирішувати цю проблему є перевіркою нашої здатності триматися разом як спільноти», — заявив Бутерін.
Масштабування L1
Водночас, за словами Бутеріна, подальший розвиток другого рівня без належної актуалізації першого тягне за собою безліч ризиків. Це, зокрема, економічна безпека Ethereum (ETH) і втрата доцільності становлення нових проєктів як L2 замість L1.
За словами розробника, найпростіший спосіб масштабування — збільшити ліміт газу. Однак водночас це загрожує централізацією L1 і поставить під питання репутацію мережі як надійного базового шару.
Інша стратегія масштабування передбачає виділення окремих функцій, які можна поліпшити, зазначив розробник. Здебільшого це буде реалізовано на етапі The Splurge.
Але є і третя стратегія — використання власних ролапів. Тут Бутерін має на увазі створення безлічі копій EVM, які працюють паралельно.
Кожен із цих підходів має певні складнощі, зазначив він. Головне питання, на яке необхідно відповісти під час формування подальшої концепції розвитку Ethereum, вважає Бутерін, — це остаточне бачення того, що має бути на L1 і L2.
«Нам потрібен якийсь керівний принцип, щоб ми могли переконатися, що ми не створюємо ситуацію, коли ми збільшуємо ліміт газу в 10 разів, сильно ушкоджуючи децентралізацію Ethereum L1, і виявляємо, що ми тільки-но дісталися світу, де замість 99% активності на L2 ми маємо 90% активності на L2, і тому результат в іншому має майже такий самий вигляд, за винятком незворотної втрати більшої частини того, що робить Ethereum L1 особливим», — заявив розробник.
За словами Бутеріна, залучення нових користувачів на перший рівень сприяє поліпшенню не тільки масштабування, а й інших аспектів. Зокрема, це означає, що більше MEV залишиться саме на L1 замість того, щоб бути проблемою виключно L2, додав він.
