С октября этого года соучредитель Ethereum опубликовал серию статей о возможностях будущего протокола Ethereum, охватывающих шесть частей дорожной карты развития Ethereum. В этой статье будет интерпретирована вторая часть этой серии The Surge, сосредоточив внимание на масштабируемости Ethereum и его долгосрочном развитии. Из технической дорожной карты этого этапа мы можем глубже понять, как Ethereum будет преобразован в протокол, способный обрабатывать огромные запросы (TPS достигает более 100 000), при этом сохраняя децентрализацию и безопасность.
Ядро видения Ethereum
По сути, Ethereum предназначен для того, чтобы стать основным уровнем децентрализованного интернета. Эфир поддерживает сложные децентрализованные приложения с помощью автоматически исполняемого кода смарт-контрактов, и эта гибкость делает его предпочтительной блокчейн-платформой для разработчиков, создающих децентрализованные приложения, включая DeFi, NFT и другие.
Однако Ethereum имеет ограничения в области масштабируемости. Ethereum L1 может обрабатывать только около 15-30 транзакций в секунду, что значительно уступает традиционным платежным сетям. Это приводит к высоким газовым сборам во время перегрузки сети и ограничивает способность Ethereum стать глобальной инфраструктурой. Именно эту проблему должен решить The Surge.
Основные цели Surge следующие:
Ethereum L1+L2 достигает 100,000+ TPS;
Поддерживать децентрализацию и устойчивость L1;
По крайней мере, некоторые L2 полностью наследуют основные свойства Ethereum (без доверия, открытость, устойчивость к цензуре);
Максимизация взаимной операбельности между L2: Эфир должен быть экосистемой, а не десятками различных блокчейнов.
Будущее, сосредоточенное на rollup
С Surge подразумевается план Ethereum по значительному повышению масштабируемости, в основном через решения L2. А rollup является ключевым компонентом этой стратегии. Дорожная карта, сосредоточенная на rollup, предлагает простое распределение задач: Ethereum L1 сосредотачивается на том, чтобы стать мощным и децентрализованным базовым слоем, в то время как L2 берет на себя задачи по помощи в масштабировании экосистемы.
Rollup упаковывает транзакции вне цепи, а затем отправляет их обратно в сеть Ethereum, значительно увеличивая пропускную способность при сохранении безопасности и децентрализации. Rollup может повысить масштабируемость Ethereum до более чем 100 000 TPS. Это будет революционное расширение, так как оно позволит Ethereum обрабатывать приложения глобального масштаба без ущерба для духа децентрализации.
Дорожная карта, сосредоточенная на rollup, рассматривается как долгосрочное решение для масштабирования. Ethereum 2.0 снизил энергопотребление, перейдя от PoW к PoS через The Merge, в то время как rollup рассматривается как следующий важный этап в долгосрочных решениях для масштабирования.
В этом году дорожная карта, сосредоточенная на rollup, достигла значительных результатов: с введением blob EIP-4844 значительно увеличилась пропускная способность данных уровня 1 Ethereum, несколько rollup на основе виртуальной машины Ethereum (EVM) перешли в первую стадию. Каждый уровень 2 существует как фрагмент с собственными внутренними правилами и логикой, разнообразие и многообразие способов реализации фрагментов теперь стали реальностью.
Образцы доступности данных (DAS) дальнейшее развитие
Другим ключевым аспектом Surge является выборка доступности данных (DAS), что является технологией, направленной на решение проблемы доступности данных. В децентрализованных сетях, таких как Ethereum, крайне важно, чтобы все узлы могли проверять данные, не храня или загружая все содержимое.
DAS позволяет узлам проверять данные без доступа к полному набору данных, тем самым повышая масштабируемость и эффективность.
Существует две формы DAS: PeerDAS и 2D DAS. PeerDAS, как ожидается, усилит предположение о доверии в rollup, сделав его более безопасным. 2D DAS производит случайную выборку не только внутри blob, но и между blob. Используя линейные свойства KZG-коммитментов, набор новых виртуальных blob расширяет набор blob в блоке, кодируя ту же избыточную информацию.
С помощью DAS Эфир может обрабатывать больше данных, что позволяет реализовать более быстрые и дешевые rollup без ущерба для децентрализации.
На более поздних этапах потребуется провести больше работы для определения идеальной версии 2D DAS и подтверждения ее безопасных свойств.
Долгосрочный реальный путь таков:
Реализация идеального 2D DAS;
Продолжайте использовать 1D DAS, жертвуя эффективностью ширины полосы выборки ради простоты и надежности, принимая более низкий предел данных;
Отказаться от DA и полностью принять Plasma в качестве основной архитектуры Layer2.
Стоит отметить, что даже если принято решение непосредственно расширять выполнение на уровне L1, такой выбор все же существует. Это связано с тем, что если уровень L1 должен обрабатывать большое количество TPS, блоки L1 станут очень большими, и клиентам потребуется эффективный способ проверки их корректности, поэтому придется использовать на уровне L1 те же технологии, что и в rollup (такие как ZK-EVM и DAS).
Plasma и другие решения
Помимо Rollup, одним из ранних предложенных решений для расширения сети вне цепочки является Plasma, который также является другим решением L2.
Plasma создает дочерние цепи, которые обрабатывают транзакции независимо от основной цепи Ethereum и регулярно отправляют сводки в основную сеть. Для каждого блока оператор отправляет каждому пользователю ветвь Меркла, чтобы подтвердить изменение состояния активов этого пользователя. Пользователи могут извлекать свои активы, предоставляя ветвь Меркла. Важно отметить, что эта ветвь не обязательно должна иметь корень в последнем состоянии.
Таким образом, даже если возникнут проблемы с доступностью данных, пользователи все равно могут восстановить свои активы, извлекая доступное последнее состояние. Если пользователь подает недействительный ветвь (например, пытается извлечь активы, которые уже были отправлены другим, или оператор сам создает актив из ниоткуда), можно определить законное владение активом с помощью механизма оспаривания на цепочке.
Хотя разработка Plasma в некоторой степени отстает от rollup, она по-прежнему рассматривается как часть более широкого набора инструментов масштабируемости Ethereum.
Кроме того, обсуждаются улучшения технологий сжатия данных и криптографических доказательств для дальнейшего повышения эффективности rollup и других решений L2. Идея заключается в том, чтобы сжать как можно больше данных, при этом гарантируя, что вся необходимая информация остается доступной для проверки узлами Эфира. Эти технологические усовершенствования, вероятно, сыграют ключевую роль в процессе достижения более высокой пропускной способности в Ethereum.
Ранние версии Plasma могли обрабатывать только платежные случаи и не могли эффективно расширяться. Однако, если каждый корень требует проверки с помощью SNARK, то Plasma становится гораздо мощнее. Процесс может быть значительно упрощен, так как исключается большая часть возможных путей мошенничества со стороны операторов. В то же время открываются новые пути, при которых пользователи могут немедленно выводить средства, если операторы не мошенничают, без необходимости ждать недельный период оспаривания.
Один из способов создания EVM plasma-цепи (не единственный способ) заключается в следующем: использовать ZK-SNARK для построения параллельного UTXO-дерева, отражающего изменения баланса, произведенные EVM, определяющего уникальное отображение "одной и той же монеты" в различные исторические периоды. На его основе затем можно построить структуру Plasma.
Производительность Plasma довольно хороша, и это также является ключевой причиной, по которой всем нужно разрабатывать структурные приемы для преодоления его недостатков в безопасности.
Улучшение межоперабельности между L2
Одной из основных проблем, с которыми сталкивается современная L2 экосистема, является слабая межоперабельность между L2. Необходимо улучшить ситуацию так, чтобы использование L2 экосистемы ощущалось как использование единой экосистемы Ethereum.
Существует множество категорий улучшений межоперабельности между L2. Теоретически, основанный на Rollup Эфир аналогичен исполнению шардирования L1. В текущей экосистеме L2 Эфира на практике есть следующие проблемы, которые далеки от идеального состояния:
Адрес определенной цепочки: адрес должен содержать информацию о цепочке (L1, Optimism, Arbitrum......). Как только это будет реализовано, можно будет осуществить процесс отправки между L2 просто вставив адрес в поле отправки, при этом кошелек сможет самостоятельно обрабатывать, как отправлять (включая использование кросс-цепочных протоколов).
Платежный запрос для конкретной цепочки: должно быть возможным легко и стандартизированно создавать сообщения в форме "отправьте мне X токенов типа Y на цепочке Z". Это имеет два основных сценария применения: платежи между людьми или платежи между людьми и услугами торговца; dApp запрашивает финансирование.
Кросс-чейн обмен и оплата газа: должен быть стандартизированный открытый протокол для выражения кросс-чейн операций. ERC-7683 и RIP-7755 являются попытками в этой области, хотя область их применения шире, чем эти конкретные случаи.
Легкий клиент: пользователи должны иметь возможность фактически проверять цепочку, с которой они взаимодействуют, а не просто доверять поставщику RPC. ERC-3668 (CCIP-read) является одной из стратегий для достижения этой цели.
Идея токенов моста: предположим, что в мире, где все L2 являются rollup с доказательством корректности, и каждый слот отправляет данные на Эфир, для того чтобы в родном состоянии переместить актив L2 на другой L2, все еще требуется вывод и депозит, что требует уплаты значительных затрат на L1 Gas.
Одним из способов решения этой проблемы является создание общего минималистичного Rollup, единственной функцией которого является поддержание информации о том, какой L2 владеет каждым типом токена и сколько у него есть на балансе, а также возможность массового обновления этих остатков через серию операций меж L2, инициированных любым L2. Это позволит избежать оплаты L1 за газ при каждом переводе между L2, а также не потребуется использование технологий, таких как ERC-7683, основанных на поставщиках ликвидности.
Синхронная комбинация: позволяет осуществлять синхронные вызовы между определёнными L2 и L1 или между несколькими L2. Это помогает повысить финансовую эффективность DeFi-протоколов. Первое можно реализовать без какой-либо координации между L2; второе требует совместной сортировки. Технология на основе rollup автоматически применяется ко всем этим технологиям.
Многочисленные примеры выше сталкиваются с проблемой, когда стандартизировать и какие уровни стандартизировать. Если стандартизация произойдет слишком рано, это может закрепить плохое решение. Если стандартизация произойдет слишком поздно, это может привести к ненужной фрагментации.
На данный момент существует согласие в том, что в некоторых случаях есть краткосрочное решение, которое имеет более слабые характеристики, но легче реализуется, и есть долгосрочное решение, которое является "окончательно правильным", но его реализация займет несколько лет. Эти задачи не являются только техническими проблемами; они также являются (и, возможно, в основном являются) социальными проблемами, требующими сотрудничества между L2 и кошельками, а также L1.
Продолжение расширения Ethereum L1
Расширение Ethereum L1 и обеспечение его способности продолжать вмещать все большее количество случаев использования имеет большую ценность.
Существует три стратегии расширения L1, которые могут выполняться отдельно или параллельно:
Улучшение технологий (например, клиентский код, без состояния клиент, историческая дата истечения), чтобы сделать L1 более простым для верификации, а затем увеличить лимит газа;
Снизить стоимость конкретных операций, увеличив среднюю емкость без увеличения риска наихудшего сценария;
Нативные Rollups (то есть создание N параллельных копий EVM).
Эти различные технологии имеют свои собственные компромиссы. Например, нативные rollups имеют ту же слабость в отношении композируемости, что и обычные rollups: нельзя отправить одну транзакцию для синхронного выполнения операций через несколько rollup. Повышение лимита Gas ослабляет другие преимущества, которые можно достичь за счет упрощения верификации L1, такие как увеличение доли пользователей, работающих в качестве верификаторов, и увеличение числа соло-стейкеров. В зависимости от способа реализации, сделать определенные операции в EVM дешевле может повысить общую сложность EVM.
Децентрализация и безопасность
Баланс между масштабируемостью и децентрализацией является одной из часто упоминаемых тем. Многие блокчейн-проекты выбирают жертву децентрализации ради более высокой пропускной способности. Например, у одного блокчейна каждое
На этой странице может содержаться сторонний контент, который предоставляется исключительно в информационных целях (не в качестве заявлений/гарантий) и не должен рассматриваться как поддержка взглядов компании Gate или как финансовый или профессиональный совет. Подробности смотрите в разделе «Отказ от ответственности» .
12 Лайков
Награда
12
7
Поделиться
комментарий
0/400
DiamondHands
· 07-25 01:37
Снова говорим о tps, эх.
Посмотреть ОригиналОтветить0
0xSoulless
· 07-23 21:11
tps снова в рост, это неудачники, которые炒来炒去
Посмотреть ОригиналОтветить0
WenAirdrop
· 07-22 23:20
такая высокая tps, долго ждал этого
Посмотреть ОригиналОтветить0
FloorSweeper
· 07-22 08:45
бумажные руки все еще верят в eth lmao
Посмотреть ОригиналОтветить0
CryptoFortuneTeller
· 07-22 08:45
Пришло время, ETH может обеспечить 100k TPS.
Посмотреть ОригиналОтветить0
MrRightClick
· 07-22 08:31
Всего 10 тыс. tps? Это действительно недостаточно.
Посмотреть ОригиналОтветить0
AirdropHunterWang
· 07-22 08:30
Объем закончился, и я с нетерпением жду снижения платы за газ
Полное руководство по обновлению Эфира The Surge: путь к масштабированию с целью более 100 000 TPS
Анализ обновления технологий Ethereum: The Surge
С октября этого года соучредитель Ethereum опубликовал серию статей о возможностях будущего протокола Ethereum, охватывающих шесть частей дорожной карты развития Ethereum. В этой статье будет интерпретирована вторая часть этой серии The Surge, сосредоточив внимание на масштабируемости Ethereum и его долгосрочном развитии. Из технической дорожной карты этого этапа мы можем глубже понять, как Ethereum будет преобразован в протокол, способный обрабатывать огромные запросы (TPS достигает более 100 000), при этом сохраняя децентрализацию и безопасность.
Ядро видения Ethereum
По сути, Ethereum предназначен для того, чтобы стать основным уровнем децентрализованного интернета. Эфир поддерживает сложные децентрализованные приложения с помощью автоматически исполняемого кода смарт-контрактов, и эта гибкость делает его предпочтительной блокчейн-платформой для разработчиков, создающих децентрализованные приложения, включая DeFi, NFT и другие.
Однако Ethereum имеет ограничения в области масштабируемости. Ethereum L1 может обрабатывать только около 15-30 транзакций в секунду, что значительно уступает традиционным платежным сетям. Это приводит к высоким газовым сборам во время перегрузки сети и ограничивает способность Ethereum стать глобальной инфраструктурой. Именно эту проблему должен решить The Surge.
Основные цели Surge следующие:
Будущее, сосредоточенное на rollup
С Surge подразумевается план Ethereum по значительному повышению масштабируемости, в основном через решения L2. А rollup является ключевым компонентом этой стратегии. Дорожная карта, сосредоточенная на rollup, предлагает простое распределение задач: Ethereum L1 сосредотачивается на том, чтобы стать мощным и децентрализованным базовым слоем, в то время как L2 берет на себя задачи по помощи в масштабировании экосистемы.
Rollup упаковывает транзакции вне цепи, а затем отправляет их обратно в сеть Ethereum, значительно увеличивая пропускную способность при сохранении безопасности и децентрализации. Rollup может повысить масштабируемость Ethereum до более чем 100 000 TPS. Это будет революционное расширение, так как оно позволит Ethereum обрабатывать приложения глобального масштаба без ущерба для духа децентрализации.
Дорожная карта, сосредоточенная на rollup, рассматривается как долгосрочное решение для масштабирования. Ethereum 2.0 снизил энергопотребление, перейдя от PoW к PoS через The Merge, в то время как rollup рассматривается как следующий важный этап в долгосрочных решениях для масштабирования.
В этом году дорожная карта, сосредоточенная на rollup, достигла значительных результатов: с введением blob EIP-4844 значительно увеличилась пропускная способность данных уровня 1 Ethereum, несколько rollup на основе виртуальной машины Ethereum (EVM) перешли в первую стадию. Каждый уровень 2 существует как фрагмент с собственными внутренними правилами и логикой, разнообразие и многообразие способов реализации фрагментов теперь стали реальностью.
Образцы доступности данных (DAS) дальнейшее развитие
Другим ключевым аспектом Surge является выборка доступности данных (DAS), что является технологией, направленной на решение проблемы доступности данных. В децентрализованных сетях, таких как Ethereum, крайне важно, чтобы все узлы могли проверять данные, не храня или загружая все содержимое.
DAS позволяет узлам проверять данные без доступа к полному набору данных, тем самым повышая масштабируемость и эффективность.
Существует две формы DAS: PeerDAS и 2D DAS. PeerDAS, как ожидается, усилит предположение о доверии в rollup, сделав его более безопасным. 2D DAS производит случайную выборку не только внутри blob, но и между blob. Используя линейные свойства KZG-коммитментов, набор новых виртуальных blob расширяет набор blob в блоке, кодируя ту же избыточную информацию.
С помощью DAS Эфир может обрабатывать больше данных, что позволяет реализовать более быстрые и дешевые rollup без ущерба для децентрализации.
На более поздних этапах потребуется провести больше работы для определения идеальной версии 2D DAS и подтверждения ее безопасных свойств.
Долгосрочный реальный путь таков:
Стоит отметить, что даже если принято решение непосредственно расширять выполнение на уровне L1, такой выбор все же существует. Это связано с тем, что если уровень L1 должен обрабатывать большое количество TPS, блоки L1 станут очень большими, и клиентам потребуется эффективный способ проверки их корректности, поэтому придется использовать на уровне L1 те же технологии, что и в rollup (такие как ZK-EVM и DAS).
Plasma и другие решения
Помимо Rollup, одним из ранних предложенных решений для расширения сети вне цепочки является Plasma, который также является другим решением L2.
Plasma создает дочерние цепи, которые обрабатывают транзакции независимо от основной цепи Ethereum и регулярно отправляют сводки в основную сеть. Для каждого блока оператор отправляет каждому пользователю ветвь Меркла, чтобы подтвердить изменение состояния активов этого пользователя. Пользователи могут извлекать свои активы, предоставляя ветвь Меркла. Важно отметить, что эта ветвь не обязательно должна иметь корень в последнем состоянии.
Таким образом, даже если возникнут проблемы с доступностью данных, пользователи все равно могут восстановить свои активы, извлекая доступное последнее состояние. Если пользователь подает недействительный ветвь (например, пытается извлечь активы, которые уже были отправлены другим, или оператор сам создает актив из ниоткуда), можно определить законное владение активом с помощью механизма оспаривания на цепочке.
Хотя разработка Plasma в некоторой степени отстает от rollup, она по-прежнему рассматривается как часть более широкого набора инструментов масштабируемости Ethereum.
Кроме того, обсуждаются улучшения технологий сжатия данных и криптографических доказательств для дальнейшего повышения эффективности rollup и других решений L2. Идея заключается в том, чтобы сжать как можно больше данных, при этом гарантируя, что вся необходимая информация остается доступной для проверки узлами Эфира. Эти технологические усовершенствования, вероятно, сыграют ключевую роль в процессе достижения более высокой пропускной способности в Ethereum.
Ранние версии Plasma могли обрабатывать только платежные случаи и не могли эффективно расширяться. Однако, если каждый корень требует проверки с помощью SNARK, то Plasma становится гораздо мощнее. Процесс может быть значительно упрощен, так как исключается большая часть возможных путей мошенничества со стороны операторов. В то же время открываются новые пути, при которых пользователи могут немедленно выводить средства, если операторы не мошенничают, без необходимости ждать недельный период оспаривания.
Один из способов создания EVM plasma-цепи (не единственный способ) заключается в следующем: использовать ZK-SNARK для построения параллельного UTXO-дерева, отражающего изменения баланса, произведенные EVM, определяющего уникальное отображение "одной и той же монеты" в различные исторические периоды. На его основе затем можно построить структуру Plasma.
Производительность Plasma довольно хороша, и это также является ключевой причиной, по которой всем нужно разрабатывать структурные приемы для преодоления его недостатков в безопасности.
Улучшение межоперабельности между L2
Одной из основных проблем, с которыми сталкивается современная L2 экосистема, является слабая межоперабельность между L2. Необходимо улучшить ситуацию так, чтобы использование L2 экосистемы ощущалось как использование единой экосистемы Ethereum.
Существует множество категорий улучшений межоперабельности между L2. Теоретически, основанный на Rollup Эфир аналогичен исполнению шардирования L1. В текущей экосистеме L2 Эфира на практике есть следующие проблемы, которые далеки от идеального состояния:
Адрес определенной цепочки: адрес должен содержать информацию о цепочке (L1, Optimism, Arbitrum......). Как только это будет реализовано, можно будет осуществить процесс отправки между L2 просто вставив адрес в поле отправки, при этом кошелек сможет самостоятельно обрабатывать, как отправлять (включая использование кросс-цепочных протоколов).
Платежный запрос для конкретной цепочки: должно быть возможным легко и стандартизированно создавать сообщения в форме "отправьте мне X токенов типа Y на цепочке Z". Это имеет два основных сценария применения: платежи между людьми или платежи между людьми и услугами торговца; dApp запрашивает финансирование.
Кросс-чейн обмен и оплата газа: должен быть стандартизированный открытый протокол для выражения кросс-чейн операций. ERC-7683 и RIP-7755 являются попытками в этой области, хотя область их применения шире, чем эти конкретные случаи.
Легкий клиент: пользователи должны иметь возможность фактически проверять цепочку, с которой они взаимодействуют, а не просто доверять поставщику RPC. ERC-3668 (CCIP-read) является одной из стратегий для достижения этой цели.
Идея токенов моста: предположим, что в мире, где все L2 являются rollup с доказательством корректности, и каждый слот отправляет данные на Эфир, для того чтобы в родном состоянии переместить актив L2 на другой L2, все еще требуется вывод и депозит, что требует уплаты значительных затрат на L1 Gas.
Одним из способов решения этой проблемы является создание общего минималистичного Rollup, единственной функцией которого является поддержание информации о том, какой L2 владеет каждым типом токена и сколько у него есть на балансе, а также возможность массового обновления этих остатков через серию операций меж L2, инициированных любым L2. Это позволит избежать оплаты L1 за газ при каждом переводе между L2, а также не потребуется использование технологий, таких как ERC-7683, основанных на поставщиках ликвидности.
Многочисленные примеры выше сталкиваются с проблемой, когда стандартизировать и какие уровни стандартизировать. Если стандартизация произойдет слишком рано, это может закрепить плохое решение. Если стандартизация произойдет слишком поздно, это может привести к ненужной фрагментации.
На данный момент существует согласие в том, что в некоторых случаях есть краткосрочное решение, которое имеет более слабые характеристики, но легче реализуется, и есть долгосрочное решение, которое является "окончательно правильным", но его реализация займет несколько лет. Эти задачи не являются только техническими проблемами; они также являются (и, возможно, в основном являются) социальными проблемами, требующими сотрудничества между L2 и кошельками, а также L1.
Продолжение расширения Ethereum L1
Расширение Ethereum L1 и обеспечение его способности продолжать вмещать все большее количество случаев использования имеет большую ценность.
Существует три стратегии расширения L1, которые могут выполняться отдельно или параллельно:
Эти различные технологии имеют свои собственные компромиссы. Например, нативные rollups имеют ту же слабость в отношении композируемости, что и обычные rollups: нельзя отправить одну транзакцию для синхронного выполнения операций через несколько rollup. Повышение лимита Gas ослабляет другие преимущества, которые можно достичь за счет упрощения верификации L1, такие как увеличение доли пользователей, работающих в качестве верификаторов, и увеличение числа соло-стейкеров. В зависимости от способа реализации, сделать определенные операции в EVM дешевле может повысить общую сложность EVM.
Децентрализация и безопасность
Баланс между масштабируемостью и децентрализацией является одной из часто упоминаемых тем. Многие блокчейн-проекты выбирают жертву децентрализации ради более высокой пропускной способности. Например, у одного блокчейна каждое