Następny krok w skalowaniu Ethereum może polegać na tym, aby wszyscy przestali wykonywać tę samą pracę

Współzałożyciel Ethereum, Vitalik Buterin, twierdzi, że postępy w kryptografii mogą przekształcić decentralizację z kosztu wydajności w przewagę skalowania dla sieci.

W eseju z 27 września Buterin opisał długoterminowy cel Ethereum jako "kryptograficzny komputer światowy", architekturę, w której obliczenia i dane mogą być coraz bardziej rozproszone wśród różnych uczestników, podczas gdy kompaktowe dowody pozwalają innym tanio weryfikować, że praca została wykonana poprawnie.

Przesunięcie to oznaczałoby odejście od tradycyjnego modelu blockchain, w którym każdy węzeł pobiera transakcje i powtarza wiele tych samych obliczeń. Zamiast tego Ethereum mogłoby przenieść więcej pracy na szerszą sieć wyspecjalizowanych uczestników, nie wymagając od każdego walidatora powtarzania jej, co potencjalnie pozwoliłoby samej decentralizacji przyczynić się do wydajności.

"Być może najważniejsza zmiana" polega na tym, że decentralizacja przestaje być obciążeniem akceptowanym dla bezpieczeństwa i solidności i może w ograniczonych przypadkach stać się siłą wydajności, napisał Buterin. Rozproszone sieci mogą przechowywać większe ilości danych i wykonywać więcej obliczeń równolegle, w tym prace związane z mempool transakcji.

To ożywia jedną z najwcześniejszych ambicji Ethereum. Programiści w połowie lat 2010-tych rozważali rozdzielenie różnych części obliczeń wśród uczestników, podobnie jak systemy scentralizowane dzielą obciążenia między serwerami. Przeszkodą była weryfikacja: podział pracy stwarzał dodatkowy problem ustalenia, że każdy uczestnik wykonał swoją część poprawnie.

Nowoczesne dowody kryptograficzne coraz bardziej dostarczają tej brakującej warstwy, powiedział Buterin, podczas gdy ich obciążenie obliczeniowe nadal maleje.

Od powtarzanych obliczeń do zweryfikowanej pracy

Zmiana ta jest częścią szerszej reformy, którą Buterin argumentuje, że sprawi, iż Ethereum około 2030 roku będzie jakościowo różne od systemów blockchain, które powstały wraz z Bitcoinem.

Przyszły model weryfikacji Ethereum będzie coraz bardziej opierał się na próbkowaniu danych i zwięzłych dowodach kryptograficznych, zamiast wymagać, aby każdy walidator pobierał i niezależnie wykonywał wszystko. Konsensus również zmierza w kierunku bardziej zoptymalizowanego projektu proof-of-stake, podczas gdy budowa bloków jest dzielona między wielu uczestników, zamiast być kontrolowana przez jednego producenta.

Technologia zero-knowledge jest już centralna w tym kierunku. Proponowany model L1 zkEVM Ethereum pozwoliłby wyspecjalizowanemu dowodzącemu wykonać blok i wygenerować dowód poprawnego wykonania, który inne węzły mogłyby zweryfikować znacznie taniej niż ponownie wykonując każdą transakcję samodzielnie. Technologia ta pozostaje w aktywnych badaniach i nie została zintegrowana z produkcyjnymi klientami Ethereum.

Rezultatem, jeśli mapa drogowa zadziała zgodnie z zamierzeniami, byłaby sieć, w której wykonywanie pracy i sprawdzanie pracy stają się coraz bardziej oddzielnymi funkcjami.

Buterin twierdzi, że separacja ta mogłaby pozwolić Ethereum zachować korzyści bezpieczeństwa szerokiej weryfikacji, jednocześnie wykorzystując rozproszoną infrastrukturę do większej ilości obliczeń, przechowywania i potencjalnie prywatności. Infrastruktura otaczająca Ethereum mogłaby również konkurować bardziej agresywnie pod względem opóźnienia, nawet jeśli sama podstawowa sieć nigdy nie osiągnie czasów reakcji scentralizowanych serwerów.

Opisał ostateczny system jako hybrydę łączącą tradycyjne właściwości blockchain z weryfikacją kryptograficzną, prywatnością i zdecentralizowanymi komponentami działającymi z dala od podstawowej sieci.

Aplikacje mogą musieć się zmienić

Przejście to może również zmienić ekonomię budowania aplikacji na Ethereum.

Na konwencjonalnym blockchainie programiści w dużej mierze myślą o ilości danych lub obliczeń, które aplikacja konsumuje. Buterin oczekuje, że struktura tych obliczeń stanie się coraz ważniejsza, gdy Ethereum będzie próbować zrównoleglić pracę wśród różnych uczestników.

Aplikacje, które pakują dużą ilość współzależnych obliczeń w jedną transakcję szeregową, mogą stać się stosunkowo drogie, podczas gdy obciążenia podzielone na dobrze zdefiniowane komponenty, które można równolegle przetwarzać, agregować lub przycinać, mogą stać się tańsze.

To dałoby deweloperom zachętę do projektowania aplikacji wokół niezależnych zależności, zamiast traktować Ethereum jako jedną maszynę, na której dowolne obliczenia są wykonywane sekwencyjnie.

Z biegiem czasu, zasugerował Buterin, Ethereum mogłoby zbiegać w kierunku modelu, w którym informacje potrzebne do porządkowania i zmian stanu, które nie mogą być przearanżowane, pozostają na łańcuchu, podczas gdy większość otaczających obliczeń jest przetwarzana i agregowana przed dotarciem do bloku.

Taki model zbliżyłby Ethereum do roli warstwy koordynacyjnej i weryfikacyjnej dla rozproszonych obliczeń, a nie systemu, w którym sama baza łańcucha wykonuje każdą operację.

Rozróżnienie to pozostaje w dużej mierze perspektywiczne. Plan rozwoju Ethereum zawiera kilka badań mających na celu zmniejszenie tego, co zwykli walidatorzy muszą przechowywać lub obliczać, podczas gdy wiele technologii potrzebnych do szerszej architektury pozostaje niedokończonych.

Stan staje się trudniejszym ograniczeniem

Uczynienie obliczeń weryfikowalnymi nie eliminuje potrzeby uzyskania danych, na których te obliczenia się opierają.

Buterin zidentyfikował zarządzanie i równoległe uzyskiwanie dostępu do rosnącego stanu Ethereum jako bardziej systematycznie trudne wyzwanie, przed którym stoi architektura. Stan obejmuje salda kont, przechowywanie inteligentnych kontraktów i inne informacje wymagane do określenia, jak obecnie wygląda sieć, zanim można obliczyć kolejną transakcję.

Badacze Ethereum poszukują kilku podejść, aby zmniejszyć ten ciężar. Słaba bezstanowość, na przykład, pozwoliłaby większości walidatorów weryfikować bloki bez utrzymywania pełnej bazy danych stanu, podczas gdy producenci bloków zachowują dostęp do stanu potrzebnego do konstruowania bloków i generowania świadków. Propozycja ta pozostaje w fazie badań i zależy od innych zmian w architekturze Ethereum.

To oznacza, że dowody kryptograficzne mogą znacznie obniżyć koszt weryfikacji wyniku obliczeń, nie eliminując jednak wymogu dostępu do danych. Sieć musi nadal rozwijać niezawodne sposoby przechowywania, odzyskiwania i równoległego dostępu do stanu, gdy więcej pracy jest dzielone między uczestników.

Buterin powiedział, że Ethereum ma potencjalne podejścia do tego problemu, chociaż projekty będą musiały ewoluować wraz z aplikacjami, które ostatecznie będą działać w sieci.

Przejście to już wkrótce znajdzie się w planie protokołu Ethereum. Buterin powiedział, że Hegotá, obecnie planowana na 2027 rok, może być ostatnim "normalnym" forkiem sieci, rozpoznawalnym dla deweloperów z wcześniejszej ery Ethereum. Późniejsze aktualizacje mają coraz bardziej polegać na rekurencyjnych dowodach, zautomatyzowanej formalnej weryfikacji, zoptymalizowanej konsensusie i kryptografii odpornej na kwanty.

PeerDAS rozpoczął to przejście, powiedział. To, co nastąpi, przetestuje, czy Ethereum może rozdzielić znacznie więcej obliczeń bez odtwarzania starego wymogu, aby każdy uczestnik powtarzał tę samą pracę, oraz czy jego infrastruktura stanu może nadążyć za kryptografią, która umożliwia to podział.

Niniejsza treść ma charakter wyłącznie informacyjny i nie stanowi porady finansowej, inwestycyjnej, prawnej ani podatkowej. Wszelkie wydarzenia, nagrody, promocje online lub powiązane informacje, o których tu mowa, nie powinny być traktowane jako rekomendacja, zachęta ani zaproszenie do kupna, sprzedaży, wymiany lub innego rodzaju obrotu aktywami kryptograficznymi. Aktywa kryptograficzne charakteryzują się dużą zmiennością i mogą prowadzić do strat. Dostępność usług, produktów i powiązanych wydarzeń WEEX może się różnić w zależności od regionu. Użytkownik jest odpowiedzialny za upewnienie się, że jego udział jest zgodny z obowiązującymi lokalnymi przepisami i regulacjami.