Saker att veta: |
– Ethereum, världens näst största blockkedja efter börsvärde, genomgick nyligen en betydande mjukvaruuppgradering som heter The Merge, och skiftade från Proof-of-Work till Proof-of-Stake-konsensus.
– Även om en framgångsrik övergång är, kvarstår frågor om Ethereums skalbarhet och beredskap för nästa steg i Web3:s utveckling. – Den här artikeln fördjupar sig i Ethereums skalningsutmaningar och utvärderar dess förmåga att möta vanliga adoptionsbehov. Den hävdar att även om en felfri skalningslösning inte existerar ännu, har Layer 2s inklusive Optimistic och Validity Rollups störst potential för ökad skalbarhet med en bra avvägning för blockchain-trilemmat. – Mer exakt, optimistiska och Validity Rollups, med hjälp av ZKP-teknik, kommer att vara nyckeln i att forma framtiden för Ethereum genom att möjliggöra förtroendelösa, komplexa och tillståndslösa transaktioner i stor skala. |
Skala Ethereum: Jakten på en lösning
Ethereum, som många blockkedjor, står för närvarande inför begränsad transaktionsbehandlingskapacitet. Trots stöd för ETH-överföringar och tusentals DApps har ökad användning resulterat i långsammare och dyrare transaktioner.
För att mildra höga avgifter ledde denna situation till osäkra designbeslut såsom centraliserade tjänster utanför kedjan för NFT-marknadsplatser. Införandet av EIP 1559 förbättrade avgiftsuppskattning och incitament, men har inte förbättrat skalbarheten nämnvärt. … Skalbarhetsutmaningen är välkänd inom det populära blockkedjetrilemmat skalbarhet, decentralisering och säkerhet.
Blockchain-trilemmat hävdar att det inte är möjligt att samtidigt uppnå tre egenskaper: decentralisering, säkerhet och skalbarhet. Offra på decentralisering, det är mycket lättare att bygga ett skalbart och säkert system, vilket Web2 redan har bevisat. Prioritera skalbarhet genom att offra din konsensusmekanism och du har en meningslös, osäker, decentraliserad blockkedja. Att lösa Blockchain-trilemmat är otroligt komplext och har varit en pågående utmaning under det senaste decenniet.
Öka genomströmningen: Flera tillvägagångssätt
Under åren har många lösningar tagits upp för att lösa Ethereum blockchain-trilemmat. Ett populärt förslag är att bygga större block eller block per sekund. Även om det kan verka som en bra idé, skärper det kraven på blockkedjenoder och validatorer/gruvarbetare för konsensus, vilket leder till ökad centralisering. Det saktar också ned omorganiseringar, vilket ökar säkerhetsriskerna.
Ett alternativ är att skapa en sidokedja för att minska belastningen på huvudkedjan, som sett med Polygon-nätverket. Detta system involverar säkerhetsavvägningar eftersom det förlitar sig på en svagare konsensus än Ethereum (mindre börsvärde). Även om det kan passa specifika användningsfall, leder det ofta till centralisering och tar inte fullt upp Ethereums skalbarhetsproblem. Och hur som helst, det är fortfarande långt borta från de tiotusentals förfrågningar som behövs för att köra ett Visa-liknande system.
Layer 2s & Sharding: Lösningar på Ethereums skalbarhetsutmaningar?
Sharding och Layer 2s ses allmänt som de bästa alternativen för Ethereum att skala samtidigt som blockkedjetrilemmat bevaras.
Å ena sidan, blockchain skärning har länge ansetts vara nyckeln till skalbarhet i blockkedjevärlden. Det var huvudfunktionen i Eth2.0 2019 med övergången till BLS-signaturschemat, PoS-konsensusmekanismen och implementeringen av eWASM. Å andra sidan, Lager 2s har sett snabba framsteg genom pågående forskning inom roll-up-mekanismer. Låt oss utforska det aktuella läget för dessa två konkurrerande tillvägagångssätt och vad deras framtid kan innebära.
Hur fungerar Blockchain Sharding?
Termen sharding härrör från databasvetenskap där vi delar upp en databas horisontellt i mindre, hanterbara bitar som kallas shards. Varje skärva är en separat databas som innehåller en dataundergrupp. Sharding används för att skala databaser genom att distribuera data och frågor över flera servrar, vilket gör att databasen kan hantera en större volym data utan att behöva en enda kraftfull server.
Denna idé att utnyttja sharding på blockkedjor blev snabbt populär bland utvecklare. Blockchain-sharding delar upp nätverket i mindre delnätverk som kallas shards, och shards möjliggör parallellbearbetning av transaktioner. I en skärrad blockkedja är varje skärva en separat kedja som fungerar oberoende. Detta innebär att varje nod, miner/validator kan fokusera på en given shard för att skapa en lokal konsensus. För det första gör det att transaktioner kan behandlas parallellt. För det andra har varje skärva färre transaktioner att hantera. Låter perfekt, så vad är haken?
Sharding-utmaningar: Konsensus, Cross-Shard-kommunikation och säkerhet
Med blockchain-sharding är det inte lätt att definiera den övergripande konsensus. Vad är nätverkets globala konsensus? Är det förbundet mellan varje lokal konsensus? Hur och var förankrar ni dessa lokala samförstånd för att skapa en global sådan som alla kan lita på? Sådana frågor är inte lätta att besvara.
En annan betydande utmaning för att implementera skärning är kommunikation över skärvor. När det kommer till databaser har du inte det här problemet eftersom data är uppdelade över olika skärvor, vilket gör att du kan läsa eller skriva dem självständigt utan egentliga problem. När det gäller blockkedjeskärvor som exekverar kod är detta mycket mer komplext. Varje shard måste kunna köra sin egen kod, se tillståndet för en annan shard och köra kod på en annan. Detta är inte trivialt.
Denna skärningssvårighet relaterar också till problemet med säkerhet. Denna fråga har studerats av experter och olika skärningsscheman har ansetts vara benägna att många nya former av attacker. Först och främst ifrågasätter den helt enkelt konsensusmekanismen. Om du har 10 skärvor, och gruvarbetare fördelas per skärva, är det 10 gånger billigare att ta över en skärva än att ta över den övergripande blockkedjan. Schematiskt översätts attacken på 51 % till 5.1 %. En lösning på detta är att ändra konsensusmekanismen från Proof of Work till Proof Of Stake. Detta var den primära motivationen för Ethereums övergång till Proof Of Stake.
På säkerhet front, effekten av Sammanfogningen har diskuterats mycket. På decentralisering front, den uppdaterade Ethereum-konsensusen gynnade centralisering, med tanke på att tokenägande avgör nätverkskontroll.
När det gäller Ethereums nya konsensus, stimulerade flera parametrar centralisering:
- Att köra din Ethereum-nod är inte okomplicerat, det kräver resurser och drifttid. Det hindrar helt enkelt din plånbok från att implementera den och köras på din bärbara dator eller till och med din mobil.
- Tröskeln på 32 ETH och det faktum att det inte är möjligt att ta bort spelet förrän ett okänt datum skapade en pooling och likvid insats där Lido och börser tog större delen av marknaden. Idag kontrollerar fyra aktörer mer än 4 % av mynten som satsas på Ethereum blockchain (Lido 55 %, Coinbase 29.2 %, Kraken 13.1 % och Binance 7.6 %).
Sammantaget är blockchain-sharding en intressant idé för att öka skalbarheten, men kräver komplex arkitektur, speciellt när det gäller att definiera den övergripande konsensus och implementera ett effektivt cross-shard-protokoll. Mycket arbete har gjorts mot dessa mål, men vi är fortfarande långt ifrån att implementera dem och ta vara på effekterna på blockchain-trilemmat.
Rollups till undsättning
Rollups komprimerar flera transaktioner till en enda transaktion för Ethereum att utföra, vilket möjliggör exekvering utanför kedjan av många transaktioner med Ethereums säkerhet för avvecklingar. Det finns två huvudsakliga implementeringar av denna idé:
- Optimistiska sammanställningar, som tillåter användare att utfärda bedrägeribevis i händelse av tvist
- ZK-Rollups där L2-nätverket utfärdar giltighetsbevis.
Optimistiska sammanställningar och slutgiltighetsproblem:
Optimistiska rollups har utformats som de mest EVM-utseende rollups. De är optimistiska eftersom de antar att användare inte skickar in bedrägliga transaktioner, vilket tillåter direkt blockchain-skrivning.
Det finns en mekanism som använder bedrägeribevis som L2-validerare kan initiera för att kontrollera transaktioner utanför kedjan som görs inom några dagar (7 dagar på Optimism). Ett giltigt bedrägeribevis identifierar bedrägliga steg i transaktionsprocessen, vilket leder till återföring av transaktionen och en straffavgift för den godkännande valideraren. Detta förbättrar transaktionsgenomströmningen samtidigt som Ethereums huvudkedjas säkerhet bevaras.
Optimistiska sammanslagningar ger dock en ny utmaning: slutgiltig. Med blockkedjor anses bekräftade transaktioner vara permanenta och irreversibla, men detta beror på konsensusmekanismen. Till exempel betraktar PoW-kedjor transaktioner som slutgiltiga när sannolikheten för en omorganisering är låg, och Bitcoin-transaktioner är slutgiltiga efter 6 bekräftelser. Med optimistiska sammanslagningar kan transaktioner vändas efter flera dagar, vilket skapar en finalitetsutmaning och en annan kompromiss.
En annan sorts rollup: ZK-Rollups
ZK-Rollups, uppkallade efter deras användning av Zero-Knowledge Proof (ZKP)-teknik som SNARKs eller STARKs, är en annan typ av Rollup. Eftersom egenskapen Zero-knowledge faktiskt inte är användbar kan det vara mer exakt att kalla dem Validity Rollups.
Samlingen utför en grupp transaktioner och producerar ett giltighetsbevis, verifierat av ett smart kontrakt på Ethereum blockchain, som bekräftar det slutliga resultatet av transaktionerna. Det kryptografiska beviset genereras med Zero Knowledge kryptografiska primitiver.
Mer allmänt tillåter nollkunskapsbevis en part (bevisare) att visa innehav av viss information för en annan part (verifierare) utan att avslöja den faktiska informationen. Bevisaren kan vara säker på sanningen i bevisarens påstående utan att lära sig dess innehåll.
Ursprungligen designad för konfidentialitet, använder ZKRollups noll-kunskapsbevis för ett helt annat syfte: komprimering och betrodd datoranvändning. De två ledande nollkunskapsteknologierna är zk-STARKs (står för ett skalbart genomskinligt kunskapsargument med noll kunskap) och zk-SNARKs (står för ett kortfattat icke-interaktivt kunskapsargument med noll kunskap).
Datatillgänglighetsproblem för L2:
Som vi har sett säkerställer ZKP-tekniker giltigheten av L2-tillståndet, men beviset ensamt ger inte tillgång till staten. För att öka genomströmningen flyttas exekveringen utanför kedjan, men data måste fortfarande vara lättillgängliga för rekonstruktion. För att uppnå detta skickas transaktionsdata som samtalsdata på Ethereum för att säkerställa att data är tillgänglig för framtida rekonstruktion. Dessa data kan också lagras i pålitlig decentraliserad lagring som IPFS eller Arweave, vilket gör att vem som helst kan rekonstruera L2 och utnyttja de inre incitamenten för decentraliserad lagring.
Det skulle vara ännu bättre att ha förmågan att lagra denna data i kedjan, men data tjänar bara till att rekonstruera tillståndet/sanningen för L2 och exekveras inte, vilket gör det till en ineffektiv och dyr användning av blockkedjekapacitet.
För att komma till rätta med detta hinder föreslog Ethereums utvecklare två EIP: EIP4488 och EIP4844 (lycka till med att undvika förvirring). Den första sänker gaskostnaden för samtalsdata medan den andra skapar en ny transaktionstyp för L2-datalagring. Dessa data är oföränderliga och skrivskyddade och kan inte nås av EVM och kan därför inte köras.
Dessa EIP är exakt där ZKRollup färdplanen möter färdplanen Execution Sharding, båda föreslår samma koncept för olika ändamål. EIP4488 syftar till att lagra väsentliga L2-data medan EIP-4844, även känd som Proto-Danksharding, är ett steg mot att implementera Danksharding och exekveringssharding.
Danksharding:
Danksharding innebär att dela upp stora datamängder i mindre delar för separation och bearbetning, ofta parallellt. Denna metod används inom big data och AI-fält där träningsuppsättningar kan vara mycket stora.
Proto-danksharding (EIP-4844) implementerar inte sharding men erbjuder billigare lagring av samtalsdata som kan klippas. Denna billigare lagring av samtalsdata kommer att avsevärt förbättra skalbarheten för Ethereum på L2, vilket potentiellt gör sharding överflödig.
Proto-danksharding:
Med Proto-danksharding kommer Ethereum blockchain att ha icke-skalbar beräkning och skalbar data. Och ZkRollups konverterar i huvudsak denna skalbara data och icke-skalbara men pålitliga beräkningar till skalbara beräkningar.
ZKRollups i blockchain-trilemmat:
ZKRollups har starka skalbarhetsfördelar utan att ändra underliggande blockchain-egenskaper. Att verifiera Noll-Knowledge proof on-chain är huvudkravet, medan datatillgänglighet kan implementeras utanför kedjan. På sikt kan man förvänta sig att Layer-1s kommer att bli enkla, säkra, förhoppningsvis decentraliserade medan Layer-2s kommer att ge skalbarhet.
Var är haken?
L2 kan verkligen skala mycket. För att avgöras i kedjan (på L1) måste man dock framställa ett bevis på giltighet för L2:s övergripande tillstånd, vilket orsakar centraliseringsproblem. För närvarande har L2-designer bara ett bevis, vilket innebär att de kan censurera dina transaktioner. De kunde inte riktigt frysa dina L1-tillgångar eftersom inhemska broar byggs. Forskningen pågår för att tackla denna utmaning, vilket gör det möjligt för andra parter att kunna avge bevis, men några svåra frågor kvarstår för skiljedomen mellan dessa bevis. I alla fall är detta ett viktigt problem att lösa för framtiden.
Starknet har identifierat detta som en viktigt ämne på färdplanen, medan Arbitrum delar ansvaret mellan sequencer-inkorgen och den fördröjda inkorgen för att säkerställa att medel kan hämtas i händelse av censur.
Utgående Tankar
Som vi har undersökt kan skalbarhet komma till en kostnad för säkerhet och decentralisering, medan Layer 2-lösningar ses som de mest lovande sätten att öka skalbarheten utan att kompromissa med de andra aspekterna av blockkedjetrilemmat.
Optimistiska och Validity Rollups, med hjälp av ZKP-teknik, kommer att vara avgörande för att forma framtiden för Ethereum genom att möjliggöra förtroendelösa, komplexa och tillståndslösa transaktioner i stor skala. Validity Rollups har en betydande fördel jämfört med Optimistic Rollups: kort slutgiltighet. Ethereums färdplan har nyligen ändrats för att stödja dessa rollups på blockchain-nivå.
Framtiden för blockkedjeskalbarhet inkluderar komplexa DApps som körs på Layer 2s (eller rekursiva sammanslagningar), vilket möjliggör praktiskt taget oändlig skalbarhet, med decentraliserat och säkert lager-1. På lång sikt kan Layer 1 bli avvecklingslager, med komplexiteten hos DApps flyttad till Layer 2s.
- SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
- Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
- Källa: https://www.ledger.com/blog/on-the-future-of-ethereum-charles-guillemet
- 1
- 10
- 2%
- 2019
- 32 ETH
- 51% attack
- 7
- a
- förmåga
- Able
- Om Oss
- tillgång
- Accessed
- tillgänglig
- exakt
- Uppnå
- tvärs
- aktörer
- faktiskt
- adress
- Antagande
- befordran
- Fördel
- Efter
- AI
- Syftet
- Alla
- tillåta
- tillåter
- ensam
- redan
- alternativ
- bland
- Ankare
- och
- Annan
- svara
- någon
- tillvägagångssätt
- skiljedom
- skiljedom
- arkitektur
- argumenterar
- Argumentet
- Artikeln
- arweave
- aspekter
- Tillgångar
- attackera
- tillgänglighet
- tillgänglig
- undvika
- blir
- Där vi får lov att vara utan att konstant prestera,
- Fördelarna
- BÄST
- Bättre
- mellan
- Stor
- Stora data
- större
- binance
- Bitcoin
- bitcoin-transaktioner
- blockchain
- blockchain skalbarhet
- blockchains
- Block
- broar
- föra
- brett
- SLUTRESULTAT
- byggt
- kallas
- anropande
- kan inte
- lock
- Kapacitet
- Vid
- fall
- brottning
- orsakar
- Censur
- centralisering
- centraliserad
- vissa
- kedja
- kedjor
- utmanar
- utmaningar
- byta
- byte
- billigare
- ta
- koda
- coinbase
- Mynt
- komma
- Kommunikation
- tävlande
- komplex
- Komplexiteten
- komprometterande
- beräkning
- databehandling
- begrepp
- säker
- konfidentialitet
- bekräftelser
- BEKRÄFTAT
- förvirring
- Konsensus
- konsensusmekanism
- Tänk
- anses
- innehåller
- innehåll
- kontrakt
- kontroll
- styrning
- Pris
- kunde
- skapa
- skapas
- skapar
- Skapa
- kryptografisk
- Aktuella
- Nuvarande tillstånd
- För närvarande
- DApps
- datum
- datalagring
- Databas
- databaser
- datauppsättningar
- Datum
- Dagar
- årtionde
- Decentralisering
- decentraliserad
- beslut
- definierande
- Försenad
- krav
- demonstrera
- beror
- Designa
- utformade
- mönster
- Trots
- bestämd
- utvecklare
- Utveckling
- devs
- olika
- svårt
- Svårighet
- rikta
- distribueras
- fördelnings
- inte
- inte
- varje
- lättare
- effekt
- effektiv
- EIP
- möjliggöra
- möjliggör
- säkerställa
- väsentlig
- väsentligen
- ETH
- ETH2
- ethereum
- Ethereum blockchain
- Ethereums
- Även
- EVM
- exakt
- Utbyten
- exekvera
- Utför
- exekvera
- utförande
- förvänta
- dyra
- experter
- utforska
- ytorna
- Leverans
- avgift
- avgifter
- få
- Fält
- slutlig
- slutgiltig
- Förnamn
- Fokus
- former
- bedrägeri
- bedräglig
- Frys
- från
- främre
- fullständigt
- fonder
- framtida
- GAS
- genereras
- ges
- Välgörenhet
- Mål
- god
- kraftigt
- sidan
- hantera
- Hög
- hålla
- Förhoppningsvis
- Hur ser din drömresa ut
- HTTPS
- Tanken
- identifierade
- identifierar
- oföränderlig
- Konsekvenser
- genomföra
- genomförande
- genomföras
- genomföra
- med Esport
- förbättra
- förbättras
- in
- incitament
- Incitament
- incitament
- Inklusive
- Öka
- ökat
- ökande
- oerhört
- oberoende av
- ineffektiv
- Oändlig
- informationen
- exempel
- intensifieras
- intressant
- Beskrivning
- ipfs
- fråga
- problem
- IT
- Nyckel
- Snäll
- Vet
- kunskap
- känd
- kraken
- L1
- l2
- laptop
- Large
- till stor del
- större
- Efternamn
- lager
- lager 1
- Layer 2
- Lager 2s
- skikt
- ledande
- Leads
- inlärning
- Ledger
- Nivå
- hävstångs
- FRILUFTSBAD
- Begränsad
- Flytande
- flytande satsning
- läsa in
- lokal
- Lång
- lång sikt
- Lot
- Låg
- tur
- gjord
- Huvudsida
- Viktigaste funktionen
- Vanliga
- mainstream-adoption
- Framställning
- hantera
- många
- marknad
- Börsvärde
- marknads
- max-bredd
- betyder
- betyder
- mekanism
- Möt
- möter
- Sammanfoga
- metod
- gruvarbetare
- Mildra
- Mobil
- mer
- mest
- Motivation
- flytta
- multipel
- Som heter
- nativ
- behöver
- behov
- nät
- Nya
- Nästa
- NFT
- NFT-marknadsplatser
- nod
- noder
- Erbjudanden
- On-Chain
- ONE
- pågående
- fungerar
- Optimism
- Optimistiska
- Optimistiska rullningar
- Tillbehör
- Övriga
- Resultat
- övergripande
- egen
- ägande
- Parallell
- parametrar
- parter
- reservdelar till din klassiker
- parti
- perfekt
- permanenta
- tillåtet
- bitar
- plato
- Platon Data Intelligence
- PlatonData
- Polygon
- Polygon-nätverk
- Populära
- PoS
- besittning
- möjlig
- potentiell
- potentiellt
- PoW
- den mäktigaste
- exakt
- primär
- Prioritera
- Problem
- problem
- process
- Bearbetad
- bearbetning
- producera
- lovande
- bevis
- Proof-of-stav
- Proof-of-Work
- korrektur
- egenskaper
- egenskapen
- föreslagen
- protokoll
- beprövade
- ge
- Syftet
- syfte
- quest
- frågor
- snabbt
- snabb
- Läsa
- Beredskap
- verklig
- nyligen
- Rekursiv
- minska
- förblir
- förfrågningar
- krav
- Kräver
- forskning
- Resurser
- ansvaret
- avslöjande
- Omkastning
- risker
- färdplan
- rulla upp
- rulla upp
- rollups
- Körning
- rinnande
- offra
- offra
- Samma
- skalbarhet
- skalbar
- Skala
- skalning
- Skalningslösning
- ordningen
- system
- Vetenskap
- Andra
- näst största
- säkra
- säkerhet
- säkerhetsrisker
- separat
- Servrar
- serverar
- Tjänster
- uppsättningar
- Fast
- lösning
- bosättningar
- flera
- formning
- skärmad
- sharding
- SKIFTANDE
- Kort
- signifikant
- signifikant
- Enkelt
- helt enkelt
- samtidigt
- eftersom
- enda
- Situationen
- saktar
- mindre
- smarta
- smart kontrakt
- snarkar
- So
- Mjukvara
- lösning
- Lösningar
- LÖSA
- Lösa
- några
- specifik
- specifikt
- delas
- Etapp
- spel
- satsat
- utsättning
- står
- Ange
- .
- stjälkar
- Steg
- Steg
- Fortfarande
- förvaring
- lagra
- lagras
- okomplicerad
- stark
- studerade
- lämnats
- framgångsrik
- sådana
- följer
- stödja
- Stödjande
- system
- tar
- Tekniken
- Teknologi
- Smakämnen
- Mynt
- Sammanfogningen
- Staten
- deras
- därför
- tusentals
- tre
- tröskelvärde
- Genom
- genomströmning
- gånger
- till
- i dag
- token
- ämne
- mot
- mot
- Utbildning
- transaktion
- transaktion
- Transaktioner
- överföringar
- övergång
- transparent
- Litar
- betrodd
- underliggande
- förstått
- fackliga
- uppdaterad
- uppgradera
- upptid
- Användning
- användning
- användare
- validator
- validerare
- verifierade
- verifiera
- praktiskt taget
- avgörande
- volym
- plånbok
- sätt
- Web2
- Web3:s
- Vad
- som
- medan
- brett
- kommer
- inom
- utan
- Arbete
- världen
- Världens
- skulle
- skriva
- skrivning
- år
- Om er
- Din
- zephyrnet
- noll-
- nollkunskap
- noll-kunskap bevis
- bevis med nollkunskap
- ZK-SNARKS