Соучредитель Ethereum Виталик Бутерин заявил, что достижения в области криптографии могут превратить децентрализацию из фактора, снижающего производительность, в преимущество для масштабирования сети.
В своем эссе от 27 сентября Бутерин описал долгосрочную цель Ethereum как «криптографический мировой компьютер» — архитектуру, в которой вычисления и данные могут все больше распределяться между различными участниками, а компактные доказательства позволяют другим дешево проверять корректность выполнения работы.
Этот сдвиг ознаменует отход от традиционной модели блокчейна, в которой каждый узел загружает транзакции и повторяет большую часть одних и тех же вычислений. Вместо этого Ethereum сможет перекладывать больше работы на более широкую сеть специализированных участников, не требуя от каждого валидатора воспроизводить ее, что потенциально позволит самой децентрализации способствовать повышению производительности.
«Пожалуй, самое важное изменение» заключается в том, что децентрализация выходит за рамки бремени, принимаемого ради безопасности и надежности, и в ограниченных случаях может стать сильной стороной производительности, написал Бутерин. Распределенные сети могут хранить большие объемы данных и выполнять больше вычислений параллельно, в том числе работу с транзакционным мемпулом.
Это возрождает одно из самых ранних стремлений Ethereum. Разработчики в середине 2010-х годов рассматривали возможность распределения различных частей вычислений между участниками, подобно тому, как централизованные системы разделяют рабочие нагрузки между серверами. Препятствием была верификация: разделение работы создавало дополнительную проблему установления того, что каждый участник правильно выполнил свою часть.
Современные криптографические доказательства все чаще обеспечивают этот недостающий уровень, сказал Бутерин, в то время как их вычислительные накладные расходы продолжают снижаться.
От повторных вычислений к проверенной работе
Это изменение является частью более масштабного пересмотра, который, по мнению Бутерина, сделает Ethereum примерно к 2030 году качественно отличным от блокчейн-систем, появившихся вместе с Биткоином.
Будущая модель верификации Ethereum будет все больше опираться на выборку данных и краткие криптографические доказательства, а не на требование к каждому валидатору загружать и независимо выполнять все. Консенсус также движется к более оптимизированной конструкции proof-of-stake, в то время как построение блоков разделяется между несколькими участниками, а не контролируется одним продюсером.
Технология нулевого разглашения уже играет центральную роль в этом направлении. Предлагаемая модель L1 zkEVM от Ethereum позволит специализированному доказывающему выполнить блок и сгенерировать доказательство корректного выполнения, которое другие узлы смогут проверить гораздо дешевле, чем повторно выполняя каждую транзакцию самостоятельно. Технология остается предметом активных исследований и еще не интегрирована в производственные клиенты Ethereum.
В результате, если дорожная карта будет реализована как задумано, сеть, в которой выполнение работы и проверка работы станут все более отдельными функциями.
Бутерин утверждает, что такое разделение позволит Ethereum сохранить преимущества безопасности широкой верификации, используя распределенную инфраструктуру для большего объема вычислений, хранения и потенциально конфиденциальности. Инфраструктура вокруг Ethereum также сможет более агрессивно конкурировать по задержке, даже если сама базовая цепочка никогда не приблизится к времени отклика централизованных серверов.
Он описал конечную систему как гибрид, сочетающий традиционные свойства блокчейна с криптографической верификацией, конфиденциальностью и децентрализованными компонентами, работающими вне основной цепочки.
Приложения тоже могут измениться
Переход также может изменить экономику создания приложений на Ethereum.
В традиционном блокчейне разработчики в основном думают об объеме данных или вычислений, потребляемых приложением. Бутерин ожидает, что структура этих вычислений станет все более важной, поскольку Ethereum пытается распараллелить работу между различными участниками.
Приложения, которые упаковывают большие объемы взаимозависимых вычислений в одну последовательную транзакцию, могут стать относительно дорогими, в то время как рабочие нагрузки, разделенные на четко определенные компоненты, которые могут быть распараллелены, агрегированы или отброшены, могут стать дешевле.
Это даст разработчикам стимул проектировать приложения вокруг независимых зависимостей, а не рассматривать Ethereum как единую машину, на которой произвольные вычисления выполняются последовательно.
Со временем, предположил Бутерин, Ethereum может приблизиться к модели, в которой информация, необходимая для упорядочивания и изменения состояния, которые не могут быть перестроены, остается в сети, в то время как большая часть сопутствующих вычислений обрабатывается и агрегируется перед попаданием в блок.
Такая модель приблизит Ethereum к роли координационного и верификационного уровня для распределенных вычислений, а не к системе, в которой сама базовая цепочка выполняет каждую операцию.
Это различие остается в значительной степени перспективным. Дорожная карта Ethereum содержит несколько исследовательских усилий, направленных на снижение нагрузки на обычных валидаторов по хранению или вычислению, в то время как многие технологии, необходимые для более широкой архитектуры, остаются незавершенными.
Состояние становится более сложным ограничением
Сделать вычисления проверяемыми не устраняет необходимости получать данные, от которых зависят эти вычисления.
Бутерин определил управление и распараллеливание доступа к растущему состоянию Ethereum как более системно сложную задачу, стоящую перед архитектурой. Состояние включает в себя балансы счетов, хранилища смарт-контрактов и другую информацию, необходимую для определения текущего вида сети перед тем, как может быть рассчитано следующее изменение.
Исследователи Ethereum работают над несколькими подходами к снижению этой нагрузки. Слабая безстатусность, например, позволит большинству валидаторов проверять блоки, не поддерживая полную базу данных состояния, в то время как продюсеры блоков сохранят доступ к состоянию, необходимому для построения блоков и генерации свидетельств. Предложение остается в стадии исследования и зависит от других изменений в архитектуре Ethereum.
Это означает, что криптографические доказательства могут сделать результат вычислений значительно дешевле для проверки, не устраняя при этом требование к данным. Сеть по-прежнему должна разрабатывать надежные способы хранения, извлечения и распараллеливания доступа к состоянию по мере того, как больше работы разделяется между участниками.
Бутерин сказал, что у Ethereum есть потенциальные подходы к решению этой проблемы, хотя дизайны должны будут развиваться вместе с приложениями, которые в конечном итоге будут работать в сети.
Переход уже входит в дорожную карту протокола Ethereum. Бутерин сказал, что Hegotá, запланированный на 2027 год, может стать последним «нормальным» форком сети, узнаваемым разработчиками из ранней эпохи Ethereum. Ожидается, что более поздние обновления будут все больше опираться на рекурсивные доказательства, автоматизированную формальную верификацию, оптимизированный консенсус и криптографию, устойчивую к квантовым вычислениям.
PeerDAS уже начал этот переход, сказал он. Дальнейшие шаги проверят, сможет ли Ethereum распределить значительно больше вычислений, не воссоздавая старое требование о том, чтобы каждый участник повторял одну и ту же работу, и сможет ли его инфраструктура состояния идти в ногу с криптографией, делающей такое разделение возможным.
Всегда имейте в виду, что редакции могут придерживаться предвзятых взглядов в освещении новостей.
Автор – Oluwapelumi Adejumo
