Vitalik giải thích về tương lai của Ethereum: Đột phá trong chiến lược The Surge và ba khó khăn trong mở rộng

Bài viết mới của Vitalik: Tương lai có thể của Ethereum, The Surge

Lộ trình của Ethereum ban đầu bao gồm hai chiến lược mở rộng: phân đoạn và giao thức Layer2. Phân đoạn cho phép mỗi nút chỉ cần xác thực và lưu trữ một phần giao dịch, trong khi Layer2 xây dựng mạng trên Ethereum, tận dụng tính bảo mật của nó trong khi giữ hầu hết dữ liệu và tính toán bên ngoài chuỗi chính. Khi nghiên cứu sâu hơn, hai con đường này đã hòa hợp với nhau, hình thành lộ trình tập trung vào Rollup, điều này vẫn là chiến lược mở rộng của Ethereum cho đến nay.

Bản đồ lộ trình tập trung vào Rollup đã đưa ra một sự phân công đơn giản: Ethereum L1 tập trung vào việc trở thành một lớp cơ sở mạnh mẽ và phi tập trung, trong khi L2 đảm nhận nhiệm vụ giúp hệ sinh thái mở rộng. Mô hình này hiện diện khắp nơi trong xã hội: sự tồn tại của hệ thống tòa án (L1) không phải để theo đuổi siêu tốc độ và hiệu quả cao, mà là để bảo vệ hợp đồng và quyền sở hữu tài sản, trong khi các doanh nhân (L2) sẽ xây dựng trên lớp cơ sở vững chắc này, dẫn dắt nhân loại hướng tới sao Hỏa.

Năm nay, lộ trình tập trung vào Rollup đã đạt được những kết quả quan trọng: với việc ra mắt blobs EIP-4844, băng thông dữ liệu của Ethereum L1 đã tăng đáng kể, nhiều Ethereum Virtual Machine (EVM) Rollup đã bước vào giai đoạn đầu tiên. Mỗi L2 tồn tại như một "mảnh" với các quy tắc và logic nội bộ riêng, sự đa dạng và đa dạng hóa của cách thức thực hiện các mảnh giờ đây đã trở thành hiện thực. Nhưng như chúng ta đã thấy, con đường này cũng đối mặt với một số thách thức độc đáo. Do đó, nhiệm vụ hiện tại của chúng ta là hoàn thành lộ trình tập trung vào Rollup và giải quyết những vấn đề này, trong khi vẫn giữ được tính ổn định và phi tập trung đặc trưng của Ethereum L1.

The Surge: mục tiêu chính

  1. Tương lai Ethereum có thể đạt hơn 100.000 TPS thông qua L2;

  2. Giữ cho L1 có tính phi tập trung và độ bền vững;

  3. Ít nhất một số L2 hoàn toàn kế thừa các thuộc tính cốt lõi của Ethereum là ( không tin cậy, mở, kháng kiểm duyệt );

  4. Ethereum nên cảm thấy như một hệ sinh thái thống nhất, chứ không phải 34 chuỗi khối khác nhau.

Vitalik mới: Tương lai có thể của Ethereum, The Surge

Nội dung chương này

  1. Nghịch lý tam giác khả năng mở rộng
  2. Tiến triển thêm về mẫu khả dụng dữ liệu
  3. Nén dữ liệu
  4. Plasma tổng quát
  5. Hệ thống chứng minh L2 trưởng thành
  6. Cải tiến khả năng tương tác giữa các L2
  7. Mở rộng thực thi trên L1

Nghịch lý tam giác khả năng mở rộng

Tam giác nghịch lý khả năng mở rộng là một ý tưởng được đưa ra vào năm 2017, nó cho rằng có sự mâu thuẫn giữa ba đặc tính của blockchain: phi tập trung (, cụ thể hơn là: chi phí vận hành node thấp ), khả năng mở rộng (, số lượng giao dịch được xử lý nhiều ) và an ninh (, kẻ tấn công cần phải phá hủy một phần lớn các node trong mạng để làm cho một giao dịch đơn lẻ thất bại ).

Điều đáng lưu ý là, nghịch lý tam giác không phải là một định lý, bài viết giới thiệu nghịch lý tam giác cũng không kèm theo chứng minh toán học. Nó thực sự đưa ra một lập luận toán học hướng dẫn: nếu một nút thân thiện phi tập trung ( ví dụ như một máy tính xách tay tiêu dùng ) có thể xác minh N giao dịch mỗi giây, và bạn có một chuỗi xử lý k*N giao dịch mỗi giây, thì (i) mỗi giao dịch chỉ có thể được 1/k nút nhìn thấy, điều này có nghĩa là kẻ tấn công chỉ cần phá hủy một số nút để thực hiện một giao dịch độc hại, hoặc (ii) nút của bạn sẽ trở nên mạnh mẽ, trong khi chuỗi của bạn sẽ không phi tập trung. Mục đích của bài viết này không phải là chứng minh rằng việc phá vỡ nghịch lý tam giác là không thể; ngược lại, nó nhằm chỉ ra rằng việc phá vỡ nghịch lý ba là khó khăn, và nó cần phải thoát ra khỏi khuôn khổ tư duy mà lập luận này ngụ ý.

Trong nhiều năm qua, một số chuỗi hiệu suất cao thường tuyên bố rằng họ đã giải quyết được tam giác bất khả thi mà không thay đổi cơ bản kiến trúc, thường là bằng cách áp dụng các kỹ thuật kỹ thuật phần mềm để tối ưu hóa nút. Điều này luôn gây hiểu lầm, việc vận hành nút trên những chuỗi này khó hơn nhiều so với việc vận hành nút trên Ethereum. Bài viết này sẽ khám phá lý do tại sao lại như vậy, cũng như tại sao chỉ dựa vào kỹ thuật phần mềm khách hàng L1 không thể mở rộng Ethereum?

Tuy nhiên, sự kết hợp giữa mẫu tính khả dụng dữ liệu và SNARKs thực sự giải quyết được nghịch lý tam giác: nó cho phép khách hàng xác minh rằng một lượng dữ liệu nhất định có sẵn chỉ bằng cách tải xuống một lượng nhỏ dữ liệu và thực hiện rất ít phép toán. SNARKs là không cần tin cậy. Mẫu tính khả dụng dữ liệu có một mô hình tin cậy tinh tế dạng few-of-N, nhưng nó duy trì các đặc tính cơ bản mà chuỗi không thể mở rộng có, tức là ngay cả một cuộc tấn công 51% cũng không thể buộc khối xấu được mạng chấp nhận.

Một phương pháp khác để giải quyết ba khó khăn là kiến trúc Plasma, nó sử dụng công nghệ tinh vi để chuyển giao trách nhiệm giám sát tính khả dụng của dữ liệu cho người dùng một cách tương thích với động lực. Vào năm 2017-2019, khi chúng tôi chỉ có bằng chứng gian lận như một phương tiện để mở rộng khả năng tính toán, Plasma bị hạn chế rất nhiều trong việc thực hiện an toàn, nhưng với sự phổ biến của SNARKs( và các chứng minh không tương tác ngắn gọn không kiến thức), kiến trúc Plasma trở nên khả thi hơn cho nhiều trường hợp sử dụng rộng rãi hơn bao giờ hết.

Vitalik mới: Tương lai khả thi của Ethereum, The Surge

Tiến triển hơn nữa trong việc lấy mẫu tính khả dụng dữ liệu

Chúng tôi đang giải quyết vấn đề gì?

Vào ngày 13 tháng 3 năm 2024, khi nâng cấp Dencun được triển khai, mỗi slot 12 giây của chuỗi khối Ethereum sẽ có 3 blob khoảng 125 kB, hoặc băng thông dữ liệu khả dụng cho mỗi slot khoảng 375 kB. Giả sử dữ liệu giao dịch được phát hành trực tiếp trên chuỗi, thì chuyển khoản ERC20 khoảng 180 byte, do đó TPS tối đa của Rollup trên Ethereum là: 375000 / 12 / 180 = 173.6 TPS

Nếu chúng ta cộng thêm giá trị tối đa lý thuyết của calldata Ethereum(: mỗi slot 30 triệu Gas / mỗi byte 16 gas = mỗi slot 1,875,000 byte), thì sẽ trở thành 607 TPS. Sử dụng PeerDAS, số lượng blob có thể tăng lên 8-16, điều này sẽ cung cấp cho calldata 463-926 TPS.

Đây là một cải tiến lớn đối với Ethereum L1, nhưng vẫn chưa đủ. Chúng tôi muốn có nhiều khả năng mở rộng hơn. Mục tiêu trung hạn của chúng tôi là 16 MB cho mỗi slot, nếu kết hợp với việc cải tiến nén dữ liệu Rollup, sẽ mang lại ~58000 TPS.

Nó là gì? Nó hoạt động như thế nào?

PeerDAS là một triển khai tương đối đơn giản của "1D sampling". Trong Ethereum, mỗi blob là một đa thức bậc 4096 trên trường số nguyên tố 253位素数域(prime field). Chúng tôi phát sóng các shares của đa thức, trong đó mỗi share chứa 16 giá trị đánh giá từ 16 tọa độ liền kề trong tổng số 8192 tọa độ. Trong số 8192 giá trị đánh giá này, bất kỳ 4096 cái nào ( dựa trên các tham số được đề xuất hiện tại: bất kỳ 64 cái nào trong 128 mẫu khả thi ) đều có thể phục hồi blob.

Cách hoạt động của PeerDAS là cho phép mỗi khách hàng lắng nghe một số lượng nhỏ các subnet, trong đó subnet thứ i phát sóng mẫu thứ i của bất kỳ blob nào, và thông qua việc hỏi các đối tác peer trong mạng p2p toàn cầu ( ai sẽ lắng nghe các subnet khác ) để yêu cầu blob từ các subnet khác mà nó cần. Phiên bản bảo thủ hơn là SubnetDAS chỉ sử dụng cơ chế subnet mà không có việc hỏi thêm từ lớp peer. Đề xuất hiện tại là cho các nút tham gia vào việc chứng minh cổ phần sử dụng SubnetDAS, trong khi các nút khác ( tức là khách hàng ) sử dụng PeerDAS.

Về lý thuyết, chúng ta có thể mở rộng quy mô của "1D sampling" tương đối lớn: nếu chúng ta tăng số lượng blob tối đa lên 256( với mục tiêu là 128), thì chúng ta có thể đạt được mục tiêu 16MB, và trong mẫu khả dụng dữ liệu, mỗi nút có 16 mẫu * 128 blob * mỗi blob mỗi mẫu 512 byte = mỗi slot 1 MB băng thông dữ liệu. Điều này chỉ vừa đủ trong phạm vi dung thứ của chúng ta: điều này có thể thực hiện được, nhưng điều này có nghĩa là khách hàng bị hạn chế băng thông không thể lấy mẫu. Chúng ta có thể tối ưu hóa điều này ở một mức độ nào đó bằng cách giảm số lượng blob và tăng kích thước blob, nhưng điều này sẽ làm tăng chi phí tái xây dựng.

Do đó, chúng tôi cuối cùng muốn tiến xa hơn, thực hiện 2D sampling(, phương pháp này không chỉ thực hiện lấy mẫu ngẫu nhiên trong blob mà còn lấy mẫu ngẫu nhiên giữa các blob. Sử dụng thuộc tính tuyến tính của cam kết KZG, mở rộng tập hợp blob trong một khối bằng một tập hợp blob ảo mới, những blob ảo này mã hóa dư thừa cùng một thông tin.

Do đó, cuối cùng chúng tôi muốn tiến xa hơn, thực hiện lấy mẫu 2D, không chỉ trong blob mà còn giữa các blob. Thuộc tính tuyến tính của KZG cam kết được sử dụng để mở rộng một tập hợp blob trong một khối, bao gồm danh sách blob ảo mới mã hóa thừa cho cùng một thông tin.

Điều quan trọng là việc mở rộng cam kết tính toán không yêu cầu có blob, do đó giải pháp này về cơ bản là thân thiện với việc xây dựng khối phân tán. Các nút thực tế xây dựng khối chỉ cần có cam kết KZG blob, và họ có thể dựa vào mẫu khả dụng dữ liệu )DAS( để xác minh khả dụng của khối dữ liệu. Mẫu khả dụng dữ liệu một chiều )1D DAS( về cơ bản cũng thân thiện với việc xây dựng khối phân tán.

) còn cần làm gì? Còn có những sự đánh đổi nào?

Tiếp theo là hoàn thành việc triển khai và ra mắt PeerDAS. Sau đó, liên tục tăng số lượng blob trên PeerDAS, đồng thời theo dõi chặt chẽ mạng lưới và cải thiện phần mềm để đảm bảo an toàn, đây là một quá trình dần dần. Đồng thời, chúng tôi hy vọng có nhiều công trình học thuật hơn để quy định PeerDAS và các phiên bản khác của DAS cũng như sự tương tác của chúng với các vấn đề an toàn như quy tắc lựa chọn fork.

Trong giai đoạn xa hơn trong tương lai, chúng ta cần làm nhiều việc hơn nữa để xác định phiên bản lý tưởng của 2D DAS và chứng minh các thuộc tính bảo mật của nó. Chúng tôi cũng hy vọng cuối cùng có thể chuyển từ KZG sang một giải pháp thay thế an toàn với lượng tử và không cần thiết lập đáng tin cậy. Hiện tại, chúng tôi vẫn không rõ có những ứng cử viên nào thân thiện với việc xây dựng khối phân tán. Ngay cả khi sử dụng công nghệ "brute force" đắt đỏ, tức là sử dụng STARK đệ quy để tạo ra các chứng minh hiệu lực cho việc tái tạo các hàng và cột, cũng không đủ đáp ứng nhu cầu, bởi vì mặc dù từ góc độ kỹ thuật, kích thước của một STARK là O(log)n### * log(log(n)( giá trị băm( sử dụng STIR), nhưng trên thực tế STARK gần như có kích thước bằng toàn bộ blob.

Tôi cho rằng con đường hiện thực lâu dài là:

  1. Thực hiện DAS 2D lý tưởng;
  2. Kiên trì sử dụng 1D DAS, hy sinh hiệu suất băng thông mẫu, để chấp nhận giới hạn dữ liệu thấp hơn vì sự đơn giản và độ tin cậy.
  3. Bỏ qua DA, hoàn toàn chấp nhận Plasma là kiến trúc Layer2 chính mà chúng tôi quan tâm.

Xin lưu ý, ngay cả khi chúng tôi quyết định mở rộng thực thi trực tiếp ở tầng L1, lựa chọn này vẫn tồn tại. Điều này là do nếu tầng L1 phải xử lý một lượng lớn TPS, các khối L1 sẽ trở nên rất lớn, các khách hàng sẽ muốn có một phương pháp hiệu quả để xác minh tính chính xác của chúng, do đó chúng tôi sẽ phải sử dụng công nghệ giống như Rollup) như ZK-EVM và DAS( ở tầng L1.

) Làm thế nào để tương tác với các phần khác của lộ trình?

Nếu thực hiện nén dữ liệu, nhu cầu đối với 2D DAS sẽ giảm bớt, hoặc ít nhất sẽ bị trì hoãn, nếu Plasma được sử dụng rộng rãi, thì nhu cầu sẽ giảm thêm. DAS cũng đặt ra thách thức cho các giao thức và cơ chế xây dựng khối phân tán: mặc dù DAS lý thuyết là thân thiện với việc tái tạo phân tán, nhưng điều này trong thực tế cần được kết hợp với đề xuất danh sách bao gồm gói và cơ chế chọn nhánh xung quanh nó.

Vitalik bài viết mới: Ethereum có thể trong tương lai, The Surge

Nén dữ liệu

Chúng ta đang giải quyết vấn đề gì?

Mỗi giao dịch trong Rollup sẽ chiếm một lượng lớn không gian dữ liệu trên chuỗi: việc chuyển ERC20 mất khoảng 180 byte. Ngay cả khi có mẫu khả dụng dữ liệu lý tưởng, điều này cũng hạn chế khả năng mở rộng của giao thức Layer. Mỗi slot 16 MB, chúng ta có:

16000000 / 12 / 180 = 7407 TPS

Nếu chúng ta không chỉ giải quyết vấn đề của tử mà còn giải quyết vấn đề của mẫu số, để mỗi giao dịch trong Rollup chiếm ít byte hơn trên chuỗi, thì điều đó sẽ như thế nào?

Nó là gì, nó hoạt động như thế nào?

Trong ý kiến của tôi, lời giải thích tốt nhất là bức tranh này cách đây hai năm:

Vitalik bài viết mới: Tương lai có thể của Ethereum, The Surge

Trong nén zero byte, hai byte được sử dụng để thay thế mỗi chuỗi zero byte dài, biểu thị số lượng zero byte. Hơn nữa, chúng tôi đã tận dụng các thuộc tính cụ thể của giao dịch:

Ký hiệu tổng hợp: Chúng tôi từ ECD

ETH-5.28%
Xem bản gốc
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
  • Phần thưởng
  • 4
  • Chia sẻ
Bình luận
0/400
CryptoTarotReadervip
· 07-22 16:59
L2 này sắp To da moon rồi
Xem bản gốcTrả lời0
NightAirdroppervip
· 07-22 05:24
Gan Đế V Thần lại bắt đầu vẽ BTC rồi
Xem bản gốcTrả lời0
LayerZeroHerovip
· 07-19 20:54
Dữ liệu không thể chạy được, chiến lược phân công chắc chắn sẽ hướng đến rollup.
Xem bản gốcTrả lời0
SilentObservervip
· 07-19 20:50
Nói suông không thực hành, V thần có thể thay đổi điều gì?
Xem bản gốcTrả lời0
Giao dịch tiền điện tử mọi lúc mọi nơi
qrCode
Quét để tải xuống ứng dụng Gate
Cộng đồng
Tiếng Việt
  • 简体中文
  • English
  • Tiếng Việt
  • 繁體中文
  • Español
  • Русский
  • Français (Afrique)
  • Português (Portugal)
  • Bahasa Indonesia
  • 日本語
  • بالعربية
  • Українська
  • Português (Brasil)