Напрямок розвитку Ethereum до 2030 року: здійснення бачення світового реєстру в умовах диференціації технології Rollup

Ethereum завжди прагнув зберегти довірену нейтральність, водночас сприяючи інноваціям на верхньому рівні. Ранні обговорення описували "дорожню карту на основі Rollup", тобто поступове спрощення та закріплення базової мережі, більшість активностей переміщуються на L2. Але нещодавні події показали, що просто бути мінімалізованим шаром консенсусу та доступності даних недостатньо: L1 повинна мати можливість обробляти трафік та активність, оскільки це основа, на якій у кінцевому підсумку покладається L2. Це означає, що потрібна швидша швидкість формування блоків, нижчі витрати на дані, сильніший механізм доказу та краща взаємодія.

Зростання активності L1 сприятиме зростанню активності L2, можна сказати, що вода піднімає човен.

Незабаром відбудеться реконструкція механізму консенсусу Beam Chain, що має на меті досягнення швидшої остаточної підтверджувальної швидкості та нижчого порогу для валідаторів, одночасно підвищуючи первісну пропускну здатність та зміцнюючи нейтральність Ethereum. Водночас, вже є пропозиції про перенесення активності з дедалі складнішої віртуальної машини Ethereum (EVM) на нативну віртуальну машину RISC-V, що обіцяє значно підвищити ефективність доказувачів, зберігаючи при цьому взаємодію з традиційними контрактами.

Ці оновлення перетворять L2-ландшафт. До 2030 року дорожня карта Ethereum, що базується на універсальному Rollup, інтегрується в двох напрямках в межах одного діапазону:

• Альтернативний Rollup: пріоритетно реалізувати глибоку інтеграцію з Ethereum (, таку як спільне сортування, рідну верифікацію ), при максимальному використанні ліквідності L1 за умови мінімізації довірчих припущень. Ці відносини є взаємовигідними, альтернативний Rollup може безпосередньо отримувати комбінованість і безпеку з L1.

• Продуктивний Rollup: пріоритетом є пропускна спроможність та реальний користувацький досвід, іноді це досягається через альтернативні шари доступності даних (DA ) або уповноважених учасників (, таких як централізовані сортувальники, маленькі комітети безпеки / багатопідпис ), але все ще використовує Ethereum як фінальний шар розрахунків для отримання надійності ( або для маркетингових цілей ).

При розробці цих рішень Rollup кожна команда повинна зважити наступні три аспекти:

• Отримання ліквідності: як отримати та використовувати ліквідність на Ethereum та, можливо, інших рішеннях Rollup? Яка важливість синхронної або атомарної компоновності?

• Безпечне джерело: до якої міри ліквідність, що переноситься з Ethereum до Rollup, повинна безпосередньо успадковувати безпеку Ethereum, або покладатися на постачальника Rollup?

• Виконавча виразність: яка важливість сумісності віртуальної машини Ethereum (EVM)? Зважаючи на альтернативи, такі як SVM, та зростання популярності смарт-контрактів на Rust, чи залишиться сумісність EVM важливою протягом наступних п'яти років?

Поляризація в родоводі Rollup

Проекти Rollup поступово зосереджуються на двох крайнощах. З одного боку, це високопродуктивні Rollup, які можуть забезпечити максимальну пропускну здатність і користувацький досвід ( висока пропускна здатність, низька затримка ), але мають низький рівень зв'язку з Ethereum L1; з іншого боку, це Rollup, що відповідають стандартам Ethereum (, такі як Rollup на основі L1, нативні Rollup, суперакції Rollup ), ці Rollup повністю використовують безпеку, дані та механізм консенсусу Ethereum, пріоритетно забезпечуючи децентралізацію, безпеку та надійну нейтральність, але через обмеження дизайну L1 жертвують частиною продуктивності. А Rollup, які знаходяться посередині і намагаються збалансувати обидва, можуть мати труднощі з конкуренцією, врешті-решт вони можуть наблизитися до одного з крайнощів і зіткнутися з ризиком бути виведеними з гри.

У верхньому лівому куті графіка Rollup зосереджений на продуктивності: вони можуть використовувати централізовані сортувальники, альтернативні мережі доступності даних (DA мережі ) або специфічну оптимізацію додатків, щоб досягти набагато більшої пропускної здатності, ніж звичайні L2(, такі як MegaETH ). Деякі Rollup з високою продуктивністю можуть бути більш праворуч у відношенні до узгодженості (, наприклад, шляхом використання технологій на основі швидкого попереднього підтвердження, таких як Puffer UniFi та Rise, намагаючись досягти правого верхнього кута "ідеальної цілі" ), але їх остаточна визначеність все ще залежить від специфікацій L1. На відміну від цього, Rollup у правому нижньому куті максимізує узгодженість з Ethereum: глибоко інтегрує ETH у комісії, транзакції та DeFi; закріплює сортування транзакцій і/або перевірку доказів на L1; і надає пріоритет комбінованості, а не початковій швидкості (, наприклад, Taiko, хоча рухається в цьому напрямку, також досліджує ліцензоване попереднє підтвердження для оптимізації досвіду користувачів ). До 2030 року я очікую, що багато "помірних" L2 або перейдуть до одного з вищезгаданих моделей, або зіткнуться з ризиком бути виключеними. Користувачі та розробники, ймовірно, оберуть середовище з високою безпекою, узгоджене з Ethereum ( для високих ризиків і комбінованих DeFi-сценаріїв ), або високу масштабованість, налаштовані мережі ( для масових додатків ). Дорожня карта Ethereum на 2030 рік закладає основу для обох цих шляхів.

Визначення "згуртованості" є спірним і досі не досягнуто консенсусу. Що стосується цього звіту, вище наведено короткий аналітичний каркас для "продуктивності" та "згуртованості". Попередні графіки були побудовані на основі цього визначення і не обов'язково підходять для інших тлумачень "згуртованості".

Чому середня зона зникне?

Мережева ефект буде сприяти зосередженню ринку навколо меншої кількості, але більших вузлів. У ринках, де мережева ефект відіграє домінуючу роль, таких як криптовалюти, зрештою може сформуватися домінуюча структура з небагатьма переможцями, як ми бачимо в галузі CEX. Оскільки мережева ефект буде зосереджуватися навколо основних переваг однієї ланцюга, екосистеми часто інтегруються у кілька платформ, що "максимізують продуктивність" та "максимізують безпеку". Rollup, який лише частково досягає відповідності або продуктивності в Ethereum, зрештою може не отримати безпеки першого і не мати доступності другого.

З розвитком технології Rollup економічна діяльність буде формуватися на основі компромісу між "необхідною безпекою" та "вартістю отримання безпеки". Сценарії, які не можуть дозволити собі ризики розрахунків або управління, такі як DeFi для інститутів, великі ончейн-сховища, ринки високоцінних застав, можуть зосередитися на ланцюгах, які успадковують повну безпеку та нейтральність Ethereum ( або на самому Ethereum L1 ). З іншого боку, ті сценарії, які орієнтовані на маси (, такі як Meme, торгівля, соціальні мережі, ігри, роздрібні платежі тощо ), зосередяться на ланцюгах з найкращим користувацьким досвідом та найнижчими витратами, і ці ланцюги можуть потребувати спеціалізованих рішень для підвищення пропускної спроможності або централізованих механізмів сортування. Тому універсальні ланцюги з "досить хорошою швидкістю, але не найшвидшою, і пристойною безпекою, але не найкращою" будуть поступово втрачати свою привабливість. Особливо до 2030 року, якщо міжланцюгова взаємодія дозволить активам вільно переміщатися між цими двома категоріями сценаріїв, простір для існування такого проміжного середовища стане ще більш обмеженим.

Еволюція технологічного стеку Ethereum

Весь базовий рівень Ethereum (, від виконання, розрахунку, консенсусу до доступності даних ), запланував значні оновлення, спрямовані на підвищення масштабованості L1 і кращу адаптацію до моделі розвитку з ядром на Rollup. Серед ключових покращень (, як показано стрілками ), будуть підвищення продуктивності, зменшення складності і сприяння більш прямій ролі Ethereum у виконанні Rollup.

( Виконавчий рівень

До 2030 року поточне середовище виконання Ethereum ), яке використовує 256-бітну архітектуру та традиційний дизайн віртуальної машини Ethereum EVM ###, може бути замінене або покращене більш сучасними, ефективними віртуальними машинами. Віталік запропонував оновити віртуальну машину Ethereum до архітектури на базі RISC-V. RISC-V – це спрощений модульний набір інструкцій, який обіцяє досягти значних проривів у ефективності виконання транзакцій та генерації доказів (, підвищуючи її на 50-100 разів ). Його 32/64-бітні інструкції можуть безпосередньо адаптуватися до сучасних ЦП, а також мають вищу ефективність у нульових знаннях. Щоб зменшити вплив технологічної еволюції та уникнути затримок у прогресі (, наприклад, раніше спільнота розглядала використання eWasm для заміни EVM, планується впровадження двохвіртуальної машини: збереження EVM для забезпечення зворотної сумісності, одночасно з впровадженням нової віртуальної машини RISC-V для обробки нових контрактів ), подібно до Arbitrum Stylus для сумісності контрактів WASM + EVM (. Цей крок має на меті значно спростити та прискорити рівень виконання, а також підтримати масштабованість L1 і можливості підтримки Rollup.

)# Чому потрібно так робити?

Дизайн EVM не враховує нульові докази, тому zk-EVM доказувач при моделюванні стану переходів, обчисленні кореневого хешу/хеш-дерева та обробці механізмів, специфічних для EVM, створює велику кількість додаткових витрат. У порівнянні, віртуальна машина RISC-V використовує простішу логіку регістрів, що дозволяє безпосередньо змоделювати та згенерувати докази, що значно зменшує необхідні обмеження. Її дружелюбність до нульових доказів може усунути неефективні етапи, такі як обчислення gas та управління станом, що приносить велику користь усім Rollup, які використовують нульові докази: генерація доказів переходу стану стане простішою, швидшою та менш затратною. Врешті-решт, оновлення EVM до віртуальної машини RISC-V може підвищити загальну пропускну спроможність доказів, що дозволить L1 безпосередньо перевіряти виконання L2 (, про що буде детальніше описано ), одночасно підвищуючи верхню межу пропускної спроможності віртуальної машини самого продуктивного Rollup.

Крім того, це також розширить нішеву спільноту Solidity/Vyper, значно розширюючи екосистему розробників Ethereum і залучаючи більше основних розробницьких спільнот, таких як Rust, C/C++, Go.

Рівень розрахунків

Ethereum планує перейти від розрізнених L2 моделей розрахунків до єдиного, нативно інтегрованого фреймворку розрахунків, що кардинально змінить спосіб розрахунків Rollup. Сьогодні кожен Rollup повинен розгортати незалежні L1 контракти верифікації ( доказів шахрайства або доказів дійсності ), які мають високий рівень кастомізації та є незалежними один від одного. До 2030 року Ethereum може інтегрувати нативну функцію ### запропонованої функції EXECUTE ( як універсального L2 виконавчого верифікатора. EXECUTE дозволяє верифікаторам Ethereum безпосередньо повторно виконувати зміни стану Rollup і перевіряти їх правильність, фактично "закріплюючи" на рівні протоколу можливість верифікації будь-якого блоку Rollup.

Це оновлення призведе до появи "первинного Rollup", який за своєю сутністю є програмованими виконуваними шардом ), подібним до дизайну NEAR (. На відміну від звичайних L2, стандартних Rollup або Rollup на базі L1, блоки первинного Rollup перевіряються власним виконавчим механізмом Ethereum.

EXECUTE усунув потребу в складній спеціалізованій інфраструктурі, необхідній для моделювання та підтримки EVM, такій як механізми доказу шахрайства, електричні кола нульових знань, "безпечні комітети" з багатопідписом, значно спростивши розробку еквівалентного EVM Rollup, зрештою досягнувши повністю безкоштовного L2 з мінімальною налаштуванням коду. У поєднанні з наступним поколінням реальних доказів, такими як Fermah, Succinct, можна реалізувати реальний розрахунок на L1: Rollup транзакції, як тільки вони включені до L1, досягають фіналізації, без необхідності чекати вікно доказу шахрайства або обчислення доказів кількох періодів. Створюючи шар розрахунків як глобальну спільну інфраструктуру, Ethereum підвищує довірену нейтральність, надаючи користувачам можливість вільно обирати клієнта для верифікації та комбінованість, не турбуючись про проблему реальних доказів у одному слоті, синхронізована комбінованість значно спростилася. Всі нативні або нативні + базовані на L1 Rollups використовуватимуть однакові функції розрахунків L1, забезпечуючи стандартизовані докази та зручну взаємодію між сегментами Rollup.

) Шар консенсусу

Ethereum's Beacon Chain ( консенсусний рівень перебудовується в Beam Chain ), планується тестування в 2027-2029 роках (, метою якого є оновлення механізму консенсусу за допомогою передових криптографічних технологій ), включаючи стійкість до квантових атак (, з метою підвищення масштабованості та рівня децентралізації. Серед шести основних напрямків дослідження, ключові характеристики, пов'язані з цією статтею, включають:

• Коротші проміжки часу, швидша фіналізація: однією з ключових цілей Beam Chain є підвищення швидкості фіналізації. Поточні приблизно 15 хвилин фіналізації за )Gasper механізмом в 2 епохи, тобто 32+32 по 12 секунд (, скоротити до 3 проміжків часу фіналізації )3SF, 4-секундні проміжки, приблизно 12 секунд (, в результаті чого буде досягнута фіналізація за один проміжок часу )SSF, приблизно 4 секунди (. 3SF+4-секундні проміжки означають, що фінальне підтвердження можна завершити протягом 10 секунд після внесення транзакції в блокчейн, що значно покращує користувацький досвід на базі L1 Rollup та нативного Rollup: підвищення швидкості блоків L1 безпосередньо прискорить генерацію блоків Rollup. Час включення транзакції в блок становить приблизно 4 секунди ) при високих навантаженнях може бути довшим (, що підвищить швидкість блоків відповідного Rollup в 3 рази ), хоча все ще повільніше, ніж у продуктивних Rollup, альтернативних L1 або платіжних картках, тому механізм попереднього підтвердження залишається дуже важливим ###. Швидша фіналізація L1 також може забезпечити і прискорити розрахунки: Rollup може завершити розрахунки на L1 за кілька секунд.