Третя кінцева форма Ethereum поступово формується.

Автор: William M. Peaster Джерело: Bankless Переклад: Shan Ouba, Golden Finance

Останнім часом прогрес досліджень і розробок Ethereum стрімко прискорився. З 4 липня Віталік Бутерін опублікував огляд довгострокової дорожньої карти розвитку Ethereum, нову дослідницьку статтю «Lean Chain», а також запропонував пропозицію щодо впровадження моделі UTXO на зразок Bitcoin в Ethereum.

Кожне з цих досліджень окремо заслуговує на детальне обговорення, а разом вони чітко окреслюють повний контур майбутнього розвитку Ethereum.

Основою для обговорення в цій статті є чернетка дорожньої карти оновлень нижчого рівня Strawmap, опублікована Ethereum Foundation. Цей план охоплює період до кінця 2029 року та був оновлений наприкінці червня. 4 липня Віталік опублікував тлумачення ключових змін у дорожній карті:

«"Lean Ethereum" — це не одноразове хардфоркове оновлення, а серія покращень, які будуть впроваджуватися поетапно протягом наступних трьох-чотирьох років. Але безсумнівно, це третя значна ітерація Ethereum, яка за значенням дорівнює другій ітерації — оновленню The Merge.»

Він також зазначив, що в рамках цього циклу реструктуризації майже всі ключові компоненти мережі будуть замінені новими рішеннями: від логіки верифікації блоків і механізму консенсусу до визначення «стану» реєстру — все буде перебудовано. Нижче розглянемо ключові напрямки змін.

Ця чернетка дорожньої карти не є остаточною, але, поєднуючи кілька технічних напрямків у плані та погляди Віталіка, можна виділити три основні напрямки розвитку:

1. Верифікація замість повторного виконання

Зараз повні вузли Ethereum повинні повторно виконувати кожну транзакцію, перевіряючи логіку обчислень у ланцюжку. В епоху Lean Ethereum вузли безпосередньо перевірятимуть криптографічні докази (рекурсивні STARK). Це рішення значно знизить вартість генерації доказів, дозволить масштабувати виконавчий рівень, одночасно зменшуючи вимоги до апаратного забезпечення вузлів та відкриваючи більше можливостей для оптимізації.

2. Легка реструктуризація реєстру Ethereum

Ethereum створить багаторівневу систему реєстру: поточний динамічний реєстр, який є гнучким, але займає багато пам'яті, буде збережено, але з жорсткими обмеженнями на масштабування; одночасно будуть запроваджені кілька нових типів реєстрів з нижчою вартістю зберігання та дещо меншою гнучкістю, які будуть широко поширені. Віталік наводить приклад: до 2030 року традиційний динамічний реєстр Ethereum становитиме близько 2 ТБ, а новий легкий реєстр — до 100 ТБ. Перехід проектів і користувачів на новий реєстр не є обов'язковим, але економічні витрати стимулюватимуть ринок до самостійного вибору — новий реєстр значно знизить комісії за транзакції.

3. Приватність і стійкість до квантових алгоритмів як основні принципи дизайну

Більшість сучасних публічних блокчейнів мають два недоліки: повна прозорість реєстру та повільне впровадження захисту від квантових атак. Дослідницька команда Ethereum підвищила досвід приватних транзакцій і квантову безпеку до стандартів основного дизайну; усі нові функції повинні бути реалізовані навколо цих двох моментів. Віталік зазначив: «При розробці фреймових транзакцій, пулів пам'яті транзакцій та масштабуванні структури стану ми чітко запитуємо себе: як безпосередньо інтегрувати приватні транзакції без посередників і з квантовою безпекою, і які додаткові витрати це потребує?»

Ці технологічні інновації не будуть впроваджені одноразово, як The Merge, а будуть запущені поетапно через 6-7 хардфорків до 2029 року. Ethereum Foundation також зазначив, що Strawmap є лише орієнтовною рамкою для координації прогресу досліджень і розробок, а не незмінним фіксованим планом.

Варто зазначити, що останнім часом різноманітні технічні пропозиції, що супроводжують ці напрямки, продовжують активно публікуватися.

Поточний Beacon Chain потребує зберігати повні записи для кожного валідатора, оновлюючи баланси всіх валідаторів у кожному циклі розрахунку, що створює величезні витрати на зберігання. Запропонована Віталіком реструктуризація стискає обсяг зберігання на одного валідатора з поточних 121 байта до приблизно 6 байтів, скорочуючи на 95%.

Логіка роботи: кожен стейкер ETH щодня генерує ZK-доказ, повідомляючи про свій поточний баланс і подаючи його в ланцюжок. Ethereum більше не підтримує повний реєстр балансів безпосередньо, а лише перевіряє докази. Якщо стейкер не подасть доказ протягом дня, він тимчасово призупиняє участь у голосуванні консенсусу до надання доказу, без застосування штрафних санкцій.

Віталік зазначив основну перевагу цього рішення: теоретично воно може підтримувати участь мільйонів валідаторів у консенсусі, що, можливо, прокладе шлях до зниження порогу стейкінгу з 32 ETH. Крім того, після повного впровадження валідатори зможуть щодня змінювати публічний ключ і повторно реєструватися, що відкриває технічний шлях для анонімного стейкінгу.

Щойно була опублікована ще одна пропозиція, яка глибоко змінить архітектуру Ethereum, основна ідея якої — запозичити модель транзакцій Bitcoin.

Поточна модель облікових записів Ethereum страждає на проблему розростання реєстру: як тільки адреса отримує ETH або токени, цей запис назавжди зберігається на всіх вузлах, навіть якщо адреса використовувалася лише один раз. Після накопичення величезної кількості транзакцій дані реєстру необмежено розростаються.

Wahrstätter пропонує впровадити модель невитрачених виходів транзакцій (UTXO) Bitcoin: UTXO — це одноразові одиниці вартості, які знищуються після витрати. Крім того, версія Ethereum не потребує постійного зберігання деталей UTXO; записи транзакцій зберігаються в історії ланцюжка і можуть генерувати докази за потреби; постійний реєстр зберігає лише 1 біт позначки для кожного UTXO, щоб визначити, чи був він витрачений.

Розрахунки показують, що обсяг постійного зберігання для платіжних транзакцій може бути скорочений на 99,8%. У поєднанні з фреймовими транзакціями нова модель транзакцій дозволяє новим адресам отримувати та відправляти активи без попереднього утримання ETH для оплати газу, що прокладає шлях для нативної анонімної адреси на першому рівні.

Підсумок

Якщо всі вищезазначені технічні рішення будуть повністю впроваджені, мережа Ethereum стане більш стабільною, стійкою та гнучкою, справді досягнувши довгострокової архітектури, орієнтованої на майбутнє. Особисто мене найбільше цікавлять різні типи легких реєстрів та їхній вплив на прикладний рівень, взаємозамінні токени та екосистему NFT. Незалежно від того, коли ці технології будуть впроваджені, довгостроковий шлях розвитку Ethereum вже дуже чіткий, що є середньо- та довгостроковим позитивним фактором.