Пересоздание Ethereum: путь к простоте

Эфир как глобальный децентрализованный реестр несет на себе ответственность за хранение активов цивилизации и ведение записей, предоставляя базовую поддержку для таких ключевых инфраструктур, как финансы, управление и сертификация высокозначимых данных. Для достижения этой грандиозной цели система должна постоянно совершенствовать свои основные способности в области масштабируемости и устойчивости.

Недавний хард-форк Fusaka значительно улучшил пространство данных L2, а будущая дорожная карта также планирует аналогичное расширение для L1. В то же время Ethereum перешел на консенсус PoS благодаря Merge, разнообразие клиентов улучшилось, а исследования по ZK-доказуемости и противодействию квантовым атакам продолжаются. Однако, помимо повышения производительности, существует еще одна часто игнорируемая, но не менее важная основа устойчивости: простота протокола.

Ясно: окончательная защита децентрализации

Биткойн восхищает в значительной степени своей предельно простой архитектурой. Его основная логика проста и ясна: блокчейн состоит из серии блоков, каждый из которых соединен с предыдущим с помощью хеша, валидность блока подтверждается с помощью PoW, а транзакции, содержащиеся в каждом блоке, оплачиваются монетами, полученными в результате майнинга или предыдущих транзакций.

Эта простота приносит множество преимуществ: она снижает порог понимания и разработки, уменьшает сложность долгосрочного обслуживания, снижает риск серьезных уязвимостей безопасности и уменьшает вероятность манипуляции со стороны специальных интересов. Однако, Ethereum в этом плане не показывает хороших результатов, что приводит к ненужным затратам на разработку, рискам безопасности и закрытости исследовательской культуры.

В будущем через пять лет Эфир имеет потенциал достичь простоты, близкой к биткойну. Эта цель может быть достигнута с двух сторон: слоя консенсуса и слоя исполнения.

Упрощенный уровень консенсуса

Будущий новый механизм консенсуса объединит достижения исследований последних десяти лет в области теории консенсуса, ZK-SNARK и экономики стейкинга, с целью создания долгосрочного оптимального и значительно упрощенного уровня консенсуса. Основные меры включают в себя:

1. Механизм завершения с тремя слотами: упрощение логики, связанной со слотом и эпохой, удаление сложных механизмов перемешивания комитетов и синхронных комитетов.

2. Оптимизация выбора форка и сетевой структуры: использование более простых правил выбора форка и применение технологии STARK-агрегации для снижения затрат на доверие.

3. Переработка логики перехода состояния: упрощение механизмов присоединения, выхода, извлечения валидаторов и переключения ключей.

Инновации в исполняющем слое

Исполнительный уровень является самой сложной частью Ethereum, включая набор инструкций EVM, предкомпилированные контракты, SELFDESTRUCT и другие трудные для расширения функции. Одна из возможных схем заключается в замене EVM на простую, высокопроизводительную и дружелюбную к ZK виртуальную машину (например, RISC-V). Преимущества такого подхода включают:

• Значительное улучшение производительности
• Бесшовная интеграция с основными языками программирования
• Нативная поддержка систем нулевых знаний
• Четкая структура, удобная для аудита и проверки безопасности
• Уменьшить зависимость от предкомпилированных контрактов

Чтобы обеспечить плавный переход, можно позволить существующим контрактам продолжать работать в EVM интерпретаторе, написанном на RISC-V, аналогично тому, как Apple использует Rosetta для миграции на ARM-чипы.

Создание элегантной основы системы

Будущий протокол Ethereum должен интегрировать больше общих компонентов, чтобы снизить общую сложность системы:

• Унифицированный код для исправления ошибок: используется для выборки доступности данных, исторического хранения и ускорения P2P-трансляции
• Единый формат сериализации (SSZ): повышение эффективности, облегчение декомпозиции L2
• Единая структура дерева состояний: использование двоичного дерева, более подходящего для ZK-доказательств.

Эти улучшения сделают так, что Эфир больше не будет продуктом различных компромиссов, а станет набором элегантных "протокольных блоков".

Обнимите простоту, вернитесь к истокам

Сложность и децентрализация одинаково являются краеугольным камнем устойчивости системы. Истинная ценность простоты требует культурного изменения, ее выгоды могут быть не сразу количественно оценены, но в долгосрочной перспективе ценность простоты будет постепенно проявляться.

Опираясь на идеи tinygrad, можно установить целевое максимальное количество строк кода консенсуса для долгосрочных стандартов Ethereum, чтобы его сложность приближалась к уровню Bitcoin. При этом общий дизайн должен придерживаться принципа "простота в приоритете", склоняясь к локальной инкапсуляции, а не системной сложности, и приоритет должен отдаваться архитектурным решениям с четкими свойствами и возможностью верификации.

Благодаря этим усилиям, Ethereum имеет шансы вернуть простоту, сохраняя при этом мощные функции, и заложить прочный фундамент для устойчивого развития в будущем.