Уявлення про Ethereum 2030: Світовий реєстр з паралельними L1 та Rollup

Більш спрощені рішення L1 та їх продуктивні та вирівнювальні Rollup

Ethereum завжди прагнув зберегти довірчу нейтральність, одночасно сприяючи інноваціям на верхньому рівні. Ранні обговорення окреслили "дорожню карту на основі Rollup", що означає, що базова мережа буде поступово спрощуватися та закріплюватися, щоб більшість активностей могли переміститися на L2. Однак нещодавні події показують, що лише як мінімалізований рівень консенсусу та доступності даних недостатньо: L1 повинен мати можливість обробляти трафік і активність, оскільки це основа, на яку зрештою покладається L2. Це означає, що потрібна швидша швидкість створення блоків, нижчі витрати на дані, потужніший механізм доказів та краща взаємодія.

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

Наближається реконструкція механізму консенсусу Beam Chain, яка має на меті досягнення більш швидкої остаточної швидкості підтвердження та нижчого порогу для валідаторів, одночасно підвищуючи первинну пропускну здатність і подальше зміцнення нейтральності Ethereum. Тим часом, вже є пропозиції щодо перенесення активності з дедалі застарілого (і "все більш складного") віртуального механізму Ethereum (EVM) на нативний віртуальний механізм RISC-V, що, як очікується, суттєво підвищить ефективність доказників за умови збереження взаємодії з традиційними контрактами.

Ці оновлення перетворять ландшафт L2. До 2030 року я очікую, що дорожня карта Ethereum з універсальним Rollup в центрі буде інтегрована в двох напрямках в межах одного діапазону:

• Алінований Rollup: пріоритетно реалізувати глибоку інтеграцію з Ethereum (наприклад, спільне сортування, нативна верифікація), максимально використовуючи ліквідність L1 за умови мінімізації довірчих гіпотез. Ці стосунки є взаємовигідними, алінований Rollup може безпосередньо отримувати комбінованість і безпеку від L1.
• Продуктивний Rollup: пріоритет віддається пропускній здатності та реальному досвіду користувачів, іноді це досягається через альтернативні шари доступності даних (DA-слої) або авторизованих учасників (такі як централізовані сортувальники, малі безпечні комітети/мультипідписи), але все ще використовує Ethereum як остаточний розрахунковий шар для отримання надійності (або для маркетингових цілей).

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

• Отримання ліквідності: як отримати та використовувати ліквідність на Ethereum та, можливо, інших рішеннях Rollup? Яке значення має синхронна або атомарна комбінованість?
• Безпечне джерело: Наскільки безпосередньо ліквідність, що переміщується з Ethereum до Rollup, повинна успадковувати безпеку Ethereum, або покладатися на постачальника Rollup?
• Виконання виразності: якою є важливість сумісності з віртуальною машиною Ethereum (EVM)? У зв'язку з такими альтернативами, як SVM, та зростанням популярності смарт-контрактів на Rust, чи залишиться сумісність EVM важливою в найближчі п'ять років?

Поляризація в родоводі Rollup

Проекти Rollup поступово зосереджуються на двох крайнощах. Одна крайність — це високопродуктивні Rollup, які можуть забезпечити максимальну пропускну здатність та досвід користувача (висока пропускна здатність, низька затримка), але мають низький рівень зв'язку з Ethereum L1; інша крайність — це Rollup, які узгоджуються з Ethereum (наприклад, Rollup на базі L1, рідні Rollup, ультразвукові Rollup), які в повній мірі використовують безпеку, дані та механізм консенсусу Ethereum, пріоритетно забезпечуючи децентралізацію, безпеку та довірену нейтральність, але через обмеження дизайну L1 жертвують частиною продуктивності. А Rollup, які перебувають у проміжній зоні та намагаються збалансувати обидва, можуть мати труднощі з конкуренцією, зрештою близько один до одного, стикаючись з ризиком бути витісненими.

У верхньому лівому куті графіка Rollup зосереджений на продуктивності: вони можуть використовувати централізовані сортувальники, альтернативні мережі доступності даних (мережі DA) або оптимізації конкретних додатків для досягнення набагато вищої пропускної здатності, ніж звичайні L2 (такі як MegaETH). Деякі Rollup з високою продуктивністю можуть бути більш правосторонніми у відносинах до узгодженості (наприклад, через використання технологій на основі швидкого попереднього підтвердження, таких як Puffer UniFi та Rise, націлених на "ідеальну мету" у верхньому правому куті), але їхня остаточна визначеність все ще залежить від специфікацій L1. У порівнянні з цим, Rollup у нижньому правому 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 й розвивається в цьому напрямку, також досліджує дозволене попереднє підтвердження для оптимізації користувацького досвіду). До 2030 року я очікую, що багато "помірних" L2 або перейдуть на один з вищезазначених типів моделей, або зіткнуться з ризиком зникнення. Користувачі та розробники схиляються до вибору середовища з високою безпекою, яке узгоджується з Ethereum (для високоризикових і комбінованих DeFi-сценаріїв), або високої масштабованості, налаштованих мереж для додатків (для масових користувацьких додатків). Дорожня карта Ethereum на 2030 рік закладає основу для обох цих шляхів.

Визначення "вирівнювальності" є предметом суперечок, і консенсус ще не досягнуто. Щодо цього звіту, наведене вище є стислим аналізом "продуктивності" та "вирівнювальності". Графіки, наведені раніше, побудовані на основі цього визначення, і можуть не підходити для інших тлумачень "вирівнювальності".

Чому середина зникне?

Мережева ефект буде сприяти зосередженню ринку навколо менших, але більших вузлів. На ринках, де мережевий ефект відіграє домінуючу роль, як в криптовалютах, в кінцевому підсумку може сформуватися картина, де домінують кілька переможців (як ми бачимо в сфері CEX). Оскільки мережевий ефект буде зосереджуватися навколо основних переваг однієї ланцюга, екосистеми зазвичай інтегруються в кілька платформ з "максимізацією продуктивності" та "максимізацією безпеки". Ролап, який лише частково відповідає вимогам до сумісності або продуктивності Ethereum, в кінцевому підсумку може не отримати ні безпеки першого, ні доступності другого.

З розвитком технології Rollup економічна діяльність буде формуватися на основі компромісу між "необхідною безпекою" та "вартістю отримання безпеки". Сценарії, які не можуть витримати ризики розрахунків або управління, такі як DeFi для установ, великі ончейн-скарбниці, ринки високоцінних застав, можуть зосередитися на ланцюгах, які успадковують повну безпеку та нейтральність Ethereum (або сам Ethereum L1). На іншому кінці, сценарії застосування, орієнтовані на маси (такі як меми, торгівля, соціальні мережі, ігри, роздрібні платежі тощо), зберуться на ланцюгах з найкращим користувацьким досвідом і найнижчими витратами, які можуть вимагати індивідуалізовані рішення для підвищення пропускної здатності або централізованих механізмів сортування. Таким чином, загальні ланцюги, які "мають прийнятну швидкість, але не є найшвидшими, безпеку на рівні, але не є оптимальними", поступово втратять свою привабливість. Особливо до 2030 року, якщо міжланцюгова взаємодія дозволить активам вільно пересуватися між цими двома типами сценаріїв, простір виживання в цій проміжній зоні стане ще більш обмеженим.

Еволюція технологічного стеку Ethereum

Вся базова структура Ethereum (від виконання, розрахунків, консенсусу до доступності даних) запланувала значні оновлення, які мають на меті поліпшити масштабованість L1 та краще адаптуватися до моделі розвитку, орієнтованої на Rollup. Ключові вдосконалення (як показано стрілками) підвищать продуктивність, знизять складність і сприятимуть більш безпосередній ролі Ethereum у виконанні Rollup.

рівень виконання

До 2030 року поточне середовище виконання Ethereum (з використанням 256-бітної архітектури та традиційного дизайну віртуальної машини Ethereum EVM) може бути замінене або вдосконалене більш сучасною та ефективною віртуальною машиною. Віталік запропонував оновити віртуальну машину Ethereum до архітектури на базі RISC-V. RISC-V є спрощеним модульним набором команд, який має потенціал для досягнення значного прориву в ефективності виконання транзакцій та генерації доказів (покращення на 50-100 разів). Його 32/64-бітні команди можуть безпосередньо адаптуватися до сучасних ЦП, а також у нульових знаннях мають вищу ефективність. Щоб зменшити удари від технічних ітерацій та уникнути зупинки прогресу (наприклад, раніше спільнота розглядала заміну EVM на eWasm), планується впровадження двох віртуальних машин: збереження EVM для забезпечення зворотної сумісності, одночасно впроваджуючи нову віртуальну машину RISC-V для обробки нових контрактів (схоже на Arbitrum Stylus для сумісності з контрактами WASM + EVM). Цей крок має на меті суттєво спростити та пришвидшити рівень виконання, а також підтримати масштабованість L1 і можливості підтримки Rollup.

Чому це потрібно робити?

Дизайн EVM не враховує нульові знання, тому zk-EVM доводчик при моделюванні перетворення стану, обчисленні кореневого хешу/дерева хешу та обробці механізмів, властивих EVM, створює велику кількість додаткових витрат. На відміну від цього, віртуальна машина RISC-V використовує більш просту логіку регістрів, що дозволяє безпосередньо моделювати і генерувати доводи, що значно зменшує необхідні обмеження. Її дружелюбність до нульових знань може усунути неефективні етапи, такі як обчислення gas та управління станом, що принесе велику користь всім Rollup, які використовують нульові знання: генерація доведення перетворення стану стане простішою, швидшою та менш витратною. Врешті-решт, оновлення EVM до віртуальної машини RISC-V може підвищити загальну пропускну здатність доведення, що дозволить L1 безпосередньо перевіряти виконання L2 (детальніше про це нижче), одночасно підвищуючи верхню межу пропускної здатності самої віртуальної машини продуктивного Rollup.

Крім того, це також дозволить подолати вузьке коло Solidity/Vyper, значно розширивши екосистему розробників Ethereum і залучивши більше основних розробницьких спільнот, таких як Rust, C/C++, Go.

Рівень розрахунків

Ethereum планує перейти від розрізнених моделей розрахунків L2 до єдиної, рідної інтегрованої системи розрахунків, що кардинально змінить спосіб розрахунків Rollup. Сьогодні кожен Rollup повинен розгорнути незалежний контракт верифікації L1 (доказ шахрайства або доказ дійсності), ці контракти мають високий рівень кастомізації та є незалежними один від одного. До 2030 року Ethereum може інтегрувати рідну функцію (запропонована функція EXECUTE), як універсальний L2 виконавчий верифікатор. EXECUTE дозволяє верифікаторам Ethereum безпосередньо повторно виконувати перехід стану Rollup і перевіряти його правильність, по суті "закріплюючи" на рівні протоколу здатність верифікувати будь-які блоки Rollup.

Це оновлення сприятиме виникненню "рідного Rollup", по суті, програмованих виконавчих фрагментів (подібно до дизайну NEAR). На відміну від звичайних L2, стандартних Rollup або Rollup на основі L1, блоки рідного Rollup перевіряються виконавчим двигуном самого Ethereum.

EXECUTE усунув потребу в складній спеціалізованій інфраструктурі, необхідній для моделювання та підтримки EVM (такій як механізми доказів шахрайства, кола нульових знань, "безпечні комітети" з багатьох підписів), значно спростивши розробку еквівалентних EVM Rollup, в кінцевому підсумку досягаючи повністю бездостовірного L2 майже без необхідності в спеціалізованому коді. У поєднанні з новітніми реальними доказувачами (такими як Fermah, Succinct) можна здійснити реальний розрахунок на L1: як тільки транзакції Rollup включаються до L1, вони досягають остаточності без очікування вікна доказів шахрайства або багаточасових обчислень доказів. Створивши рівень розрахунків як глобально спільну інфраструктуру, Ethereum посилив свою довірену нейтральність (користувачі можуть вільно вибирати клієнт для підтвердження) та комбінованість (немає необхідності турбуватися про проблеми реальних доказів в одному слоті, синхронізація комбінованості значно спрощена). Усі рідні (або рідні + на основі L1) Rollups будуть використовувати однакову функцію розрахунку L1, що забезпечить стандартизовану перевірку та зручну взаємодію між Rollup (шардингами).

Шар консенсусу

Консенсусний шар Beacon Chain (ланцюг сигналізації) Ethereum перебудовується в Beam Chain (планується тестування у 2027-2029 роках), з метою оновлення механізму консенсусу за рахунок передових криптографічних технологій (включаючи стійкість до квантових загроз), підвищення масштабованості та рівня децентралізації. Серед шести основних напрямків дослідження, ключові характеристики, пов'язані з цією статтею, включають:

• Коротші часові інтервали, швидше остаточність: Однією з основних цілей Beam Chain є підвищення швидкості остаточності. Скоротити поточну приблизно 15-хвилинну остаточність (2 епохи під механізмом Gasper, тобто 32+32 по 12 секунд) до 3-х інтервалів остаточності (3SF, 4-секундні інтервали, приблизно 12