إثيريومThe Surge: من خلال L2 تحقيق هدف التوسع 100000 TPS والتحديات

إثيريوم المحتمل في المستقبل: The Surge

استراتيجيات توسيع إثيريوم في البداية كانت نوعين: تقسيم وLayer2. يسمح التقسيم لكل عقدة بالتحقق من وتخزين جزء صغير فقط من المعاملات، بينما Layer2 ينقل معظم البيانات والحسابات خارج السلسلة الرئيسية. في النهاية، اندمجت هاتان الطريقتان معًا، لتشكيل خريطة طريق تركز على Rollup، والتي لا تزال استراتيجية توسيع إثيريوم حتى اليوم.

تركز خريطة الطريق التي تركز على Rollup على تقسيم العمل البسيط: يركز مستوى الإيثريوم L1 على أن يصبح طبقة أساسية قوية ولامركزية، بينما تتحمل L2 مهمة مساعدة النظام البيئي على التوسع. هذا النموذج شائع في المجتمع: نظام المحاكم (L1) موجود لحماية العقود وحقوق الملكية، بينما يقوم رواد الأعمال (L2) بالبناء على هذا الأساس، مما يدفع التنمية البشرية.

هذا العام، حقق مخطط الطريق المتمحور حول Rollup إنجازات مهمة: أطلق EIP-4844 blobs مما زاد بشكل كبير من عرض النطاق الترددي للبيانات على إثيريوم L1، ودخلت عدة EVM Rollup المرحلة الأولى. كل L2 موجود ك"شظية" ذات قواعد منطقية داخلية. إن تنوع طرق تنفيذ الشظايا أصبح الآن واقعًا. لكن هذا الطريق يواجه أيضًا بعض التحديات الفريدة. مهمتنا الآن هي إكمال هذا المخطط ومعالجة هذه القضايا، مع الحفاظ على متانة إثيريوم L1 ولامركزيتها.

فيتاليك: مستقبل إثيريوم المحتمل، The Surge

الزيادة: الأهداف الرئيسية

  1. المستقبل إثيريوم يمكن أن يصل إلى أكثر من 100000 TPS من خلال L2
  2. الحفاظ على لامركزية وموثوقية L1
  3. على الأقل بعض L2 ترث بالكامل الخصائص الأساسية لإثيريوم ( من الثقة، والانفتاح، ومقاومة الرقابة )
  4. يجب أن يشعر إثيريوم كنظام بيئي موحد، وليس 34 سلسلة كتلة مختلفة.

محتوى هذا الفصل

  1. مفارقة مثلث القابلية للتوسع
  2. التقدم الإضافي في عينة توفر البيانات
  3. ضغط البيانات
  4. بلازما معممة
  5. نظام إثبات L2 الناضج
  6. تحسين التفاعل بين L2
  7. توسيع التنفيذ على L1

معضلة مثلث القابلية للتوسع

تقول معضلة مثلث القابلية للتوسع إن هناك تناقضًا بين خصائص اللامركزية والقابلية للتوسع والأمان في البلوكشين. إنها ليست نظرية، ولكنها تقدم حجة استدلالية: إذا كان هناك عقدة صديقة للامركزية يمكنها التحقق من N معاملة في الثانية، ولديك سلسلة قادرة على معالجة k*N معاملة في الثانية، فإما أن كل معاملة يمكن أن يراها 1/k من العقد، أو ستصبح عقدتك قوية، ولن تكون السلسلة لامركزية.

تدعي بعض سلاسل الكتل عالية الأداء أنها تحل التناقض الثلاثي، غالبًا من خلال تحسين برنامج عقدة. لكن هذا غالبًا ما يكون مضللًا، حيث أن تشغيل عقدة على هذه السلاسل أكثر صعوبة من تشغيلها على إثيريوم. لا يمكن توسيع إثيريوم فقط من خلال هندسة برمجيات عميل L1.

ومع ذلك، فإن الجمع بين أخذ عينات توفر البيانات وSNARKs يحل فعلاً مفارقة المثلث: إنه يسمح للعميل بالتحقق من توفر كمية كبيرة من البيانات والتنفيذ الصحيح لخطوات الحساب، مع تنزيل كمية قليلة فقط من البيانات وتنفيذ القليل جداً من الحسابات. SNARKs لا تحتاج إلى ثقة. أخذ عينات توفر البيانات لديه نموذج ثقة دقيق من نوع few-of-N، لكنه يحتفظ بالخصائص الأساسية لسلسلة غير قابلة للتوسع.

بنية بلازما هي حل آخر، حيث تُلقى مسؤولية مراقبة توفر البيانات على عاتق المستخدمين. مع انتشار SNARKs، أصبحت بلازما قابلة للتطبيق على نطاق أوسع من السيناريوهات.

فيتالك مقال جديد: مستقبل إثيريوم المحتمل، The Surge

تقدم إضافي في عينة توفر البيانات

ما هي المشكلة التي نحن بصدد حلها؟

بعد ترقية Dencun في 13 مارس 2024، سيكون لدى إثيريوم 3 كتل بحجم حوالي 125 كيلوبايت لكل فتحة كل 12 ثانية، مع عرض بيانات متاح يبلغ حوالي 375 كيلوبايت لكل فتحة. إذا تم نشر بيانات المعاملات مباشرة على السلسلة، فإن تحويلات ERC20 تبلغ حوالي 180 بايت، فإن الحد الأقصى لـ TPS في Rollup على إثيريوم سيكون 173.6.

مع إضافة calldata، يمكن أن تصل إلى 607 TPS. باستخدام PeerDAS، قد يزيد عدد الكتل إلى 8-16، مما يوفر 463-926 TPS لـ calldata.

هذا تحسين كبير على L1، لكنه لا يكفي بعد. هدفنا المتوسط هو 16 ميجابايت لكل فتحة، بالاستعانة بضغط بيانات Rollup، مما سيؤدي إلى ~58000 TPS.

ما هو؟ كيف يعمل؟

PeerDAS هو تنفيذ بسيط لـ "1D sampling". في إثيريوم، كل blob هو متعدد حدود من الدرجة 4096 على حقل الأعداد الأولية من 253. نحن نبث أجزاء المتعدد، حيث يحتوي كل جزء على 16 قيمة تقييم من 16 نقطة متجاورة من إجمالي 8192 نقطة. من بين هذه 8192 قيمة تقييم، يمكن استعادة أي 4096 blob.

تتيح PeerDAS لكل عميل الاستماع إلى عدد قليل من الشبكات الفرعية، حيث تقوم الشبكة الفرعية i ببث العينة i من أي blob، وتطلب blobs من الشبكات الفرعية الأخرى من خلال استفسار نظراء في الشبكة العالمية p2p. يستخدم SubnetDAS آلية الشبكة الفرعية فقط، دون استفسارات إضافية من طبقة النظراء. الاقتراح الحالي يسمح للعقد المشاركة في إثبات الحصة باستخدام SubnetDAS، بينما تستخدم العقد الأخرى PeerDAS.

من الناحية النظرية، يمكننا توسيع نطاق "1D sampling" بشكل كبير: إذا قمنا بزيادة الحد الأقصى لعدد blob إلى 256، يمكننا الوصول إلى هدف 16 ميجابايت، حيث يحتاج كل عقدة إلى 1 ميجابايت من عرض النطاق الترددي لكل slot. هذا ممكن بصعوبة، ولكن العملاء ذوي عرض النطاق الترددي المحدود غير قادرين على أخذ العينات. يمكننا تحسين ذلك عن طريق تقليل عدد blob وزيادة حجم blob، ولكن سيزيد ذلك من تكلفة إعادة البناء.

لذا نريد في النهاية أخذ عينات ثنائية الأبعاد، ليس فقط داخل ال blob ولكن أيضًا أخذ عينات عشوائية بين blob. باستخدام الخصائص الخطية لالتزام KZG، نقوم بتوسيع مجموعة blob داخل كتلة باستخدام blob افتراضي جديد، حيث تقوم هذه blob الافتراضية بتشفير نفس المعلومات بشكل زائد.

تُعد عينات 2D صديقة لبناء الكتل الموزعة. تحتاج العقد التي تبني الكتلة في الواقع فقط إلى التزام KZG blob، ويمكن الاعتماد على DAS للتحقق من الصلاحية. DAS أحادي البعد أيضاً صديق بطبيعته لبناء الكتل الموزعة.

فيتاليك مقال جديد: مستقبل إثيريوم المحتمل، The Surge

ما هي الروابط مع الأبحاث الحالية؟

  1. مقدمة عن المنشور الأصلي حول توفر البيانات (2018)
  2. ورقة متابعة
  3. مقالة تفسر DAS
  4. توفر ثنائية الأبعاد مع التزام KZG
  5. PeerDAS والأبحاث على ethresear.ch
  6. EIP-7594
  7. SubnetDAS على ethresear.ch
  8. الفروق الدقيقة في قابلية الاسترداد في أخذ العينات ثنائية الأبعاد

ماذا يجب أن نفعل بعد ذلك؟ ما هي الموازنات الموجودة؟

الخطوة التالية هي إكمال تنفيذ وإطلاق PeerDAS. بعد ذلك، سيتم زيادة عدد blobs على PeerDAS بشكل مستمر، مع مراقبة الشبكة بعناية وتحسين البرنامج لضمان الأمان. نأمل أن يكون هناك المزيد من الأعمال الأكاديمية لوضع معايير لـ PeerDAS وتفاعلاته مع مسائل الأمان مثل قواعد اختيار الانقسام.

يجب تحديد النسخة المثالية من 2D DAS في المستقبل وإثبات خصائصها الأمنية. نأمل في النهاية أن نتحول من KZG إلى بدائل آمنة ضد الكم ولا تتطلب إعداد موثوق. حاليا، ليس من الواضح ما هي الحلول المرشحة التي تكون صديقة لبناء الكتل الموزعة.

أعتقد أن المسار الواقعي طويل الأجل هو:

  1. تنفيذ DAS ثنائي الأبعاد المثالي
  2. الالتزام باستخدام 1D DAS، التضحية بكفاءة عرض النطاق الترددي للعينة، لقبول حد بيانات أقل من أجل البساطة والموثوقية
  3. التخلي عن DA، وقبول Plasma كهيكل Layer2 الرئيسي بالكامل

حتى إذا قررنا توسيع التنفيذ مباشرة على طبقة L1، فإن هذا الخيار موجود. لأنه إذا كانت L1 بحاجة إلى معالجة عدد كبير من TPS، ستصبح كتل L1 كبيرة جدًا، وسيحتاج العملاء إلى طرق تحقق فعالة، لذلك سيتعين علينا استخدام نفس التقنيات الموجودة في Rollup على طبقة L1.

كيف تتفاعل مع أجزاء أخرى من خريطة الطريق؟

إذا تم تحقيق ضغط البيانات، فإن الطلب على 2D DAS سيقل أو يتأخر، وإذا تم استخدام Plasma على نطاق واسع فسوف يتقلص الطلب أكثر. كما أن DAS تحدى بروتوكولات وآليات بناء الكتل الموزعة: على الرغم من أن DAS نظريًا صديق لإعادة البناء الموزع، إلا أن الممارسة تتطلب دمجه مع اقتراح قائمة إدراج الحزم وآلية اختيار الفروع المحيطة بها.

فيتاليك مقالة جديدة: مستقبل إثيريوم المحتمل، The Surge

ضغط البيانات

ماذا نحل من مشكلة؟

تحتوي كل معاملة في Rollup على مساحة كبيرة من البيانات على السلسلة: يتطلب نقل ERC20 حوالي 180 بايت. حتى مع وجود أخذ عينات مثالية لتوافر البيانات، فإن هذا يحد من قابلية توسيع بروتوكولات Layer. كل فتحة 16 ميغابايت، نحصل على:

16000000 / 12 / 180 = 7407 TPS

ماذا سيحدث إذا تمكنا من جعل المعاملات في Rollup تشغل عددًا أقل من البايتات على السلسلة؟

ما هو؟ كيف يعمل؟

أفضل تفسير هو هذه الصورة من قبل عامين:

فيتاليك الجديد: مستقبل إثيريوم المحتمل، The Surge

في ضغط بايتات الصفر، يتم استبدال كل سلسلة طويلة من بايتات الصفر ببايتين، مما يدل على عدد بايتات الصفر. بالإضافة إلى ذلك، استغلنا الخصائص المحددة للمعاملات:

تجميع التوقيع: التحويل من توقيع ECDSA إلى توقيع BLS، يمكن دمج توقيعات متعددة في توقيع واحد، مما يثبت صحة جميع التوقيعات الأصلية. في L1، بسبب ارتفاع تكلفة حساب التحقق، لا يُعتبر استخدام BLS، ولكن في L2، حيث تكون البيانات نادرة، فإن استخدام BLS له معنى. توفر خاصية التجميع في ERC-4337 وسيلة لتحقيق هذه الوظيفة.

استخدم المؤشرات لاستبدال العناوين: إذا كنت قد استخدمت عنوانًا معينًا في السابق، يمكننا استبدال عنوان الـ 20 بايت بمؤشر من 4 بايت يشير إلى موقع معين في السجل التاريخي.

تسلسل مخصص لتسلسل قيمة المعاملات: معظم قيم المعاملات لديها أرقام قليلة، مثل 0.25 ايثر يتم تمثيلها كـ 250,000,000,000,000,000 wei. الرسوم الأساسية القصوى ورسوم الأولوية مشابهة أيضًا. لذلك يمكننا استخدام تنسيق عائم عشري مخصص لتمثيل معظم قيم العملات.

ما هي الروابط مع الأبحاث الحالية؟

  1. استكشاف sequence.xyz
  2. تحسين عقد بيانات L2
  3. اختلاف حالة الإصدار لـ Rollups القائم على إثبات الفعالية بدلاً من المعاملات
  4. محفظة BLS - من خلال ERC-4337 لتحقيق تجميع BLS

ماذا يجب أن نفعل بعد؟ ما هي الموازين المتاحة؟

بعد ذلك ، يتعلق الأمر بتنفيذ الخطة المذكورة أعلاه. تشمل الموازنة الرئيسية:

  1. التبديل إلى توقيع BLS يتطلب جهدًا كبيرًا، وسيقلل من التوافق مع شرائح الأجهزة الموثوقة. يمكن استخدام تغليف ZK-SNARK بخيارات توقيع أخرى كبديل.

  2. الضغط الديناميكي ( كما أن استخدام pointers لاستبدال العناوين ) سيجعل كود العميل أكثر تعقيدًا.

  3. نشر الفروقات في الحالة على السلسلة بدلاً من المعاملات، سيقلل من إمكانية التدقيق، مما يجعل العديد من البرمجيات ( مثل مستعرضات الكتل ) غير قادرة على العمل.

كيف تتفاعل مع أجزاء أخرى من خريطة الطريق؟

استخدام ERC-4337، وأخيرًا تضمين جزء منه في L2 EVM، يمكن أن يسرع بشكل كبير من نشر تقنيات التجميع. وضع جزء من ERC-4337 على L1 يمكن أن يسرع من نشره على L2.

فيتاليك الجديد: مستقبل إيثريوم المحتمل، The Surge

بلازما عمومية

ما هي المشكلة التي نحن بصدد حلها؟

حتى مع استخدام 16 ميجابايت من البيانات المضغوطة، قد لا تكون 58,000 معاملة في الثانية كافية لتلبية احتياجات الدفع الاستهلاكي، والتواصل الاجتماعي اللامركزي، وغيرها من المجالات ذات النطاق الترددي العالي، خاصة عند أخذ عوامل الخصوصية في الاعتبار التي قد تؤدي إلى انخفاض قابلية التوسع بمعدل يتراوح بين 3 إلى 8 مرات. في الوقت الحالي، الخيار في سيناريوهات المعاملات العالية والقيمة المنخفضة هو Validium، حيث يتم الاحتفاظ بالبيانات خارج السلسلة، مع اعتماد نموذج أمان: لا يمكن للمشغلين سرقة أموال المستخدمين، لكن قد يتم تجميد جميع أموال المستخدمين مؤقتًا أو دائمًا. ولكن يمكننا أن نفعل أفضل من ذلك.

ما هو، وكيف يعمل؟

بلازما هو حل توسيع، حيث يقوم المشغلون بنشر الكتل خارج السلسلة، ووضع جذر ميركل لهذه الكتل فقط على السلسلة. لكل كتلة، يرسل المشغلون برانش ميركل لكل مستخدم لإثبات التغير أو عدم التغير في أصول هذا المستخدم. يمكن للمستخدمين سحب الأصول من خلال تقديم برانش ميركل. من المهم أن الجذر في هذا البرانش لا يجب أن يكون في الحالة الأحدث. لذلك، حتى إذا كانت هناك مشكلة في توفر البيانات، لا يزال بإمكان المستخدمين استعادة الأصول من خلال سحب الحالة الأحدث المتاحة. إذا قدم المستخدم برانش غير صالح، يمكن تحديد ملكية الأصول من خلال آلية التحدي على السلسلة.

الإصدارات المبكرة من Plasma كانت قادرة فقط على معالجة حالات الدفع، ولم تكن قادرة على التوسع بشكل فعال. لكن

ETH-4.72%
شاهد النسخة الأصلية
قد تحتوي هذه الصفحة على محتوى من جهات خارجية، يتم تقديمه لأغراض إعلامية فقط (وليس كإقرارات/ضمانات)، ولا ينبغي اعتباره موافقة على آرائه من قبل Gate، ولا بمثابة نصيحة مالية أو مهنية. انظر إلى إخلاء المسؤولية للحصول على التفاصيل.
  • أعجبني
  • 1
  • مشاركة
تعليق
0/400
ZenMinervip
· 07-28 12:54
مستقبل Rollup واعد
شاهد النسخة الأصليةرد0
  • تثبيت