Satu artikel menganalisis roadmap baru Ethereum

Pengarang: Alec Chen

Sumber: Modal Volt

Sumber: @milesdeutscher

kata pengantar

“The Merge” Ethereum ke jaringan proof-of-stake dijadwalkan untuk ditayangkan di mainnet pada akhir September. Tujuannya adalah untuk membuka kunci aksesibilitas blockchain dalam skala besar. Pada intinya, merger tersebut mengubah Ethereum dari mekanisme konsensus proof-of-work gaya Bitcoin menjadi sistem proof-of-stake. Roadmap Ethereum dari mengimplementasikan sharding menjadi Rollup-centric adalah langkah penting dalam menskalakan blockchain untuk miliaran pengguna berikutnya. Ketersediaan data dan sharding dalam arsitektur modular memungkinkan blockchain untuk menskalakan throughput tanpa mengorbankan desentralisasi. Artikel ini akan membahas detail teknis penggabungan (peta jalan baru Ethereum), dan apa arti perubahan tersebut bagi pengguna dan pengembang.

Sumber: @ptrwtts

Peta jalan yang berpusat pada rollup

Awalnya, rencana untuk Ethereum 2.0 (istilah yang sekarang sudah tidak digunakan lagi) adalah untuk mencapai skalabilitas dengan membagi mainnet menjadi 64 shard, masing-masing dengan penambang/validator individual. Kemudian, berdasarkan kongesti, utilisasi, dan throughput, pengguna akan mengirimkan transaksi yang dirutekan ke shard tertentu. Karena peningkatan dan adopsi rollup, dan kompleksitas penerapan sharding, peta jalan skalabilitas yang awalnya berpusat pada sharding telah ditinggalkan demi data sharding. Tim Ethereum sekarang percaya bahwa Ethereum akan menskalakan untuk memenuhi kebutuhan dunia melalui rollup, dan bahwa rencana gabungan Ethereum akan menjadi lapisan penyelesaian dan ketersediaan data yang kuat dari mana rollup memperoleh keamanan mereka.

Sumber: Buku ETH2

‍Rantai Suar (Penggabungan)

Berlawanan dengan kepercayaan populer, tujuan merger bukanlah untuk mengurangi biaya transaksi, tetapi untuk mengubah Ethereum menjadi lapisan infrastruktur dasar yang kuat untuk rollup. Langkah inti pertama menuju tujuan ini adalah Beacon Chain. Ini mengubah Ethereum dari sistem proof-of-work sebelumnya menjadi sistem proof-of-stake, di mana pemangku kepentingan harus menyerahkan jaminan untuk menghasilkan blok, dan peserta yang tidak jujur akan dipotong agunannya. Memindahkan sistem konsensus ke proof-of-stake memperkenalkan komite validasi sebagai fondasi, yang pada gilirannya memperkuat konsensus jaringan dan membuka jalan bagi lapisan ketersediaan data yang efisien dalam protokol. Rantai suar memandu dan mengoordinasikan jaringan pemangku kepentingan tanpa memproses atau melaksanakan transaksi seperti yang dilakukan Ethereum saat ini. Lebih khusus lagi, apa yang dilakukan merger adalah menggabungkan lapisan eksekusi Ethereum lama dengan mesin konsensus baru yang disediakan oleh rantai suar, yang akan memanfaatkan algoritme penambang proof-of-work saat ini sebagai ganti jaringan bukti-of-stake yang terkoordinasi. validator. Mengalihkan algoritme konsensus juga meletakkan dasar untuk sharding: sebelumnya, dalam penambangan proof-of-work, tidak ada penambang yang mendaftar dan penambang dapat secara sewenang-wenang menghentikan tugas mereka dan meninggalkan jaringan. Di bawah proof-of-stake, rantai suar sekarang memiliki daftar semua produsen blok yang disetujui dan dapat mengoordinasikan serta memparalelkan suara validator.

Sumber: Buku ETH2

Kelompok validator, komite, adalah inovasi utama yang ditawarkan oleh rantai suar. Rantai suar secara acak menugaskan komite untuk memilih blok untuk membentuk konsensus. Suara gabungan komite disebut "pengesahan", dan dengan memeriksa suara komite, keadaan rantai suar dapat dengan mudah diverifikasi, meminimalkan ukuran blok dan pertumbuhan data dibandingkan dengan verifikasi validator tunggal. Komite sertifikasi juga memperkuat konsensus, karena dalam model ini jumlah validator yang relatif banyak diperlukan untuk membuat fork bersama. Selain itu, kumpulan validator berubah secara berkala, sehingga menyulitkan validator jahat untuk berkolusi tepat waktu untuk melakukan serangan.

Sumber: Flashbots

‍Konsensus dan MEV (The Royal)

Setelah merger, Ethereum akan menerapkan pemisahan pembuat-pengusul untuk lapisan konsensus. Vitalik percaya bahwa tujuan akhir dari semua blockchain adalah memiliki produksi blok terpusat dan verifikasi blok terdesentralisasi. Karena data blok Ethereum yang terfragmentasi sangat padat, sentralisasi produksi blok diperlukan karena tingginya persyaratan ketersediaan data. Pada saat yang sama, harus ada cara untuk mempertahankan kumpulan validator terdesentralisasi yang memvalidasi blok dan melakukan pengambilan sampel ketersediaan data.

Peran pembangun baru membangun blok muatan eksekusi Ethereum menggunakan transaksi pengguna dan mengirimkannya dengan tawaran dari pengusul (subset yang dipilih secara acak dari kumpulan validator). Setelah pengusul menerima muatan, mereka menandatangani blok dan menyebarkannya melalui jaringan. Struktur ini mengeliminasi kemungkinan transaksi yang berjalan di depan oleh validator karena muatan yang dikirim ke pengusul dihapus dari konten transaksi. Di pasar yang efisien, pengenalan pasar ruang blok juga akan memberi insentif kepada pembangun untuk menawar nilai penuh MEV yang diekstraksi, yang memungkinkan seperangkat validator terdesentralisasi untuk menerima sebagian besar penghargaan MEV. Pengaturan ini mencegah konsensus yang berpotensi tidak stabil di antara para penambang dan mengurangi MEV yang berbahaya dibandingkan dengan meniru Ethereum.

Danksharding (Lonjakan)

Sementara pemisahan pembuat proposal pada awalnya dirancang untuk menangkal eksternalitas berbahaya dan kekuatan sentralisasi MEV, tim inti Ethereum menyadari bahwa itu juga dapat melayani tujuan sharding data.

Danksharding dinamai kontributor inti Dankrad Feist, dan inovasi utamanya adalah pasar biaya gabungan - alih-alih sejumlah pecahan tetap dengan blok dan pengusul yang berbeda, satu pengusul memilih semua transaksi dan data. Pengusul adalah komite validator yang dipilih secara acak yang kemudian melakukan sampling ketersediaan data pada data blockchain. Ini memastikan cara terdesentralisasi untuk menjaga ketersediaan data untuk klien ringan, karena blok yang digabungkan terlalu besar untuk diverifikasi oleh satu titik verifikasi. Karena node konsensus juga melakukan pengambilan sampel ketersediaan data, model ini menyatukan lapisan penyelesaian, lapisan konsensus, dan lapisan ketersediaan data.

‍Unified Settlement dan Data Availability Layer Pemanfaatan bukti validitas membuka fitur menarik untuk rollup: ZK rollup sekarang akan dapat melakukan panggilan sinkron dengan lapisan eksekusi di Ethereum. Ini meningkatkan primitif L2 baru seperti likuiditas terdistribusi dan penskalaan fraktal, meletakkan dasar untuk membangun dapp generasi berikutnya yang inovatif pada rollup ZK.

Proto-danksharding

Sementara danksharding menjadi pertanda baik untuk masa depan Ethereum, itu tidak akan tersedia sepenuhnya segera setelah merger. Proto-dank sharding (EIP-4844) adalah versi asli danksharding yang direncanakan untuk dirilis sebelum diimplementasikan sepenuhnya. Proposal membuat primitif yang disebut transaksi carry blob. Sesuai namanya, transaksi dengan blob adalah transaksi yang membawa muatan data yang disebut blob. Blob adalah standar data untuk Ethereum pasca-pecahan: mereka dibundel dengan komitmen polinomial KZG dan lebih efisien daripada format calldata karena dipisahkan dari eksekusi EVM. Saat ini, rollup menggunakan calldata untuk mengirim data transaksi kembali ke Ethereum, yang mengakibatkan tingginya biaya bahan bakar. Di masa depan sharding, rollup akan menggunakan blob, menghemat biaya bahan bakar pengguna yang terkait dengan eksekusi EVM. Tujuan dari Proto-danksharding adalah untuk menyediakan pengembang dengan format data berwawasan ke depan ini, sambil memberikan bantuan sementara dari daftar data panggilan yang mahal dengan memperkenalkan format terpisah dan pasar biaya untuk data yang akan dipecah. Meskipun proto-danksharding sendiri sebenarnya tidak mengimplementasikan sharding, memperkenalkan spesifikasi standar untuk format data pasca-sharding adalah langkah pertama dalam membangun lapisan ketersediaan data asli yang efisien.

Sejarah dan Status (The Verge & The Purge)

Keadaan Ethereum dan penyimpanannya juga menjadi pertimbangan. Keadaan yang terus meningkat berpotensi mempengaruhi desentralisasi, karena validator harus dapat melakukan tugasnya pada perangkat keras konsumen. Blob proto-danksharding dipisahkan dari lapisan eksekusi EVM dan akan dihapus setelah sekitar satu bulan. Selain itu, EIP-4444 memungkinkan klien untuk menghapus dan berhenti menyajikan data historis pada lapisan peer-to-peer setelah sekitar satu tahun. Menegakkan beberapa jenis kedaluwarsa riwayat wajib pada tingkat protokol tetap diperlukan, karena sharding akan menambah sekitar 40 TB data blob historis per tahun. Status blockchain perlu disimpan di RAM atau SSD. Namun, penyimpanan historis, data yang telah disepakati oleh Ethereum, dapat disimpan di HDD murah. Karena penyimpanan historis beroperasi pada model kepercayaan minoritas (1/N) yang jujur, tidak perlu menyimpan data historis pada node yang melakukan konsensus waktu nyata. Spesifikasi Danksharding memastikan bahwa validator menyimpan dan menjamin ketersediaan data yang telah mereka sepakati selama beberapa bulan. Riwayat yang dipangkas ini kemudian disimpan oleh pihak ketiga seperti protokol khusus aplikasi, BitTorrent, jaringan portal, penjelajah blok, amatir individu, atau protokol pengindeksan.

Sumber: Consensys

Ethereum Stateless adalah tujuan lain di peta jalan. Produsen blok yang membangun blok akan menggunakan saksi, yaitu bukti berupa data-data relevan yang diperlukan untuk melaksanakan transaksi yang terkandung di dalam blok tersebut. Oleh karena itu, klien menggunakan saksi ini untuk memverifikasi root status yang dihasilkan dengan mengeksekusi sebuah blok, dan hanya perlu mengeksekusi sebagian dari status yang terpengaruh, bukan seluruh status. Dua rintangan utama untuk desain ini adalah skala saksi dan ketersediaan saksi. Masalah pertama dapat diselesaikan dengan mengubah struktur data status di Ethereum dari Merkle Patricia Tries menjadi Verkle Tries, yang merupakan struktur data yang lebih efisien untuk komitmen polinomial yang digunakan setelah penggabungan Ethereum. Masalah kedua dapat diatasi dengan membuat saksi blok spesifikasi tingkat protokol. Mengikuti kesimpulan Vitalik di Endgame, mengandalkan produsen blok terpusat dengan perangkat keras khusus sambil mempertahankan validasi terdesentralisasi adalah kerangka desain utama untuk menskalakan Ethereum.

Ringkasan

Danksharding meningkatkan rollup dengan keamanan yang diwarisi dari Ethereum. Memutakhirkan infrastruktur dasar dengan menggabungkan ketersediaan data secara ketat dengan lapisan konsensus dan penyelesaian memungkinkan penggabungan untuk memanfaatkan solusi ketersediaan data asli, mengabaikan asumsi keamanan validasi dan kemauan. Ini membuka jalan bagi arsitektur seperti pembatalan yang diabadikan, yang menghapus tata kelola dan risiko kontrak pintar dengan memungkinkan seluruh peluncuran diterapkan dalam protokol. Rollup menggunakan SNARK untuk panggilan sinkron intra-protokol telah menjadi desain yang menjanjikan untuk ekspansi blockchain di masa mendatang. Rollup dalam protokol memiliki banyak manfaat: sekarang biaya gas tetap per blok yang dihadapi oleh rollup smart contract dihilangkan, ketika komputasi dan konsensus dipisahkan, verifikator perlu mengeksekusi ulang transaksi untuk memverifikasi blok, dan tidak ada lagi klien Negara perlu mengunduh saksi, karena perbedaan negara sekarang dijamin melalui properti bukti validitas. Keunggulan ini meliputi latensi penyelesaian yang lebih rendah, sinkronisasi yang lebih baik, bandwidth validator yang lebih tinggi (sehingga batas gas EVM lebih tinggi), dan jembatan lintas rantai yang lebih aman. Ethereum Foundation saat ini sedang mengimplementasikan desain ini langsung ke peta jalan Ethereum, dan berencana untuk meningkatkan EVM ke rollup yang diabadikan yang kompatibel dengan SNARK.

Tujuan utama peta jalan Ethereum adalah untuk meminimalkan asumsi kepercayaan dan memberikan skalabilitas dalam protokol dengan menerapkan solusi asli. Lapisan dasar Ethereum menghosting seluruh ekosistem aplikasi terdesentralisasi yang berjanji untuk secara mendasar mengubah cara kita berpikir tentang identitas, penyimpanan, pencarian, reputasi, dan privasi di era digital. Memutakhirkan Ethereum ke lapisan dasar juga meningkatkan lapisan aplikasi ini, menguntungkan pengguna dan pengembang dengan menyediakan infrastruktur yang sangat aman dan tangguh untuk menskalakan kasus penggunaan ini secara global. Visi Ethereum adalah masa depan digital dalam skala global. Kepatuhannya pada prinsip-prinsip netralitas tepercaya, bersama dengan efek jaringan, desentralisasi, dan keamanan Ethereum, dengan kuat memperkuat perannya dalam web terdesentralisasi di masa depan. Penggabungan adalah langkah pertama untuk mewujudkan visi Ethereum ini.