Wat is de Surge-fase in de Ethereum 2.0-upgrade?

Ethereum ontwikkelt zich verder met de volgende grote upgrade, The Surge. Deze fase is gericht op het verbeteren van de schaalbaarheid zonder concessies te doen aan decentralisatie of beveiliging. Als onderdeel van Ethereum's langetermijnvisie zal The Surge de capaciteit van het netwerk verhogen tot meer dan 100.000 transacties per seconde (TPS) over Layer 1 en Layer 2. Dit artikel legt alles uit wat je moet weten over de volgende stap van Ethereum richting het worden van de meest schaalbare en efficiënte blockchain.

 

The Surge verwijst naar Ethereum's verschuiving naar schaalbaarheid, voornamelijk via Layer 2 (L2)-oplossingen en rollups. Ethereum's oprichter, Vitalik Buterin, introduceerde dit concept als onderdeel van Ethereum's roadmap om het netwerk sneller en efficiënter te maken. Het hoofddoel is om meer transacties te verwerken en tegelijkertijd decentralisatie, beveiliging en interoperabiliteit te waarborgen.

 

Ethereum verwerkt momenteel ongeveer 15–30 TPS op zijn basislaag. Hoewel dit werkt voor veel toepassingen, veroorzaakt het congestie tijdens piekuren, wat leidt tot hogere gaskosten. The Surge is gericht op het aanpakken van deze knelpunten en het verbeteren van Ethereum's vermogen om applicaties op wereldwijde schaal te ondersteunen.

 

Belangrijkste Kenmerken van The Surge

De roadmap van The Surge | Bron: Vitalik Buterin 

 

1. 100.000+ TPS op L1- en L2-netwerken: Met Layer 2-rollups kan Ethereum meer dan 100.000 transacties per seconde verwerken. Rollups bundelen veel transacties en dienen deze in op de Ethereum-blockchain, wat de doorvoer verbetert en gaskosten verlaagt.

2. Decentralisatie en Beveiliging: The Surge zorgt ervoor dat Ethereum gedecentraliseerd blijft door gebruikers in staat te stellen nodes te draaien met minimale middelen. Verbeterde cryptografische bewijzen, zoals SNARKs, versterken de betrouwbaarheidsstructuur van Ethereum.

3. Verbeterde Gegevensbeschikbaarheid met DAS (Data Availability Sampling): DAS stelt nodes in staat om gegevens te verifiëren zonder alles te downloaden. Dit verbetert de efficiëntie en ondersteunt de groei van L2-oplossingen.

Ethereum's Pad naar 100.000 TPS

De huidige capaciteit van Ethereum ligt rond de 15–30 TPS op Layer 1. Met rollups en DAS streeft het netwerk er echter naar om meer dan 100.000 TPS te bereiken. Vitalik Buterin benadrukt dat Ethereum moet aanvoelen als één ecosysteem en niet als een verzameling gefragmenteerde blockchains.

 

Dit betekent betere interoperabiliteit tussen L2’s en een naadloze gebruikerservaring. De roadmap van Ethereum richt zich op het creëren van een netwerk waarbij het verplaatsen van activa tussen lagen net zo eenvoudig is als het versturen van ETH tussen wallets.

 

Ethereum’s The Surge omvat meerdere fasen, met de nadruk op continue verbeteringen op zowel Layer 1 als Layer 2. Hier is de verwachte tijdlijn op basis van recente updates en de roadmap:

 

1. Q1 2024 – Dencun-upgrade (Proto-Danksharding lancering)

• Introduceerde Proto-Danksharding (EIP-4844) om de beschikbaarheid van data te verbeteren via zogenaamde "blobs."

• Legt de basis voor verdere rollup-schaalvergroting.

• Ethereum’s Layer 2-oplossingen beginnen verbeterde datatoegang te benutten voor snellere en goedkopere transacties.

2. 2024–2025 – Uitbreiding van Rollups en Verbeterde Bewijssystemen

• Rollups zoals Arbitrum, Optimism, en zkSync zullen updates implementeren om de schaalbaarheid te vergroten.

• Nieuwe cryptografische bewijzen (bijv. SNARKs) verbeteren de betrouwbaarheid van rollups.

• Databeschikbaarheidssampling (DAS) systemen zoals PeerDAS en 2D DAS worden uitgebreid om hogere transactiedoorvoer te ondersteunen.

3. Laat 2025 – Gasprijsoptimalisatie en Layer 1-verbeteringen

• Introductie van EOF (Ethereum Object Format) voor efficiëntere uitvoering van smart contracts.

• Potentiële invoering van multidimensionale gasprijsstructuren om kosten voor berekeningen, data en opslag te scheiden.

• Mogelijke native rollup-oplossingen direct geïntegreerd in het Ethereum-protocol.

4. 2026 en daarna – Volledige Uitrol van Danksharding

• Overgang van Proto-Danksharding naar volledige Danksharding, waarbij Ethereum wordt opgedeeld in meerdere shards voor verdere schaalvergroting.

• Ethereum streeft ernaar volledig meer dan 100.000 transacties per seconde te halen over de Layer 1- en Layer 2-ecosystemen.

5. Na 2026 – Voortdurende Monitoring en Upgrades

• Introductie van geavanceerde consensusmechanismen, inclusief post-quantumcryptografie, om het netwerk te beveiligen.

• Ethereum blijft optimaliseren en cross-L2 interoperabiliteit integreren voor een naadloze gebruikerservaring.

Deze tijdlijn weerspiegelt Ethereum's gefaseerde aanpak, die stabiliteit en een soepele adoptie tijdens de transitie waarborgt. Elke stap in The Surge bouwt voort op de vorige, met als uiteindelijk doel een blockchain die wereldwijde toepassingen kan ondersteunen, terwijl decentralisatie en veiligheid behouden blijven.

 

De volgende elementen zullen worden beïnvloed tijdens de Surge-upgrade in de Ethereum 2.0-roadmap: 

 

Voorstel voor "arbeidsdeling" tussen L1 en L2's | Bron: Vitalik Buterin 

 

Layer 2 Rollups: De Ruggengraat van The Surge

Layer 2-rollups zijn essentiële tools om Ethereum sneller en betaalbaarder te maken. Ze bundelen meerdere transacties off-chain (buiten het hoofnetwerk van Ethereum) en plaatsen een samenvatting van deze transacties op de Ethereum-blockchain. Dit proces vermindert de belasting op het hoofnetwerk, waardoor transacties sneller en goedkoper worden.

 

Er zijn twee hoofdtypen rollups:

 

• Optimistic Rollups: Deze gaan ervan uit dat alle transacties geldig zijn, tenzij iemand binnen een specifieke periode een fout meldt. Deze aanpak houdt zaken snel, omdat niet elke transactie meteen geverifieerd hoeft te worden.

• ZK-Rollups: Deze maken gebruik van geavanceerde wiskundige technieken, genaamd zero-knowledge proofs, om direct aan te tonen dat transacties geldig zijn. Deze methode biedt onmiddellijke en veilige verificatie.

Rollups hebben nu al een grote impact. Volgens L2Beat is de Total Value Locked (TVL) in Ethereum’s Layer 2-netwerken het afgelopen jaar met 216% gegroeid, waarmee het meer dan $38 miljard heeft overschreden. Naarmate meer mensen en projecten rollups gebruiken, wordt Ethereum schaalbaarder en toegankelijker, wat de basis legt voor The Surge.

 

Ethereum Layer-2 TVL | Bron: L2Beat 

 

Data Availability Sampling (DAS)

Data Availability Sampling (DAS) is een methode die Ethereum helpt om grote hoeveelheden data efficiënter te verwerken. In een gedecentraliseerd netwerk zoals Ethereum moet elke node bevestigen dat alle data voor transacties beschikbaar is. Het is echter niet praktisch voor elke node om al deze data op te slaan. DAS lost dit probleem op door nodes in staat te stellen data te verifiëren zonder alles te hoeven downloaden en opslaan.

 

Er zijn twee belangrijke soorten DAS:

 

• PeerDAS: Dit systeem maakt gebruik van peer-to-peer-netwerken om de werklast te verdelen. Elke node in het netwerk controleert slechts een klein deel van de gegevens, en alle nodes werken samen om de volledige dataset te bevestigen. Deze methode zorgt voor efficiënte gegevensverificatie zonder zware opslagvereisten.

• 2D DAS: Dit is een verbeterde versie van PeerDAS die de verificatie verder verfijnt. Het maakt Ethereum nog schaalbaarder door niet alleen individuele gegevensstukken te verifiëren, maar ook hoe deze stukken samenhangen. Dit zorgt voor een sterkere beveiliging terwijl het netwerk gedecentraliseerd blijft.

Met DAS kunnen rollups meer transacties verwerken zonder het Ethereum-netwerk te overbelasten. Dit houdt het systeem snel, betaalbaar en gedecentraliseerd, ter ondersteuning van Ethereum's doel om te schalen zonder concessies te doen aan de beveiliging.

 

Plasma en Datacompressieoplossingen

Een manier (niet de enige manier) om een EVM-plasma-keten te maken: gebruik een ZK-SNARK om een parallelle UTXO-boom te construeren die de balansveranderingen weerspiegelt die door de EVM zijn gemaakt, en een unieke mapping definieert van wat "dezelfde coin" is op verschillende momenten in de geschiedenis. Een Plasma-constructie kan vervolgens bovenop die structuur worden gebouwd. 

Bron: Vitalik Buterin

 

Naast rollups helpen ook Plasma en datacompressietechnieken Ethereum efficiënt te schalen. Laten we deze opsplitsen om te begrijpen hoe ze werken:

 

• Plasma: Plasma verwerkt transacties off-chain, wat betekent dat ze buiten de hoofd-Ethereum-blockchain plaatsvinden. In plaats van elke individuele transactie naar de blockchain te sturen, stuurt Plasma alleen een samenvatting van die transacties. Dit vermindert de hoeveelheid gegevens die op de hoofdketen moet worden opgeslagen, waardoor de snelheid wordt verbeterd en de kosten lager worden. Denk eraan als het groeperen van veel kleine taken in één enkel rapport—tijdbesparend en efficiënt.

• Data Compressie: Compressie verkleint transacties door de hoeveelheid gebruikte gegevens te verminderen. Bijvoorbeeld, Ethereum kan overschakelen van standaardhandtekeningen naar BLS-handtekeningen, waarmee meerdere handtekeningen tot één kunnen worden gecombineerd. Dit bespaart ruimte op de blockchain en maakt transacties efficiënter, vooral voor systemen die grote aantallen transacties verwerken, zoals Layer 2-netwerken.

Hoe Plasma Werkt met Rollups

Een manier om een Plasma-systeem te creëren, is door gebruik te maken van ZK-SNARKs—een vorm van cryptografie—om de beweging van munten bij te houden. Dit systeem creëert een "parallel grootboek" dat de reis van elke munt in de tijd volgt. Door alleen de noodzakelijke informatie samen te vatten en naar de hoofdketen te sturen, zorgt Plasma voor efficiëntie zonder in te boeten aan nauwkeurigheid of veiligheid.

 

Samen verbeteren Plasma en datacompressietechnieken de effectiviteit van rollups verder. Deze oplossingen helpen Ethereum om gaskosten te verlagen, meer transacties te verwerken en grootschalige applicaties te ondersteunen, terwijl decentralisatie behouden blijft.

 

Hoewel rollups veel transacties off-chain verwerken, heeft Ethereum’s hoofdblockchain (Layer 1) nog steeds upgrades nodig om het groeiende ecosysteem bij te houden. Deze upgrades zorgen ervoor dat de basislaag van Ethereum schaalbaar, efficiënt en toegankelijk blijft. Laten we de belangrijkste verbeteringen voor Layer 1 eens bekijken:

 

1. Verhoogde gaslimieten: Gaslimieten bepalen hoeveel gegevens in een enkel blok verwerkt kunnen worden. Het verhogen van de gaslimiet betekent dat Ethereum meer transacties per blok aankan, waardoor wachttijden worden verkort en netwerkcongestie wordt verminderd. Dit brengt echter risico's met zich mee. Als de limiet te hoog is, kan het draaien van een node duurder worden, wat decentralisatie kan beperken doordat minder mensen kunnen deelnemen aan het beveiligen van het netwerk. Ethereum streeft ernaar een balans te vinden: meer transacties verwerken terwijl het netwerk open en gedecentraliseerd blijft.

2. Verbeteringen in EVM-bytecode: De Ethereum Virtual Machine (EVM) is waar smart contracts draaien. Ethereum introduceert een nieuw bytecodeformaat genaamd EOF (Ethereum Object Format), dat de uitvoering van smart contracts efficiënter zal maken. Deze update verlaagt gaskosten, waardoor transacties en contractinteracties goedkoper worden voor zowel ontwikkelaars als gebruikers.

3. Multidimensionale gasprijzen: Ethereum zal ook multidimensionale gasprijzen implementeren, waarbij gaskosten worden opgesplitst in categorieën op basis van het type gebruikte middelen—computatie, gegevens of opslag. Deze aanpak zorgt ervoor dat gebruikers eerlijke kosten betalen op basis van wat hun transacties daadwerkelijk vereisen, wat de kostenstructuur optimaliseert en de gebruikerservaring verbetert.

4. Native rollups op Ethereum: Native rollups zijn rollups die rechtstreeks binnen het Ethereum-protocol draaien. Dit betekent dat Ethereum meerdere parallelle versies van de Ethereum Virtual Machine (EVM) tegelijkertijd zal ondersteunen. Deze native rollups vergroten Ethereum’s vermogen om transacties te verwerken zonder het netwerk te overbelasten. Stel je voor dat er meerdere sporen op een treinstation zijn, waarbij elk spoor onafhankelijk treinen verwerkt—dit maakt het hele systeem sneller en efficiënter.

Deze verbeteringen aan Layer 1 zorgen ervoor dat Ethereum schaalbaar en efficiënt blijft, zelfs wanneer rollups het grootste deel van de transactielast overnemen. Samen zullen ze Ethereum helpen doorgroeien als een veilig, gedecentraliseerd platform dat complexe applicaties en miljoenen gebruikers kan ondersteunen.

 

De The Surge-upgrade van Ethereum belooft het netwerk efficiënter en betaalbaarder te maken, wat zowel dagelijkse gebruikers als ontwikkelaars ten goede komt. Hoewel sommige technische details complex kunnen zijn, hier is een eenvoudige samenvatting van hoe deze veranderingen jou zullen beïnvloeden:

 

• Lagere gaskosten: Een van de meest opvallende verbeteringen is de verlaging van gaskosten, vooral op Layer 2-netwerken zoals Arbitrum en Optimism. Deze netwerken bieden al goedkopere transacties, waarbij ETH-overdrachten momenteel ongeveer $0,24 tot $0,78 kosten. Na The Surge kunnen transactiekosten nog verder dalen, waardoor het betaalbaarder wordt om ETH te verzenden of te communiceren met gedecentraliseerde applicaties (dApps). Lagere gaskosten betekenen dat gebruikers vaker transacties kunnen uitvoeren zonder zich zorgen te maken over hoge kosten tijdens netwerkcongestie.

• Verbeterde prestaties van dApps: Ontwikkelaars profiteren van snellere transactiesnelheden, waardoor ze complexere en meer geavanceerde dApps kunnen bouwen. Of je nu een ontwikkelaar bent die een DeFi-platform, een blockchain-spel of een NFT-marktplaats creëert, de verbeterde schaalbaarheid door The Surge zorgt voor soepelere operaties. Snellere transacties verminderen vertragingen en verhogen de gebruikerservaring, wat innovatie aanmoedigt in verschillende sectoren zoals gedecentraliseerde financiën (DeFi) en gaming.

• Grotere interoperabiliteit: Interoperabiliteit—het vermogen van verschillende netwerken om samen te werken—zal ook verbeteren. Het verplaatsen van tokens en activa tussen Layer 2-netwerken en de Ethereum-mainnet wordt naadloos. Gebruikers hoeven niet te vertrouwen op ingewikkelde bridges om activa tussen netwerken over te dragen. In plaats daarvan zal Ethereum aanvoelen als een enkel, verenigd ecosysteem, waarin interactie met dApps en het verplaatsen van fondsen over verschillende lagen net zo eenvoudig wordt als het gebruik van een enkel netwerk.

Deze verbeteringen maken Ethereum gebruiksvriendelijker en ontwikkelaarsvriendelijker, en bevorderen een ecosysteem waarin zowel gewone gebruikers als bouwers kunnen floreren. Of je nu fondsen overdraagt, applicaties ontwikkelt of nieuwe projecten verkent, The Surge zal snellere, goedkopere en meer toegankelijke blockchain-diensten naar de Ethereum-community brengen.

 

Het schalen van het Ethereum-netwerk verhoogt de complexiteit van het handhaven van de veiligheid. Naarmate rollups vaker worden gebruikt, is het cruciaal om hun betrouwbaarheid en robuustheid te waarborgen. Rollups vertrouwen op cryptografische bewijzen om transacties te bevestigen, en deze moeten veilig blijven tegen mogelijke kwetsbaarheden.

 

Vitalik Buterin heeft ook gewezen op het langetermijnrisico van kwantumcomputing. Ethereum-ontwikkelaars onderzoeken al kwantumresistente cryptografie om het netwerk toekomstbestendig te maken.

 

Na The Surge zal Ethereum doorgaan met zijn roadmap richting volledige Danksharding. Deze fase introduceert volledige data-sharding, waardoor de schaalbaarheid verder wordt vergroot. Andere aankomende upgrades omvatten:

 

• The Splurge: Richt zich op diverse verbeteringen, zoals betere gaskosten en transactieformaten.

• The Verge: Verhoogt de efficiëntie van Ethereum's consensusmechanisme door het implementeren van stateless clients.

• The Purge: Optimaliseert het netwerk door onnodige data te verwijderen en de prestaties van nodes te verbeteren.

De langetermijnvisie van Ethereum is gericht op het creëren van een blockchain die miljoenen gebruikers wereldwijd kan ondersteunen zonder concessies te doen aan beveiliging of decentralisatie.

 

Lees meer over Danksharding - Ethereum's volledige sharding-upgrade. 

 

Ethereum’s The Surge markeert een belangrijke stap voorwaarts in zijn reis naar het worden van een wereldwijd, gedecentraliseerd platform. Door zich te richten op rollups, gegevensbeschikbaarheid en verbeteringen aan Layer 1, streeft Ethereum ernaar meer dan 100.000 TPS te verwerken, terwijl het zijn kernprincipes van decentralisatie en beveiliging behoudt.

 

Naarmate deze upgrades worden uitgerold, profiteren gebruikers van snellere transacties en lagere kosten, terwijl ontwikkelaars meer innovatieve dApps kunnen bouwen. Echter, snelle schaalbaarheid brengt ook risico’s met zich mee. Mogelijke uitdagingen zijn kwetsbaarheden in Layer 2-oplossingen, tijdelijke netwerkstoringen en schommelende gaskosten tijdens de overgang. Ontwikkelaars en gebruikers moeten goed geïnformeerd blijven en zich aanpassen naarmate Ethereum evolueert.

 

Met The Surge legt Ethereum de basis voor een schaalbare, efficiënte en veilige blockchain-toekomst. Maar zoals bij elke grote upgrade, zullen nauwgezette monitoring en voortdurende aanpassingen essentieel zijn om langdurig succes te garanderen. Dit is slechts het begin van Ethereum’s ambitieuze pad vooruit.

 

• Ethereum 2.0 Upgrade

• Wat is Danksharding? Alles Over Ethereum 2.0 Sharding

• Wat is de Ethereum Dencun Upgrade (Proto-Danksharding) in Q1 2024?

• Wat is de Ethereum Shanghai Upgrade? Alles Wat Je Moet Weten

• Alles Wat Je Moet Weten Over de Ethereum Merge