Faza Surge w aktualizacji Ethereum 2.0

Ethereum nadal się rozwija dzięki swojej kolejnej dużej aktualizacji – The Surge. Celem tej fazy jest zwiększenie skalowalności przy jednoczesnym zachowaniu decentralizacji i bezpieczeństwa. W ramach długoterminowej wizji Ethereum, The Surge zwiększy przepustowość sieci do ponad 100 000 transakcji na sekundę (TPS) zarówno w warstwie 1, jak i warstwie 2. W tym artykule wyjaśniamy wszystko, co musisz wiedzieć o kolejnym kroku Ethereum w kierunku stania się najbardziej skalowalnym i wydajnym blockchainem.

 

The Surge odnosi się do przesunięcia Ethereum w kierunku skalowalności, głównie poprzez rozwiązania warstwy 2 (L2) i rollupy. Twórca Ethereum, Vitalik Buterin, wprowadził tę koncepcję jako część mapy drogowej Ethereum mającej na celu przyspieszenie i zwiększenie efektywności sieci. Głównym celem jest obsługa większej liczby transakcji przy jednoczesnym zachowaniu decentralizacji, bezpieczeństwa i interoperacyjności.

 

Obecnie Ethereum przetwarza około 15–30 TPS w swojej warstwie bazowej. Chociaż to wystarcza dla wielu aplikacji, powoduje zatory w czasie szczytu, co prowadzi do wyższych opłat za gaz. The Surge ma na celu rozwiązanie tych wąskich gardeł, poprawiając zdolność Ethereum do obsługi aplikacji na skalę światową.

 

Kluczowe cechy The Surge

Mapa drogowa The Surge | Źródło: Vitalik Buterin 

 

1. 100 000+ TPS na sieciach L1 i L2: Dzięki rollupom warstwy 2 Ethereum może przetwarzać ponad 100 000 transakcji na sekundę. Rollupy grupują wiele transakcji i przesyłają je do blockchainu Ethereum, zwiększając przepustowość i zmniejszając opłaty za gaz.

2. Decentralizacja i bezpieczeństwo: The Surge gwarantuje, że Ethereum pozostanie zdecentralizowane, pozwalając użytkownikom na uruchamianie węzłów przy minimalnych zasobach. Ulepszone dowody kryptograficzne, takie jak SNARKs, wzmocnią bezpieczny charakter Ethereum.

3. Ulepszona dostępność danych dzięki DAS (Data Availability Sampling): DAS umożliwia węzłom weryfikację danych bez konieczności pobierania wszystkiego. To ulepsza efektywność i wspiera rozwój rozwiązań L2.

Droga Ethereum do 100 000 TPS

Obecna przepustowość Ethereum wynosi około 15–30 TPS na warstwie 1 (Layer 1). Jednak dzięki rollupom i DAS, sieć dąży do osiągnięcia ponad 100 000 TPS. Vitalik Buterin podkreśla, że Ethereum powinno być odczuwane jako jeden ekosystem, a nie zbiór rozproszonych blockchainów.

 

Oznacza to lepszą interoperacyjność między warstwami L2 oraz płynne doświadczenie użytkownika. Plan rozwoju Ethereum koncentruje się na stworzeniu sieci, w której przenoszenie aktywów między warstwami jest tak proste, jak wysyłanie ETH między portfelami.

 

The Surge w Ethereum obejmuje wiele etapów, z naciskiem na ciągłe ulepszenia warstwy 1 i warstwy 2. Oto przewidywany harmonogram oparty na najnowszych aktualizacjach i mapie drogowej:

 

1. Q1 2024 – Aktualizacja Dencun (Wdrożenie Proto-Danksharding)

• Wprowadzenie Proto-Danksharding (EIP-4844), aby poprawić dostępność danych za pomocą "blobów" danych.

• Tworzy podstawy dla dalszego skalowania rollupów.

• Rozwiązania Layer 2 Ethereum zaczynają wykorzystywać ulepszoną dostępność danych dla szybszych i tańszych transakcji.

2. 2024–2025 – Ekspansja Rollupów i Dojrzewanie Systemów Dowodów

• Rollupy takie jak Arbitrum, Optimism i zkSync wdrożą aktualizacje w celu poprawienia skalowalności.

• Nowe dowody kryptograficzne (np. SNARKs) poprawią niezawodność rollupów.

• Systemy próbkowania dostępności danych (DAS), takie jak PeerDAS i 2D DAS, będą rozwijane, aby wspierać większą przepustowość transakcji.

3. Koniec 2025 – Optymalizacja Cen Gazu i Ulepszenia Layer 1

• Wprowadzenie EOF (Ethereum Object Format) dla bardziej efektywnego wykonywania inteligentnych kontraktów.

• Potencjalne przyjęcie wielowymiarowego ustalania cen gazu, aby oddzielić opłaty za obliczenia, dane i przechowywanie.

• Możliwe natywne rozwiązania rollupów zintegrowane bezpośrednio z protokołem Ethereum.

4. 2026 i dalej – Pełne Wdrożenie Danksharding

• Przejście z Proto-Danksharding do pełnego Danksharding, dzieląc Ethereum na wiele shardów, aby jeszcze bardziej zwiększyć skalowalność.

• Ethereum dąży do osiągnięcia ponad 100 000 transakcji na sekundę w ekosystemach Layer 1 i Layer 2.

5. Po 2026 – Ciągłe Monitorowanie i Aktualizacje

• Wprowadzenie zaawansowanych mechanizmów konsensusu, w tym kryptografii post-kwantowej, w celu zabezpieczenia sieci.

• Ethereum kontynuuje optymalizację i integrację interoperacyjności cross-L2 dla bezproblemowego doświadczenia użytkownika.

Ten harmonogram odzwierciedla etapowe podejście Ethereum, mające na celu zapewnienie stabilności i płynnej adopcji w trakcie transformacji. Każdy krok w fazie *The Surge* opiera się na wcześniejszym, ostatecznie dążąc do stworzenia blockchaina, który może obsługiwać aplikacje na skalę globalną, przy jednoczesnym zachowaniu decentralizacji i bezpieczeństwa.

 

Poniżej przedstawiono kluczowe elementy, które zostaną dotknięte podczas aktualizacji fazy *The Surge* w mapie drogowej Ethereum 2.0: 

 

Propozycja "podziału pracy" między L1 i L2 | Źródło: Vitalik Buterin 

 

Rollupy Warstwy 2: Fundament *The Surge*

Rollupy warstwy 2 to kluczowe narzędzia, które przyspieszają i obniżają koszty korzystania z Ethereum. Grupują wiele transakcji poza głównym łańcuchem (poza główną siecią Ethereum) i publikują ich podsumowanie na blockchainie Ethereum. Proces ten zmniejsza obciążenie głównej sieci, co sprawia, że transakcje są szybsze i tańsze.

 

Istnieją dwa główne rodzaje rollupów:

 

• Optimistic Rollups: Zakładają, że wszystkie transakcje są ważne, chyba że w określonym czasie ktoś zgłosi błąd. To podejście pozwala na szybsze działanie, ponieważ nie wymaga natychmiastowej weryfikacji każdej transakcji.

• ZK-Rollups: Wykorzystują zaawansowaną matematykę, tzw. dowody zerowej wiedzy (zero-knowledge proofs), aby natychmiast potwierdzić ważność transakcji. Ta metoda zapewnia szybką i bezpieczną weryfikację.

Rollupy już teraz wywierają duży wpływ. Według L2Beat, całkowita wartość zablokowana (TVL) w sieciach Layer 2 Ethereum wzrosła o 216% w ciągu ostatniego roku, przekraczając wartość 38 miliardów dolarów. Wraz z rosnącym wykorzystaniem rollupów przez ludzi i projekty, Ethereum staje się bardziej skalowalne i dostępne, przygotowując grunt pod The Surge.

 

TVL Ethereum Layer-2 | Źródło: L2Beat 

 

Data Availability Sampling (DAS)

Data Availability Sampling (DAS) to metoda, która pomaga Ethereum efektywniej obsługiwać duże ilości danych. W zdecentralizowanej sieci, takiej jak Ethereum, każdy węzeł musi potwierdzić dostępność wszystkich danych transakcyjnych. Jednak nie jest praktyczne, aby każdy węzeł przechowywał te wszystkie dane. DAS rozwiązuje ten problem, umożliwiając węzłom weryfikację danych bez konieczności ich pobierania i przechowywania.

 

Istnieją dwa kluczowe typy DAS:

 

• PeerDAS: Ten system wykorzystuje sieci peer-to-peer do rozdzielenia obciążenia. Każdy węzeł w sieci sprawdza jedynie niewielką część danych, a wszystkie węzły współpracują, aby potwierdzić cały zbiór danych. Metoda ta zapewnia efektywną weryfikację danych bez konieczności użycia dużej ilości pamięci.

• 2D DAS: Jest to ulepszona wersja PeerDAS, która idzie o krok dalej w weryfikacji danych. Dzięki temu Ethereum staje się jeszcze bardziej skalowalne, ponieważ weryfikowane są nie tylko poszczególne fragmenty danych, ale także sposób, w jaki te fragmenty ze sobą współgrają. Zapewnia to większe bezpieczeństwo przy jednoczesnym zachowaniu decentralizacji sieci.

Dzięki zastosowaniu DAS rollupy mogą obsługiwać więcej transakcji bez przeciążania sieci Ethereum. Utrzymuje to system szybkim, przystępnym cenowo i zdecentralizowanym, wspierając cel Ethereum, jakim jest skalowanie bez kompromisów w kwestii bezpieczeństwa.

 

Plasma i rozwiązania kompresji danych

Jeden ze sposobów (nie jedyny) na stworzenie łańcucha plazmowego EVM: użycie ZK-SNARK do skonstruowania równoległego drzewa UTXO, które odzwierciedla zmiany salda dokonane przez EVM i definiuje unikalne mapowanie tego, co jest "tą samą monetą" w różnych momentach historii. Na tej podstawie można zbudować konstrukcję Plasmy. 

Źródło: Vitalik Buterin

 

Oprócz rollupów, rozwiązania Plasma i techniki kompresji danych również pomagają Ethereum skalować się efektywnie. Przyjrzyjmy się im bliżej, aby zrozumieć, jak działają:

 

• Plasma: Plazma przetwarza transakcje poza łańcuchem głównym, co oznacza, że odbywają się one poza głównym blockchainem Ethereum. Zamiast przesyłać każdą pojedynczą transakcję do blockchaina, Plazma wysyła jedynie podsumowanie tych transakcji. To zmniejsza ilość danych, które muszą być przechowywane na głównym łańcuchu, poprawiając szybkość i obniżając koszty. Można to porównać do grupowania wielu drobnych zadań w jeden raport—oszczędzając czas i zasoby.

• Kompresja danych: Kompresja zmniejsza rozmiar transakcji poprzez redukcję ilości wykorzystywanych danych. Na przykład Ethereum może przejść ze standardowych podpisów na podpisy BLS, które pozwalają połączyć wiele podpisów w jeden. Oszczędza to miejsce na blockchainie i sprawia, że transakcje są bardziej wydajne, zwłaszcza w systemach obsługujących dużą liczbę transakcji, takich jak sieci warstwy 2.

Jak Plazma współpracuje z Rollups

Jednym ze sposobów stworzenia systemu Plazmy jest wykorzystanie ZK-SNARKs—formy kryptografii—do śledzenia ruchu monet. System ten tworzy „równoległą księgę”, która mapuje każdą podróż monety w czasie. Podsumowując jedynie niezbędne informacje na głównym łańcuchu, Plazma zapewnia efektywność bez utraty dokładności czy bezpieczeństwa.

 

Plazma i techniki kompresji danych wspólnie dodatkowo zwiększają skuteczność Rollups. Te rozwiązania pomagają Ethereum obniżyć opłaty za gaz, przetwarzać więcej transakcji i wspierać aplikacje na dużą skalę, jednocześnie zachowując decentralizację.

 

Podczas gdy Rollups obsługują wiele transakcji poza łańcuchem, główny blockchain Ethereum (Warstwa 1) wciąż wymaga ulepszeń, aby nadążyć za rozwijającym się ekosystemem. Te usprawnienia zapewnią, że podstawowa warstwa Ethereum pozostanie skalowalna, wydajna i dostępna. Przyjrzyjmy się kluczowym ulepszeniom, które nadchodzą dla warstwy 1:

 

1. Zwiększone limity gazu: Limity gazu określają, ile danych może zostać przetworzonych w jednym bloku. Podniesienie limitu gazu oznacza, że Ethereum może obsłużyć więcej transakcji na blok, co skraca czas oczekiwania i zmniejsza zator sieciowy. Jednak zwiększenie limitu gazu wiąże się z ryzykiem. Zbyt wysoki limit może sprawić, że prowadzenie węzła stanie się droższe, co może zmniejszyć decentralizację, ograniczając liczbę osób, które mogą uczestniczyć w zabezpieczaniu sieci. Ethereum dąży do osiągnięcia równowagi—przetwarzania większej liczby transakcji przy jednoczesnym utrzymaniu otwartości i decentralizacji sieci.

2. Ulepszenia bajtkodu EVM: Ethereum Virtual Machine (EVM) to miejsce, w którym działają inteligentne kontrakty. Ethereum wprowadza nowy format bajtkodu o nazwie EOF (Ethereum Object Format), który sprawi, że wykonywanie inteligentnych kontraktów stanie się bardziej efektywne. Ta aktualizacja zmniejszy koszty gazu, co sprawi, że transakcje i interakcje z kontraktami będą tańsze zarówno dla deweloperów, jak i użytkowników.

3. Wielowymiarowe ceny gazu: Ethereum wprowadzi również wielowymiarowe ceny gazu, które dzielą opłaty gazowe na kategorie w zależności od rodzaju używanego zasobu—obliczeń, danych lub przechowywania. Takie podejście zapewnia, że użytkownicy płacą uczciwe opłaty w zależności od rzeczywistych wymagań ich transakcji, optymalizując strukturę kosztów i poprawiając doświadczenie użytkownika.

4. Rodzime rollupy na Ethereum: Rodzime rollupy to rollupy, które będą działać bezpośrednio w protokole Ethereum. Oznacza to, że Ethereum będzie obsługiwać wiele równoległych wersji Ethereum Virtual Machine (EVM) pracujących jednocześnie. Te rodzime rollupy zwiększą zdolność Ethereum do przetwarzania transakcji bez przeciążania sieci. Wyobraź sobie wiele torów na stacji kolejowej, z których każdy obsługuje pociągi niezależnie—dzięki temu cały system działa szybciej i bardziej efektywnie.

Te ulepszenia warstwy 1 zapewniają, że Ethereum pozostaje skalowalne i wydajne, nawet gdy rollupy przejmują większość obciążenia transakcyjnego. Razem pomogą one Ethereum nadal rozwijać się jako bezpieczna, zdecentralizowana platforma, zdolna wspierać złożone aplikacje i miliony użytkowników.

 

Aktualizacja The Surge dla Ethereum obiecuje uczynić sieć bardziej wydajną i przystępną cenowo, przynosząc korzyści zarówno codziennym użytkownikom, jak i programistom. Chociaż niektóre szczegóły techniczne mogą być skomplikowane, oto proste podsumowanie, jak te zmiany wpłyną na Ciebie:

 

• Niższe opłaty za gaz: Jedną z najbardziej zauważalnych ulepszeń będzie redukcja opłat za gaz, szczególnie na sieciach warstwy 2, takich jak Arbitrum i Optimism. Te sieci już oferują tańsze transakcje, z transferami ETH kosztującymi obecnie od około 0,24 USD do 0,78 USD. Po wdrożeniu The Surge opłaty transakcyjne mogą spaść jeszcze bardziej, co sprawi, że wysyłanie ETH lub korzystanie z aplikacji zdecentralizowanych (dApps) będzie bardziej przystępne cenowo. Niższe opłaty za gaz oznaczają, że użytkownicy mogą częściej przeprowadzać transakcje, nie martwiąc się o wysokie koszty podczas przeciążenia sieci.

• Ulepszona wydajność dApps: Programiści skorzystają na szybszych prędkościach transakcji, co pozwoli im tworzyć bardziej złożone i zaawansowane aplikacje dApps. Niezależnie od tego, czy tworzysz platformę DeFi, grę blockchain, czy rynek NFT, ulepszona skalowalność dzięki The Surge oznacza płynniejsze działanie. Szybsze transakcje zredukują również opóźnienia i poprawią satysfakcję użytkowników, wspierając innowacje w różnych sektorach, takich jak zdecentralizowane finanse (DeFi) i gaming.

• Większa interoperacyjność: Ulepszona zostanie również interoperacyjność – zdolność różnych sieci do współpracy. Przenoszenie tokenów i aktywów między sieciami warstwy 2 a główną siecią Ethereum stanie się łatwiejsze. Użytkownicy nie będą musieli polegać na skomplikowanych mostach, aby transferować aktywa między sieciami. Zamiast tego Ethereum będzie działać jak jeden, zintegrowany ekosystem, w którym korzystanie z dApps i przesyłanie środków między różnymi warstwami będzie tak proste, jak korzystanie z jednej sieci.

Te ulepszenia sprawiają, że Ethereum staje się bardziej przyjazne zarówno dla użytkowników, jak i programistów, budując ekosystem, w którym zarówno zwykli użytkownicy, jak i twórcy mogą się rozwijać. Niezależnie od tego, czy przesyłasz środki, tworzysz aplikacje, czy eksplorujesz nowe projekty, The Surge przyniesie szybsze, tańsze i bardziej dostępne usługi blockchain społeczności Ethereum.

 

Skalowanie sieci Ethereum zwiększa złożoność w utrzymaniu bezpieczeństwa. W miarę jak rollupy stają się bardziej powszechne, kluczowe jest zapewnienie ich niezawodności i odporności. Rollupy opierają się na dowodach kryptograficznych do potwierdzania transakcji, które muszą pozostać bezpieczne przed potencjalnymi lukami w zabezpieczeniach.

 

Vitalik Buterin zwrócił również uwagę na długoterminowe ryzyko związane z komputerami kwantowymi. Programiści Ethereum już teraz badają kryptografię odporną na ataki kwantowe, aby zabezpieczyć sieć na przyszłość.

 

Po The Surge, Ethereum będzie kontynuować swoją mapę drogową w kierunku pełnego Dankshardingu. Ta faza wprowadzi pełne sharding danych, co dodatkowo zwiększy skalowalność. Inne nadchodzące aktualizacje obejmują:

 

• The Splurge: Koncentruje się na różnorodnych ulepszeniach, takich jak lepsze ceny gazu i formaty transakcji.

• The Verge: Poprawia efektywność mechanizmu konsensusu Ethereum poprzez wdrożenie klientów bezstanowych.

• The Purge: Optymalizuje sieć poprzez redukcję zbędnych danych i poprawę wydajności węzłów.

Długoterminowa wizja Ethereum ma na celu stworzenie blockchaina, który będzie wspierał miliony użytkowników na całym świecie, nie rezygnując z bezpieczeństwa ani decentralizacji.

 

Dowiedz się więcej o Dankshardingu - pełnej aktualizacji shardingu Ethereum. 

 

The Surge Ethereum oznacza znaczący krok naprzód w kierunku stania się globalną, zdecentralizowaną platformą. Koncentrując się na rollupach, dostępności danych i ulepszeniach warstwy L1, Ethereum dąży do obsługi ponad 100 000 TPS, zachowując jednocześnie swoje kluczowe zasady decentralizacji i bezpieczeństwa.

 

Wraz z wdrażaniem tych ulepszeń użytkownicy zyskają na szybszych transakcjach i niższych opłatach, a deweloperzy będą mogli tworzyć bardziej innowacyjne dApps. Jednak szybka skalowalność niesie ze sobą także ryzyko. Potencjalne wyzwania obejmują podatności w rozwiązaniach Warstwy 2, tymczasowe zakłócenia sieci oraz wahania opłat za gaz podczas przejścia. Zarówno deweloperzy, jak i użytkownicy muszą być na bieżąco i dostosowywać się do zmian, jakie przynosi ewolucja Ethereum.

 

Dzięki The Surge, Ethereum przygotowuje się na przyszłość skalowalnego, wydajnego i bezpiecznego blockchaina. Jednak, jak w przypadku każdej większej aktualizacji, niezbędne będą uważne monitorowanie i ciągłe dostosowywanie, aby zapewnić długoterminowy sukces. To dopiero początek ambitnej drogi Ethereum.

 

• Ethereum 2.0 Upgrade

• Co to jest Danksharding? Wszystko o sharding Ethereum 2.0

• Czym jest aktualizacja Ethereum Dencun (Proto-Danksharding) w Q1 2024?

• Czym jest aktualizacja Ethereum Shanghai? Wszystko, co musisz wiedzieć

• Wszystko, co musisz wiedzieć o Ethereum Merge