Ethereum развивает модульную инфраструктуру без форков

Автор: Уильям М. Пистер (старший аналитик Bankless)

Перевод: Shenchao TechFlow

DeepChain анонс: Длительный процесс развития управления полными ядерными разработчиками (ACD) и циклов жестких форков традиционно был основным узким местом в эволюции базовых правил Ethereum. Однако недавно внешняя инфраструктура Ethereum пережила серию интенсивных комбинаторных прорывов:

Новый компилятор Solar от Paradigm позволяет снизить стоимость развертывания и выполнения смарт-контрактов до 35%.

Тестовая сеть Rollup X Ethereum Economic Zone (EEZ) продемонстрировала атомарное клиринг-согласование между L2 и L1 спот-транзакциями, а также проверку постквантовых подписей;

Правила FCR сокращают подтверждение пополнения L2 до 13 секунд; evm.fast устанавливает формальные математические границы для подтверждения блоков в худшем случае.

Ethereum is reimagining the decentralized finance paradigm through modular collaboration, bypassing the lengthy hard fork process.

Представьте себе совершенно новый децентрализованный финансовый кредитный рынок: он полностью построен на одном из слоя 2 Rollup-сетей Ethereum, но при исполнении клиринга залог может быть напрямую продан на огромном спотовом ликвидном пуле Ethereum L1.

Еще более впечатляюще: этот кредитный рынок не только имеет крайне низкие затраты на запуск и развертывание, но и значительно снижает порог взаимодействия для обычных пользователей и комиссию Gas; пополнение средств практически мгновенно зачисляется в течение нескольких секунд; а его базовая Rollup-технология надежно отправляет доказательства состояния в основную сеть Ethereum каждые 12 секунд, даже при самых тяжелых условиях перегрузки сети.

Несомненно, идеальная система, которую я описал выше, пока не была полностью реализована. Однако расстояние между такой системой и реальностью уже значительно сократилось по сравнению с месяцем назад. Еще более интересно то, что все необходимые для построения этой системы ключевые модули были созданы совместно вне медленного и осторожного процесса хардфорка Ethereum.

На самом деле, за прошедшую неделю были достигнуты значительные успехи в нескольких ключевых компонентах, необходимых для сборки этой финансовой платформы. Конкретно:

1. Solar: новый компилятор Solidity на языке Rust от Paradigm;

2. Rollup X: первая экспериментальная сеть, построенная на архитектуре Ethereum Economic Zone (EEZ);

3. Правила быстрого подтверждения (FCR): вышла новая версия для открытого тестирования, отмечающая важную веху;

4. evm.fast: Открытый конкурс, посвящённый формальному доказательству предела блоков Ethereum.

Далее давайте пошагово разберем базовую логику этих ключевых строительных блоков и соберем их вместе, чтобы более четко продемонстрировать технологические изменения, которые они обеспечивают.

Во-первых, Solar — это невероятно впечатляющий фундаментальный инструмент в экосистеме за последнее время. Проще говоря, он позволяет значительно снизить стоимость развертывания и выполнения смарт-контрактов Ethereum без какого-либо вмешательства предложений по улучшению Ethereum (EIP).

2 ноября ведущий венчурный фонд Paradigm официально выпустил версию v0.3 Solar — это полностью переписанный на языке Rust компилятор Solidity (ключевой инструмент, отвечающий за преобразование кода высокого уровня в байт-код, исполняемый виртуальной машиной Ethereum), и первый релиз, способный генерировать байт-код промышленного уровня. Разработчики теперь могут напрямую вызывать его через параметры командной строки в наборе инструментов Foundry.

Согласно официальным тестовым данным Paradigm, по сравнению с традиционным компилятором solc, широко используемым в отрасли, смарт-контракты, скомпилированные с помощью Solar, демонстрируют снижение стоимости развертывания в среднем на 26%, а также снижение потребления Gas во время выполнения последующих взаимодействий на около 5%.

Эти данные были надежно подтверждены в ранних тестах реальных DeFi-проектов. Например, при практическом тестировании кодовой базы стабильной монеты Origin, без каких-либо изменений в коде бизнес-логики, стоимость развертывания контракта снизилась на 35%, а средние расходы на газ при каждом вызове сократились примерно на 4%.

Конечно, единственным ограничением на данный момент является то, что официальная документация Solar явно предупреждает, что из-за быстрого этапа разработки проекта не рекомендуется использовать его напрямую в производственной среде главной сети для хранения крупных сумм средств. Кроме того, эффект оптимизации различается на микроуровне между различными проектами. Когда децентрализованная биржа Ekubo перевела свою ветку разработки на Solar, среди 166 показателей расхода газа наблюдалось снижение, однако 12 показателей немного выросли. Тем не менее, потенциал эффективности, который он демонстрирует, не подлежит сомнению.

Во-вторых, Rollup X задает новый стандарт для бесшовного межсетевого взаимодействия с Ethereum.

Эфириумская экономическая зона (EEZ) — это ключевой передовой проект, возглавляемый Gnosis и ZisK при совместном финансировании Фондом Эфириума, цель которого — обеспечить «синхронную композиционность» для основной сети Эфириума и различных Rollup. Другими словами, это позволяет смарт-контрактам на одной цепочке вызывать логику смарт-контрактов на другой цепочке и потреблять возвращаемые данные в рамках одной атомарной транзакции; если любой из этапов завершится неудачей, вся транзакция будет без потерь откатана глобально.

Во время конференции Devcon этого года EEZ официально запустила свою первую открытую тестовую сеть Rollup X и одновременно продемонстрировала впечатляющие кейсы внедрения. В одном из сценариев агрегатор CoW Swap успешно отправил ордер на обмен, подписанный пользователем на Rollup X, напрямую через слои для исполнения в ликвидности现货 на главной сети Ethereum L1, а затем вернул полученные активы обратно на Rollup X в рамках одной атомарной транзакции; в другом сценарии Rollup X быстро проверила постквантовый алгоритм цифровой подписи вне цепочки, что позволило смарт-контрактам на главной сети L1 выполнять безопасные операции на основе этой проверки.

Нельзя отрицать, что эта технология пока находится в процессе созревания. Реальные доказательства с нулевым разглашением (Real-time ZK proofs) предположительно полностью сформируются в течение 2027 года, и официальные представители Gnosis осторожно предупреждают, что эта тестовая сеть в настоящее время не подходит для хранения крупных объемов реальных активов. Однако Rollup X уже позволил всей отрасли заранее увидеть будущую технологическую итоговую точку.

Еще раз: быстрая проверка правил (FCR) позволяет сократить задержку обработки ключевых сценариев, таких как межсетевые пополнения, с нескольких минут до нескольких секунд.

В текущей среде публичных блокчейнов большинство сетей масштабирования L2 и мостов между блокчейнами должны ждать окончательной подтверждённости (Finality) основной сети Ethereum перед подтверждением зачисления пополнений, инициированных Ethereum. Этот период ожидания обычно длится около 13 минут. Согласно авторитетному объяснению от Фонда Ethereum, механизм FCR позволяет помечать блок как быстро подтверждённый в течение одного временного слота блока (Slot, около 13 секунд), напрямую подсчитывая мгновенные свидетельства (Attestation), представленные узлами валидаторов.

Теоретическая модель FCR не появилась из ниоткуда: мост Gnosis уже с 8 октября применял её для каналов передачи активов, инициированных Ethereum. А настоящим катализатором для отрасли стало резкое снижение сложности интеграции для разработчиков. 4 ноября основной провайдер узлов QuickNode официально запустил публичную тестовую версию FCR и бесшовно интегрировал её в существующий интерфейс безопасных блок-маркеров, который уже широко используется большинством приложений. Как оценил исследователь Ethereum Джулиан Ма: «Технические барьеры для масштабного внедрения FCR по всей отрасли полностью устранены».

Следует отметить, что безопасность FCR основана на предположении, что как минимум 75% стейкинг-валидаторов в сети честно онлайн и их доказательства доставляются вовремя. В случае экстремальных сетевых колебаний система автоматически переключится на консервативный традиционный процесс окончательного подтверждения, чтобы исключить крайний риск редких реборгов быстрозафиксированных блоков.

В конце концов, конкурс evm.fast занимается исследованием крайних границ нулевого знания для блоков на математическом уровне.

Техническая амбиция «миллисекундного реального времени доказательства для Ethereum» полностью зависит от способности генератора доказательств (Prover) успевать за темпом создания каждого блока. В обычных условиях это уже в основном реализовано: согласно данным Gnosis, ZisK сегодня способен сократить время генерации доказательств для 99,9% блоков Ethereum до 10 секунд и менее. Однако настоящий «Ахиллесовы пяты» скрыты в хвостовых экстремальных сценариях. До сих пор никто не смог математически строго определить максимальную вычислительную нагрузку одного злонамеренно сконструированного блока, что означает, что теоретически чрезвычайно сложный блок может полностью парализовать генератор доказательств.

Для преодоления этого теоретического потолка Фонд Эфириума совместно с zkSecurity и Verity Labs 2 ноября официально запустили конкурс evm.fast на научной платформе Yukon. Участникам необходимо в формализованном инструменте доказательства теорем Lean математически вывести и строго доказать абсолютный верхний предел количества шагов машинных инструкций RISC-V, необходимых для проверки любого блока Эфириума.

В начале этого математического соревнования теоретический верхний предел, зафиксированный в рейтинге, был бесконечностью, что означало, что любая команда, которая выведет первую конечную и математически обоснованную абсолютную константу, сразу займет первое место.

Вышеупомянутые четыре передовые опоры, рассматриваемые по отдельности, каждая обладает трансформационным потенциалом. Однако только при их органичном объединении можно на блокчейне по-настоящему раскрыть беспрецедентную новую парадигму децентрализованных финансов. Давайте вернемся к модели рынка заимствований следующего поколения, упомянутой в начале.

Рисунок: Архитектура следующего поколения модели DeFi-займов, обходящей хардфорк

В этой новой архитектуре эти четыре ключевых компонента будут идеально взаимодействовать:

Благодаря Solar быстрый запуск на рынке: большинство кредитных протоколов при включении новых кредитных пар должны развертывать совершенно новые отдельные смарт-контракты; значительное снижение затрат на компиляцию и развертывание создаст значительный эффект сложного процента по мере роста бизнеса протокола; более важно, что логика расчета процентов и определения ликвидации часто вызывается при каждом кредитовании, погашении и ликвидации, и даже экономия нескольких процентов Gas на одну транзакцию со временем накапливает для конечных пользователей огромное богатство.

Использование EEZ для решения проблемы межцепочечного расчета: ранее кредитные рынки на новых блокчейнах всегда находились в хрупком и высокорискованном состоянии, поскольку при резком падении рынка местной ликвидности часто не хватало для своевременного поглощения крупных залоговых активов, подвергшихся конфискации. Однако с использованием EEZ клиринговые агенты могут напрямую и бесшовно продавать залоговые активы в глубокий рынок спотовой ликвидности Ethereum L1, одновременно погашая долг на втором слое в рамках одной атомарной транзакции — при любом сбое на любом этапе вся операция откатывается. Это означает, что Rollup могут смело выставлять на торговлю активы, ликвидность которых сосредоточена в основном сети, а арбитражеры могут поддерживать паритет цен, не подвергаясь риску расхождения цен из-за мостов между цепочками.

Используйте FCR для устранения задержек при пополнении: не все залоговые активы вносятся через синхронные вызовы, значительный объем ликвидности по-прежнему поступает из централизованных бирж и других мультицепных экосистем. Благодаря внедрению FCR, кредитный рынок может мгновенно зачислять залоговые активы примерно за 13 секунд, значительно сокращая период бездействия капитала и стимулируя офф-биржевую ликвидность быстро входить на рынок при резком росте процентных ставок по кредитам. В плане управления рисками протокол может применять динамическую дисконтную ставку к быстро подтвержденным залоговым активам до достижения окончательной подтверждённости, исключая на уровне механизма возможность возникновения просроченных долгов из-за случайных ребилдов блокчейна.

Используйте evm.fast для установки абсолютной границы безопасности управления рисками: при паническом сбросе на рынке блоки часто перегружены, и в этот момент наиболее уязвимы к атакам, при которых злоумышленники намеренно создают блоки с завышенной задержкой, чтобы прервать связь Rollup с основной сетью. Как только будет математически формально доказан абсолютный вычислительный предел доказательства блока, операторы сети смогут точно настроить достаточный избыточный вычислительный ресурс, гарантируя, что даже в самых экстремальных условиях рынка доказательства корректности будут своевременно доставляться в каждый временной слот. Система таким образом действительно переходит от состояния «обычно достаточно быстро» к состоянию «математически абсолютно и навсегда достаточно быстро».

Для конечных пользователей это развитие обеспечивает чрезвычайно интуитивный опыт: возможность использовать ликвидность уровня основной сети в качестве обеспечения для заимствований, мгновенное зачисление залога, крайне узкие спреды и проскальзывания, а также более низкие расходы на газ. При этом всё это происходит без ожидания длительного хардфорка Ethereum.

Примеры рынка кредитования — это лишь вершина айсберга применений этой комбинации стратегий. Заменив модель кредитования на другие направления, та же логическая архитектура по-прежнему может обеспечить всестороннюю поддержку.

Например, архитектура постквантового хранилища для децентрализованной автономной организации (DAO):

Подписчики мультиподписи кошелька могут использовать квантово-устойчивый криптографический алгоритм Falcon для авторизации заявок на выделение средств; слой 2 Rollup специально предназначен для централизованной обработки и выполнения дорогостоящих сложных вычислений по проверке подписей; после этого основная сеть Ethereum напрямую выполняет перевод средств в рамках одной атомарной транзакции на основе этих данных, полностью воспроизводя процесс клиринга, продемонстрированный в Rollup X.

В этой архитектуре основная сеть Ethereum должна оплатить лишь небольшую часть из общего расхода в 5,5 миллиона газа на проверку всех подписей Falcon — в практической демонстрации Gnosis это составило около 495 000 газа. Solar способен дополнительно снизить расходы на выполнение контракта проверки, FCR ускоряет зачисление пожертвований и внешних средств, а строго формально доказанный лимит вычислительной мощности гарантирует, что вся система никогда не заблокируется.

От децентрализованных бирж и трансграничных платежных сетей до полностью блокчейн-игр — эти новые поколения инфраструктуры способны переформировать всю карту децентрализованных приложений. Меню инноваций в экосистеме Ethereum значительно расширено, причем весь этот процесс даже не затронул ни одной из существующих базовых протокольных правил.

То, что процесс управления этими ключевыми разработчиками Ethereum и темп продвижения хардфорка медленны, давно является открытым фактом в отрасли. Однако сама осторожность и медлительность не являются ошибкой: любые изменения в базовых правилах консенсуса, поддерживающих экономику в несколько сотен миллиардов долларов, должны вводиться с чрезвычайно строгим и уравновешенным подходом.

Рисунок: Сравнение механизма обновления внутри форка и эволюции вне форка

Однако нельзя отрицать, что экосистема Ethereum полностью способна расширять технологические границы за счет самоорганизованного сотрудничества, обходя узкие места в управлении протоколом. Серия прорывов, которые мы наблюдали за прошлую неделю, является ярким подтверждением такогоbottom-up инженерного инновационного подхода.

Этот тренд особенно сильно повлияет на область квантовой устойчивости. Главный исследователь Ethereum Джастин Дрейк ранее открыто указал, что основным препятствием для квантовой модернизации Ethereum давно не является сама криптографическая технология, а приоритизация расписания в процессе управления всеми разработчиками ядра.

Дрейк признал, что если все команды разработчиков клиентов поставят квантовую безопасность на первое место, соответствующие функции можно будет внедрить в главную сеть в течение нескольких месяцев; однако при текущем темпе обычного процесса принятия решений этот процесс задержится до конца 2028 года. Тем не менее, практика Falcon-подписей Rollup X доказала всем, что разработчикам совершенно не нужно ждать главной сети — они могут сразу же применять передовые достижения уже сегодня.

Ритм базового хардфорка Ethereum в будущем, скорее всего, не ускорится значительно. Однако более захватывающим вопросом является то, сколько изящных обходных решений сможет родиться в экосистеме между обновлениями протокола основной сети, а также сможет ли система децентрализованного наблюдения и оценки всей экосистемы уверенно следовать за ходом эволюции времени.