Що таке фаза Surge в оновленні Ethereum 2.0?

Ethereum продовжує еволюціонувати з наступним великим оновленням під назвою The Surge. Ця фаза спрямована на підвищення масштабованості без жертвування децентралізацією або безпекою. У рамках довгострокового бачення Ethereum The Surge збільшить пропускну здатність мережі до понад 100 000 транзакцій за секунду (TPS) через Layer 1 та Layer 2. У цій статті пояснюється все, що вам потрібно знати про наступний крок Ethereum до того, щоб стати найбільш масштабованим і ефективним блокчейном.

 

The Surge стосується переходу Ethereum до масштабованості, головним чином завдяки Layer 2 (L2) рішенням та ролапам. Засновник Ethereum, Віталік Бутерін, представив цю концепцію як частину дорожньої карти Ethereum, щоб зробити мережу швидшою та ефективнішою. Головна мета полягає в обробці більшої кількості транзакцій при збереженні децентралізації, безпеки та інтероперабельності.

 

На даний момент Ethereum обробляє близько 15–30 TPS на своєму базовому рівні. Хоча цього достатньо для багатьох застосунків, під час пікових періодів це призводить до перевантаження, що викликає зростання комісій за газ. The Surge прагне вирішити ці вузькі місця, покращуючи здатність Ethereum обслуговувати додатки глобального масштабу.

 

Ключові особливості The Surge

Дорожня карта The Surge | Джерело: Віталік Бутерін 

 

1. 100 000+ TPS на мережах L1 і L2: Завдяки ролапам Layer 2 Ethereum зможе обробляти понад 100 000 транзакцій за секунду. Ролапи об'єднують багато транзакцій і відправляють їх до блокчейну Ethereum, покращуючи пропускну здатність і знижуючи комісії за газ.

2. Децентралізація та безпека: The Surge гарантує, що Ethereum залишиться децентралізованим, дозволяючи користувачам запускати вузли з мінімальними ресурсами. Покращені криптографічні докази, такі як SNARKs, посилять довірчий характер Ethereum.

3. Покращена доступність даних за допомогою DAS (Data Availability Sampling): DAS дозволяє вузлам перевіряти дані без необхідності завантажувати все. Це підвищує ефективність і підтримує зростання рішень L2.

Шлях Ethereum до 100,000 TPS

Поточна пропускна здатність Ethereum становить близько 15–30 TPS на рівні Layer 1. Проте з використанням rollup’ів і DAS мережа має на меті досягти понад 100,000 TPS. Віталік Бутерін наголошує, що Ethereum має сприйматися як єдина екосистема, а не як сукупність розрізнених блокчейнів.

 

Це передбачає кращу взаємодію між L2-рівнями та безшовний користувацький досвід. Дорожня карта Ethereum зосереджена на створенні мережі, де переміщення активів між рівнями буде таким же простим, як і надсилання ETH між гаманцями.

 

The Surge в Ethereum включає кілька етапів, зосереджених на постійних оновленнях рівнів Layer 1 та Layer 2. Ось очікуваний таймлайн на основі останніх оновлень і дорожньої карти:

 

1. 1 квартал 2024 – Оновлення Dencun (Запуск Proto-Danksharding)

• Запроваджено Proto-Danksharding (EIP-4844) для покращення доступності даних через "блоб-дані".

• Закладається основа для подальшого масштабування ролапів.

• Рішення Layer 2 Ethereum починають використовувати покращену доступність даних для пришвидшення та здешевлення транзакцій.

2. 2024–2025 – Розширення ролапів і вдосконалення систем доказів

• Ролапи, такі як Arbitrum, Optimism, та zkSync впроваджуватимуть оновлення для підвищення масштабованості.

• Нові криптографічні докази (наприклад, SNARKs) покращать бездовірчість ролапів.

• Системи вибіркового доступу до даних (DAS), такі як PeerDAS і 2D DAS, розширяться для підтримки вищої пропускної здатності транзакцій.

3. Кінець 2025 – Оптимізація цін на газ та покращення Layer 1

• Впровадження EOF (Ethereum Object Format) для більш ефективного виконання смартконтрактів.

• Можливе прийняття багатовимірного ціноутворення на газ для розділення комісій за обчислення, дані та зберігання.

• Ймовірне впровадження власних рішень для ролапів, інтегрованих безпосередньо в протокол Ethereum.

4. 2026 і далі – Повний запуск Danksharding

• Перехід від Proto-Danksharding до повного Danksharding, що розділить Ethereum на декілька шардів для подальшого підвищення масштабованості.

• Ethereum прагне досягти понад 100,000 транзакцій на секунду в екосистемах Layer 1 і Layer 2.

5. Після 2026 – Поточний моніторинг і оновлення

• Впровадження вдосконалених механізмів консенсусу, включаючи постквантову криптографію, для забезпечення безпеки мережі.

• Ethereum продовжує оптимізувати та інтегрувати взаємодію між різними Layer 2 для безшовного користувацького досвіду.

Ця шкала відображає поетапний підхід Ethereum, що забезпечує стабільність та плавне впровадження протягом усього переходу. Кожен етап The Surge базується на попередньому, зрештою спрямовуючи на створення блокчейну, здатного підтримувати глобальні додатки, зберігаючи при цьому децентралізацію та безпеку.

 

Нижче наведено ключові елементи, які будуть змінені під час оновлення The Surge у дорожній карті Ethereum 2.0: 

 

Пропозиція щодо “розподілу обов’язків” між L1 і L2 | Джерело: Віталік Бутерін 

 

Ролапи другого рівня: Основа The Surge

Ролапи другого рівня є важливими інструментами для прискорення та здешевлення Ethereum. Вони об’єднують кілька транзакцій поза мережею (за межами основної мережі Ethereum) і публікують їх зведення у блокчейн Ethereum. Цей процес зменшує навантаження на основну мережу, роблячи транзакції швидшими та дешевшими.

 

Існує два основних типи ролапів:

 

• Оптимістичні ролапи: Вони передбачають, що всі транзакції є дійсними, якщо ніхто не повідомить про помилку протягом певного періоду. Цей підхід забезпечує швидкість, оскільки не вимагає негайної перевірки кожної транзакції.

• ZK-ролапи: Вони використовують складну математику, звану доказами з нульовим розголошенням, щоб миттєво підтверджувати дійсність транзакцій. Цей метод забезпечує миттєву та безпечну верифікацію.

Ролапи вже мають значний вплив. За даними L2Beat, загальна заблокована вартість (TVL) у мережах другого шару Ethereum зросла на 216% за минулий рік, перевищивши $38 мільярдів. Зі збільшенням використання ролапів людьми та проєктами Ethereum стає більш масштабованим і доступним, створюючи передумови для The Surge.

 

TVL другого шару Ethereum | Джерело: L2Beat 

 

Вибіркове тестування доступності даних (DAS)

Вибіркове тестування доступності даних (DAS) — це метод, який допомагає Ethereum ефективніше обробляти великі обсяги даних. У децентралізованій мережі, як-от Ethereum, кожен вузол має підтверджувати наявність усіх даних для транзакцій. Однак зберігати всі ці дані на кожному вузлі є непрактичним. DAS вирішує цю проблему, дозволяючи вузлам перевіряти дані без необхідності їх завантаження та зберігання.

 

Існує два ключових типи DAS:

 

• PeerDAS: Ця система використовує однорангові мережі (peer-to-peer) для розподілу навантаження. Кожен вузол у мережі перевіряє лише невелику частину даних, а всі вузли разом працюють над підтвердженням усього набору даних. Цей метод забезпечує ефективну перевірку даних без необхідності зберігати великі обсяги інформації.

• 2D DAS: Це вдосконалена версія PeerDAS, яка робить перевірку ще більш детальною. Вона робить Ethereum ще більш масштабованою, перевіряючи не лише окремі частини даних, але й те, як ці частини взаємно пов’язані. Це забезпечує сильніший рівень безпеки, зберігаючи мережу децентралізованою.

Завдяки DAS ролапи можуть обробляти більше транзакцій без перевантаження мережі Ethereum. Це дозволяє системі залишатися швидкою, доступною за вартістю та децентралізованою, підтримуючи ціль Ethereum щодо масштабування без компрометування безпеки.

 

Plasma і рішення для стиснення даних

Один із способів (але не єдиний) створення плазмового ланцюга EVM: використання ZK-SNARK для побудови паралельного дерева UTXO, яке відображає зміни балансу, зроблені EVM, та визначає унікальну відповідність того, що є "однією і тією ж монетою" у різні моменти часу. На основі цієї конструкції Plasma може бути побудована. 

Джерело: Віталік Бутерін

 

Окрім ролапів, Plasma та техніки стиснення даних також сприяють ефективному масштабуванню Ethereum. Давайте розберемо, як саме вони працюють:

• Plasma: Плазма обробляє транзакції поза основним блокчейном Ethereum, тобто вони здійснюються за межами головної мережі. Замість того щоб надсилати кожну окрему транзакцію до блокчейну, Плазма передає лише зведення цих транзакцій. Це зменшує обсяг даних, які потрібно зберігати в основному ланцюжку, підвищуючи швидкість та знижуючи витрати. Уявіть це як об’єднання багатьох дрібних завдань у єдиний звіт — економія часу та ресурсів.

• Стиснення даних: Стиснення робить транзакції меншими, зменшуючи обсяг даних, які вони використовують. Наприклад, Ethereum може перейти від стандартних підписів до BLS-підписів, які дозволяють об'єднувати кілька підписів в один. Це заощаджує місце на блокчейні та робить транзакції ефективнішими, особливо для систем, що обробляють велику кількість транзакцій, як-от мережі другого рівня.

Як Плазма працює з ролапами

Один із способів створення системи Плазма — використання ZK-SNARKs, форми криптографії, для відстеження руху монет. Ця система створює "паралельний реєстр", який фіксує шлях кожної монети з часом. Завдяки передачі лише необхідної інформації до основного ланцюжка, Плазма забезпечує ефективність без шкоди для точності чи безпеки.

 

Разом Плазма та методи стиснення даних ще більше підвищують ефективність ролапів. Ці рішення допомагають Ethereum зменшувати комісії за газ, обробляти більше транзакцій і підтримувати масштабовані додатки, залишаючись при цьому децентралізованим.

 

Хоча ролапи обробляють багато транзакцій поза ланцюгом, основний блокчейн Ethereum (Рівень 1) усе ще потребує оновлень, щоб відповідати зростаючій екосистемі. Ці оновлення забезпечать масштабованість, ефективність і доступність базового рівня Ethereum. Розгляньмо ключові покращення, які очікують на Рівень 1:

 

1. Збільшення лімітів газу: Ліміти газу визначають, скільки даних може бути оброблено в одному блоці. Підвищення ліміту газу означає, що Ethereum зможе обробляти більше транзакцій за блок, скорочуючи час очікування і зменшуючи перевантаження мережі. Однак збільшення ліміту газу має ризики. Якщо ліміт буде занадто високим, це може зробити роботу вузла дорожчою, що, своєю чергою, може зменшити децентралізацію, обмежуючи кількість учасників, здатних забезпечувати безпеку мережі. Ethereum прагне знайти баланс — обробляти більше транзакцій, залишаючи мережу відкритою та децентралізованою.

2. Покращення байт-коду EVM: Ethereum Virtual Machine (EVM) — це місце, де виконуються смартконтракти. Ethereum впроваджує новий формат байт-коду під назвою EOF (Ethereum Object Format), який зробить виконання смартконтрактів більш ефективним. Це оновлення зменшить вартість газу, що зробить транзакції та взаємодії з контрактами дешевшими для розробників і користувачів.

3. Багатовимірне ціноутворення газу: Ethereum також впровадить багатовимірне ціноутворення газу, яке розділяє комісії за газ на категорії залежно від типу використаного ресурсу — обчислення, дані або зберігання. Такий підхід забезпечує справедливу оплату залежно від реальних потреб транзакцій, оптимізуючи структуру витрат і покращуючи користувацький досвід.

4. Рідні Rollups на Ethereum: Рідні rollups — це rollups, які працюватимуть безпосередньо в протоколі Ethereum. Це означає, що Ethereum підтримуватиме кілька паралельних версій Ethereum Virtual Machine (EVM), які працюватимуть одночасно. Такі рідні rollups збільшать спроможність Ethereum обробляти транзакції, не перевантажуючи мережу. Уявіть собі кілька колій на залізничній станції, кожна з яких обслуговує потяги незалежно — це робить всю систему швидшою та ефективнішою.

Ці поліпшення рівня Layer 1 забезпечують, що Ethereum залишатиметься масштабованим та ефективним, навіть якщо більшість навантаження транзакцій перейде на ролапи. Разом вони допоможуть Ethereum продовжувати зростати як безпечна, децентралізована платформа, здатна підтримувати складні додатки та мільйони користувачів.

 

Оновлення The Surge для Ethereum обіцяє зробити мережу більш ефективною та доступною, що принесе користь як звичайним користувачам, так і розробникам. Хоча деякі технічні деталі можуть бути складними, ось простий огляд того, як ці зміни вплинуть на вас:

 

• Зменшення комісій за газ: Одним із найбільш помітних покращень стане зниження комісій за газ, особливо в мережах Layer 2, таких як Arbitrum і Optimism. Ці мережі вже пропонують дешевші транзакції, причому переказ ETH наразі коштує від $0.24 до $0.78. Після впровадження The Surge комісії за транзакції можуть знизитися ще більше, зробивши переказ ETH або використання децентралізованих додатків (dApps) більш доступним. Нижчі комісії за газ дозволять користувачам частіше здійснювати транзакції, не турбуючись про високі витрати під час завантаження мережі.

• Покращення продуктивності dApps: Розробники отримають переваги від швидших транзакцій, що дозволить їм створювати більш складні та функціональні dApps. Незалежно від того, чи є ви розробником DeFi-платформи, блокчейн-гри або NFT-маркетплейсу, покращена масштабованість завдяки The Surge забезпечить більш плавну роботу. Швидші транзакції також зменшать затримки і підвищать задоволення користувачів, стимулюючи інновації у таких секторах, як децентралізовані фінанси (DeFi) та ігри.

• Покращена взаємодія: Взаємодія—здатність різних мереж працювати разом—також стане кращою. Переміщення токенів і активів між мережами Layer 2 та основною мережею Ethereum стане безшовним. Користувачам більше не доведеться покладатися на складні мости для передачі активів між мережами. Натомість Ethereum відчуватиметься як єдина, об'єднана екосистема, де взаємодія з dApps і переміщення коштів між різними рівнями буде такою ж простою, як використання однієї мережі.

Ці покращення роблять Ethereum більш зручним як для користувачів, так і для розробників, сприяючи розвитку екосистеми, у якій можуть процвітати як звичайні користувачі, так і творці. Незалежно від того, чи ви пересилаєте кошти, розробляєте додатки або досліджуєте нові проєкти, The Surge принесе швидші, дешевші та більш доступні блокчейн-сервіси для спільноти Ethereum.

 

Масштабування мережі Ethereum збільшує складність підтримання безпеки. Оскільки ролапи стають більш поширеними, забезпечення їхньої надійності та захищеності є критично важливим. Ролапи покладаються на криптографічні докази для підтвердження транзакцій, які повинні залишатися безпечними від можливих вразливостей.

 

Віталік Бутерін також підкреслив довгостроковий ризик, який представляє квантові обчислення. Розробники Ethereum вже досліджують квантово-стійку криптографію, щоб забезпечити майбутню захищеність мережі.

 

Після Surge Ethereum продовжить свій дорожній план до повного Danksharding. Ця фаза передбачає впровадження повного шардінгу даних, що ще більше збільшить масштабованість. Інші майбутні оновлення включають:

 

• The Splurge: Сфокусовано на різноманітних покращеннях, таких як оптимізація цін на газ та форматів транзакцій.

• The Verge: Підвищує ефективність механізму консенсусу Ethereum через впровадження клієнтів без стану.

• The Purge: Оптимізує мережу шляхом зменшення зайвих даних і покращення продуктивності вузлів.

Довгострокове бачення Ethereum спрямоване на створення блокчейну, який може підтримувати мільйони користувачів у всьому світі без шкоди для безпеки чи децентралізації.

 

Дізнайтеся більше про Danksharding – повне оновлення шардінгу Ethereum. 

 

The Surge Ethereum знаменує значний крок вперед на шляху до глобальної децентралізованої платформи. Зосередившись на ролапах, доступності даних і вдосконаленні Layer 1, Ethereum прагне досягти понад 100,000 TPS, зберігаючи свої основні принципи децентралізації та безпеки.

 

Завдяки цим оновленням користувачі отримають переваги у вигляді швидших транзакцій і нижчих комісій, а розробники зможуть створювати інноваційніші dApp. Проте швидка масштабованість також може нести ризики. Потенційні виклики включають вразливості рішень Layer 2, тимчасові перебої в роботі мережі та коливання комісій за газ під час переходу. Розробники та користувачі мають залишатися поінформованими й адаптуватися в міру розвитку Ethereum.

 

The Surge створює основу для масштабованого, ефективного та безпечного блокчейну майбутнього. Однак, як і з будь-якими значними оновленнями, ретельний моніторинг і постійні коригування будуть важливими для забезпечення довгострокового успіху. Це лише початок амбітного шляху Ethereum.

 

• Оновлення Ethereum 2.0

• Що таке Danksharding? Все про шардінг Ethereum 2.0

• Що таке оновлення Ethereum Dencun (Proto-Danksharding) у Q1 2024?

• Що таке оновлення Ethereum Shanghai? Все, що потрібно знати

• Все, що потрібно знати про злиття Ethereum