Шлях до масштабування Ethereum: крок до нової епохи з 10 000 транзакцій на секунду

30 липня 2025 року, Ethereum святкує десятиріччя свого генезис-блоку. Після десяти років досліджень, дорожня карта розширення Ethereum досліджує нові напрямки та бачення.

Нещодавнє зростання ціни ETH вселило впевненість у спільноті, але ще більш захоплюючим є те, що після кількох років дослідження розширення L2, Ethereum L1 нарешті знайшов надійний шлях для досягнення екстремального розширення при збереженні максимальної децентралізації.

Коротко кажучи, з цього моменту ліміт газу Ethereum та TPS планується підвищувати в кілька разів щороку. Валідатори більше не будуть повторно виконувати кожну транзакцію, а лише перевірятимуть один доказ нульового знання (ZK-proof), щоб підтвердити, що ця партія транзакцій була виконана правильно, що дозволить підвищити TPS базової мережі до десятків тисяч транзакцій на секунду.

Одночасно L2 також буде синхронно масштабуватися, досягаючи десятків тисяч, а навіть кількох мільйонів TPS. Новий тип L2 під назвою "рідний Rollup" працюватиме як програмовані шард, забезпечуючи таку ж безпеку, як і L1.

Ці пропозиції базуються на ідеях, які Віталік Бутерін почав досліджувати ще в 2017 році, і отримали підтримку від головного дослідника Фонду Ethereum Джастіна Дрейка.

Дрейк на конференції EthCC у липні заявив: "Ми знаходимося на ключовому поворотному моменті розширення Ethereum, я твердо вірю, що ми незабаром увійдемо в епоху GigaGas для L1 — близько 10 000 TPS, а ключем до відкриття цієї епохи є zkEVM та реальні докази."

Головною метою Дрейка є досягнення 10 мільйонів TPS в екосистемі Ethereum протягом 10 років, що означає, що майбутнє обов'язково буде архітектурою "мережі в мережі": різні L2 виконуватимуть різні сценарії, зважуючи переваги, спільно розширюючи всю екосистему, щоб задовольнити глобальні потреби.

!

Чому Ethereum L1 не може масштабуватися в великих обсягах?

Хоча інші блокчейни вже намагалися використовувати більш потужне обладнання та обчислювальні можливості для збільшення пропускної спроможності, Ethereum завжди мав практично ідеологічну прихильність до децентралізації.

З точки зору максималістів ETH, деякі "блокчейни центрів даних" мають мільйони доларів централізованих ризикових точок, уряд може безпосередньо проводити перевірку транзакцій щодо цих вузлів. Навіть блокчейни з нижчими вимогами до апаратного забезпечення мають витрати та вимоги до пропускної здатності, які відштовхують, що впливає на рівень децентралізації.

На відміну від цього, Ethereum навіть може працювати на Raspberry Pi, що дозволяє понад 15 000-16 000 публічних вузлів і мільйонам валідаторів брати участь у мережі, тому майже неможливо цензурувати транзакції в Ethereum, і це робить всю мережу дуже стійкою до атак.

Звичайно, ціна - це надзвичайно повільна швидкість - поточний TPS складає приблизно 18-20 транзакцій на секунду, тоді як TPS деяких публічних блокчейнів становить близько 1500 транзакцій на секунду.

В певному сенсі, архітектура блокчейну вроджено неефективна, це трохи схоже на таблицю: щоразу, коли ви змінюєте одну клітинку, всі комп'ютери, які мають копії, повинні спочатку перерахувати всю таблицю, і лише після підтвердження правильності можуть оновити.

Співзасновник певної компанії з технології ZK пояснив: "Дизайн Ethereum полягає в тому, щоб будь-хто міг слідкувати за мережею і повторно виконувати всі транзакції", це також означає, що обсяг транзакцій не може бути безмежно збільшений, оскільки кожну транзакцію потрібно повторно розраховувати.

Саме тому, що при збереженні децентралізації, простір для масштабування основної мережі обмежений, Ethereum у 2020 році змушений був обрати цей спірний шлях масштабування через L2.

!

Як ZK ламає неможливий трикутник блокчейну?

Засновник Ethereum Віталік Бутерін колись висунув концепцію "неможливого трикутника блокчейну", описуючи труднощі, з якими стикаються публічні блокчейни в досягненні безпеки, масштабованості та децентралізації одночасно.

Практично всі рішення з розширення можливостей можуть одночасно задовольнити лише два з трьох пунктів, неминуче жертвуючи третім.

До тепер.

Нульові знання ( ZK-Proof ) описуються як технологія "місячного рівня математики" — здатна математично довести, що велика кількість складних транзакцій була виконана правильно, не розкриваючи деталі транзакцій.

Процес генерування ZK-доказів є дуже складним, але перевірка правильності доказу є швидкою та легкою.

Отже, уявлення про майбутнє Ethereum полягає в тому, що замість того, щоб дозволити купі малоефективних вузлів Raspberry Pi перераховувати всі транзакції, краще, щоб валідатори лише перевіряли математичний результат дуже маленького ZK-доказу.

Співзасновник певної технологічної компанії продовжує пояснювати: "Замість того, щоб змушувати всіх повторно виконувати всі транзакції, краще просто дати їм свідоцтво, що підтверджує, що ці операції вже відбулися, так що будь-хто може перевірити це свідоцтво, не виконуючи повторні обчислення".

Дрейк навіть пожартував, що в майбутньому перевірка ZK-доказів буде настільки незначною, що навіть Raspberry Pi Pico(, який коштує 7 доларів, зможе впоратися з цим, адже його продуктивність буде меншою за десяту частину звичайного Raspberry Pi), і зовсім не знадобиться великий дата-центр.

zkEVM: шлях до 10 000 TPS

Новина, опублікована Софією Голд з Фонду Ефіріуму в блозі, викликала жваві обговорення в спільноті: протягом наступного року L1 основна мережа може інтегрувати віртуальну машину Ефіріуму (zkEVM), що працює на основі доказів з нульовим розголошенням.

Варто відзначити, що багато практичних досліджень ZK-технологій насправді почалися з мереж L2, наприклад, з певного ZK Rollup публічного блокчейну, інкубованого Джо Лубіном, співзасновником Ethereum — будь-який додаток, який може працювати на Ethereum, може безшовно працювати на цьому блокчейні.

Цей ланцюг навіть вважає себе продовженням Ethereum, нещодавно також оголосив про знищення 20% від комісії за транзакції ETH, щоб підтримати повернення вартості L1.

Керівник мережі пояснив, що технологія ZK надає відповідь на неможливий трикутник блокчейну: "Чарівність ZK полягає в тому, що ми можемо значно підвищити ліміт Gas для L1, а розширення обсягу обчислень не ускладнить перевірку."

Він додав, що з постійним зниженням затримки та витрат на генерування ZK-доказів ми можемо обробляти вищу пропускну здатність, зберігаючи при цьому дуже низькі вимоги до апаратного забезпечення для верифікації — навіть звичайний смарт-годинник може впоратися з цим.

Проте, спільноті не слід бути надто оптимістичною, навіть якщо протягом наступного року zkEVM успішно інтегрується до L1, він не зможе реалізувати 10 000 TPS з першого дня.

!

Щодня по одній пішак, а потім за мить завершити

Ethereum наразі має п'ять основних програмних клієнтів, які можуть використовуватися для роботи в мережі, що означає, що навіть якщо з якимось клієнтом виникнуть проблеми, мережа не зупиниться.

У майбутніх оновленнях Ethereum планує спочатку випустити два-три модифіковані клієнти, що підтримують ZK-верифікацію, дозволяючи валідаторам обирати перевірку нульових доказів (ZK-proofs) для завершення верифікації, а не повторно виконувати кожну транзакцію.

Спочатку лише кілька валідаторів перейдуть на новий режим валідації, щоб на ранніх етапах виявити та виправити потенційні проблеми.

Команда з координації протоколів Фонду Ethereum, Ладіслав, заявив: "Перехід до snark-ізованого EVM буде поступовим процесом" — тут "snark" означає використання SNARK-типу нульових знань.

Користувачі в основному поступово відчуватимуть підвищення ліміту Gas на L1, тобто посилення економічної активності мережі. Хоча перехід L1 до ZK верифікації потребує часу, розширення ліміту Gas практично вже на етапі готовності.

Минулого тижня ліміт газу L1 щойно було підвищено на 22%, до 45000000, дослідник Данкрад Файст запропонував EIP, що передбачає автоматичне підвищення ліміту газу клієнтом тричі на рік, відповідно до цього плану, через чотири роки основна мережа Ethereum зможе забезпечити приблизно 2000 TPS.

А Джастін Дрейк навіть запропонував подовжити цей темп на два роки, щоб до 2031 року досягти пропускної спроможності 1 гігас, реалізуючи приблизно 10 000 TPS.

!