Vitalik nhìn về tương lai của Ethereum: Làm thế nào The Surge đạt được khả năng mở rộng 100.000 TPS

Bài viết mới của Vitalik: Tương lai có thể của Ethereum, The Surge

Lộ trình của Ethereum ban đầu bao gồm hai chiến lược mở rộng: phân đoạn và giao thức Layer2. Hai con đường này cuối cùng đã hợp nhất lại với nhau, hình thành lộ trình tập trung vào Rollup, điều này vẫn là chiến lược mở rộng hiện tại của Ethereum. Lộ trình tập trung vào Rollup đề xuất một sự phân công đơn giản: Ethereum L1 tập trung vào việc trở thành một lớp cơ sở mạnh mẽ và phi tập trung, trong khi L2 đảm nhận nhiệm vụ giúp hệ sinh thái mở rộng.

Năm nay, lộ trình tập trung vào Rollup đã đạt được nhiều thành tựu quan trọng: với sự ra mắt của blobs EIP-4844, băng thông dữ liệu của Ethereum L1 đã tăng đáng kể, nhiều Rollup Ethereum Virtual Machine (EVM) đã bước vào giai đoạn đầu tiên. Mỗi L2 tồn tại như một "mảnh" với các quy tắc và logic nội bộ riêng. Sự đa dạng và đa dạng hóa trong cách thực hiện các mảnh giờ đây đã trở thành hiện thực. Nhưng như chúng ta đã thấy, việc đi theo con đường này cũng đối mặt với một số thách thức độc đáo. Vì vậy, nhiệm vụ hiện tại của chúng ta là hoàn thành lộ trình tập trung vào Rollup và giải quyết những vấn đề này, trong khi vẫn duy trì sự vững chắc và phi tập trung đặc trưng của Ethereum L1.

The Surge: Mục tiêu quan trọng

  1. Tương lai Ethereum thông qua L2 có thể đạt hơn 100.000 TPS;

  2. Giữ cho L1 có tính phi tập trung và độ bền vững;

  3. Ít nhất một số L2 hoàn toàn kế thừa các thuộc tính cốt lõi của Ethereum ( đi tin cậy, mở, chống kiểm duyệt );

  4. Ethereum nên cảm thấy như một hệ sinh thái thống nhất, chứ không phải 34 chuỗi khối khác nhau.

Vitalik bài viết mới: Tương lai có thể của Ethereum, The Surge

Nội dung chương này

  1. Tam giác nghịch lý mở rộng
  2. Tiến triển hơn nữa trong việc lấy mẫu khả dụng dữ liệu
  3. Nén dữ liệu
  4. Plasma tổng quát
  5. Hệ thống chứng minh L2 trưởng thành
  6. Cải tiến khả năng tương tác giữa các L2
  7. Mở rộng thực thi trên L1

Nghịch lý tam giác khả năng mở rộng

Tam giác mâu thuẫn về khả năng mở rộng là một ý tưởng được đưa ra vào năm 2017, cho rằng có một mâu thuẫn giữa ba đặc điểm của blockchain: phi tập trung ( nói cụ thể hơn: chi phí vận hành các nút thấp ), khả năng mở rộng ( số lượng giao dịch được xử lý nhiều ) và an ninh ( kẻ tấn công cần phải phá hủy một phần lớn các nút trong mạng để khiến một giao dịch đơn lẻ thất bại ).

Cần lưu ý rằng, nghịch lý tam giác không phải là một định lý, bài viết giới thiệu về nghịch lý tam giác cũng không kèm theo chứng minh toán học. Nó thực sự đưa ra một lập luận toán học mang tính gợi ý: nếu một nút thân thiện với phi tập trung ( chẳng hạn như máy tính xách tay tiêu dùng ) có thể xác thực N giao dịch mỗi giây, và bạn có một chuỗi xử lý k*N giao dịch mỗi giây, thì (i) mỗi giao dịch chỉ có thể được 1/k nút nhìn thấy, điều này có nghĩa là kẻ tấn công chỉ cần phá hủy một số nút để thực hiện một giao dịch độc hại, hoặc (ii) nút của bạn sẽ trở nên mạnh mẽ, trong khi chuỗi của bạn sẽ không phi tập trung. Mục đích của bài viết này không phải là chứng minh rằng việc phá vỡ nghịch lý tam giác là không thể; ngược lại, nó nhằm chỉ ra rằng việc phá vỡ nghịch lý tam giác là khó khăn, và nó cần phải ra ngoài khuôn khổ tư duy mà lập luận đó ngụ ý.

Trong nhiều năm qua, một số chuỗi hiệu suất cao thường tuyên bố rằng họ đã giải quyết được nghịch lý ba thành phần mà không thay đổi cơ bản kiến trúc, thường thông qua việc áp dụng các kỹ thuật kỹ thuật phần mềm để tối ưu hóa nút. Điều này luôn gây hiểu lầm, vì việc vận hành nút trên các chuỗi này khó khăn hơn nhiều so với việc vận hành nút trên Ethereum. Bài viết này sẽ khám phá lý do tại sao lại như vậy, và tại sao chỉ riêng kỹ thuật phần mềm của khách hàng L1 không thể mở rộng Ethereum?

Tuy nhiên, sự kết hợp giữa mẫu khả dụng dữ liệu và SNARKs thực sự giải quyết nghịch lý tam giác: nó cho phép khách hàng xác minh một lượng dữ liệu là khả dụng với chỉ việc tải xuống một lượng nhỏ dữ liệu và thực hiện rất ít tính toán. SNARKs là không cần tin cậy. Mẫu khả dụng dữ liệu có một mô hình tin cậy tinh vi few-of-N, nhưng nó giữ lại các đặc tính cơ bản của chuỗi không thể mở rộng, tức là ngay cả một cuộc tấn công 51% cũng không thể buộc các khối xấu được mạng chấp nhận.

Vitalik bài viết mới: Tương lai có thể của Ethereum, The Surge

Một phương pháp khác để giải quyết ba khó khăn là kiến trúc Plasma, nó sử dụng công nghệ thông minh để chuyển trách nhiệm giám sát tính khả dụng của dữ liệu cho người dùng theo cách tương thích với động lực. Vào thời điểm 2017-2019, khi chúng ta chỉ có bằng chứng gian lận như một phương tiện để mở rộng khả năng tính toán, Plasma đã bị hạn chế rất nhiều trong việc thực thi an toàn, nhưng với sự phổ biến của SNARKs( bằng chứng không kiến thức ngắn gọn phi tương tác), kiến trúc Plasma trở nên khả thi hơn cho nhiều tình huống sử dụng hơn bao giờ hết.

Tiến triển hơn nữa trong việc lấy mẫu dữ liệu khả dụng

Chúng tôi đang giải quyết vấn đề gì?

Vào ngày 13 tháng 3 năm 2024, khi bản nâng cấp Dencun được triển khai, mỗi slot 12 giây trên chuỗi khối Ethereum sẽ có 3 blob khoảng 125 kB, hoặc băng thông dữ liệu khả dụng khoảng 375 kB cho mỗi slot. Giả sử dữ liệu giao dịch được phát hành trực tiếp trên chuỗi, thì chuyển khoản ERC20 khoảng 180 byte, do đó TPS tối đa của Rollup trên Ethereum là: 375000 / 12 / 180 = 173.6 TPS

Nếu chúng ta cộng thêm giá trị tối đa lý thuyết của calldata Ethereum(: mỗi slot 30 triệu Gas / mỗi byte 16 gas = mỗi slot 1,875,000 byte), thì sẽ trở thành 607 TPS. Sử dụng PeerDAS, số lượng blob có thể tăng lên 8-16, điều này sẽ cung cấp cho calldata 463-926 TPS.

Đây là một cải tiến lớn đối với Ethereum L1, nhưng vẫn chưa đủ. Chúng tôi muốn có nhiều khả năng mở rộng hơn. Mục tiêu trung hạn của chúng tôi là 16 MB cho mỗi slot, nếu kết hợp với cải tiến nén dữ liệu Rollup, sẽ mang lại ~58000 TPS.

Nó là gì? Nó hoạt động như thế nào?

PeerDAS là một triển khai tương đối đơn giản của "1D sampling". Trong Ethereum, mỗi blob là một đa thức bậc 4096 trên trường nguyên tố 253 bit (. Chúng tôi phát sóng các shares của đa thức, trong đó mỗi share chứa 16 giá trị đánh giá từ 16 tọa độ liền kề trong tổng số 8192 tọa độ. Trong 8192 giá trị đánh giá này, bất kỳ 4096 cái nào ) theo các tham số được đề xuất hiện tại: bất kỳ 64 trong 128 mẫu khả thi nào ( cũng có thể khôi phục blob.

Cách hoạt động của PeerDAS là cho phép mỗi khách hàng lắng nghe một số lượng nhỏ các subnet, trong đó subnet thứ i phát sóng mẫu thứ i của bất kỳ blob nào, và yêu cầu thông qua việc hỏi các đối tác trong mạng p2p toàn cầu ) ai sẽ lắng nghe các subnet khác ( để yêu cầu blob trên các subnet khác mà nó cần. Phiên bản bảo thủ hơn SubnetDAS chỉ sử dụng cơ chế subnet mà không có việc hỏi thêm ở lớp peer. Đề xuất hiện tại là cho phép các nút tham gia bằng chứng cổ phần sử dụng SubnetDAS, trong khi các nút khác ) tức là khách hàng ( sử dụng PeerDAS.

Về lý thuyết, chúng ta có thể mở rộng quy mô "1D sampling" một cách đáng kể: nếu chúng ta tăng số lượng blob tối đa lên 256) với mục tiêu là 128(, thì chúng ta có thể đạt được mục tiêu 16MB, và trong sampling khả dụng dữ liệu, mỗi nút có 16 mẫu * 128 blob * mỗi blob mỗi mẫu 512 byte = băng thông dữ liệu 1 MB mỗi slot. Điều này chỉ vừa đủ trong phạm vi chấp nhận của chúng ta: điều này khả thi, nhưng có nghĩa là các khách hàng bị hạn chế băng thông không thể sampling. Chúng ta có thể tối ưu hóa điều này ở một mức độ nào đó bằng cách giảm số lượng blob và tăng kích thước blob, nhưng điều này sẽ làm tăng chi phí tái tạo.

![Vitalik mới: Tương lai có thể của Ethereum, The Surge])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-40311fde406a2b6c83ba590c35e23a7c.webp(

Do đó, chúng tôi cuối cùng muốn tiến xa hơn, thực hiện việc lấy mẫu 2D )2D sampling(, phương pháp này không chỉ thực hiện lấy mẫu ngẫu nhiên trong blob mà còn thực hiện lấy mẫu ngẫu nhiên giữa các blob. Sử dụng tính chất tuyến tính của cam kết KZG, mở rộng tập hợp blob trong một khối bằng một nhóm blob ảo mới, những blob ảo này mã hóa dư thừa thông tin giống nhau.

Do đó, cuối cùng chúng tôi muốn tiến xa hơn, thực hiện lấy mẫu 2D, không chỉ trong blob mà còn giữa các blob để lấy mẫu ngẫu nhiên. Tính chất tuyến tính của cam kết KZG được sử dụng để mở rộng tập hợp blob trong một khối, bao gồm danh sách blob ảo mới được mã hóa dư thừa cho cùng một thông tin.

Điều quan trọng là việc mở rộng cam kết tính toán không cần có blob, vì vậy kế hoạch này về cơ bản thân thiện với việc xây dựng khối phân tán. Các nút thực sự xây dựng khối chỉ cần sở hữu blob KZG cam kết, và họ có thể dựa vào mẫu khả dụng dữ liệu )DAS( để xác minh tính khả dụng của khối dữ liệu. Mẫu khả dụng dữ liệu một chiều )1D DAS( về cơ bản cũng thân thiện với việc xây dựng khối phân tán.

) Còn cần làm gì nữa? Có những cân nhắc nào?

Tiếp theo là hoàn thành việc triển khai và phát hành PeerDAS. Sau đó, sẽ liên tục tăng số lượng blob trên PeerDAS, đồng thời theo dõi mạng lưới và cải thiện phần mềm để đảm bảo an toàn, đây là một quá trình dần dần. Đồng thời, chúng tôi hy vọng sẽ có nhiều công việc học thuật hơn để quy định PeerDAS và các phiên bản khác của DAS cũng như sự tương tác của chúng với các vấn đề an toàn như quy tắc chọn nhánh.

Trong giai đoạn xa hơn trong tương lai, chúng ta cần làm nhiều việc hơn để xác định phiên bản lý tưởng của 2D DAS và chứng minh các thuộc tính an toàn của nó. Chúng tôi cũng hy vọng cuối cùng có thể chuyển từ KZG sang một giải pháp thay thế an toàn với lượng tử và không cần thiết lập đáng tin cậy. Hiện tại, chúng tôi vẫn chưa rõ có những ứng cử viên nào thân thiện với việc xây dựng khối phân tán. Ngay cả khi sử dụng công nghệ "brute force" đắt đỏ, tức là sử dụng STARK đệ quy để tạo ra các chứng minh tính hợp lệ cho việc tái tạo các hàng và cột, cũng không đủ để đáp ứng nhu cầu, bởi vì mặc dù về mặt kỹ thuật, kích thước của một STARK là O(log)n### * log(log(n)( giá trị băm ( sử dụng STIR), nhưng trên thực tế STARK gần như lớn bằng toàn bộ blob.

Đường đi thực tế lâu dài mà tôi nghĩ là:

  1. Thực hiện DAS 2D lý tưởng;
  2. Kiên trì sử dụng 1D DAS, hy sinh hiệu suất băng thông lấy mẫu, để chấp nhận giới hạn dữ liệu thấp hơn vì sự đơn giản và tính ổn định.
  3. Bỏ DA, hoàn toàn chấp nhận Plasma là kiến trúc Layer2 chính mà chúng tôi quan tâm.

Xin lưu ý, ngay cả khi chúng tôi quyết định mở rộng thực thi trực tiếp trên lớp L1, lựa chọn này cũng tồn tại. Điều này là do nếu lớp L1 phải xử lý một lượng lớn TPS, khối L1 sẽ trở nên rất lớn, và khách hàng sẽ muốn có một phương pháp hiệu quả để xác minh tính chính xác của chúng, do đó chúng tôi sẽ phải sử dụng các công nghệ giống như Rollup) như ZK-EVM và DAS( trên lớp L1.

) Làm thế nào để tương tác với các phần khác của lộ trình?

Nếu thực hiện nén dữ liệu, nhu cầu về 2D DAS sẽ giảm bớt, hoặc ít nhất sẽ bị trì hoãn, nếu Plasma được sử dụng rộng rãi, thì nhu cầu sẽ giảm thêm. DAS cũng đặt ra thách thức cho các giao thức và cơ chế xây dựng khối phân phối: mặc dù DAS về lý thuyết thân thiện với việc tái tạo phân phối, nhưng trên thực tế điều này cần phải kết hợp với các đề xuất danh sách bao gồm gói và cơ chế lựa chọn phân nhánh xung quanh nó.

Nén dữ liệu

( Chúng tôi đang giải quyết vấn đề gì?

Mỗi giao dịch trong Rollup sẽ chiếm một lượng lớn không gian dữ liệu trên chuỗi: Chuyển ERC20 mất khoảng 180 byte. Ngay cả khi có mẫu khả năng dữ liệu lý tưởng, điều này cũng hạn chế khả năng mở rộng của giao thức Layer. Mỗi slot 16 MB, chúng ta có:

16000000 / 12 / 180 = 7407 TPS

Nếu chúng ta không chỉ có thể giải quyết vấn đề của tử số mà còn giải quyết vấn đề của mẫu số, để mỗi giao dịch trong Rollup chiếm ít byte hơn trên chuỗi, thì điều đó sẽ như thế nào?

Nó là gì, nó hoạt động như thế nào?

Theo tôi, lời giải thích tốt nhất là bức tranh này cách đây hai năm:

![Vitalik新文:Ethereum可能的未来,The Surge])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-5d1a322bd6b6dfef0dbb78017226633d.webp###

Trong nén byte không, sử dụng hai byte để thay thế mỗi chuỗi byte không dài, biểu thị số lượng byte không. Hơn nữa, chúng tôi đã tận dụng các thuộc tính cụ thể của giao dịch:

Tổng hợp chữ ký: Chúng tôi đã chuyển từ chữ ký ECDSA sang chữ ký BLS, đặc điểm của chữ ký BLS là nhiều chữ ký có thể được kết hợp thành một chữ ký duy nhất, chữ ký này có thể chứng minh tính hợp lệ của tất cả các chữ ký ban đầu. Ở cấp L1, do ngay cả khi thực hiện tổng hợp, chi phí tính toán để xác minh vẫn cao, nên không xem xét việc sử dụng chữ ký BLS. Nhưng trong môi trường L2, nơi dữ liệu khan hiếm như vậy, việc sử dụng chữ ký BLS là có ý nghĩa. Tính năng tổng hợp của ERC-4337 cung cấp một con đường để thực hiện chức năng này.

dùng

ETH-2.16%
Xem bản gốc
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
  • Phần thưởng
  • 6
  • Chia sẻ
Bình luận
0/400
DeFiGraylingvip
· 07-27 07:00
L2 cược một thị trường tăng lớn
Xem bản gốcTrả lời0
QuorumVotervip
· 07-27 06:59
Xem xem nào, đều là đường cũ cả rồi.
Xem bản gốcTrả lời0
TestnetNomadvip
· 07-27 06:56
v thần lại ra tay rồi
Xem bản gốcTrả lời0
WenAirdropvip
· 07-27 06:50
Lại đang vẽ bánh nữa à Vitalik Buterin
Xem bản gốcTrả lời0
WhaleMistakervip
· 07-27 06:37
Làn đua L2 đã trở nên khốc liệt.
Xem bản gốcTrả lời0
PumpDoctrinevip
· 07-27 06:35
gas có thay đổi hay không thì vẫn do lão V quyết định.
Xem bản gốcTrả lời0
  • Ghim
Giao dịch tiền điện tử mọi lúc mọi nơi
qrCode
Quét để tải xuống ứng dụng Gate
Cộng đồng
Tiếng Việt
  • 简体中文
  • English
  • Tiếng Việt
  • 繁體中文
  • Español
  • Русский
  • Français (Afrique)
  • Português (Portugal)
  • Bahasa Indonesia
  • 日本語
  • بالعربية
  • Українська
  • Português (Brasil)