Đặc biệt cảm ơn Justin Drake, Francesco, Hsiao-wei Wang, @antonttc và Georgios Konstantopoulos.
Ban đầu, trong bản đồ con đường của Ethereum có hai chiến lược mở rộng. Một chiến lược (xem bài báo năm 2015 sớm) là “Phân mảnh” (sharding): Mỗi Nút chỉ cần xác minh và lưu trữ một phần nhỏ giao dịch, thay vì xác minh và lưu trữ tất cả giao dịch trên chuỗi. Bất kỳ mạng ngang hàng nào khác (ví dụ BitTorrent) cũng hoạt động theo cách này, vì vậy chúng ta dĩ nhiên có thể làm cho blockchain hoạt động theo cách tương tự. Một loại khác là giao thức Layer2: Các mạng này sẽ nằm trên Ethereum để cho phép nó tận dụng an toàn của nó đồng thời giữ phần lớn dữ liệu và tính toán ở ngoài chuỗi chính. Giao thức Layer2 được đề cập đến năm 2015 là các kênh trạng thái, năm 2017 là Plasma, và sau đó là Rollup năm 2019. Rollup mạnh mẽ hơn so với kênh trạng thái hoặc Plasma, nhưng chúng cần băng thông dữ liệu on-chain lớn. May mắn thay, đến năm 2019, nghiên cứu Phân mảnh đã giải quyết vấn đề “khả dụng dữ liệu” trong quy mô lớn. Kết quả, hai con đường hợp nhau lại và chúng ta có được bản đồ con đường tập trung vào Rollup, bản đồ con đường mà hôm nay vẫn là chiến lược mở rộng của Ethereum.
The Surge, 2023 bản đồ chiến lược
Lộ trình tập trung vào Rollup đã đề xuất một phân công đơn giản: ETH 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. Mô hình này có mặt ở khắp mọi nơi trong xã hội: sự tồn tại của hệ thống tòa án (L1) không phải để đạt được tốc độ và hiệu quả siêu cao, mà là để bảo vệ hợp đồng và quyền sở hữu tài sản, trong khi các nhà khởi nghiệp (L2) phải xây dựng trên nền tảng cơ bản vững chắc này, dẫn dắt loài người đến sao Hỏa (cả về nghĩa đen lẫn nghĩa bóng).
Trong năm nay, bản đồ tập trung vào Rollup đã đạt được những thành tựu quan trọng: với việc triển khai EIP-4844 blobs, băng thông dữ liệu của ETH L1 đã tăng đáng kể, nhiều Máy ảo Ethereum (EVM) Rollup đã đi vào giai đoạn đầu tiên. Mỗi L2 tồn tại như một ‘Phân mảnh’ với các quy tắc và logic nội bộ riêng, sự đa dạng và đa dạng hóa trong cách thức triển khai Phân mảnh hiện 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. Do đó, nhiệm vụ hiện tại của chúng ta là hoàn thành bản đồ tập trung vào Rollup và giải quyết những vấn đề này, đồng thời duy trì tính ổn định và tính Phi tập trung đặc biệt của ETH L1.
The Surge: Mục tiêu chính
1、Trong tương lai, Ethereum có thể đạt 10.000 giao dịch mỗi giây trở lên thông qua L2.
2、保持 L1 的Phi tập trung和鲁棒性;
3、Ít nhất một số L2 hoàn toàn thừa kế các thuộc tính cốt lõi của Ethereum (Không đáng tin cậy、mở cửa、chống kiểm duyệt);
Ethereum nên cảm thấy như một hệ sinh thái thống nhất, chứ không phải là 34 chuỗi khối khác nhau.
Nội dung chương này
Bất đẳng thức tam giác mở rộng
Tiến triển tiếp theo của việc lấy mẫu sẵn có dữ liệu
Nén dữ liệu
Plasma Tổng quát
Hệ thống chứng minh L2 chín chắn
Cải tiến tương tác L2 giao thức
Mở rộng thực hiện trên L1
Dilemma tam giác mở rộng
Nút 01928374656574839201 2017 là một ý tưởng được đưa ra vào năm 2017, cho rằng có một sự mâu thuẫn giữa ba đặc tính của blockchain: Phi tập trung (cụ thể hơn: chi phí vận hành Nút thấp), khả năng mở rộng (xử lý một lượng giao dịch lớn) và an toàn (kẻ tấn công cần phá hủy một phần lớn của Nút trong mạng mới có thể làm cho một giao dịch thất bại).
Điều quan trọng cần lưu ý là nghịch lý lượng giác không phải là một định lý và bài đăng giới thiệu nghịch lý lượng giác không đi kèm với một chứng minh toán học. Nó đưa ra một lập luận toán học heuristic: nếu một Nút thân thiện với Phi tập trung (ví dụ: máy tính xách tay tiêu dùng) có thể xác minh 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 nhìn thấy bởi 1 / k Nút, có nghĩa là kẻ tấn công chỉ cần thỏa hiệp một vài Nút để vượt qua một giao dịch độc hại, hoặc (ii) Nút của bạn sẽ trở nên mạnh mẽ và chuỗi của bạn sẽ không Phi tập trung. Mục đích của bài viết này chưa bao giờ là để chứng minh rằng việc phá vỡ nghịch lý tam giác là không thể; Thay vào đó, nó nhằm mục đích chỉ ra rằng phá vỡ tình trạng tiến thoái lưỡng nan là khó khăn, và nó đòi hỏi một số cách suy nghĩ bên ngoài khuôn khổ suy nghĩ tiềm ẩn trong lập luận đó.
Trong nhiều năm qua, một số chuỗi hiệu suất cao thường tuyên bố rằng họ đã giải quyết được ba mâu thuẫn cơ bản mà không cần thay đổi cấu trúc, thường thông qua việc tối ưu hóa Nút bằng các kỹ thuật kỹ thuật phần mềm. Điều này luôn luôn gây hiểu lầm, vì chạy Nút on-chain trên những chuỗi này khó khăn hơn nhiều so với chạy Nút trên Ethereum. Bài viết này sẽ thảo luận về tại sao điều này lại như vậy, và tại sao chỉ bằng kỹ thuật phần mềm L1 không thể mở rộng ETH?
Tuy nhiên, sự kết hợp giữa việc lấy mẫu khả dụng dữ liệu và SNARKs thực sự giải quyết được ngụy biện tam giác: nó cho phép khách hàng xác minh một số lượng dữ liệu nhất định có sẵn và một số bước tính toán nhất định được thực hiện chỉ bằng cách tải xuống một lượng dữ liệu nhỏ và thực hiện một lượng tính toán rất ít. SNARKs không đòi hỏi sự tin cậy. Lấy mẫu khả dụng dữ liệu có một mô hình tin cậy một ít trong số N tinh tế, nhưng nó vẫn giữ lại các đặc điểm cơ bản của mạng không thể mở rộng, nghĩa là ngay cả khi có 51% cuộc tấn công, cũng không thể buộc các khối xấu được chấp nhận bởi mạng.
Một phương pháp khác để giải quyết vấn đề ba khó khăn là kiến trúc Plasma, nó sử dụng công nghệ thông minh để chuyển trách nhiệm theo dõi tính khả dụng dữ liệu cho người dùng theo cách tương thích. Trước năm 2017-2019, khi chúng ta chỉ có bằng chứng gian lận là phương tiện để mở rộng khả năng tính toán, Plasma bị hạn chế rất nhiều về mặt thực thi an toàn, nhưng với sự phổ biến của SNARKs (chứng minh gọn nhẹ không tương tác), kiến trúc Plasma trở nên khả thi hơn cho nhiều tình huống sử dụng hơn trước đây.
Tiến triển tiếp theo của việc lấy mẫu sẵn có dữ liệu
Chúng tôi đang giải quyết vấn đề gì?
Vào ngày 13 tháng 3 năm 2024, khi Dencun được nâng cấp và ra mắt, mỗi slot trên chuỗi khối của ETH ở ETH 2.0 sẽ có khoảng 3 blob có dung lượng khoảng 125 kB, hoặc băng thông sẵn có cho mỗi slot là khoảng 375 kB. Giả sử dữ liệu giao dịch được phát hành trực tiếp trên chuỗi, thì việc chuyển tiền ERC20 sẽ có khoảng 180 byte, do đó TPS tối đa của Rollup trên ETH 2.0 sẽ là: 375000 / 12 / 180 = 173.6 TPS
Nếu chúng ta thêm calldata của Ethereum (giá trị tối đa lý thuyết: mỗi slot 3000 triệu Gas / mỗi byte 16 gas = mỗi slot 1,875,000 byte), thì có thể đạt được 607 TPS. Sử dụng PeerDAS, số lượng blob có thể tăng lên 8-16, điều này sẽ cung cấp 463-926 TPS cho calldata.
Đây là một bước cải tiến quan trọng đối với Ethereum L1, nhưng vẫn chưa đủ. Chúng tôi muốn có thêm tính mở rộng. Mục tiêu trung hạn của chúng tôi là mỗi slot 16 MB, nếu kết hợp với cải tiến nén dữ liệu Rollup, sẽ mang lại khoảng ~58000 TPS.
Nó là gì? Làm thế nào để hoạt động?
PeerDAS là một hiện thực tương đối đơn giản của “1D sampling”. Trong Ethereum, mỗi blob là một đa thức bậc 4096 trên trường số nguyên tố với 253 bit (prime field). Chúng tôi phát sóng các phần chia của đa thức, trong đó mỗi phần chia chứa 16 giá trị đánh giá từ 16 tọa độ liền kề trên tổng cộng 8192 tọa độ. Trong 8192 giá trị đánh giá này, bất kỳ 4096 giá trị (tùy thuộc vào tham số hiện tại được đề xuất: bất kỳ 64 giá trị từ 128 mẫu có thể) đều có thể khôi phục lại blob.
Nguyên lý hoạt động của PeerDAS là cho mỗi máy khách lắng nghe một số lượng mạng con, trong đó mạng con thứ i phát sóng bất kỳ blob thứ i nào và yêu cầu các blob trên mạng con khác mà nó cần bằng cách truy vấn các đối tác trong mạng p2p toàn cầu (người sẽ lắng nghe các mạng con khác nhau). Phiên bản thận trọng hơn là SubnetDAS chỉ sử dụng cơ chế mạng con mà không có truy vấn lớp đối tác bổ sung. Đề xuất hiện tại là để các Nút tham gia Bằng chứng về cổ phần sử dụng SubnetDAS, trong khi các Nút khác (tức là khách hàng) sử dụng PeerDAS.
Lý thuyết, chúng ta có thể mở rộng quy mô của một ‘1D sampling’ đến mức khá lớn: Nếu chúng ta tăng số lượng blob tối đa lên 256 (mục tiêu là 128), thì chúng ta có thể đạt được mục tiêu 16MB, trong đó mỗi nút có sẵn 16 mẫu * 128 blob * mỗi blob có 512 byte mỗi mẫu = băng thông dữ liệu 1MB mỗi khe. Điều này chỉ là trong phạm vi chấp nhận được của chúng tôi: Điều này khả thi, nhưng điều này có nghĩa là các khách hàng bị giới hạn băng thông sẽ không thể mẫu. Chúng ta có thể tối ưu hóa một phần điều này bằng cách giảm số lượng blob và tăng kích thước blob, nhưng điều này sẽ làm tăng chi phí tái tạo.
Do đó, chúng tôi muốn tiến xa hơn và thực hiện mẫu 2D (2D sampling), phương pháp này không chỉ lấy mẫu ngẫu nhiên trong blob mà còn giữa các blob. Sử dụng tính chất tuyến tính của cam kết KZG, một tập hợp các blob ảo mới được sử dụng để mở rộng tập hợp blob trong một Khối, các blob ảo này mã hóa dư thừa thông tin giống nhau.
Do đó, cuối cùng chúng tôi muốn tiến xa hơn, thực hiện mẫu 2D, không chỉ trong blob mà còn giữa các blob một cách ngẫu nhiên. Tính chất tuyến tính do KZG cam kết được sử dụng để mở rộng tập hợp blob trong một Khối, bao gồm danh sách blob ảo mới mã hóa trùng lặp thông tin cùng.
2D lấy mẫu. Nguồn dữ liệu: a16z crypto
Việc mở rộng cam kết tính toán không cần có blob là điều quan trọng, do đó giải pháp này thân thiện với việc xây dựng Khối phân tán. Nút thực tế xây dựng Khối chỉ cần có cam kết KZG blob và chúng có thể phụ thuộc vào việc lấy mẫu tính sẵn dữ liệu (DAS) để xác minh tính khả dụng của khối dữ liệu. Lấy mẫu tính sẵn khả dụng dữ liệu một chiều (1D DAS) cũng thân thiện với việc xây dựng Khối phân tán.
Có liên kết nào với các nghiên cứu hiện có không?
Bài đăng gốc giới thiệu về tính sẵn có của dữ liệu (2018):
Bài báo theo sau:
Về bài viết giải thích về DAS, mô hình:
Khả năng sử dụng 2D với lời hứa của KZG:
PeerDAS trên ethresear.ch: và bài báo:
EIP-7594:
SubnetDAS trên ethresear.ch:
Sự khác biệt tinh tế về khả năng phục hồi trong mẫu 2D:
**Còn phải làm gì? Còn những sự cân nhắc nào khác?
Tiếp theo là hoàn thành và triển khai PeerDAS. Sau đó, chúng tôi sẽ tiếp tục tăng số lượng blob trên PeerDAS, đồng thời quan sát mạng lưới một cách cẩn thận và cải tiến phần mềm để đảm bảo an toàn, đây là một quá trình dần dần. Đồng thời, chúng tôi hy vọng có nhiều công việc học thuật hơn để quy định sự tương tác giữa PeerDAS và các phiên bản DAS khác cùng với quy tắc lựa chọn fork an toàn.
Xa hơn nữa, chúng ta cần phải làm nhiều việc hơn để xác định phiên bản lý tưởng của DAS 2D và chứng minh các đặc tính an toàn của nó. Chúng tôi cũng hy vọng cuối cùng sẽ chuyển từ KZG sang một giải pháp thay thế an toàn lượng tử mà không yêu cầu thiết lập đáng tin cậy. Tại thời điểm này, vẫn chưa rõ ứng cử viên nào thân thiện với các bản dựng được phân phối. Ngay cả việc sử dụng các kỹ thuật “brute force” đắt tiền, tức là STARK đệ quy để tạo ra bằng chứng hợp lệ để tái tạo các hàng và cột, là không đủ, bởi vì trong khi về mặt kỹ thuật, STARK có kích thước của hàm băm O (log (n) * log (log (n)) (sử dụng STIR), STARK thực sự lớn gần bằng toàn bộ blob.
Con đường hiện thực dài hạn mà tôi nghĩ đến là:
Triển khai DAS 2D lý tưởng;
Tiếp tục sử dụng DAS 1D, hy sinh hiệu suất băng thông mẫu để chấp nhận giới hạn dữ liệu thấp hơn vì tính đơn giản và khả năng chịu lỗi cao.
放弃 DA,完全接受 Plasma 作为我们theo dõi的主要 Layer2 架构。
Xin lưu ý rằng, ngay cả khi chúng tôi quyết định triển khai mở rộng trực tiếp trên tầng L1, lựa chọn này vẫn tồn tại. Điều này bởi vì nếu tầng L1 phải xử lý một lượng lớn TPS, khối L1 sẽ trở nên rất lớn và các khách hàng sẽ mong muốn có một phương pháp hiệu quả để xác minh tính chính xác của chúng. Do đó, chúng tôi sẽ phải sử dụng công nghệ tương tự như Rollup (như ZK-EVM và DAS) trên tầng L1.
Làm thế nào để tương tác với các phần khác của lộ trình?
Nếu thực hiện nén dữ liệu, nhu cầu của DAS 2D sẽ giảm đi hoặc ít nhất cũng Trễ, nếu Plasma được sử dụng rộng rãi, nhu cầu sẽ giảm thêm. DAS cũng đặt ra thách thức cho giao thức và cơ chế xây dựng Khối phân tán: mặc dù DAS lý thuyết thân thiện với việc xây dựng lại phân tán, nhưng điều này cần được kết hợp với đề xuất danh sách inclusion và cơ chế lựa chọn fork xung quanh nó trong thực tế.
Nén dữ liệu
**Chúng tôi đang giải quyết vấn đề gì?
Mỗi giao dịch trong Rollup sẽ chiếm nhiều không gian dữ liệu trên chuỗi: chuyển tiền ERC20 cần khoảng 180 byte. Ngay cả khi có mẫu dữ liệu lý tưởng, điều này cũng giới hạn tính mở rộng của giao thức Layer. Với mỗi slot có dung lượng 16 MB, chúng ta có:
16000000 / 12 / 180 = 7407 TPS
Nếu chúng ta không chỉ giải quyết vấn đề của tử số mà còn giải quyết vấn đề của mẫu số, làm cho mỗi giao dịch trong Rollup chiếm ít byte hơn trên chuỗi, thì điều đó sẽ như thế nào?
Nó là gì và làm thế nào nó hoạt động?
The best explanation in my opinion is this picture from two years ago:
Trong việc nén Byte Zero, chúng tôi thay thế mỗi chuỗi Byte Zero dài bằng hai byte để biểu thị số lượng Byte Zero. Hơn nữa, chúng tôi sử dụng tính chất đặc biệt của giao dịch:
Tập hợp chữ ký: Chúng tôi đã chuyển từ chữ ký ECDSA sang chữ ký BLS, tính năng của chữ ký BLS là nhiều chữ ký có thể kết hợp thành một chữ ký đơn, chữ ký này có thể chứng minh tính hợp lệ của tất cả các chữ ký gốc. Trong L1, do chi phí tính toán để xác minh cao ngay cả khi kết hợp, nên không xem xét sử dụng chữ ký BLS. Tuy nhiên, trong môi trường ít dữ liệu như L2, việc sử dụng chữ ký BLS là có ý nghĩa. Tính năng tập hợp của ERC-4337 cung cấp một con đường để thực hiện tính năng này.
Thay thế Địa chỉ bằng con trỏ: Nếu đã sử dụng một Địa chỉ trước đó, chúng ta có thể thay thế Địa chỉ 20 byte bằng con trỏ 4 byte trỏ đến vị trí trong lịch sử.
Quy trình tuần tự tùy chỉnh của giá trị giao dịch - Hầu hết các giá trị giao dịch có số lượng rất ít, ví dụ như 0.25 ETH được biểu diễn dưới dạng 250,000,000,000,000,000 wei. Phí giao dịch cơ bản tối đa và phí ưu tiên cũng tương tự. Do đó, chúng ta có thể sử dụng định dạng số thập phân tùy chỉnh để biểu diễn hầu hết các giá trị tiền tệ.
Có liên kết nào với các nghiên cứu hiện có không?
Khám phá sequence.xyz:
Tối ưu hóa hợp đồng L2 Calldata:
Các Rollups dựa trên bằng chứng hợp lệ (còn được gọi là ZK rollups) phân biệt trạng thái phát hành thay vì giao dịch:
BLS Wallet - Thực hiện BLS tập trung thông qua ERC-4337:
Còn phải làm gì và cân nhắc những gì?
Tiếp theo, điều quan trọng là thực hiện thực tế kế hoạch đã nói ở trên. Các yếu tố quan trọng bao gồm:
1、Chuyển sang chữ ký BLS đòi hỏi nỗ lực lớn và có thể thả với sự tương thích của chip phần cứng đáng tin cậy có thể tăng cường tính an toàn. Có thể sử dụng gói ZK-SNARK khác để thay thế nó.
2、Tối ưu hóa động (ví dụ, thay thế bằng con trỏ) sẽ làm cho mã khách hàng trở nên phức tạp.
3、đưa sự khác biệt về trạng thái lên on-chain thay vì giao dịch, sẽ giúp Thả tính khả kiểm chứng và khiến nhiều phần mềm (ví dụ như khám phá blockchain) không thể hoạt động.
Làm thế nào để tương tác với các phần khác của bản đồ con đường?
Sử dụng ERC-4337 và cuối cùng sẽ đưa một phần nội dung của nó vào L2 EVM, có thể làm tăng tốc độ triển khai công nghệ tổng hợp một cách đáng kể. Việc đặt một phần nội dung của ERC-4337 trên L1 có thể làm tăng tốc độ triển khai của nó trên L2.
Plasma Tổng quát
Chúng tôi đang giải quyết vấn đề gì?
Ngay cả khi sử dụng blob 16 MB và nén dữ liệu, 58,000 TPS cũng không đủ để hoàn toàn đáp ứng nhu cầu thanh toán của người tiêu dùng, mạng Phi tập trung xã hội hoặc các lĩnh vực có băng thông cao khác, đặc biệt là khi chúng ta bắt đầu xem xét yếu tố riêng tư, điều này có thể làm tăng khả năng mở rộng lên 3-8 lần. Đối với các trường hợp ứng dụng có khối lượng cao, giá trị thấp, một lựa chọn hiện tại là sử dụng Validium, nơi dữ liệu được lưu trữoff-chain và có một mô hình an ninh thú vị: các nhà điều hành không thể lấy cắp tiền của người dùng, nhưng họ có thể tạm thời hoặc vĩnh viễn đóng băng tất cả tiền của người dùng. Nhưng chúng ta có thể làm tốt hơn.
Nó là gì và hoạt động như thế nào?
Plasma là một giải pháp mở rộng, liên quan đến việc một nhà khai thác phát hành Khối ra off-chain và đặt các Merkle root của những Khối này lên on-chain (khác với Rollup, Rollup sẽ đặt toàn bộ Khối lên on-chain). Đối với mỗi Khối, nhà khai thác sẽ gửi cho mỗi người dùng một nhánh Merkle để chứng minh tài sản của người dùng đã trải qua thay đổi gì, hoặc không thay đổi gì. Người dùng có thể rút tài sản của họ bằng cách cung cấp nhánh Merkle. Quan trọng là, nhánh này không cần phải dựa trên trạng thái mới nhất. Do đó, ngay cả khi sự khả dụng dữ liệu gặp vấn đề, người dùng vẫn có thể khôi phục tài sản của họ bằng cách rút trạng thái mới nhất mà họ có sẵn. Nếu người dùng gửi một nhánh không hợp lệ (ví dụ, rút tài sản họ đã gửi cho người khác, hoặc nhà khai thác tự tạo ra một tài sản từ hư vô), thì có thể thông qua cơ chế thách thức on-chain để xác định quyền sở hữu hợp lệ của tài sản.
Plasma Cash chain 图。花费硬币 i 的交易被放在 tree 中的第 i 个位置。在此示例中,假设所有先前的 tree 都有效,我们知道 Eve 当前拥有Token 1,David 拥有Token 4,George 拥有Token 6。
Phiên bản Plasma ban đầu chỉ xử lý các trường hợp thanh toán và không thể mở rộng một cách hiệu quả. Tuy nhiên, nếu chúng ta yêu cầu mỗi gốc được xác minh bằng SNARK, thì Plasma sẽ trở nên mạnh mẽ hơn nhiều. Mỗi trò chơi thách thức có thể được đơn giản hóa đáng kể vì chúng ta loại bỏ được hầu hết các con đường có thể gian lận của nhà điều hành. Đồng thời, cũng mở ra các con đường mới, giúp Plasma có thể mở rộng sang các loại tài sản rộng hơn. Cuối cùng, trong trường hợp nhà điều hành không gian lận, người dùng có thể rút tiền ngay lập tức mà không cần chờ đợi thời gian thách thức trong một tuần.
Một phương pháp để tạo ra một chuỗi EVM Plasma (không phải là duy nhất): sử dụng ZK-SNARK để xây dựng một cây UTXO song song, cây này phản ánh sự thay đổi cân bằng được thực hiện trên EVM và xác định ánh xạ duy nhất của ‘Token’ cùng một tại các thời điểm khác nhau trong lịch sử. Sau đó, có thể xây dựng cấu trúc Plasma trên nền tảng này.
Một quan điểm then chốt là hệ thống Plasma không cần phải hoàn hảo. Ngay cả khi bạn chỉ có thể bảo vệ một phần của tài sản (ví dụ, chỉ là Token không di chuyển trong tuần qua), bạn cũng đã cải thiện đáng kể tình trạng hiện tại của EVM siêu mở rộng (cụ thể là Validium).
Một loại cấu trúc khác là Plasma/Rollup kết hợp, ví dụ như Intmax. Những cấu trúc này đặt một lượng dữ liệu rất ít của mỗi người dùng lên on-chain (ví dụ, 5 byte), điều này có thể đạt được một số tính năng giữa Plasma và Rollup: trong trường hợp của Intmax, bạn có thể đạt được tính mở rộng và tính riêng tư rất cao, mặc dù lý thuyết chỉ giới hạn ở khoảng 16.000.000 / 12 / 5 = 266.667 TPS, ngay cả trong dung lượng 16 MB.
Có những liên kết nào liên quan đến nghiên cứu hiện có?
Báo cáo Plasma gốc:
Plasma Cash:
Luồng tiền Plasma Cash:
Intmax (2023):
Cần làm gì tiếp theo? Có những sự cân nhắc nào?
Nhiệm vụ chính còn lại là triển khai hệ thống Plasma trong ứng dụng sản xuất thực tế. Như đã nói ở trên, Plasma và Validium không phải là sự lựa chọn hoàn toàn khác biệt: bất kỳ Validium nào cũng có thể được cải thiện ít nhất một chút về tính bảo mật bằng cách tích hợp các tính năng Plasma trong cơ chế thoát ra của nó. Chú trọng vào việc đạt được tính chất tốt nhất cho EVM (từ yêu cầu tin cậy, chi phí Gas L1 tệ nhất và khả năng chống lại cuộc tấn công DoS), cũng như cấu trúc ứng dụng thay thế cụ thể. Ngoài ra, tính phức tạp của Plasma so với Rollup là cao hơn trong khái niệm, điều này cần được giải quyết trực tiếp thông qua việc nghiên cứu và xây dựng các khung công cụ phổ quát tốt hơn.
Một số yếu tố chính trong việc sử dụng Plasma là nó phụ thuộc nhiều hơn vào các nhà điều hành và khó hơn để phát triển, mặc dù thiết kế Plasma/Rollup kết hợp thường có thể tránh điểm yếu này.
Làm thế nào để tương tác với các phần khác của lộ trình?
Càng hiệu quả giải pháp Plasma càng giảm áp lực về khả năng sử dụng dữ liệu hiệu suất cao trên L1. Chuyển hoạt động sang L2 cũng giúp giảm áp lực MEV trên L1.
Hệ thống chứng minh L2 trưởng thành
Chúng tôi đang giải quyết vấn đề gì?
Hiện tại, hầu hết các Rollups chưa thực sự Không đáng tin cậy. Có một ủy ban an toàn có khả năng ghi đè (lạc quan hoặc hợp lệ) để chứng minh hành vi của hệ thống. Trong một số trường hợp, hệ thống chứng thực thậm chí không hoạt động, hoặc thậm chí nếu có, nó chỉ có chức năng “tư vấn”. Các bản tổng hợp hiện đại bao gồm: (i) một số bản tổng hợp dành riêng cho ứng dụng của Không đáng tin cậy, chẳng hạn như Nhiên liệu; (ii) Tại thời điểm viết bài, Optimism và Arbitrum là hai bản tổng hợp EVM đầy đủ đã đạt được các cột mốc không tin cậy một phần được gọi là “Giai đoạn 1”. Lý do Rollup không đạt được nhiều tiến bộ hơn là vì lo ngại về lỗi trong mã. Chúng tôi cần những bản tổng hợp không tin cậy, vì vậy chúng tôi phải đối mặt và giải quyết vấn đề này trực tiếp.
Nó là gì và hoạt động như thế nào?
Đầu tiên, hãy xem lại hệ thống ‘stage’ được giới thiệu đầu tiên trong bài viết này.
Giai đoạn 0: Người dùng phải có thể chạy Nút và đồng bộ hóa chuỗi. Nếu việc xác minh là hoàn toàn đáng tin cậy / tập trung, thì cũng không sao.
Giai đoạn 1: Phải có một hệ thống chứng minh (không cần tin cậy) để đảm bảo chỉ các giao dịch hợp lệ mới được chấp nhận. Cho phép một ủy ban an ninh có thể phá vỡ hệ thống chứng minh, nhưng phải có ngưỡng bỏ phiếu 75%. Ngoài ra, một phần quorum-blocking trong ủy ban (tức là hơn 26%) phải đến từ một công ty Rollup xây dựng chính thức ngoài công ty chính. Cho phép sử dụng cơ chế nâng cấp yếu hơn (ví dụ như DAO), nhưng nó phải có một Trễ đủ dài, để người dùng có thể rút tiền của họ trước khi tiền được chuyển vào mạng nếu nó công nhận một nâng cấp độc hại.
Giai đoạn 2: Cần có một hệ thống chứng minh (không cần tin cậy) để đảm bảo chỉ có giao dịch hợp lệ mới được chấp nhận. Ủy ban An toàn chỉ cho phép can thiệp khi có lỗi có thể chứng minh trong mã nguồn, ví dụ như nếu hai hệ thống chứng minh dự phòng không nhất quán với nhau, hoặc nếu một hệ thống chứng minh chấp nhận hai post-state gốc khác nhau của cùng một Khối (hoặc không chấp nhận bất kỳ nội dung nào trong một khoảng thời gian đủ lâu, ví dụ một tuần). Cho phép sử dụng cơ chế nâng cấp, nhưng phải có Trễ dài.
Mục tiêu của chúng tôi là đạt được giai đoạn 2. Thách thức chính để đạt được giai đoạn 2 là có đủ sự tự tin, chứng minh rằng hệ thống thực sự đáng tin cậy. Có hai phương pháp chính để thực hiện điều này:
Xác minh chính thức: Chúng ta có thể sử dụng toán học hiện đại và công nghệ tính toán để chứng minh (optimistic và validity) hệ thống chấp nhận các Khối tuân thủ theo quy chuẩn EVM. Các công nghệ này đã tồn tại trong vài thập kỷ, nhưng tiến bộ gần đây (như Lean 4) đã làm cho chúng trở nên thực tế hơn, và tiến bộ trong việc chứng minh được hỗ trợ bởi trí tuệ nhân tạo có thể tăng tốc xu hướng này.
Đa chứng minh: Tạo nhiều hệ thống chứng thực và bỏ tiền vào các hệ thống chứng thực đó với các ủy ban bảo mật (hoặc các tiện ích khác có giả định tin cậy, chẳng hạn như TEE). Nếu chứng minh được hệ thống đồng ý, ủy ban an toàn không có thẩm quyền; Nếu họ không đồng ý, Hội đồng Bảo an chỉ có thể lựa chọn giữa cái này hay cái kia, nó không thể đơn phương áp đặt câu trả lời của riêng mình.
Sơ đồ hóa của nhiều bằng chứng hợp lệ kết hợp một hệ thống chứng minh lạc quan, một hệ thống bằng chứng hợp lệ và một ủy ban an ninh.
Có liên kết nào với các nghiên cứu hiện có không?
EVM K Semantics (công việc xác minh hình thức từ năm 2017):
Bài diễn thuyết về tư tưởng chứng minh đa dạng (2022):
Kế hoạch Taiko sử dụng nhiều chứng minh:
Còn cần làm gì nữa? Có những sự cân nhắc nào?
Đối với Xác minh chính thức, khối lượng công việc rất lớn. Chúng tôi cần tạo ra một phiên bản xác minh chính thức của toàn bộ SNARK chứng minh viên của EVM. Đây là một dự án cực kỳ phức tạp, mặc dù chúng tôi đã bắt đầu tiến hành. Có một thủ thuật có thể giúp đơn giản hóa nhiệm vụ này rất nhiều: chúng tôi có thể tạo ra một chứng minh viên SNARK được xác minh chính thức cho Máy ảo tối thiểu (ví dụ như RISC-V hoặc Cairo), sau đó triển khai EVM trên Máy ảo tối thiểu này (và chứng minh hình thức rằng nó tương đương với các tiêu chuẩn Máy ảo ETH khác).
Đối với Proof-of-Stake, vẫn còn hai phần chính chưa hoàn thành. Đầu tiên, chúng ta cần đủ tin tưởng vào ít nhất hai hệ thống chứng minh khác nhau, đảm bảo chúng đều đủ an toàn và đảm bảo nếu chúng có vấn đề, thì các vấn đề này phải khác nhau và không liên quan đến nhau (do đó chúng sẽ không gặp vấn đề cùng lúc). Thứ hai, chúng ta cần độ tin cậy rất cao vào cơ sở logic của việc kết hợp hệ thống chứng minh. Phần mã này sẽ ít hơn nhiều. Có một số cách để làm cho nó rất nhỏ, chỉ cần lưu trữ tiền của bạn trong một hợp đồng multi-sign an toàn được đại diện bởi các hợp đồng đại diện cho các hệ thống chứng minh khác nhau, nhưng điều này sẽ làm tăng chi phí Gas on-chain. Chúng ta cần tìm ra một sự cân bằng giữa hiệu quả và an toàn.
Làm thế nào để tương tác với các phần khác của lộ trình?
Di chuyển hoạt động đến L2 có thể thả áp lực MEV trên L1.
Nâng cao tính tương tác giữa L2
Chúng tôi đang giải quyết vấn đề gì?
Một trong những thách thức chính mà hệ sinh thái L2 đang đối diện ngày nay là người dùng khó điều hướng trong đó. Ngoài ra, cách đơn giản nhất thường lại đưa ra giả định về sự tin cậy: chuỗi cross-interaction, client RPC, v.v. Chúng ta cần để trải nghiệm sử dụng hệ sinh thái L2 giống như đang sử dụng một hệ sinh thái Ethereum thống nhất.
Nó là gì? Làm việc như thế nào?
Có nhiều loại cải tiến tương tác L2. Về lý thuyết, việc chạy ETH trên Rollup và thực hiện Phân mảnh L1 là giống nhau. Tuy nhiên, hệ sinh thái L2 của ETH hiện tại vẫn còn một số hạn chế so với trạng thái lý tưởng.
Địa chỉ của chuỗi cụ thể: Địa chỉ phải chứa thông tin chuỗi (L1, Optimism, Arbitrum…). Khi đã thực hiện điều này, quá trình gửi qua L2 có thể được thực hiện bằng cách đơn giản điền Địa chỉ vào trường ‘Gửi’, lúc này Ví tiền có thể tự xử lý cách gửi (bao gồm sử dụng giao thức chuỗi chéo tương tác).
2、Yêu cầu thanh toán trên chuỗi cụ thể: Phải dễ dàng và chuẩn hóa để tạo ra thông điệp có dạng “Gửi X token Y cho tôi trên chuỗi Z”. Điều này chủ yếu có hai tình huống sử dụng: (i) Thanh toán giữa người và người hoặc giữa người và dịch vụ cửa hàng; (ii) 01928374656574839201 yêu cầu quỹ.
Trong quá trình giao tiếp chuỗi cross: có một giao thức mở tiêu chuẩn để diễn đạt các hoạt động giao tiếp chuỗi cross như ‘Tôi sẽ gửi 1 ETH cho người đã gửi cho tôi 0,9999 ETH trên Arbitrum (trên Optimism)’, và ‘Tôi sẽ gửi 0,0001 ETH cho người đã bao gồm giao dịch này trên Arbitrum (trên Optimism)’. ERC-7683 là một nỗ lực cho trường hợp đầu tiên và RIP-7755 là một nỗ lực cho trường hợp thứ hai, mặc dù cả hai đều có phạm vi áp dụng rộng hơn các trường hợp cụ thể này.
4、khách hàng ánh sáng: Người dùng nên có khả năng xác minh thực tế blockchain mà họ đang tương tác, không chỉ tin tưởng vào nhà cung cấp RPC. Helios của a16z crypto có thể thực hiện điều này (cho ETH blockchain chính), nhưng chúng ta cần mở rộng tính không tin cậy này lên L2. ERC-3668 (CCIP-read) là một chiến lược để đạt được mục tiêu này.
Ví tiền Keystore: Hiện nay, nếu bạn muốn cập nhật Chìa khoá bảo mật của Ví tiền Hợp đồng thông minh để kiểm soát nó, bạn phải cập nhật trên tất cả các chuỗi mà Ví tiền tồn tại. Keystore Ví tiền là một công nghệ cho phép Chìa khoá bảo mật chỉ tồn tại ở một nơi (hoặc trên L1 hoặc có thể là L2 trong tương lai), sau đó bất kỳ L2 nào có bản sao của Ví tiền đều có thể đọc Chìa khoá bảo mật từ đó. Điều này có nghĩa là chỉ cần cập nhật một lần. Để tăng hiệu suất, Keystore Ví tiền yêu cầu L2 có một cách chuẩn hóa để đọc thông tin trên L1 mà không tốn phí; có hai đề xuất cho điều này, đó là L1SLOAD và REMOTESTATICCALL.
Cách hoạt động của Ví tiền Keystore
Ý tưởng ‘cầu cầu chung Token’ càng phấn khích hơn: Hãy tưởng tượng một thế giới trong đó tất cả L2 đều là Rollup hợp lệ và mỗi khe được gửi đến Ethereum. Ngay cả trong thế giới như vậy, việc chuyển tài sản từ một L2 sang L2 khác trong trạng thái nguyên bản vẫn đòi hỏi rút tiền và gửi tiền, điều này đòi hỏi phải trả một khoản phí Gas L1 lớn. Một phương pháp để giải quyết vấn đề này là tạo ra một Rollup chia sẻ đơn giản chỉ có chức năng duy trì sở hữu của mỗi loại Token được nằm trong L2 nào và có số dư bao nhiêu, và cho phép cập nhật số dư này thông qua một loạt các giao dịch chuyển tiền giữa các L2 mà bất kỳ L2 nào cũng có thể khởi xướng. Điều này sẽ không yêu cầu mỗi lần chuyển tiền qua các L2 đều phải trả phí Gas L1 và không cần sử dụng các công nghệ dựa trên Nhà cung cấp thanh khoản như ERC-7683 v.v.
3、Tính kết hợp đồng bộ: Cho phép gọi đồng bộ xảy ra giữa một L2 cụ thể và L1 hoặc giữa nhiều L2. Điều này giúp tăng cường hiệu suất tài chính phi tập trung giao thức. Cái đầu tiên có thể được thực hiện mà không cần bất kỳ sự phối hợp chéo L2 nào; cái thứ hai đòi hỏi sự chia sẻ thứ tự. Công nghệ dựa trên Rollup tự động áp dụng cho tất cả các công nghệ này.
Có liên kết nào với các nghiên cứu hiện có không?
**Địa chỉ cụ thể của chuỗi: ERC-3770:
**ERC-7683:
**RIP-7755:
**Scroll keystore Ví tiền design style:
**Helios:
**ERC-3668(đôi khi được gọi là CCIP đọc):
Đề xuất ‘Xác nhận trước dựa trên chia sẻ’ của Justin Drake:
**L1SLOAD (RIP-7728):
**REMOTESTATICCALL trong Optimism:
**AggLayer, bao gồm ý tưởng về cầu thông tin token chia sẻ:
Còn cần làm gì nữa? Có những sự cân nhắc nào?
Nhiều ví dụ trên phải đối mặt với một vấn đề nan giải về tiêu chuẩn khi nào nên tiêu chuẩn hóa và lớp nào cần tiêu chuẩn hóa. Nếu bạn chuẩn hóa quá sớm, bạn có thể cố thủ một giải pháp kém. Nếu bạn chuẩn hóa quá muộn, bạn có thể tạo ra sự phân mảnh không cần thiết. Trong một số trường hợp, có một giải pháp ngắn hạn với các thuộc tính yếu hơn dễ thực hiện hơn và một giải pháp dài hạn “cuối cùng đúng” nhưng mất nhiều năm để đạt được.
Những nhiệm vụ này không chỉ là vấn đề kỹ thuật, chúng còn là các vấn đề xã hội (và có thể là chính), đòi hỏi sự cộng tác giữa L2 và L1 cùng với Ví tiền.
Làm thế nào để tương tác với các phần khác của lộ trình?
Trong số các đề xuất này, hầu hết đều là cấu trúc “tầng cao” nên không ảnh hưởng nhiều đến khía cạnh L1. Một ngoại lệ là sắp xếp chia sẻ, nó có ảnh hưởng quan trọng đối với giá trị có thể trích xuất tối đa (MEV).
Mở rộng thực thi trên L1
Chúng tôi đang giải quyết vấn đề gì?
Nếu L2 trở nên rất có thể mở rộng và thành công, nhưng L1 vẫn chỉ có thể xử lý một lượng rất nhỏ của khối lượng, có thể Ethereum có thể đối diện với nhiều rủi ro:
Tình hình kinh tế của tài sản ETH sẽ trở nên không ổn định hơn, điều này lại ảnh hưởng đến sự an toàn dài hạn của mạng.
2、Nhiều L2 hưởng lợi từ việc liên kết chặt chẽ với hệ sinh thái tài chính phát triển mạnh mẽ trên L1, nếu hệ sinh thái này suy yếu nghiêm trọng, động lực trở thành L2 (thay vì trở thành L1 độc lập) sẽ giảm đi.
3、L2 cần mất rất nhiều thời gian để đạt được bảo mật hoàn toàn giống như L1.
Nếu L2 thất bại (ví dụ, do hành vi độc hại hoặc biến mất của nhà cung cấp dịch vụ), người dùng vẫn cần phải khôi phục tài sản của họ thông qua L1. Do đó, L1 cần đủ mạnh mẽ, ít nhất là có thể đôi khi xử lý được công việc cuối cùng phức tạp và hỗn loạn của L2.
Vì những lý do này, việc mở rộng L1 và đảm bảo nó có thể chứa nhiều hơn và nhiều hơn các trường hợp sử dụng là rất có giá trị.
Nó là gì? Làm thế nào nó hoạt động?
Cách mở rộng đơn giản nhất là tăng giới hạn Gas trực tiếp. Tuy nhiên, điều này có thể làm cho L1 phụ thuộc vào trung tâm, làm suy yếu tính tin cậy của ETH như một lớp cơ sở vững chắc và một tính năng quan trọng khác của L1. Về mức độ tăng giới hạn Gas đơn giản là bao nhiêu là bền vững vẫn còn tranh cãi, và điều này cũng sẽ khác nhau tùy thuộc vào việc thực hiện những công nghệ khác để làm cho việc xác minh Khối lớn hơn trở nên dễ dàng hơn (ví dụ, lịch sử hết hạn, không có trạng thái, bằng chứng hợp lệ L1 EVM). Một điều quan trọng khác cần được cải thiện liên tục là hiệu suất của phần mềm khách hàng ETH, hiệu suất hiện nay cao hơn nhiều so với năm năm trước. Chiến lược tăng giới hạn Gas L1 hiệu quả sẽ liên quan đến việc tăng tốc sự phát triển của các công nghệ xác minh này.
EOF: một định dạng bytecode EVM mới, thân thiện hơn với phân tích tĩnh, có thể thực hiện nhanh hơn. Với việc cải thiện hiệu suất này, bytecode EOF có thể nhận được chi phí gas thấp hơn.
Định giá Gas đa chiều: Đặt giá cơ bản và giới hạn khác nhau cho tính toán, dữ liệu và lưu trữ mà không tăng dung lượng tối đa, từ đó tăng dung lượng trung bình của ETH L1 (đồng thời tránh tạo ra rủi ro an ninh mới).
Giảm giá trị mã hoạt động cụ thể và chi phí Gas đã được biên dịch trước - Lịch sử đã chứng minh rằng, để tránh tấn công từ chối dịch vụ, chúng tôi đã tăng chi phí Gas cho một số hoạt động có giá quá thấp. Một điểm mà chúng tôi có thể làm thêm là giảm chi phí Gas cho các mã hoạt động có giá quá cao. Ví dụ, phép cộng rẻ hơn nhiều so với phép nhân, nhưng hiện tại, chi phí của các mã hoạt động ADD và MUL là như nhau. Chúng tôi có thể giảm giá trị mã ADD và thậm chí giảm giá trị của các mã hoạt động đơn giản hơn như PUSH. EOF được tối ưu hóa toàn diện trong việc này.
EVM-MAX và SIMD: EVM-MAX là một đề xuất cho phép tính toán số học mod lớn hiệu quả hơn như một mô-đun độc lập của EVM. Giá trị được tính toán bởi EVM-MAX chỉ có thể được truy cập bởi các mã hoạt động EVM-MAX khác trừ khi được xuất khẩu một cách cố ý. Điều này cho phép có không gian lớn hơn để tối ưu hóa việc lưu trữ các giá trị này. SIMD (single instruction multiple data) là một đề xuất cho phép thực hiện cùng một chỉ thị hiệu quả trên mảng giá trị. Cả hai cùng nhau có thể tạo ra một bộ xử lý phụ mạnh mẽ bên cạnh EVM, được sử dụng để thực hiện mã hóa hiệu quả hơn. Điều này đặc biệt hữu ích đối với các giao thức bảo mật và hệ thống bảo vệ L2, do đó nó sẽ giúp mở rộng L1 và L2.
Những cải tiến này sẽ được thảo luận chi tiết hơn trong bài viết Splurge sau này.
Cuối cùng, chiến lược thứ ba là Rollups nguyên bản (hoặc rollups ủy nhiệm): Về bản chất, tạo ra nhiều bản sao EVM chạy song song, từ đó tạo ra một mô hình tương đương với Rollup có thể cung cấp, nhưng được tích hợp nhiều hơn vào giao thức nguyên bản.
Có liên kết nào với các nghiên cứu hiện có không?
Lộ trình mở rộng ETH Layer 1 của Polynya:
Định giá Gas đa chiều:
EIP-7706:
EOF:
EVM-MAX:
SIMD:
rollups cấp địa phương:
Phỏng vấn Max Resnick về giá trị mở rộng L1:
Justin Drake nói về việc mở rộng bằng cách sử dụng SNARK và Rollups nguyên bản
Còn phải làm gì và có những sự cân nhắc nào?
Mở rộng L1 có ba chiến lược, có thể được thực hiện độc lập hoặc song song:
Cải tiến công nghệ (ví dụ như mã nguồn khách hàng, khách hàng không có trạng thái, lịch sử hết hạn) để làm cho L1 dễ dàng xác minh hơn, sau đó tăng giới hạn Gas.
Thả chi phí thực hiện các hoạt động cụ thể, tăng khả năng trung bình mà không tăng nguy cơ tình huống tồi nhất;
Rollups nguyên bản (tức là, tạo N bản sao song song của EVM).
Sau khi hiểu được những công nghệ khác nhau này, chúng ta sẽ thấy rằng có những sự lựa chọn khác nhau. Ví dụ, Rollups nguyên bản có nhiều điểm yếu tương tự như Rollups thông thường trong việc kết hợp: bạn không thể gửi một giao dịch đơn lẻ để thực hiện các hoạt động đồng bộ qua nhiều Rollup giống như bạn có thể làm trên một hợp đồng L1 (hoặc L2) cùng một lúc. Tăng giới hạn Gas sẽ làm suy yếu những lợi ích khác mà việc xác minh đơn giản hóa L1 có thể đạt được, chẳng hạn như tăng tỷ lệ người dùng xác minh Nút và số lượng solo đặt cược. Tùy thuộc vào cách thực hiện, việc làm cho các hoạt động cụ thể trong EVM (Máy ảo Ethereum) rẻ hơn có thể làm tăng tính phức tạp chung của EVM.
Một câu hỏi quan trọng mà bất kỳ lộ trình mở rộng L1 nào cũng cần trả lời là: Tầm nhìn cuối cùng của L1 và L2 là gì? Rõ ràng, đặt tất cả nội dung trên L1 là vô lý: Các trường hợp sử dụng tiềm năng có thể liên quan đến hàng trăm nghìn giao dịch mỗi giây, điều này sẽ làm cho L1 không thể xác minh được (trừ khi chúng ta áp dụng phương pháp Rollup nguyên gốc). Nhưng chúng ta thực sự cần một số nguyên tắc hướng dẫn để đảm bảo rằng chúng ta không rơi vào tình huống như vậy: Giới hạn Gas tăng lên 10 lần, gây hại nghiêm trọng cho sự phi tập trung của ETH L1.
Một quan điểm về phân chia lao động giữa L1 và L2
Làm thế nào để tương tác với các phần khác của lộ trình?
Đưa nhiều người dùng hơn vào L1 không chỉ có nghĩa là cải thiện khả năng mở rộng mà còn có nghĩa là cải thiện các khía cạnh khác của L1. Điều này có nghĩa là nhiều hơn MEV sẽ được giữ lại trên L1 (thay vì chỉ trở thành vấn đề của L2), do đó, nhu cầu xử lý MEV rõ ràng sẽ trở nên cấp thiết hơn. Điều này sẽ làm tăng giá trị thời gian khe nhanh trên L1. Đồng thời, điều này cũng phụ thuộc rất nhiều vào sự suôn sẻ của việc xác minh L1 (the Verge).
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.
Bài viết mới của Vitalik: Tương lai tiềm năng của Ethereum, The Surge
Tác giả: Vitalik Buterin
Biên dịch: Karen, Foresight News
Đặc biệt cảm ơn Justin Drake, Francesco, Hsiao-wei Wang, @antonttc và Georgios Konstantopoulos.
Ban đầu, trong bản đồ con đường của Ethereum có hai chiến lược mở rộng. Một chiến lược (xem bài báo năm 2015 sớm) là “Phân mảnh” (sharding): Mỗi Nút chỉ cần xác minh và lưu trữ một phần nhỏ giao dịch, thay vì xác minh và lưu trữ tất cả giao dịch trên chuỗi. Bất kỳ mạng ngang hàng nào khác (ví dụ BitTorrent) cũng hoạt động theo cách này, vì vậy chúng ta dĩ nhiên có thể làm cho blockchain hoạt động theo cách tương tự. Một loại khác là giao thức Layer2: Các mạng này sẽ nằm trên Ethereum để cho phép nó tận dụng an toàn của nó đồng thời giữ phần lớn dữ liệu và tính toán ở ngoài chuỗi chính. Giao thức Layer2 được đề cập đến năm 2015 là các kênh trạng thái, năm 2017 là Plasma, và sau đó là Rollup năm 2019. Rollup mạnh mẽ hơn so với kênh trạng thái hoặc Plasma, nhưng chúng cần băng thông dữ liệu on-chain lớn. May mắn thay, đến năm 2019, nghiên cứu Phân mảnh đã giải quyết vấn đề “khả dụng dữ liệu” trong quy mô lớn. Kết quả, hai con đường hợp nhau lại và chúng ta có được bản đồ con đường tập trung vào Rollup, bản đồ con đường mà hôm nay vẫn là chiến lược mở rộng của Ethereum.
The Surge, 2023 bản đồ chiến lược
Lộ trình tập trung vào Rollup đã đề xuất một phân công đơn giản: ETH 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. Mô hình này có mặt ở khắp mọi nơi trong xã hội: sự tồn tại của hệ thống tòa án (L1) không phải để đạt được tốc độ và hiệu quả siêu cao, mà là để bảo vệ hợp đồng và quyền sở hữu tài sản, trong khi các nhà khởi nghiệp (L2) phải xây dựng trên nền tảng cơ bản vững chắc này, dẫn dắt loài người đến sao Hỏa (cả về nghĩa đen lẫn nghĩa bóng).
Trong năm nay, bản đồ tập trung vào Rollup đã đạt được những thành tựu quan trọng: với việc triển khai EIP-4844 blobs, băng thông dữ liệu của ETH L1 đã tăng đáng kể, nhiều Máy ảo Ethereum (EVM) Rollup đã đi vào giai đoạn đầu tiên. Mỗi L2 tồn tại như một ‘Phân mảnh’ với các quy tắc và logic nội bộ riêng, sự đa dạng và đa dạng hóa trong cách thức triển khai Phân mảnh hiện 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. Do đó, nhiệm vụ hiện tại của chúng ta là hoàn thành bản đồ tập trung vào Rollup và giải quyết những vấn đề này, đồng thời duy trì tính ổn định và tính Phi tập trung đặc biệt của ETH L1.
The Surge: Mục tiêu chính
1、Trong tương lai, Ethereum có thể đạt 10.000 giao dịch mỗi giây trở lên thông qua L2.
2、保持 L1 的Phi tập trung和鲁棒性;
3、Ít nhất một số L2 hoàn toàn thừa kế các thuộc tính cốt lõi của Ethereum (Không đáng tin cậy、mở cửa、chống kiểm duyệt);
Nội dung chương này
Dilemma tam giác mở rộng
Nút 01928374656574839201 2017 là một ý tưởng được đưa ra vào năm 2017, cho rằng có một sự mâu thuẫn giữa ba đặc tính của blockchain: Phi tập trung (cụ thể hơn: chi phí vận hành Nút thấp), khả năng mở rộng (xử lý một lượng giao dịch lớn) và an toàn (kẻ tấn công cần phá hủy một phần lớn của Nút trong mạng mới có thể làm cho một giao dịch thất bại).
Điều quan trọng cần lưu ý là nghịch lý lượng giác không phải là một định lý và bài đăng giới thiệu nghịch lý lượng giác không đi kèm với một chứng minh toán học. Nó đưa ra một lập luận toán học heuristic: nếu một Nút thân thiện với Phi tập trung (ví dụ: máy tính xách tay tiêu dùng) có thể xác minh 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 nhìn thấy bởi 1 / k Nút, có nghĩa là kẻ tấn công chỉ cần thỏa hiệp một vài Nút để vượt qua một giao dịch độc hại, hoặc (ii) Nút của bạn sẽ trở nên mạnh mẽ và chuỗi của bạn sẽ không Phi tập trung. Mục đích của bài viết này chưa bao giờ là để chứng minh rằng việc phá vỡ nghịch lý tam giác là không thể; Thay vào đó, nó nhằm mục đích chỉ ra rằng phá vỡ tình trạng tiến thoái lưỡng nan là khó khăn, và nó đòi hỏi một số cách suy nghĩ bên ngoài khuôn khổ suy nghĩ tiềm ẩn trong lập luận đó.
Trong nhiều năm qua, một số chuỗi hiệu suất cao thường tuyên bố rằng họ đã giải quyết được ba mâu thuẫn cơ bản mà không cần thay đổi cấu trúc, thường thông qua việc tối ưu hóa Nút bằng các kỹ thuật kỹ thuật phần mềm. Điều này luôn luôn gây hiểu lầm, vì chạy Nút on-chain trên những chuỗi này khó khăn hơn nhiều so với chạy Nút trên Ethereum. Bài viết này sẽ thảo luận về tại sao điều này lại như vậy, và tại sao chỉ bằng kỹ thuật phần mềm L1 không thể mở rộng ETH?
Tuy nhiên, sự kết hợp giữa việc lấy mẫu khả dụng dữ liệu và SNARKs thực sự giải quyết được ngụy biện tam giác: nó cho phép khách hàng xác minh một số lượng dữ liệu nhất định có sẵn và một số bước tính toán nhất định được thực hiện chỉ bằng cách tải xuống một lượng dữ liệu nhỏ và thực hiện một lượng tính toán rất ít. SNARKs không đòi hỏi sự tin cậy. Lấy mẫu khả dụng dữ liệu có một mô hình tin cậy một ít trong số N tinh tế, nhưng nó vẫn giữ lại các đặc điểm cơ bản của mạng không thể mở rộng, nghĩa là ngay cả khi có 51% cuộc tấn công, cũng không thể buộc các khối xấu được chấp nhận bởi mạng.
Một phương pháp khác để giải quyết vấn đề ba khó khăn là kiến trúc Plasma, nó sử dụng công nghệ thông minh để chuyển trách nhiệm theo dõi tính khả dụng dữ liệu cho người dùng theo cách tương thích. Trước năm 2017-2019, khi chúng ta chỉ có bằng chứng gian lận là phương tiện để mở rộng khả năng tính toán, Plasma bị hạn chế rất nhiều về mặt thực thi an toàn, nhưng với sự phổ biến của SNARKs (chứng minh gọn nhẹ không tương tác), kiến trúc Plasma trở nên khả thi hơn cho nhiều tình huống sử dụng hơn trước đây.
Tiến triển tiếp theo của việc lấy mẫu sẵn có dữ liệu
Chúng tôi đang giải quyết vấn đề gì?
Vào ngày 13 tháng 3 năm 2024, khi Dencun được nâng cấp và ra mắt, mỗi slot trên chuỗi khối của ETH ở ETH 2.0 sẽ có khoảng 3 blob có dung lượng khoảng 125 kB, hoặc băng thông sẵn có cho mỗi slot là khoảng 375 kB. Giả sử dữ liệu giao dịch được phát hành trực tiếp trên chuỗi, thì việc chuyển tiền ERC20 sẽ có khoảng 180 byte, do đó TPS tối đa của Rollup trên ETH 2.0 sẽ là: 375000 / 12 / 180 = 173.6 TPS
Nếu chúng ta thêm calldata của Ethereum (giá trị tối đa lý thuyết: mỗi slot 3000 triệu Gas / mỗi byte 16 gas = mỗi slot 1,875,000 byte), thì có thể đạt được 607 TPS. Sử dụng PeerDAS, số lượng blob có thể tăng lên 8-16, điều này sẽ cung cấp 463-926 TPS cho calldata.
Đây là một bước cải tiến quan trọng đối với Ethereum L1, nhưng vẫn chưa đủ. Chúng tôi muốn có thêm tính mở rộng. Mục tiêu trung hạn của chúng tôi là mỗi slot 16 MB, nếu kết hợp với cải tiến nén dữ liệu Rollup, sẽ mang lại khoảng ~58000 TPS.
Nó là gì? Làm thế nào để hoạt động?
PeerDAS là một hiện thực tương đối đơn giản của “1D sampling”. Trong Ethereum, mỗi blob là một đa thức bậc 4096 trên trường số nguyên tố với 253 bit (prime field). Chúng tôi phát sóng các phần chia của đa thức, trong đó mỗi phần chia chứa 16 giá trị đánh giá từ 16 tọa độ liền kề trên tổng cộng 8192 tọa độ. Trong 8192 giá trị đánh giá này, bất kỳ 4096 giá trị (tùy thuộc vào tham số hiện tại được đề xuất: bất kỳ 64 giá trị từ 128 mẫu có thể) đều có thể khôi phục lại blob.![Vitalik新文:以太坊可能的未来,The Surge]()
Nguyên lý hoạt động của PeerDAS là cho mỗi máy khách lắng nghe một số lượng mạng con, trong đó mạng con thứ i phát sóng bất kỳ blob thứ i nào và yêu cầu các blob trên mạng con khác mà nó cần bằng cách truy vấn các đối tác trong mạng p2p toàn cầu (người sẽ lắng nghe các mạng con khác nhau). Phiên bản thận trọng hơn là SubnetDAS chỉ sử dụng cơ chế mạng con mà không có truy vấn lớp đối tác bổ sung. Đề xuất hiện tại là để các Nút tham gia Bằng chứng về cổ phần sử dụng SubnetDAS, trong khi các Nút khác (tức là khách hàng) sử dụng PeerDAS.
Lý thuyết, chúng ta có thể mở rộng quy mô của một ‘1D sampling’ đến mức khá lớn: Nếu chúng ta tăng số lượng blob tối đa lên 256 (mục tiêu là 128), thì chúng ta có thể đạt được mục tiêu 16MB, trong đó mỗi nút có sẵn 16 mẫu * 128 blob * mỗi blob có 512 byte mỗi mẫu = băng thông dữ liệu 1MB mỗi khe. Điều này chỉ là trong phạm vi chấp nhận được của chúng tôi: Điều này khả thi, nhưng điều này có nghĩa là các khách hàng bị giới hạn băng thông sẽ không thể mẫu. Chúng ta có thể tối ưu hóa một phần điều này bằng cách giảm số lượng blob và tăng kích thước blob, nhưng điều này sẽ làm tăng chi phí tái tạo.
Do đó, chúng tôi muốn tiến xa hơn và thực hiện mẫu 2D (2D sampling), phương pháp này không chỉ lấy mẫu ngẫu nhiên trong blob mà còn giữa các blob. Sử dụng tính chất tuyến tính của cam kết KZG, một tập hợp các blob ảo mới được sử dụng để mở rộng tập hợp blob trong một Khối, các blob ảo này mã hóa dư thừa thông tin giống nhau.
Do đó, cuối cùng chúng tôi muốn tiến xa hơn, thực hiện mẫu 2D, không chỉ trong blob mà còn giữa các blob một cách ngẫu nhiên. Tính chất tuyến tính do KZG cam kết được sử dụng để mở rộng tập hợp blob trong một Khối, bao gồm danh sách blob ảo mới mã hóa trùng lặp thông tin cùng.
2D lấy mẫu. Nguồn dữ liệu: a16z crypto
Việc mở rộng cam kết tính toán không cần có blob là điều quan trọng, do đó giải pháp này thân thiện với việc xây dựng Khối phân tán. Nút thực tế xây dựng Khối chỉ cần có cam kết KZG blob và chúng có thể phụ thuộc vào việc lấy mẫu tính sẵn dữ liệu (DAS) để xác minh tính khả dụng của khối dữ liệu. Lấy mẫu tính sẵn khả dụng dữ liệu một chiều (1D DAS) cũng thân thiện với việc xây dựng Khối phân tán.
Có liên kết nào với các nghiên cứu hiện có không?
**Còn phải làm gì? Còn những sự cân nhắc nào khác?
Tiếp theo là hoàn thành và triển khai PeerDAS. Sau đó, chúng tôi sẽ tiếp tục tăng số lượng blob trên PeerDAS, đồng thời quan sát mạng lưới một cách cẩn thận và cải tiến phần mềm để đảm bảo an toàn, đây là một quá trình dần dần. Đồng thời, chúng tôi hy vọng có nhiều công việc học thuật hơn để quy định sự tương tác giữa PeerDAS và các phiên bản DAS khác cùng với quy tắc lựa chọn fork an toàn.
Xa hơn nữa, chúng ta cần phải làm nhiều việc hơn để xác định phiên bản lý tưởng của DAS 2D và chứng minh các đặc tính an toàn của nó. Chúng tôi cũng hy vọng cuối cùng sẽ chuyển từ KZG sang một giải pháp thay thế an toàn lượng tử mà không yêu cầu thiết lập đáng tin cậy. Tại thời điểm này, vẫn chưa rõ ứng cử viên nào thân thiện với các bản dựng được phân phối. Ngay cả việc sử dụng các kỹ thuật “brute force” đắt tiền, tức là STARK đệ quy để tạo ra bằng chứng hợp lệ để tái tạo các hàng và cột, là không đủ, bởi vì trong khi về mặt kỹ thuật, STARK có kích thước của hàm băm O (log (n) * log (log (n)) (sử dụng STIR), STARK thực sự lớn gần bằng toàn bộ blob.
Con đường hiện thực dài hạn mà tôi nghĩ đến là:
Xin lưu ý rằng, ngay cả khi chúng tôi quyết định triển khai mở rộng trực tiếp trên tầng L1, lựa chọn này vẫn tồn tại. Điều này bởi vì nếu tầng L1 phải xử lý một lượng lớn TPS, khối L1 sẽ trở nên rất lớn và các khách hàng sẽ mong muốn có một phương pháp hiệu quả để xác minh tính chính xác của chúng. Do đó, chúng tôi sẽ phải sử dụng công nghệ tương tự như Rollup (như ZK-EVM và DAS) trên tầng L1.
Làm thế nào để tương tác với các phần khác của lộ trình?
Nếu thực hiện nén dữ liệu, nhu cầu của DAS 2D sẽ giảm đi hoặc ít nhất cũng Trễ, nếu Plasma được sử dụng rộng rãi, nhu cầu sẽ giảm thêm. DAS cũng đặt ra thách thức cho giao thức và cơ chế xây dựng Khối phân tán: mặc dù DAS lý thuyết thân thiện với việc xây dựng lại phân tán, nhưng điều này cần được kết hợp với đề xuất danh sách inclusion và cơ chế lựa chọn fork xung quanh nó trong thực tế.
Nén dữ liệu
**Chúng tôi đang giải quyết vấn đề gì?
Mỗi giao dịch trong Rollup sẽ chiếm nhiều không gian dữ liệu trên chuỗi: chuyển tiền ERC20 cần khoảng 180 byte. Ngay cả khi có mẫu dữ liệu lý tưởng, điều này cũng giới hạn tính mở rộng của giao thức Layer. Với mỗi slot có dung lượng 16 MB, chúng ta có:
16000000 / 12 / 180 = 7407 TPS
Nếu chúng ta không chỉ giải quyết vấn đề của tử số mà còn giải quyết vấn đề của mẫu số, làm cho mỗi giao dịch trong Rollup chiếm ít byte hơn trên chuỗi, thì điều đó sẽ như thế nào?
Nó là gì và làm thế nào nó hoạt động?
The best explanation in my opinion is this picture from two years ago:
Trong việc nén Byte Zero, chúng tôi thay thế mỗi chuỗi Byte Zero dài bằng hai byte để biểu thị số lượng Byte Zero. Hơn nữa, chúng tôi sử dụng tính chất đặc biệt của giao dịch:
Tập hợp chữ ký: Chúng tôi đã chuyển từ chữ ký ECDSA sang chữ ký BLS, tính năng của chữ ký BLS là nhiều chữ ký có thể kết hợp thành một chữ ký đơn, chữ ký này có thể chứng minh tính hợp lệ của tất cả các chữ ký gốc. Trong L1, do chi phí tính toán để xác minh cao ngay cả khi kết hợp, nên không xem xét sử dụng chữ ký BLS. Tuy nhiên, trong môi trường ít dữ liệu như L2, việc sử dụng chữ ký BLS là có ý nghĩa. Tính năng tập hợp của ERC-4337 cung cấp một con đường để thực hiện tính năng này.
Thay thế Địa chỉ bằng con trỏ: Nếu đã sử dụng một Địa chỉ trước đó, chúng ta có thể thay thế Địa chỉ 20 byte bằng con trỏ 4 byte trỏ đến vị trí trong lịch sử.
Quy trình tuần tự tùy chỉnh của giá trị giao dịch - Hầu hết các giá trị giao dịch có số lượng rất ít, ví dụ như 0.25 ETH được biểu diễn dưới dạng 250,000,000,000,000,000 wei. Phí giao dịch cơ bản tối đa và phí ưu tiên cũng tương tự. Do đó, chúng ta có thể sử dụng định dạng số thập phân tùy chỉnh để biểu diễn hầu hết các giá trị tiền tệ.
Có liên kết nào với các nghiên cứu hiện có không?
Còn phải làm gì và cân nhắc những gì?
Tiếp theo, điều quan trọng là thực hiện thực tế kế hoạch đã nói ở trên. Các yếu tố quan trọng bao gồm:
1、Chuyển sang chữ ký BLS đòi hỏi nỗ lực lớn và có thể thả với sự tương thích của chip phần cứng đáng tin cậy có thể tăng cường tính an toàn. Có thể sử dụng gói ZK-SNARK khác để thay thế nó.
2、Tối ưu hóa động (ví dụ, thay thế bằng con trỏ) sẽ làm cho mã khách hàng trở nên phức tạp.
3、đưa sự khác biệt về trạng thái lên on-chain thay vì giao dịch, sẽ giúp Thả tính khả kiểm chứng và khiến nhiều phần mềm (ví dụ như khám phá blockchain) không thể hoạt động.
Làm thế nào để tương tác với các phần khác của bản đồ con đường?
Sử dụng ERC-4337 và cuối cùng sẽ đưa một phần nội dung của nó vào L2 EVM, có thể làm tăng tốc độ triển khai công nghệ tổng hợp một cách đáng kể. Việc đặt một phần nội dung của ERC-4337 trên L1 có thể làm tăng tốc độ triển khai của nó trên L2.
Plasma Tổng quát
Chúng tôi đang giải quyết vấn đề gì?
Ngay cả khi sử dụng blob 16 MB và nén dữ liệu, 58,000 TPS cũng không đủ để hoàn toàn đáp ứng nhu cầu thanh toán của người tiêu dùng, mạng Phi tập trung xã hội hoặc các lĩnh vực có băng thông cao khác, đặc biệt là khi chúng ta bắt đầu xem xét yếu tố riêng tư, điều này có thể làm tăng khả năng mở rộng lên 3-8 lần. Đối với các trường hợp ứng dụng có khối lượng cao, giá trị thấp, một lựa chọn hiện tại là sử dụng Validium, nơi dữ liệu được lưu trữoff-chain và có một mô hình an ninh thú vị: các nhà điều hành không thể lấy cắp tiền của người dùng, nhưng họ có thể tạm thời hoặc vĩnh viễn đóng băng tất cả tiền của người dùng. Nhưng chúng ta có thể làm tốt hơn.
Nó là gì và hoạt động như thế nào?
Plasma là một giải pháp mở rộng, liên quan đến việc một nhà khai thác phát hành Khối ra off-chain và đặt các Merkle root của những Khối này lên on-chain (khác với Rollup, Rollup sẽ đặt toàn bộ Khối lên on-chain). Đối với mỗi Khối, nhà khai thác sẽ gửi cho mỗi người dùng một nhánh Merkle để chứng minh tài sản của người dùng đã trải qua thay đổi gì, hoặc không thay đổi gì. Người dùng có thể rút tài sản của họ bằng cách cung cấp nhánh Merkle. Quan trọng là, nhánh này không cần phải dựa trên trạng thái mới nhất. Do đó, ngay cả khi sự khả dụng dữ liệu gặp vấn đề, người dùng vẫn có thể khôi phục tài sản của họ bằng cách rút trạng thái mới nhất mà họ có sẵn. Nếu người dùng gửi một nhánh không hợp lệ (ví dụ, rút tài sản họ đã gửi cho người khác, hoặc nhà khai thác tự tạo ra một tài sản từ hư vô), thì có thể thông qua cơ chế thách thức on-chain để xác định quyền sở hữu hợp lệ của tài sản.
Plasma Cash chain 图。花费硬币 i 的交易被放在 tree 中的第 i 个位置。在此示例中,假设所有先前的 tree 都有效,我们知道 Eve 当前拥有Token 1,David 拥有Token 4,George 拥有Token 6。
Phiên bản Plasma ban đầu chỉ xử lý các trường hợp thanh toán và không thể mở rộng một cách hiệu quả. Tuy nhiên, nếu chúng ta yêu cầu mỗi gốc được xác minh bằng SNARK, thì Plasma sẽ trở nên mạnh mẽ hơn nhiều. Mỗi trò chơi thách thức có thể được đơn giản hóa đáng kể vì chúng ta loại bỏ được hầu hết các con đường có thể gian lận của nhà điều hành. Đồng thời, cũng mở ra các con đường mới, giúp Plasma có thể mở rộng sang các loại tài sản rộng hơn. Cuối cùng, trong trường hợp nhà điều hành không gian lận, người dùng có thể rút tiền ngay lập tức mà không cần chờ đợi thời gian thách thức trong một tuần.
Một phương pháp để tạo ra một chuỗi EVM Plasma (không phải là duy nhất): sử dụng ZK-SNARK để xây dựng một cây UTXO song song, cây này phản ánh sự thay đổi cân bằng được thực hiện trên EVM và xác định ánh xạ duy nhất của ‘Token’ cùng một tại các thời điểm khác nhau trong lịch sử. Sau đó, có thể xây dựng cấu trúc Plasma trên nền tảng này.
Một quan điểm then chốt là hệ thống Plasma không cần phải hoàn hảo. Ngay cả khi bạn chỉ có thể bảo vệ một phần của tài sản (ví dụ, chỉ là Token không di chuyển trong tuần qua), bạn cũng đã cải thiện đáng kể tình trạng hiện tại của EVM siêu mở rộng (cụ thể là Validium).
Một loại cấu trúc khác là Plasma/Rollup kết hợp, ví dụ như Intmax. Những cấu trúc này đặt một lượng dữ liệu rất ít của mỗi người dùng lên on-chain (ví dụ, 5 byte), điều này có thể đạt được một số tính năng giữa Plasma và Rollup: trong trường hợp của Intmax, bạn có thể đạt được tính mở rộng và tính riêng tư rất cao, mặc dù lý thuyết chỉ giới hạn ở khoảng 16.000.000 / 12 / 5 = 266.667 TPS, ngay cả trong dung lượng 16 MB.
Có những liên kết nào liên quan đến nghiên cứu hiện có?
Cần làm gì tiếp theo? Có những sự cân nhắc nào?
Nhiệm vụ chính còn lại là triển khai hệ thống Plasma trong ứng dụng sản xuất thực tế. Như đã nói ở trên, Plasma và Validium không phải là sự lựa chọn hoàn toàn khác biệt: bất kỳ Validium nào cũng có thể được cải thiện ít nhất một chút về tính bảo mật bằng cách tích hợp các tính năng Plasma trong cơ chế thoát ra của nó. Chú trọng vào việc đạt được tính chất tốt nhất cho EVM (từ yêu cầu tin cậy, chi phí Gas L1 tệ nhất và khả năng chống lại cuộc tấn công DoS), cũng như cấu trúc ứng dụng thay thế cụ thể. Ngoài ra, tính phức tạp của Plasma so với Rollup là cao hơn trong khái niệm, điều này cần được giải quyết trực tiếp thông qua việc nghiên cứu và xây dựng các khung công cụ phổ quát tốt hơn.
Một số yếu tố chính trong việc sử dụng Plasma là nó phụ thuộc nhiều hơn vào các nhà điều hành và khó hơn để phát triển, mặc dù thiết kế Plasma/Rollup kết hợp thường có thể tránh điểm yếu này.
Làm thế nào để tương tác với các phần khác của lộ trình?
Càng hiệu quả giải pháp Plasma càng giảm áp lực về khả năng sử dụng dữ liệu hiệu suất cao trên L1. Chuyển hoạt động sang L2 cũng giúp giảm áp lực MEV trên L1.
Hệ thống chứng minh L2 trưởng thành
Chúng tôi đang giải quyết vấn đề gì?
Hiện tại, hầu hết các Rollups chưa thực sự Không đáng tin cậy. Có một ủy ban an toàn có khả năng ghi đè (lạc quan hoặc hợp lệ) để chứng minh hành vi của hệ thống. Trong một số trường hợp, hệ thống chứng thực thậm chí không hoạt động, hoặc thậm chí nếu có, nó chỉ có chức năng “tư vấn”. Các bản tổng hợp hiện đại bao gồm: (i) một số bản tổng hợp dành riêng cho ứng dụng của Không đáng tin cậy, chẳng hạn như Nhiên liệu; (ii) Tại thời điểm viết bài, Optimism và Arbitrum là hai bản tổng hợp EVM đầy đủ đã đạt được các cột mốc không tin cậy một phần được gọi là “Giai đoạn 1”. Lý do Rollup không đạt được nhiều tiến bộ hơn là vì lo ngại về lỗi trong mã. Chúng tôi cần những bản tổng hợp không tin cậy, vì vậy chúng tôi phải đối mặt và giải quyết vấn đề này trực tiếp.
Nó là gì và hoạt động như thế nào?
Đầu tiên, hãy xem lại hệ thống ‘stage’ được giới thiệu đầu tiên trong bài viết này.
Giai đoạn 0: Người dùng phải có thể chạy Nút và đồng bộ hóa chuỗi. Nếu việc xác minh là hoàn toàn đáng tin cậy / tập trung, thì cũng không sao.
Giai đoạn 1: Phải có một hệ thống chứng minh (không cần tin cậy) để đảm bảo chỉ các giao dịch hợp lệ mới được chấp nhận. Cho phép một ủy ban an ninh có thể phá vỡ hệ thống chứng minh, nhưng phải có ngưỡng bỏ phiếu 75%. Ngoài ra, một phần quorum-blocking trong ủy ban (tức là hơn 26%) phải đến từ một công ty Rollup xây dựng chính thức ngoài công ty chính. Cho phép sử dụng cơ chế nâng cấp yếu hơn (ví dụ như DAO), nhưng nó phải có một Trễ đủ dài, để người dùng có thể rút tiền của họ trước khi tiền được chuyển vào mạng nếu nó công nhận một nâng cấp độc hại.
Giai đoạn 2: Cần có một hệ thống chứng minh (không cần tin cậy) để đảm bảo chỉ có giao dịch hợp lệ mới được chấp nhận. Ủy ban An toàn chỉ cho phép can thiệp khi có lỗi có thể chứng minh trong mã nguồn, ví dụ như nếu hai hệ thống chứng minh dự phòng không nhất quán với nhau, hoặc nếu một hệ thống chứng minh chấp nhận hai post-state gốc khác nhau của cùng một Khối (hoặc không chấp nhận bất kỳ nội dung nào trong một khoảng thời gian đủ lâu, ví dụ một tuần). Cho phép sử dụng cơ chế nâng cấp, nhưng phải có Trễ dài.
Mục tiêu của chúng tôi là đạt được giai đoạn 2. Thách thức chính để đạt được giai đoạn 2 là có đủ sự tự tin, chứng minh rằng hệ thống thực sự đáng tin cậy. Có hai phương pháp chính để thực hiện điều này:
Sơ đồ hóa của nhiều bằng chứng hợp lệ kết hợp một hệ thống chứng minh lạc quan, một hệ thống bằng chứng hợp lệ và một ủy ban an ninh.
Có liên kết nào với các nghiên cứu hiện có không?
Còn cần làm gì nữa? Có những sự cân nhắc nào?
Đối với Xác minh chính thức, khối lượng công việc rất lớn. Chúng tôi cần tạo ra một phiên bản xác minh chính thức của toàn bộ SNARK chứng minh viên của EVM. Đây là một dự án cực kỳ phức tạp, mặc dù chúng tôi đã bắt đầu tiến hành. Có một thủ thuật có thể giúp đơn giản hóa nhiệm vụ này rất nhiều: chúng tôi có thể tạo ra một chứng minh viên SNARK được xác minh chính thức cho Máy ảo tối thiểu (ví dụ như RISC-V hoặc Cairo), sau đó triển khai EVM trên Máy ảo tối thiểu này (và chứng minh hình thức rằng nó tương đương với các tiêu chuẩn Máy ảo ETH khác).
Đối với Proof-of-Stake, vẫn còn hai phần chính chưa hoàn thành. Đầu tiên, chúng ta cần đủ tin tưởng vào ít nhất hai hệ thống chứng minh khác nhau, đảm bảo chúng đều đủ an toàn và đảm bảo nếu chúng có vấn đề, thì các vấn đề này phải khác nhau và không liên quan đến nhau (do đó chúng sẽ không gặp vấn đề cùng lúc). Thứ hai, chúng ta cần độ tin cậy rất cao vào cơ sở logic của việc kết hợp hệ thống chứng minh. Phần mã này sẽ ít hơn nhiều. Có một số cách để làm cho nó rất nhỏ, chỉ cần lưu trữ tiền của bạn trong một hợp đồng multi-sign an toàn được đại diện bởi các hợp đồng đại diện cho các hệ thống chứng minh khác nhau, nhưng điều này sẽ làm tăng chi phí Gas on-chain. Chúng ta cần tìm ra một sự cân bằng giữa hiệu quả và an toàn.
Làm thế nào để tương tác với các phần khác của lộ trình?
Di chuyển hoạt động đến L2 có thể thả áp lực MEV trên L1.
Nâng cao tính tương tác giữa L2
Chúng tôi đang giải quyết vấn đề gì?
Một trong những thách thức chính mà hệ sinh thái L2 đang đối diện ngày nay là người dùng khó điều hướng trong đó. Ngoài ra, cách đơn giản nhất thường lại đưa ra giả định về sự tin cậy: chuỗi cross-interaction, client RPC, v.v. Chúng ta cần để trải nghiệm sử dụng hệ sinh thái L2 giống như đang sử dụng một hệ sinh thái Ethereum thống nhất.
Nó là gì? Làm việc như thế nào?
Có nhiều loại cải tiến tương tác L2. Về lý thuyết, việc chạy ETH trên Rollup và thực hiện Phân mảnh L1 là giống nhau. Tuy nhiên, hệ sinh thái L2 của ETH hiện tại vẫn còn một số hạn chế so với trạng thái lý tưởng.
2、Yêu cầu thanh toán trên chuỗi cụ thể: Phải dễ dàng và chuẩn hóa để tạo ra thông điệp có dạng “Gửi X token Y cho tôi trên chuỗi Z”. Điều này chủ yếu có hai tình huống sử dụng: (i) Thanh toán giữa người và người hoặc giữa người và dịch vụ cửa hàng; (ii) 01928374656574839201 yêu cầu quỹ.
4、khách hàng ánh sáng: Người dùng nên có khả năng xác minh thực tế blockchain mà họ đang tương tác, không chỉ tin tưởng vào nhà cung cấp RPC. Helios của a16z crypto có thể thực hiện điều này (cho ETH blockchain chính), nhưng chúng ta cần mở rộng tính không tin cậy này lên L2. ERC-3668 (CCIP-read) là một chiến lược để đạt được mục tiêu này.
khách hàng ánh sáng如何更新其 Ethereum header chain 的视图。拥有 header chain 后,可以使用 Merkle 证明来验证任何状态对象。一旦你有了正确的 L1 状态对象,就可以使用 Merkle 证明(如果你想检查预确认,还可以使用签名)来验证 L2 上的任何状态对象。Helios 已经做到了前者。扩展到后者是一项标准化挑战。
Cách hoạt động của Ví tiền Keystore
3、Tính kết hợp đồng bộ: Cho phép gọi đồng bộ xảy ra giữa một L2 cụ thể và L1 hoặc giữa nhiều L2. Điều này giúp tăng cường hiệu suất tài chính phi tập trung giao thức. Cái đầu tiên có thể được thực hiện mà không cần bất kỳ sự phối hợp chéo L2 nào; cái thứ hai đòi hỏi sự chia sẻ thứ tự. Công nghệ dựa trên Rollup tự động áp dụng cho tất cả các công nghệ này.
Có liên kết nào với các nghiên cứu hiện có không?
**Địa chỉ cụ thể của chuỗi: ERC-3770:
**ERC-7683:
**RIP-7755:
**Scroll keystore Ví tiền design style:
**Helios:
**ERC-3668(đôi khi được gọi là CCIP đọc):
Đề xuất ‘Xác nhận trước dựa trên chia sẻ’ của Justin Drake:
**L1SLOAD (RIP-7728):
**REMOTESTATICCALL trong Optimism:
**AggLayer, bao gồm ý tưởng về cầu thông tin token chia sẻ:
Còn cần làm gì nữa? Có những sự cân nhắc nào?
Nhiều ví dụ trên phải đối mặt với một vấn đề nan giải về tiêu chuẩn khi nào nên tiêu chuẩn hóa và lớp nào cần tiêu chuẩn hóa. Nếu bạn chuẩn hóa quá sớm, bạn có thể cố thủ một giải pháp kém. Nếu bạn chuẩn hóa quá muộn, bạn có thể tạo ra sự phân mảnh không cần thiết. Trong một số trường hợp, có một giải pháp ngắn hạn với các thuộc tính yếu hơn dễ thực hiện hơn và một giải pháp dài hạn “cuối cùng đúng” nhưng mất nhiều năm để đạt được.
Những nhiệm vụ này không chỉ là vấn đề kỹ thuật, chúng còn là các vấn đề xã hội (và có thể là chính), đòi hỏi sự cộng tác giữa L2 và L1 cùng với Ví tiền.
Làm thế nào để tương tác với các phần khác của lộ trình?
Trong số các đề xuất này, hầu hết đều là cấu trúc “tầng cao” nên không ảnh hưởng nhiều đến khía cạnh L1. Một ngoại lệ là sắp xếp chia sẻ, nó có ảnh hưởng quan trọng đối với giá trị có thể trích xuất tối đa (MEV).
Mở rộng thực thi trên L1
Chúng tôi đang giải quyết vấn đề gì?
Nếu L2 trở nên rất có thể mở rộng và thành công, nhưng L1 vẫn chỉ có thể xử lý một lượng rất nhỏ của khối lượng, có thể Ethereum có thể đối diện với nhiều rủi ro:
2、Nhiều L2 hưởng lợi từ việc liên kết chặt chẽ với hệ sinh thái tài chính phát triển mạnh mẽ trên L1, nếu hệ sinh thái này suy yếu nghiêm trọng, động lực trở thành L2 (thay vì trở thành L1 độc lập) sẽ giảm đi.
3、L2 cần mất rất nhiều thời gian để đạt được bảo mật hoàn toàn giống như L1.
Vì những lý do này, việc mở rộng L1 và đảm bảo nó có thể chứa nhiều hơn và nhiều hơn các trường hợp sử dụng là rất có giá trị.
Nó là gì? Làm thế nào nó hoạt động?
Cách mở rộng đơn giản nhất là tăng giới hạn Gas trực tiếp. Tuy nhiên, điều này có thể làm cho L1 phụ thuộc vào trung tâm, làm suy yếu tính tin cậy của ETH như một lớp cơ sở vững chắc và một tính năng quan trọng khác của L1. Về mức độ tăng giới hạn Gas đơn giản là bao nhiêu là bền vững vẫn còn tranh cãi, và điều này cũng sẽ khác nhau tùy thuộc vào việc thực hiện những công nghệ khác để làm cho việc xác minh Khối lớn hơn trở nên dễ dàng hơn (ví dụ, lịch sử hết hạn, không có trạng thái, bằng chứng hợp lệ L1 EVM). Một điều quan trọng khác cần được cải thiện liên tục là hiệu suất của phần mềm khách hàng ETH, hiệu suất hiện nay cao hơn nhiều so với năm năm trước. Chiến lược tăng giới hạn Gas L1 hiệu quả sẽ liên quan đến việc tăng tốc sự phát triển của các công nghệ xác minh này.
Những cải tiến này sẽ được thảo luận chi tiết hơn trong bài viết Splurge sau này.
Cuối cùng, chiến lược thứ ba là Rollups nguyên bản (hoặc rollups ủy nhiệm): Về bản chất, tạo ra nhiều bản sao EVM chạy song song, từ đó tạo ra một mô hình tương đương với Rollup có thể cung cấp, nhưng được tích hợp nhiều hơn vào giao thức nguyên bản.
Có liên kết nào với các nghiên cứu hiện có không?
Còn phải làm gì và có những sự cân nhắc nào?
Mở rộng L1 có ba chiến lược, có thể được thực hiện độc lập hoặc song song:
Sau khi hiểu được những công nghệ khác nhau này, chúng ta sẽ thấy rằng có những sự lựa chọn khác nhau. Ví dụ, Rollups nguyên bản có nhiều điểm yếu tương tự như Rollups thông thường trong việc kết hợp: bạn không thể gửi một giao dịch đơn lẻ để thực hiện các hoạt động đồng bộ qua nhiều Rollup giống như bạn có thể làm trên một hợp đồng L1 (hoặc L2) cùng một lúc. Tăng giới hạn Gas sẽ làm suy yếu những lợi ích khác mà việc xác minh đơn giản hóa L1 có thể đạt được, chẳng hạn như tăng tỷ lệ người dùng xác minh Nút và số lượng solo đặt cược. Tùy thuộc vào cách thực hiện, việc làm cho các hoạt động cụ thể trong EVM (Máy ảo Ethereum) rẻ hơn có thể làm tăng tính phức tạp chung của EVM.
Một câu hỏi quan trọng mà bất kỳ lộ trình mở rộng L1 nào cũng cần trả lời là: Tầm nhìn cuối cùng của L1 và L2 là gì? Rõ ràng, đặt tất cả nội dung trên L1 là vô lý: Các trường hợp sử dụng tiềm năng có thể liên quan đến hàng trăm nghìn giao dịch mỗi giây, điều này sẽ làm cho L1 không thể xác minh được (trừ khi chúng ta áp dụng phương pháp Rollup nguyên gốc). Nhưng chúng ta thực sự cần một số nguyên tắc hướng dẫn để đảm bảo rằng chúng ta không rơi vào tình huống như vậy: Giới hạn Gas tăng lên 10 lần, gây hại nghiêm trọng cho sự phi tập trung của ETH L1.
Một quan điểm về phân chia lao động giữa L1 và L2
Làm thế nào để tương tác với các phần khác của lộ trình?
Đưa nhiều người dùng hơn vào L1 không chỉ có nghĩa là cải thiện khả năng mở rộng mà còn có nghĩa là cải thiện các khía cạnh khác của L1. Điều này có nghĩa là nhiều hơn MEV sẽ được giữ lại trên L1 (thay vì chỉ trở thành vấn đề của L2), do đó, nhu cầu xử lý MEV rõ ràng sẽ trở nên cấp thiết hơn. Điều này sẽ làm tăng giá trị thời gian khe nhanh trên L1. Đồng thời, điều này cũng phụ thuộc rất nhiều vào sự suôn sẻ của việc xác minh L1 (the Verge).
推荐阅读:《Vitalik 新文:ETH坊可能的未来,the Merge》