Оригинальное название:Компьютер криптографического мира; Оригинальный автор: Виталик
Составлено Odaily Planet Daily (@OdailyChina); Переводчик: Asher (@Asher_ 0210)
Мы часто называем Ethereum «блокчейном», и это название легко заставляет людей думать, что по сути это та же технология, что и Bitcoin, созданный Сатоши Накамото в 2009 году. Во многом это так; даже будущий «Lean Ethereum», построенный в соответствии с дорожной картой Strawmap, всё ещё сохранит некоторые базовые характеристики блокчейна.
Но за последние пятнадцать лет эта технология сильно изменилась, и она продолжит развиваться в течение следующих трёх лет.То, к чему движется Ethereum, может быть системой, принципиально отличной от раннего блокчейна.
Сегодняшний Ethereum поддерживает вычисления общего назначения и использует доказательство доли владения. На цепочке уже есть приложения, использующие доказательства с нулевым разглашением, а L2 также обеспечивают масштабирование и защиту конфиденциальности. Ethereum будущего сможет выбирать, в зависимости от потребностей приложения, между вычислениями чрезвычайно большого масштаба и полностью универсальными вычислительными возможностями; блоки могут совместно строиться несколькими сторонами различными способами; доказательство доли владения будет дополнительно оптимизировано; а доказательства с нулевым разглашением также будут играть ключевую роль на базовом уровне.
Взгляд на whitepaper Bitcoin: что изменил Ethereum?
Оглядываясь на оригинальный whitepaper Bitcoin и затем сравнивая его по разделам с Ethereum в 2015, 2025 и предполагаемом 2030 году, почти каждая часть претерпела серьёзные изменения.
Возьмём, к примеру, авторизацию транзакций. Ранний блокчейн в основном полагался на подписи, тогда как в будущем он может также использовать квантово-устойчивые подписи или доказательства с нулевым разглашением. Проверка блоков больше не обязательно требует загрузки всех данных и повторного выполнения всех вычислений; вместо этого доступность данных можно проверить через PeerDAS, а затем проверить SNARK. Процесс попадания транзакций в блоки, способ обработки вычислений и хранения, а также то, что лёгкие клиенты могут проверить самостоятельно, — всё это сильно отличается от раннего блокчейна.
Почти все основные атрибуты, определяющие «блокчейн», уже изменились или вот-вот изменятся:
- Способ проверки: от загрузки блоков и повторного выполнения до выборки через PeerDAS и проверки SNARK;
- Механизм консенсуса: от PoW к PoS, а затем к более высокооптимизированному PoS;
- Права на построение блоков: от построения блоков одним майнером до участия нескольких сторон в построении.
Следовательно, после завершения обновления Lean Ethereum всё ещё называется «блокчейном», по большей части просто продолжая историческое название. Он как сохраняет основные идеи, предложенные Сатоши Накамото, так и использует криптографические инструменты, разработанные за последние пятьдесят лет академических исследований. Эти инструменты не существовали в 2009 году или ещё не были зрелыми.
Криптография — не единственная важная дисциплина. Формальная верификация, теория баз данных, одноранговые сети, теория информации и экономика также играют роль. Однако прогресс в этих областях не изменил базовый процесс раннего блокчейна. Все пытаются сгенерировать следующий блок, соответствующий правилам PoW; после того как кому-то это удаётся, они транслируют блок, другие загружают и повторно выполняют его, и так далее. Развитие криптографии, однако, меняет сам этот процесс.
Что получают пользователи и что нужно менять разработчикам?
Эти технологические изменения также изменят компромиссы, с которыми сталкиваются пользователи при использовании сети Ethereum.
Сеть Ethereum в 2015 году могла продолжать работу, противостоять цензуре транзакций, гарантировать, что транзакции выполняются в соответствии с заранее написанными правилами, и делать транзакции необратимыми. Но эти гарантии сопровождались очень высокими затратами. Возможности сети по обеспечению конфиденциальности были ограничены, а подтверждение транзакций занимало время. Если пользователи хотели проверять самостоятельно, им приходилось запускать довольно мощный узел; в противном случае они могли только доверять другим.
Предполагаемая сеть Ethereum в 2030 году сохранит эти гарантии и дополнительно обеспечит поступление транзакций в блоки в реальном времени через FOCIL. В некоторых сценариях обеспечиваемая ею защита конфиденциальности может быть сильнее, чем у серверов. Однако вычисления общего назначения по-прежнему дороги, и также трудно полностью защитить конфиденциальность. Многие специализированные вычисления могут быть намного дешевле, и многие специализированные приложения также могут обеспечивать более сильную защиту конфиденциальности.
Подтверждение транзакций по-прежнему занимает время. В 2015 году сеть Ethereum создавала блок примерно каждые 17 секунд, и ожидание 12 подтверждений занимало около 200 секунд.К 2030 году один слот может сократиться примерно до 4-8 секунд, а достижение финальности может занять около 8-32 секунд.Пользователям по-прежнему нужно запускать собственные узлы, чтобы получить самые полные гарантии проверки, но требования к запуску узла будут намного ниже.
В то же время способ организации вычислений разработчиками будет напрямую влиять на стоимость приложений. В раннем блокчейне одинаковый объем данных и вычислений обычно означал схожие издержки. Будущее отличается: если все операции втиснуты в одну транзакцию, которая может выполняться только последовательно, стоимость будет высокой; если зависимости между шагами прояснены так, что их можно обрабатывать параллельно, или агрегированы до попадания в окончательный блок, стоимость можно снизить.
Это постепенно изменит дизайн приложений Ethereum. В долгосрочной перспективе, возможно, только информация, связанная с изменениями состояния и порядком их выполнения, которая должна обрабатываться блокчейном, нуждается в выходе в сеть. Другое содержимое может быть агрегировано заранее, что позволит блокчейну больше сосредоточиться на своей собственной работе.
Децентрализация также может стать преимуществом в производительности
Возможно, самое важное изменение состоит в том, что децентрализация сети больше не является просто издержками, которые несут ради безопасности и устойчивости. В некоторых случаях она также может стать преимуществом в производительности. Децентрализованная сеть может хранить больше данных параллельно и также может выполнять большие объемы вычислений параллельно, многое из которых может быть сделано в мемпуле. В некоторых случаях она также может повысить конфиденциальность, потому что только децентрализованная сеть может эффективно скрывать информацию о том, откуда приходят данные и запросы.
Это когда-то было видением Ethereum в середине 2010-х годов.Децентрализация должна использоваться не только для повышения устойчивости системы, но и помогать системе масштабироваться.Поскольку централизованная система может повысить производительность за счет разделения работы между разными участниками, децентрализованная система также должна быть способна на это.
Ключевым условием, отсутствовавшим в то время, была верификация. После разделения работы необходимо подтвердить, что каждая часть выполнена правильно. Ранние проекты пытались использовать случайно выбранные комитеты, но создание комитетов было сложным и дорогостоящим и значительно увеличивало задержку; если комитет не выполнял свои обязанности, также не было средства исправления. Сегодня современная криптография решила эту проблему, и дополнительные издержки, связанные с соответствующими схемами, также снижаются месяц за месяцем.
Задержка — еще одно направление, заслуживающее внимания. Сам Ethereum никогда не сможет сравниться с задержкой сервера, но инфраструктура, построенная вокруг него, возможно, сможет. В целом, если между пользователями и цепью можно будет установить более сильный децентрализованный слой, и этот слой сам по себе не является цепью, Ethereum, возможно, сможет получить более сильные возможности, не нанося ущерба базовым свойствам цепи.
От блокчейна к «криптографическому мировому компьютеру»
В более отдаленном будущем Ethereum также может пережить еще одно изменение, а именно подъем неразличимой обфускации (iO). В идеале, пригодная к использованию технология обфускации может устранить компромисс между конфиденциальностью и общностью, позволяя неограниченному числу участников участвовать в вычислениях общего назначения безопасным, зашифрованным способом. Даже более слабые формы технологии обфускации могут использоваться в таких сценариях, как зашифрованные мемпулы. Однако изменения, обсуждавшиеся ранее в этой статье, не должны ждать, пока эта технология созреет, прежде чем они произойдут.
Это «криптографический мировой компьютер».Ethereum больше не будет просто реестром, куда люди помещают данные и вычисления для выполнения, а станет архитектурой, объединяющей блокчейн, криптографические технологии конфиденциальности и верификации, а также мощные децентрализованные внецепочечные компоненты.
Чтобы полностью построить такую систему, все еще существует много проблем. Сделать доказательства с нулевым разглашением достаточно эффективными и безопасными непросто, но масштаб этой проблемы относительно ясен, и в настоящее время она непрерывно оптимизируется с помощью инструментов ИИ. Более сложной, общесистемной проблемой может быть то, как управлять огромным состоянием и позволять разным участникам параллельно получать доступ к этому состоянию. Соответствующие решения уже появились, но их все еще нужно непрерывно улучшать по мере того, как потребности будущих приложений постепенно становятся яснее.
Согласно дорожной карте Strawmap, форк Hegota, запланированный на следующий год, может стать последним «регулярным» форком Ethereum. Принятые в нём функции и технологии всё ещё будут примерно узнаваемы для людей из 2015 года. Последующая работа будет включать рекурсивные STARK, автоматизированную формальную верификацию, высокооптимизированные алгоритмы консенсуса и обеспечение устойчивости всего этого к квантовым вычислениям.
PeerDAS уже положил начало превращению Ethereum из простого блокчейна в более мощную систему. После Hegota это превращение станет главной линией развития Ethereum. В конечном итоге ожидается, что Ethereum будет обеспечивать высоконадёжные вычисления, которые будут дешевле, масштабнее и приватнее, чем в прошлом.
