Análise das Perspectivas de Atualização Tecnológica do Protocolo Ethereum: The Surge
Desde outubro deste ano, o cofundador do Ethereum publicou uma série de artigos sobre o futuro desenvolvimento do protocolo Ethereum, que abrange seis partes principais do roteiro de desenvolvimento do Ethereum. Este artigo irá focar na interpretação da segunda parte do roteiro, The Surge, explorando a escalabilidade do Ethereum e a estratégia de desenvolvimento a longo prazo.
A visão central do Ethereum
O objetivo fundamental do Ethereum é tornar-se a infraestrutura da internet descentralizada. Através de contratos inteligentes que suportam aplicativos descentralizados complexos, o Ethereum oferece aos desenvolvedores uma plataforma ideal para construir aplicativos como DeFi e NFTs. No entanto, o Ethereum enfrenta desafios em termos de escalabilidade, podendo processar apenas 15-30 transações por segundo, muito abaixo da capacidade de processamento das redes de pagamento tradicionais. Isso resulta em altas taxas de gas durante a congestão da rede, limitando o potencial do Ethereum como infraestrutura global. The Surge foi projetado precisamente para resolver esse problema.
Os principais objetivos do Surge incluem:
Fazer com que o Ethereum L1+L2 atinja uma capacidade de processamento de transações superior a 100.000 por segundo
Manter a descentralização e robustez do L1
Garantir que a parte do L2 herde completamente as características essenciais do Ethereum
Maximizar a interoperabilidade entre L2, tornando o Ethereum um ecossistema unificado
Futuro centrado em rollup
O plano Surge visa aumentar significativamente a escalabilidade do Ethereum através de soluções L2, sendo o rollup a chave desta estratégia. O roteiro centrado no rollup propõe uma divisão de trabalho clara: o Ethereum L1 foca em ser uma camada base poderosa e descentralizada, enquanto o L2 se encarrega da tarefa de expandir o ecossistema.
Rollup empacota transações fora da cadeia e, em seguida, as submete de volta à Ethereum, aumentando significativamente a capacidade de processamento enquanto mantém a segurança e a descentralização. Estima-se que o rollup pode elevar a capacidade de processamento da Ethereum para mais de 100.000 transações por segundo. Este grande avanço permitirá que a Ethereum suporte aplicações em escala global sem sacrificar a descentralização.
É importante notar que os rollups não são apenas uma solução temporária, mas sim uma estratégia de escalabilidade a longo prazo. Com a transição do Ethereum de PoW para PoS reduzindo o consumo de energia, os rollups são vistos como o próximo marco importante.
Este ano, o roteiro centrado em rollup fez progressos significativos: o lançamento de blobs EIP-4844 aumentou consideravelmente a largura de banda de dados do Ethereum L1, e vários rollups da máquina virtual Ethereum já estão na fase inicial. Cada L2 existe como uma shard com regras e lógica independentes, e a diversificação na forma de implementação das shards tornou-se uma realidade.
Amostragem de Disponibilidade de Dados ( DAS ) de desenvolvimento adicional
Outro aspecto chave do Surge é a amostragem de disponibilidade de dados (DAS), que visa resolver o problema da disponibilidade de dados. Em redes descentralizadas, é crucial que todos os nós possam verificar os dados sem a necessidade de armazenar ou descarregar todo o conteúdo.
DAS permite que os nós verifiquem dados sem acessar o conjunto de dados completo, melhorando assim a escalabilidade e a eficiência. As duas principais formas de DAS incluem PeerDAS e 2D DAS. O PeerDAS promete aumentar a segurança do rollup, enquanto o 2D DAS realiza amostragem aleatória não apenas dentro do blob, mas também entre blobs.
Com o DAS, o Ethereum pode processar uma quantidade maior de dados, alcançando rollups mais rápidos e econômicos, sem comprometer a descentralização. No futuro, será necessário investigar mais sobre a melhor versão do DAS 2D e provar suas propriedades de segurança.
O caminho de desenvolvimento a longo prazo pode incluir:
Implementar um DAS 2D ideal
Persistir na utilização do 1D DAS, sacrificando a eficiência da largura de banda de amostragem, em troca de simplicidade e robustez.
Abandonar o DA, adotando completamente o Plasma como a principal arquitetura Layer2
É importante notar que, mesmo decidindo expandir a execução diretamente na camada L1, essas opções ainda existem. Porque se a L1 tiver que lidar com um grande número de transações, os blocos se tornarão muito grandes, e os clientes precisarão verificar sua correção de forma eficiente, portanto, terão que adotar a mesma tecnologia que o rollup.
Plasma e outras soluções
Além do Rollup, o Plasma, como uma solução de escalabilidade off-chain proposta precocemente, também é outra solução L2. O Plasma cria sub-redes independentes da cadeia principal do Ethereum para processar transações, enviando regularmente resumos para a rede principal. Os operadores enviam aos usuários ramificações Merkle para comprovar mudanças no estado dos ativos. Os usuários podem retirar ativos fornecendo a ramificação Merkle, mesmo que haja problemas de disponibilidade de dados.
Embora o desenvolvimento do Plasma esteja, até certo ponto, atrás do rollup, ainda é visto como parte do conjunto de ferramentas de escalabilidade mais amplo do Ethereum. Além disso, tecnologias de compressão de dados melhoradas e provas criptográficas também estão em discussão para aumentar ainda mais a eficiência do rollup e de outras soluções L2.
As versões iniciais do Plasma eram principalmente usadas para casos de pagamento. No entanto, se exigir que cada raiz seja validada por SNARK, as funcionalidades do Plasma serão significativamente aumentadas. Isso não apenas simplifica o processo, mas também oferece aos usuários uma nova maneira de retirar fundos imediatamente, sem precisar esperar pelo período de contestação.
Melhorias na interoperabilidade entre L2
Os principais desafios que o ecossistema L2 enfrenta atualmente são a fraca interoperabilidade entre L2. Melhorar a interoperabilidade entre L2 envolve vários aspectos:
Endereço de uma cadeia específica: o endereço deve conter informações da cadeia, simplificando o processo de envio entre L2.
Pedido de pagamento de uma cadeia específica: deve ser fácil criar pedidos de pagamento cross-chain padronizados.
Troca entre cadeias e pagamento de Gas: é necessário um protocolo aberto padronizado para expressar operações entre cadeias.
Cliente leve: Os usuários devem ser capazes de verificar a cadeia com a qual interagem, em vez de depender apenas de provedores RPC.
Ponte de tokens compartilhada: criar um Rollup minimalista compartilhado, manter o saldo de tokens entre as L2, permitindo transferências de baixo custo entre L2.
Sincronização combinatória: permite chamadas sincronizadas entre L2 e L1 ou entre vários L2, aumentando a eficiência do protocolo DeFi.
Essas melhorias enfrentam o dilema do momento e do escopo da padronização. A padronização precoce pode levar a soluções subótimas enraizadas, enquanto a tardia pode causar fragmentação desnecessária. Em certos casos, existem soluções de curto e longo prazo que requerem a colaboração das partes do L2, carteiras e L1.
Continuar a expandir o Ethereum L1
É extremamente importante expandir o Ethereum L1 e adaptá-lo a mais casos de uso. Existem três estratégias de expansão L1:
Melhorar a tecnologia para simplificar a validação L1 e, em seguida, aumentar o limite de Gas.
Reduzir o custo de operações específicas, aumentando a capacidade média sem aumentar o risco do pior cenário.
Implementar Rollups nativos, criando várias cópias paralelas do EVM
Essas estratégias têm suas compensações. Por exemplo, os rollups nativos têm as mesmas limitações de combinabilidade que os rollups comuns. Aumentar o limite de Gas pode enfraquecer outros benefícios potenciais. Dependendo da implementação específica, reduzir o custo de operações específicas no EVM pode aumentar a complexidade geral.
Descentralização e segurança
Manter a descentralização enquanto se busca escalabilidade é um tema central. Muitos projetos de blockchain sacrificaram a descentralização para aumentar o throughput, mas o Ethereum se compromete a manter a descentralização durante o processo de escalabilidade. Rollup e DAS são vistos como métodos para aumentar a capacidade enquanto mantêm a descentralização.
Com o desenvolvimento futuro do Ethereum centrado em rollups, garantir a confiança sem necessidade desses sistemas torna-se crucial. Embora o mecanismo de prova criptográfica dos rollups tenha se mostrado eficaz, não está isento de riscos. A maturidade dessas tecnologias requer testes rigorosos e iterações, especialmente em caso de adoção em larga escala.
Perspectivas para o Surge
Após a conclusão do Surge, espera-se que o Ethereum alcance um equilíbrio entre escalabilidade, descentralização, segurança e sustentabilidade. Esta visão inclui não apenas a expansão da L1 através de rollups e DAS, mas também o desenvolvimento de algoritmos de consenso mais eficientes, a melhoria das ferramentas de desenvolvimento e o fomento de um ecossistema dApp próspero.
Apesar de enfrentar vários desafios, como a implementação em grande escala de rollups, garantir a segurança do L2 e preparar-se para a era quântica, se conseguir superar esses obstáculos, o Ethereum consolidará sua posição como o núcleo do Web3. No campo em rápida evolução da blockchain, o Ethereum concentra-se em alcançar escalabilidade sem sacrificar a descentralização, o que é a sua singularidade. O sucesso do The Surge pode mudar novamente o panorama da tecnologia blockchain nos próximos anos.
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Ethereum The Surge: Análise da estratégia de escalabilidade centrada em rollup
Análise das Perspectivas de Atualização Tecnológica do Protocolo Ethereum: The Surge
Desde outubro deste ano, o cofundador do Ethereum publicou uma série de artigos sobre o futuro desenvolvimento do protocolo Ethereum, que abrange seis partes principais do roteiro de desenvolvimento do Ethereum. Este artigo irá focar na interpretação da segunda parte do roteiro, The Surge, explorando a escalabilidade do Ethereum e a estratégia de desenvolvimento a longo prazo.
A visão central do Ethereum
O objetivo fundamental do Ethereum é tornar-se a infraestrutura da internet descentralizada. Através de contratos inteligentes que suportam aplicativos descentralizados complexos, o Ethereum oferece aos desenvolvedores uma plataforma ideal para construir aplicativos como DeFi e NFTs. No entanto, o Ethereum enfrenta desafios em termos de escalabilidade, podendo processar apenas 15-30 transações por segundo, muito abaixo da capacidade de processamento das redes de pagamento tradicionais. Isso resulta em altas taxas de gas durante a congestão da rede, limitando o potencial do Ethereum como infraestrutura global. The Surge foi projetado precisamente para resolver esse problema.
Os principais objetivos do Surge incluem:
Futuro centrado em rollup
O plano Surge visa aumentar significativamente a escalabilidade do Ethereum através de soluções L2, sendo o rollup a chave desta estratégia. O roteiro centrado no rollup propõe uma divisão de trabalho clara: o Ethereum L1 foca em ser uma camada base poderosa e descentralizada, enquanto o L2 se encarrega da tarefa de expandir o ecossistema.
Rollup empacota transações fora da cadeia e, em seguida, as submete de volta à Ethereum, aumentando significativamente a capacidade de processamento enquanto mantém a segurança e a descentralização. Estima-se que o rollup pode elevar a capacidade de processamento da Ethereum para mais de 100.000 transações por segundo. Este grande avanço permitirá que a Ethereum suporte aplicações em escala global sem sacrificar a descentralização.
É importante notar que os rollups não são apenas uma solução temporária, mas sim uma estratégia de escalabilidade a longo prazo. Com a transição do Ethereum de PoW para PoS reduzindo o consumo de energia, os rollups são vistos como o próximo marco importante.
Este ano, o roteiro centrado em rollup fez progressos significativos: o lançamento de blobs EIP-4844 aumentou consideravelmente a largura de banda de dados do Ethereum L1, e vários rollups da máquina virtual Ethereum já estão na fase inicial. Cada L2 existe como uma shard com regras e lógica independentes, e a diversificação na forma de implementação das shards tornou-se uma realidade.
Amostragem de Disponibilidade de Dados ( DAS ) de desenvolvimento adicional
Outro aspecto chave do Surge é a amostragem de disponibilidade de dados (DAS), que visa resolver o problema da disponibilidade de dados. Em redes descentralizadas, é crucial que todos os nós possam verificar os dados sem a necessidade de armazenar ou descarregar todo o conteúdo.
DAS permite que os nós verifiquem dados sem acessar o conjunto de dados completo, melhorando assim a escalabilidade e a eficiência. As duas principais formas de DAS incluem PeerDAS e 2D DAS. O PeerDAS promete aumentar a segurança do rollup, enquanto o 2D DAS realiza amostragem aleatória não apenas dentro do blob, mas também entre blobs.
Com o DAS, o Ethereum pode processar uma quantidade maior de dados, alcançando rollups mais rápidos e econômicos, sem comprometer a descentralização. No futuro, será necessário investigar mais sobre a melhor versão do DAS 2D e provar suas propriedades de segurança.
O caminho de desenvolvimento a longo prazo pode incluir:
É importante notar que, mesmo decidindo expandir a execução diretamente na camada L1, essas opções ainda existem. Porque se a L1 tiver que lidar com um grande número de transações, os blocos se tornarão muito grandes, e os clientes precisarão verificar sua correção de forma eficiente, portanto, terão que adotar a mesma tecnologia que o rollup.
Plasma e outras soluções
Além do Rollup, o Plasma, como uma solução de escalabilidade off-chain proposta precocemente, também é outra solução L2. O Plasma cria sub-redes independentes da cadeia principal do Ethereum para processar transações, enviando regularmente resumos para a rede principal. Os operadores enviam aos usuários ramificações Merkle para comprovar mudanças no estado dos ativos. Os usuários podem retirar ativos fornecendo a ramificação Merkle, mesmo que haja problemas de disponibilidade de dados.
Embora o desenvolvimento do Plasma esteja, até certo ponto, atrás do rollup, ainda é visto como parte do conjunto de ferramentas de escalabilidade mais amplo do Ethereum. Além disso, tecnologias de compressão de dados melhoradas e provas criptográficas também estão em discussão para aumentar ainda mais a eficiência do rollup e de outras soluções L2.
As versões iniciais do Plasma eram principalmente usadas para casos de pagamento. No entanto, se exigir que cada raiz seja validada por SNARK, as funcionalidades do Plasma serão significativamente aumentadas. Isso não apenas simplifica o processo, mas também oferece aos usuários uma nova maneira de retirar fundos imediatamente, sem precisar esperar pelo período de contestação.
Melhorias na interoperabilidade entre L2
Os principais desafios que o ecossistema L2 enfrenta atualmente são a fraca interoperabilidade entre L2. Melhorar a interoperabilidade entre L2 envolve vários aspectos:
Essas melhorias enfrentam o dilema do momento e do escopo da padronização. A padronização precoce pode levar a soluções subótimas enraizadas, enquanto a tardia pode causar fragmentação desnecessária. Em certos casos, existem soluções de curto e longo prazo que requerem a colaboração das partes do L2, carteiras e L1.
Continuar a expandir o Ethereum L1
É extremamente importante expandir o Ethereum L1 e adaptá-lo a mais casos de uso. Existem três estratégias de expansão L1:
Essas estratégias têm suas compensações. Por exemplo, os rollups nativos têm as mesmas limitações de combinabilidade que os rollups comuns. Aumentar o limite de Gas pode enfraquecer outros benefícios potenciais. Dependendo da implementação específica, reduzir o custo de operações específicas no EVM pode aumentar a complexidade geral.
Descentralização e segurança
Manter a descentralização enquanto se busca escalabilidade é um tema central. Muitos projetos de blockchain sacrificaram a descentralização para aumentar o throughput, mas o Ethereum se compromete a manter a descentralização durante o processo de escalabilidade. Rollup e DAS são vistos como métodos para aumentar a capacidade enquanto mantêm a descentralização.
Com o desenvolvimento futuro do Ethereum centrado em rollups, garantir a confiança sem necessidade desses sistemas torna-se crucial. Embora o mecanismo de prova criptográfica dos rollups tenha se mostrado eficaz, não está isento de riscos. A maturidade dessas tecnologias requer testes rigorosos e iterações, especialmente em caso de adoção em larga escala.
Perspectivas para o Surge
Após a conclusão do Surge, espera-se que o Ethereum alcance um equilíbrio entre escalabilidade, descentralização, segurança e sustentabilidade. Esta visão inclui não apenas a expansão da L1 através de rollups e DAS, mas também o desenvolvimento de algoritmos de consenso mais eficientes, a melhoria das ferramentas de desenvolvimento e o fomento de um ecossistema dApp próspero.
Apesar de enfrentar vários desafios, como a implementação em grande escala de rollups, garantir a segurança do L2 e preparar-se para a era quântica, se conseguir superar esses obstáculos, o Ethereum consolidará sua posição como o núcleo do Web3. No campo em rápida evolução da blockchain, o Ethereum concentra-se em alcançar escalabilidade sem sacrificar a descentralização, o que é a sua singularidade. O sucesso do The Surge pode mudar novamente o panorama da tecnologia blockchain nos próximos anos.