Artikel Baru Vitalik: Masa Depan Ethereum yang Mungkin, The Surge

Peta jalan Ethereum awalnya mencakup dua strategi skalabilitas: sharding dan protokol Layer2. Sharding memungkinkan setiap node hanya perlu memverifikasi dan menyimpan sebagian kecil transaksi, sementara protokol Layer2 mempertahankan sebagian besar data dan komputasi di luar rantai utama. Kedua jalur ini akhirnya bergabung menjadi peta jalan yang berfokus pada Rollup, yang masih merupakan strategi ekspansi saat ini untuk Ethereum.

Peta jalan yang berfokus pada Rollup mengusulkan pembagian tugas yang sederhana: Ethereum L1 berfokus pada menjadi lapisan dasar yang kuat dan terdesentralisasi, sementara L2 mengambil tugas membantu ekosistem untuk berkembang. Tahun ini, peta jalan ini telah mencapai hasil penting: Peluncuran EIP-4844 blobs secara signifikan meningkatkan bandwidth data Ethereum L1, dan beberapa mesin virtual Ethereum (EVM) Rollup telah memasuki tahap pertama. Namun, jalur ini juga menghadapi beberapa tantangan unik.

Tujuan kunci dari The Surge termasuk:

1. Di masa depan Ethereum dapat mencapai lebih dari 100.000 TPS melalui L2;
2. Menjaga desentralisasi dan ketahanan L1;
3. Setidaknya beberapa L2 sepenuhnya mewarisi atribut inti Ethereum ( yang tidak mempercayai, terbuka, dan tahan sensor );
4. Ethereum seharusnya terasa seperti ekosistem yang terintegrasi, bukan 34 blockchain yang berbeda.

Artikel ini akan membahas beberapa aspek berikut:

1. Paradoks Segitiga Skalabilitas
2. Kemajuan lebih lanjut dari sampling ketersediaan data
3. Kompresi Data
4. Plasma Terprogram
5. Sistem bukti L2 yang matang
6. Peningkatan Interoperabilitas L2
7. Memperluas eksekusi di L1

Paradoks Segitiga Skalabilitas

Paradoks segitiga skalabilitas menganggap ada kontradiksi antara desentralisasi, skalabilitas, dan keamanan blockchain. Meskipun ini bukan teorema matematika yang ketat, ini menunjukkan kesulitan dalam memecahkan kontradiksi tersebut. Beberapa rantai berkinerja tinggi mengklaim telah menyelesaikan paradoks tiga sisi, tetapi sebenarnya menjalankan node lebih sulit dibandingkan dengan Ethereum.

Kombinasi sampling ketersediaan data dan SNARKs memang menyelesaikan paradoks segitiga: ini memungkinkan klien untuk memverifikasi sejumlah data tersedia dengan hanya mengunduh sedikit data dan melakukan sedikit perhitungan. Arsitektur Plasma juga merupakan solusi, yang dengan cara yang kompatibel dengan insentif, memindahkan tanggung jawab untuk memantau ketersediaan data kepada pengguna.

Kemajuan lebih lanjut dalam pengambilan sampel ketersediaan data

Tujuan kami adalah mencapai bandwidth ketersediaan data 16 MB per slot, yang dipadukan dengan perbaikan kompresi data Rollup, akan menghasilkan sekitar 58000 TPS.

PeerDAS adalah implementasi yang relatif sederhana dari "1D sampling". Di Ethereum, setiap blob adalah polinomial derajat 4096 di atas bidang bilangan prima 253. Kami menyiarkan shares polinomial, di mana setiap share berisi 16 nilai evaluasi dari 16 koordinat yang berdekatan dari total 8192 koordinat. Setiap 4096 nilai evaluasi dapat digunakan untuk memulihkan blob.

Cara kerja PeerDAS adalah memungkinkan setiap klien untuk mendengarkan sejumlah kecil subnet, dan meminta blob dari subnet lain yang dibutuhkannya dengan bertanya kepada rekan-rekan di jaringan p2p global. Versi yang lebih konservatif, SubnetDAS, hanya menggunakan mekanisme subnet tanpa menanyakan lapisan rekan tambahan.

Secara teoritis, kita dapat memperluas skala "1D sampling" cukup besar, tetapi ini akan membuat klien yang dibatasi bandwidth tidak dapat melakukan sampling. Oleh karena itu, kami akhirnya ingin melangkah lebih jauh dengan melakukan 2D sampling, metode ini tidak hanya melakukan sampling acak di dalam blob, tetapi juga melakukan sampling acak antar blob.

Selanjutnya adalah menyelesaikan implementasi dan peluncuran PeerDAS. Setelah itu, jumlah blob di PeerDAS akan terus ditingkatkan, sambil secara hati-hati memantau jaringan dan memperbaiki perangkat lunak untuk memastikan keamanan, ini adalah proses yang bertahap. Kami juga perlu melakukan lebih banyak pekerjaan untuk menentukan versi ideal dari 2D DAS dan membuktikan atribut keamanannya.

Kompresi Data

Saat ini, setiap transaksi Rollup akan membutuhkan banyak ruang data di blockchain. Kita perlu membuat setiap transaksi dalam Rollup menggunakan lebih sedikit byte di blockchain.

Metode kompresi data meliputi:

1. Kompresi nol byte
2. Penggabungan Tanda Tangan
3. Ganti alamat dengan pointers
4. Serialisasi nilai transaksi yang dapat disesuaikan
5. Menerbitkan perbedaan status daripada transaksi

Menggunakan ERC-4337, dan akhirnya mengintegrasikan sebagian kontennya ke dalam EVM L2, dapat secara signifikan mempercepat penerapan teknologi agregasi.

Plasma Terneralisasi

Plasma adalah solusi penskalaan yang melibatkan operator yang menerbitkan blok di luar rantai, dan menempatkan akar Merkle dari blok-blok ini di dalam rantai. Versi awal Plasma hanya dapat menangani kasus pembayaran dan tidak dapat diperluas secara efektif.

Jika kita mengharuskan setiap akar untuk diverifikasi menggunakan SNARK, maka Plasma akan menjadi jauh lebih kuat. Setiap permainan tantangan dapat sangat disederhanakan, karena kita telah mengecualikan sebagian besar kemungkinan jalur kecurangan operator. Pada saat yang sama, ini juga membuka jalur baru, memungkinkan teknologi Plasma untuk diperluas ke kategori aset yang lebih luas.

Sistem Plasma tidak perlu sempurna. Bahkan jika Anda hanya dapat melindungi subset aset, Anda sudah sangat memperbaiki keadaan EVM yang sangat dapat diperluas saat ini.

Sistem Bukti L2 yang Matang

Saat ini, sebagian besar Rollup sebenarnya masih belum tanpa kepercayaan. Ada sebuah dewan keamanan yang memiliki kemampuan untuk mengoverride perilaku sistem bukti. Kita membutuhkan Rollup yang tanpa kepercayaan, sehingga kita harus menghadapi dan menyelesaikan masalah ini.

Tantangan utama untuk mencapai Rollup tanpa kepercayaan adalah memperoleh cukup keyakinan bahwa sistem bukti sebenarnya cukup dapat dipercaya. Ada dua metode utama untuk melakukan ini:

1. Verifikasi formal: menggunakan matematika modern dan teknologi komputasi untuk membuktikan bahwa sistem bukti hanya menerima blok yang sesuai dengan spesifikasi EVM.

2. Banyak bukti: Buat beberapa sistem bukti, dan investasikan dana ke dalam sistem bukti ini dan dewan keamanan. Jika sistem bukti setuju, dewan keamanan tidak memiliki kekuasaan; jika mereka tidak setuju, dewan keamanan hanya dapat memilih di antara salah satu dari mereka.

Peningkatan Interoperabilitas L2

Kita perlu membuat pengalaman menggunakan ekosistem L2 terasa seperti menggunakan ekosistem Ethereum yang terintegrasi. Peningkatan interoperabilitas antar L2 meliputi:

1. Alamat rantai tertentu
2. Permintaan pembayaran dari rantai tertentu
3. Pertukaran lintas rantai dan pembayaran Gas
4. Klien Ringan
5. Dompet Keystore
6. Jembatan Token Berbagi
7. Sinkronisasi komposisi

Sebagian besar dari proposal ini adalah struktur "tingkat lebih tinggi", sehingga pertimbangan pada tingkat L1 tidak banyak berpengaruh. Satu pengecualian adalah urutan berbagi, yang memiliki dampak signifikan pada nilai maksimum yang dapat diekstrak (MEV).

Ekspansi Eksekusi di L1

Jika L2 menjadi sangat skalabel dan sukses, tetapi L1 masih hanya dapat menangani jumlah transaksi yang sangat sedikit, maka Ethereum mungkin menghadapi beberapa risiko. Oleh karena itu, terus memperluas L1 itu sendiri dan memastikan bahwa ia dapat terus menampung semakin banyak kasus penggunaan adalah sangat berharga.

Strategi untuk perluasan L1 meliputi:

1. Meningkatkan teknologi agar L1 lebih mudah untuk diverifikasi, kemudian meningkatkan batas Gas.
2. Mengurangi biaya operasi tertentu, meningkatkan kapasitas rata-rata tanpa menambah risiko skenario terburuk.
3. Rollup Asli: Membuat N salinan paralel dari EVM.

Salah satu pertanyaan besar yang perlu dijawab oleh setiap peta jalan skala L1 adalah: Apa visi akhir L1 dan L2 masing-masing? Kita memerlukan beberapa pedoman untuk memastikan bahwa desentralisasi Ethereum L1 tidak terganggu secara serius.

Mendatangkan lebih banyak pengguna ke L1 tidak hanya berarti meningkatkan skalabilitas, tetapi juga berarti memperbaiki aspek lainnya dari L1. Ini berarti lebih banyak MEV akan tetap di L1, dan oleh karena itu, kebutuhan untuk menangani MEV dengan jelas akan menjadi lebih mendesak. Ini akan secara signifikan meningkatkan nilai waktu slot cepat di L1. Pada saat yang sama, ini juga sangat bergantung pada kelancaran verifikasi L1.