Оригінальна назва:Криптографічний всесвітній комп’ютер; Оригінальний автор: Віталік
Упорядковано Odaily Planet Daily (@OdailyChina); Перекладач: Asher (@Asher_ 0210)
Ми часто називаємо Ethereum «блокчейном», і ця назва легко змушує людей думати, що це по суті та сама технологія, що й Bitcoin, створений Сатоші Накамото у 2009 році. У багатьох аспектах це правда; навіть майбутній «Lean Ethereum», побудований відповідно до дорожньої карти Strawmap, усе ще збереже деякі базові характеристики блокчейну.
Але за останні п’ятнадцять років ця технологія сильно змінилася, і вона продовжуватиме розвиватися протягом наступних трьох років.Те, до чого рухається Ethereum, може бути системою, принципово відмінною від раннього блокчейну.
Сьогоднішній Ethereum підтримує обчислення загального призначення та використовує доказ частки. На ланцюгу вже є застосунки, що використовують докази з нульовим розголошенням, а L2 також забезпечують масштабування та захист конфіденційності. Ethereum майбутнього зможе обирати, відповідно до потреб застосунку, між обчисленнями надзвичайно великого масштабу та повністю універсальною обчислювальною здатністю; блоки можуть спільно будуватися кількома сторонами різними способами; доказ частки буде додатково оптимізовано; а докази з нульовим розголошенням також відіграватимуть ключову роль на базовому рівні.
Погляд на білу книгу Bitcoin: що змінив Ethereum?
Озираючись на оригінальну білу книгу Bitcoin і потім порівнюючи її розділ за розділом з Ethereum у 2015, 2025 та уявному 2030 році, майже кожна частина зазнала значних змін.
Візьмімо авторизацію транзакцій як приклад. Ранній блокчейн головним чином покладався на підписи, тоді як у майбутньому він також може використовувати постквантові підписи або докази з нульовим розголошенням. Перевірка блоків більше не обов’язково вимагає завантаження всіх даних і повторного виконання всіх обчислень; натомість доступність даних можна перевірити через PeerDAS, а потім перевірити SNARK. Процес, за яким транзакції потрапляють у блоки, спосіб обробки обчислень і зберігання, а також те, що легкі клієнти можуть перевіряти самостійно, — усе це дуже відрізняється від раннього блокчейну.
Майже всі ключові атрибути, що визначають «блокчейн», уже змінилися або ось-ось зміняться:
- Спосіб перевірки: від завантаження блоків і повторного виконання до вибірки через PeerDAS і перевірки SNARK;
- Механізм консенсусу: від PoW до PoS, а потім до більш високооптимізованого PoS;
- Права на побудову блоків: від побудови блоків одним майнером до участі кількох сторін у побудові.
Тому після завершення оновлення Lean Ethereum усе ще називають «блокчейном», значною мірою просто продовжуючи історичну назву. Він як зберігає ключові ідеї, запропоновані Сатоші Накамото, так і використовує криптографічні інструменти, розроблені за останні п’ятдесят років академічних досліджень. Цих інструментів не існувало у 2009 році або вони ще не були зрілими.
Криптографія — не єдина важлива дисципліна. Формальна верифікація, теорія баз даних, однорангові мережі, теорія інформації та економіка також відіграють роль. Однак прогрес у цих галузях не змінив базовий процес раннього блокчейну. Усі намагаються згенерувати наступний блок, що відповідає правилам PoW; після того як комусь це вдається, вони транслюють блок, інші завантажують і повторно виконують його, і так далі. Розвиток криптографії, однак, змінює сам цей процес.
Що отримують користувачі і що потрібно змінити розробникам?
Ці технологічні зміни також змінять компроміси, з якими стикаються користувачі під час використання мережі Ethereum.
Мережа Ethereum у 2015 році могла продовжувати працювати, чинити опір цензурі транзакцій, гарантувати, що транзакції виконуються згідно з наперед написаними правилами, і робити транзакції незворотними. Але ці гарантії супроводжувалися дуже високими витратами. Можливості конфіденційності мережі були обмеженими, а підтвердження транзакцій займало час. Якщо користувачі хотіли перевіряти самостійно, їм доводилося запускати досить потужний вузол; інакше вони могли лише довіряти іншим.
Уявлена мережа Ethereum у 2030 році збереже ці гарантії та додатково забезпечить, щоб транзакції потрапляли в блоки в реальному часі через FOCIL. У деяких сценаріях захист конфіденційності, який вона забезпечує, може бути сильнішим, ніж у серверів. Однак обчислення загального призначення все ще дорогі, і також важко повністю захистити конфіденційність. Багато спеціалізованих обчислень можуть бути набагато дешевшими, і багато спеціалізованих застосунків також можуть забезпечити сильніший захист конфіденційності.
Підтвердження транзакцій все ще потребує часу. У 2015 році мережа Ethereum створювала блок приблизно кожні 17 секунд, і очікування 12 підтверджень займало близько 200 секунд.До 2030 року один слот може скоротитися приблизно до 4-8 секунд, а досягнення фінальності може зайняти близько 8-32 секунд.Користувачам все ще потрібно запускати власні вузли, щоб отримати найповніші гарантії верифікації, але вимоги до запуску вузла будуть набагато нижчими.
Водночас спосіб, у який розробники організовують обчислення, безпосередньо впливатиме на витрати застосунків. У ранньому блокчейні однакова кількість даних і обчислень зазвичай означала подібні витрати. Майбутнє інше: якщо всі операції втиснути в одну транзакцію, яку можна виконувати лише послідовно, витрати будуть високими; якщо залежності між кроками з'ясувати так, щоб їх можна було обробляти паралельно, або агрегувати перед потраплянням у фінальний блок, витрати можна зменшити.
Це поступово змінить дизайн застосунків Ethereum. У довгостроковій перспективі, можливо, лише інформація, що стосується змін стану та їхнього порядку виконання, яку має обробляти блокчейн, потребуватиме виходу в ланцюг. Інший вміст можна агрегувати заздалегідь, дозволяючи блокчейну більше зосередитися на власній роботі.
Децентралізація також може стати перевагою в продуктивності
Можливо, найважливіша зміна полягає в тому, що децентралізація мережі більше не є лише витратами, понесеними заради безпеки та стійкості. У деяких випадках вона також може стати перевагою в продуктивності. Децентралізована мережа може зберігати більше даних паралельно і також може виконувати великі обсяги обчислень паралельно, багато з яких можна робити в мемпулі. У деяких випадках вона також може посилити конфіденційність, оскільки лише децентралізована мережа може ефективно приховувати таку інформацію, як походження даних і запитів.
Це колись було баченням Ethereum у середині 2010-х.Децентралізація має використовуватися не лише для підвищення стійкості системи, а й має допомагати системі масштабуватися.Оскільки централізована система може підвищити продуктивність шляхом розподілу роботи між різними учасниками, децентралізована система також має бути здатною це робити.
Ключовою умовою, якої тоді бракувало, була верифікація. Після розподілу роботи потрібно підтвердити, що кожну частину виконано правильно. Ранні дизайни намагалися використовувати випадково вибрані комітети, але створення комітетів було складним і дорогим, і значно збільшувало затримку; якщо комітет не виконував своїх обов'язків, також не було засобу виправлення. Сьогодні сучасна криптографія вирішила цю проблему, і додаткові витрати, спричинені відповідними схемами, також зменшуються з кожним місяцем.
Затримка — це ще один напрям, вартий уваги. Сам Ethereum ніколи не зможе зрівнятися із затримкою сервера, але інфраструктура, побудована навколо нього, можливо, зможе. Загалом, якщо між користувачами та ланцюгом можна встановити сильніший децентралізований шар, і цей шар сам не є ланцюгом, Ethereum може отримати сильніші можливості, не завдаючи шкоди базовим властивостям ланцюга.
Від блокчейну до "криптографічного світового комп'ютера"
У подальшому майбутньому Ethereum також може зазнати ще однієї зміни, а саме піднесення невідрізнюваної обфускації (iO). В ідеалі, придатна для використання технологія обфускації може усунути компроміс між конфіденційністю та загальністю, дозволяючи необмеженій кількості учасників брати участь в обчисленнях загального призначення в безпечний, зашифрований спосіб. Навіть слабші форми технології обфускації можуть використовуватися в таких сценаріях, як зашифровані мемпули. Однак зміни, обговорювані раніше в цій статті, не потребують очікування на дозрівання цієї технології, щоб відбутися.
Це "криптографічний світовий комп'ютер".Ethereum більше не буде просто реєстром, куди люди поміщають дані та обчислення для виконання, а стане архітектурою, що поєднує блокчейн, криптографічні технології конфіденційності та верифікації, і потужні децентралізовані позаланцюгові компоненти.
Щоб повністю побудувати таку систему, все ще є багато викликів. Зробити докази з нульовим розголошенням достатньо ефективними та безпечними нелегко, але обсяг цієї проблеми відносно чіткий, і наразі вона постійно оптимізується за допомогою інструментів ШІ. Складнішою проблемою на рівні всієї системи може бути те, як керувати масивним станом і дозволити різним учасникам паралельно отримувати доступ до цього стану. Відповідні рішення вже з'явилися, але їх все ще потрібно постійно вдосконалювати, оскільки потреби майбутніх застосунків поступово стають чіткішими.
Згідно з дорожньою картою Strawmap, форк Hegota, запланований на наступний рік, може стати останнім «регулярним» форком Ethereum. Функції та технології, які він впровадить, все ще будуть приблизно впізнаваними для людей з 2015 року. Подальша робота включатиме рекурсивні STARK, автоматизовану формальну верифікацію, високооптимізовані алгоритми консенсусу та забезпечення стійкості всього цього до квантових обчислень.
PeerDAS вже розпочав трансформацію Ethereum з простого блокчейну в потужнішу систему. Після Hegota ця трансформація стане основною лінією розвитку Ethereum. Зрештою, очікується, що Ethereum забезпечуватиме високобезпечні обчислення, які є дешевшими, масштабнішими та приватнішими, ніж у минулому.
