Strawmap lahti pakitud — Vitalik Buterin selgitab Ethereum’i püüdlust kiirendada kasutajakogemust 1. kihil

Ethereum’i 2029. aasta visioon: kiired slotid, kiire lõplikkus ja STARK-sõbralikud räsi-funktsioonid

X-is avaldatud üksikasjalikus postituses tutvustas Vitalik Buterin seda, mida ta nimetas „väga oluliseks dokumendiks“, viidates äsja avaldatud „strawmapile“ — „strawman“ teekaardi visandile —, mille tutvustas Ethereum Foundationi teadlane Justin Drake. Dokument joonistab välja pikaajalise nägemuse Ethereum’i esimese kihi (L1) uuendustest kuni kümnendi lõpuni.

„Alustame kiirete slottide ja kiire lõplikkusega,“ kirjutas Buterin. „Eeldan, et vähendame sloti aega järk-järgult,“ viidates valemile „sqrt(2) korraga“, mis viiks Ethereum’i 12-sekundilistelt slottidelt 8, 6, 4, 3 ja potentsiaalselt 2 sekundini. Viimased sammud, hoiatas ta, sõltuvad „mahukast uurimistööst“.

Mis on strawmap?

Strawmap — sõnamäng „strawman’i“ ja „roadmap’i“ vahel — ei ole ametlik dekreet, vaid koordineerimisvahend. Drake’i sõnul on see suunatud edasijõudnud lugejatele, sh teadlastele, arendajatele ja valitsemises osalejatele, ning esitab Ethereum’i L1 ambitsioonid ühel visuaalsel ajajoonel.

Selle viis „põhjatähte“ hõlmavad: kiiret L1, mille slotid ja lõplikkus on mõõdetavad sekundites; „gigagas“ L1, mille siht on 1 gigagas sekundis zkEVM-ide ja reaalaja tõestamise abil; „teragas“ L2, mis viib andmete kättesaadavuse 1 gigabaidini sekundis; kvantjärgset krüptograafiat; ning esmaklassilist privaatsust ETH ülekannete jaoks.

Ajajoon ulatub 2029. aastani, eeldades ligikaudu üht fork’i iga kuue kuu järel. Eelseisvad ja kohatäiteks jäetud fork’id ilmuvad tähepõhises nimereas, jätkates Ethereum’i kosmilise brändingu traditsiooni.

Kiiremad slotid, sama turvalisus?

Täna töötab Ethereum 12-sekundiliste slottidega. Buterin selgitas, et sloti aega käsitletakse häälestatava parameetrina, mida kohandatakse allapoole siis, kui on piisav kindlus, et turvalisus säilib.

„Üldisel tasemel on nii, et käsitleme sloti aega parameetrina, mida vähendame, kui oleme kindlad, et see on ohutu,“ kirjutas ta, võrreldes seda viisiga, kuidas kalibreeritakse blob’ide sihte.

Oluline on, et tema sõnul on suurem osa laiemast teekaardist sloti kestusest sõltumatu. „Me peaksime tegema umbes samu asju, olenemata sellest, kas sloti aeg on 2 sekundit või 32 sekundit,“ ütles ta.

Üheks võtmeteguriks on peer-to-peer (p2p) võrgunduse parandused, sh töö kustutuskodeerimise (erasure coding) kasutamisega. Selle asemel, et iga sõlm saaks mitmelt eakaaslaselt terveid plokikehasid, võiks plokid jagada tükkideks — näiteks kaheksaks fragmendiks, millest ükskõik millised neli saavad taastada kogu ploki. See lähenemine säilitab redundantsi, vähendades samal ajal ribalaiuse kulu ja latentsusspike’e aeglaste eakaaslaste tõttu.

Buterin ütles, et sisemine statistika viitab, et selline arhitektuur võib märkimisväärselt vähendada 95. protsentiili ploki leviku aega, muutes lühemad slotid teostatavaks ilma turvalisust ohverdamata, välja arvatud lisanduv protokolli keerukus.

Attestijate ja sloti struktuuri ümbermõtestamine

Teised muudatused lõikuvad ettepanekutega nagu ePBS, FOCIL ja kiire kinnituse reegel, mis toovad kaasa keerukama sloti struktuuri. Need funktsioonid pingutavad latentsusvarusid, vähendades turvalist maksimumi ligikaudu kolmandikust slotist viiendikuni.

Selle kokkusurumise kompenseerimiseks uurivad teadlased disaini, kus igas slotis allkirjastab vaid 256 kuni 1 024 juhuslikult valitud attestijat. Mittevõimestava (non-finalizing) fork choice’i jaoks märkis Buterin, et väiksem hulk on piisav. Vähem allkirju võimaldaks eemaldada agregeerimisfaasi, kärpides igast slotist väärtuslikke millisekundeid.

Lõplikkus sekundites, mitte minutites

Kui sloti aeg on rütm, siis lõplikkus on arvelduse tempel. Täna on Ethereum’i lõplikkus keskmiselt umbes 16 minutit, tuginedes 12-sekundilistele slottidele ja mitme epohhi kinnitusele Gasperi disaini alusel.

Strawmap pakub välja slotid lõplikkusest lahutada ja võtta kasutusele üheringiline lõplikkuse Bütsantsi tõrketaluv algoritm, mida tuntakse kui Minimmiti varianti. Lõppseisundis võiks lõplikkus jõuda 6–16 sekundi vahemikku.

„Kiire lõplikkus on keerukam,“ tunnistas Buterin, lisades, et lõplik protokoll võib olla lihtsam kui praegune Gasperi süsteem, isegi kui üleminekutee on pealetükkiv.

Tema postituses visandatud võimalik trajektoor liigub tänaselt 16 minutilt järjest lühemate intervallideni — sh alla minuti lõplikkuseni — enne kui jõutakse Minimmiti all ühekohaliste sekunditeni agressiivsemate parameetritega.

Kvantjärgne ja STARK-sõbralik juba disainist

Kuna muutus on ulatuslik, ütles Buterin, et suurim samm võidakse ühendada krüptograafilise kapitaalremondiga, sh kvantjärgsete, räsipõhiste allkirjade ja STARK-sõbraliku räsi-funktsiooniga.

Arendajad hindavad vastuseid Poseidon2 ümber tekkinud hiljutistele muredele, sealhulgas ringide arvu suurendamist, Poseidon1 juurde naasmist või tavapäraste räsifunktsioonide nagu BLAKE3 kasutuselevõttu. Uurimistöö jätkub.

Üks märkimisväärne tagajärg järkjärgulisel lähenemisel on see, et sloti-tasemel kvantkindlus võib saabuda enne lõplikkuse-taseme kaitset. Sellises stsenaariumis, kui võimsad kvantarvutid ilmuksid äkitselt, võiksid lõplikkuse garantiid kõikuda, samal ajal kui ahel ise jätkaks tööd.

„Theseuse laeva“ tüüpi uuendus

Kokkuvõttes käsitles Buterin protsessi kui järkjärgulist komponent-haaval asendamist. „Oodake, et näete nii sloti aja kui ka lõplikkuse aja järkjärgulist vähenemist,“ kirjutas ta, põimituna sellega, mida ta nimetas Ethereum’i sloti struktuuri ja konsensuse „Theseuse laeva“ transformatsiooniks.

Strawmap pole lühidalt öeldes lubadus, vaid ettepanek — tihe plaan, mis kutsub arutlema selle üle, kuidas Ethereum’i baaskiht peaks arenema. Kas võrk jõuab kümnendi lõpuks 2-sekundiliste slottide ja ühekohalise lõplikkuseni, sõltub uurimistööst, valitsemisest ja detsentraliseeritud konsensuse segasest kunstist.

Kuid suund on selge: kiiremad plokid, kiirem arveldus ja protokoll, mis on loodud elama üle nii riistvara elutsüklid kui ka krüptograafilised ajastud.

KKK 🔎

• Mis on Ethereum’i strawmap?
  Strawmap on pikaajaline „strawman“ teekaart, mis kirjeldab kuni 2029. aastani kavandatavaid 1. kihi uuendusi.
• Kui kiireks võib Ethereum’i lõplikkus muutuda?
  Kavandatud muudatuste korral võiks lõplikkus lõpuks langeda tänaselt umbes 16 minutilt ligikaudu 6–16 sekundini.
• Mis on Ethereum’is kiired slotid?
  Kiired slotid tähendavad plokiaja vähendamist 12 sekundilt kuni 2 sekundini, sõltuvalt uurimistööst ja ohutuse valideerimisest.
• Kas strawmap teeb Ethereum’i kvantkindlaks?
  Plaan sisaldab üleminekut kvantjärgsetele räsipõhistele allkirjadele, mis võib muuta osad Ethereum’ist kvantkindlaks enne, kui täielik lõplikkuse kaitse on uuendatud.