Strawmap avattuna — Vitalik Buterin purkaa Ethereumin pyrkimystä nopeampaan käyttökokemukseen Layer 1:llä

Ethereumin visio 2029: Nopeat slotit, nopea lopullisuus ja STARK-ystävälliset hashit

X:ssä julkaistussa yksityiskohtaisessa postauksessa Vitalik Buterin kävi läpi sitä, mitä hän kutsui ”erittäin tärkeäksi dokumentiksi”, viitaten vastikään julkaistuun ”strawmapiin” — olkinukke-tyyppiseen tiekarttaan — jonka Ethereum Foundationin tutkija esitteli, Justin Drake. Dokumentti luonnostelee pitkän aikavälin vision Ethereumin layer one (L1) -päivityksille vuosikymmenen loppuun asti.

”Aloitamme nopeilla sloteilla ja nopealla lopullisuudella”, Buterin kirjoitti. ”Odotan, että vähennämme slottiaikaa asteittain”, viitaten ”sqrt(2) kerrallaan” -kaavaan, joka siirtäisi Ethereumin 12 sekunnin sloteista 8, 6, 4, 3 ja mahdollisesti 2 sekuntiin. Viimeiset askeleet, hän varoitti, riippuvat ”laajasta tutkimuksesta”.

Mikä on strawmap?

Strawmap — sanojen ”strawman” ja ”roadmap” yhdistelmä — ei ole virallinen määräys vaan koordinointityökalu. Draken mukaan se on suunnattu edistyneille lukijoille, mukaan lukien tutkijat, kehittäjät ja hallinnon osallistujat, ja esittää Ethereumin L1-tavoitteet yhdellä visuaalisella aikajanalla.

Sen viisi ”pohjantähteä” sisältävät nopean L1:n, jossa slotit ja lopullisuus mitataan sekunneissa; ”gigagas”-L1:n, joka tähtää 1 gigasiin sekunnissa zkEVM:ien ja reaaliaikaisen todisteiden muodostuksen avulla; ”teragas”-L2:n, joka nostaa data availabilityn 1 gigatavuun sekunnissa; post-kvanttikryptografian; sekä ensiluokkaisen yksityisyyden ETH-siirroille.

Aikajana ulottuu vuoteen 2029 olettaen suunnilleen yhden fork-päivityksen joka kuudes kuukausi. Tulevat ja paikkamerkkinä olevat fork-päivitykset näkyvät tähtipohjaisessa nimeämisjärjestyksessä, jatkaen Ethereumin kosmisen brändäyksen perinnettä.

Nopeammat slotit, sama turvallisuus?

Tänään Ethereum toimii 12 sekunnin sloteilla. Buterin selitti, että slottiaikaa käsitellään säädettävänä parametrina, jota pienennetään, kun luottamus on riittävän korkea siihen, että turvallisuus säilyy.

”Karkealla tasolla näemme slottiajan parametrina, jota säädämme alaspäin, kun olemme varmoja, että se on turvallista”, hän kirjoitti verraten sitä siihen, miten blob-tavoitteita kalibroidaan.

Ratkaisevaa on, että hänen mukaansa suurin osa laajemmasta tiekartasta on riippumaton slottien kestosta. ”Meidän pitäisi tehdä suunnilleen samat asiat riippumatta siitä, onko slottiaika 2 sekuntia vai 32 sekuntia”, hän sanoi.

Yksi keskeinen mahdollistaja on vertaisverkon (p2p) verkkoparannukset, mukaan lukien erasure coding -tekniikkaa hyödyntävä työ. Sen sijaan, että jokainen solmu vastaanottaisi kokonaiset lohkorungot useilta vertaisilta, lohkot voitaisiin jakaa osiin — esimerkiksi kahdeksaan fragmenttiin, joista mitkä tahansa neljä voivat rekonstruoida koko lohkon. Tällainen lähestymistapa säilyttää redundanssin samalla kun se vähentää kaistanleveyden ylikuormaa ja hitaista vertaisista johtuvia viivepiikkejä.

Buterin sanoi sisäisten tilastojen viittaavan siihen, että tämä arkkitehtuuri voi merkittävästi pienentää lohkojen etenemisen 95. persentiilin aikaa, tehden lyhyemmistä sloteista mahdollisia ilman turvallisuuden heikentymistä — lukuun ottamatta lisääntyvää protokollakompleksisuutta.

Attestoijien ja slot-rakenteen uudelleenajattelu

Muut muutokset risteävät ehdotusten, kuten ePBS:n, FOCILin, ja nopean vahvistussäännön kanssa, jotka tuovat monimutkaisempia slot-rakenteita. Nämä ominaisuudet kiristävät viivelinjoja, pienentäen turvallista enimmäisosuutta noin kolmasosasta slotista viidennekseen.

Tämän puristuksen kompensoimiseksi tutkijat tutkivat mallia, jossa vain 256–1 024 satunnaisesti valittua attestoijaa allekirjoittaa kunkin slotin. Ei-lopullistavassa fork choice -menettelyssä Buterin huomautti, että pienempi joukko riittää. Vähemmät allekirjoitukset mahdollistaisivat aggregointivaiheen poistamisen, säästäen arvokkaita millisekunteja jokaisesta slotista.

Lopullisuus sekunneissa, ei minuuteissa

Jos slottiaika on rumpurytmi, lopullisuus on selvitysleima. Tänään Ethereumin lopullisuus on keskimäärin noin 16 minuuttia, perustuen 12 sekunnin sloteihin ja monen epookin vahvistukseen Gasper-suunnittelun alla.

Strawmap ehdottaa slottien irrottamista lopullisuudesta ja yhden kierroksen lopullisuutta tarjoavan bysanttilaisen vikasietoisen algoritmin käyttöönottoa, joka tunnetaan nimellä Minimmit-variantti. Lopputilassa lopullisuus voisi asettua 6–16 sekunnin haarukkaan.

”Nopea lopullisuus on monimutkaisempaa”, Buterin myönsi ja lisäsi, että lopullinen protokolla voi olla yksinkertaisempi kuin nykyinen Gasper-järjestelmä, vaikka siirtymäpolku olisikin kajoava.

Hänen postauksessaan kuvattu mahdollinen etenemispolku siirtyy nykyisestä 16 minuutista asteittain lyhyempiin väleihin — mukaan lukien alle minuutin lopullisuus — ennen kuin saavutetaan yhden numeron sekuntitaso Minimmitin alla aggressiivisemmilla parametreilla.

Post-kvantti ja STARK-ystävällinen suunnittelusta lähtien

Koska muutos on laaja, Buterin sanoi suurimman askeleen voivan tulla niputettuna kryptografiseen uudistukseen, mukaan lukien post-kvantti-, hash-pohjaiset allekirjoitukset ja STARK-ystävällinen hash-funktio.

Kehittäjät arvioivat vastauksia Poseidon2:ta koskeviin viimeaikaisiin huoliin, mukaan lukien kierrosmäärien kasvattaminen, paluu Poseidon1:een tai perinteisten hashien, kuten BLAKE3:n, käyttöönotto. Tutkimus jatkuu.

Yksi asteittaisen lähestymistavan huomattava seuraus on, että slottitason kvanttikestävyys voisi saapua ennen lopullisuustason suojaa. Tässä skenaariossa, jos voimakkaat kvanttitietokoneet ilmestyisivät äkillisesti, lopullisuustakuut voisivat horjua samalla kun itse ketju jatkaa toimintaansa.

”Theseuksen laiva” -päivitys

Yhteenvedossaan Buterin kehysti prosessin asteittaiseksi komponentti kerrallaan -korvaamiseksi. ”Odotettavissa on sekä slottiajan että lopullisuusajan asteittaisia lyhennyksiä”, hän kirjoitti, kietoutuneina siihen, mitä hän kuvasi Ethereumin slot-rakenteen ja konsensuksen ”Theseuksen laiva” -muodonmuutokseksi.

Strawmap ei lyhyesti sanottuna ole lupaus vaan ehdotus — tiivis suunnitelma, joka kutsuu keskusteluun siitä, miten Ethereumin peruskerroksen tulisi kehittyä. Se, saavuttaako verkko 2 sekunnin slotit ja yhden numeron lopullisuuden vuosikymmenen loppuun mennessä, riippuu tutkimuksesta, hallinnosta ja hajautetun konsensuksen sotkuisesta taiteesta.

Mutta suunta on selvä: nopeammat lohkot, nopeampi selvitys, ja protokolla, joka on suunniteltu elämään pidempään kuin sekä laitteistosyklit että kryptografiset aikakaudet.

UKK 🔎

• Mikä on Ethereumin strawmap?
  Strawmap on pitkän aikavälin olkinukke-tiekartta, joka hahmottelee ehdotetut Layer 1 -päivitykset vuoteen 2029 asti.
• Kuinka nopeaksi Ethereumin lopullisuus voisi muuttua?
  Ehdotettujen muutosten myötä lopullisuus voisi lopulta pudota nykyisestä noin 16 minuutista suunnilleen 6–16 sekuntiin.
• Mitä ovat nopeat slotit Ethereumissa?
  Nopeilla sloteilla tarkoitetaan lohkoaikojen lyhentämistä 12 sekunnista jopa 2 sekuntiin, edellyttäen tutkimusta ja turvallisuusvalidointia.
• Tekeekö strawmap Ethereumista kvanttikestävän?
  Suunnitelma sisältää siirtymisen post-kvanttiisiin hash-pohjaisiin allekirjoituksiin, mikä voi tehdä osista Ethereumia kvanttikestäviä ennen kuin täysi lopullisuustason suoja on päivitetty.