Fim de jogo: descobrindo a solução ideal de escalabilidade Blockchain com Vitalik Buterin

RESUMO
Em 6 de dezembro, Vitalik Buterin publicou um artigo “Endgame” em seu blog pessoal, planejando um caminho razoável para o escalonamento do Ethereum e outras grandes blockchains.

“Grandes blockchains” referem-se aos blockchains com grandes blocos e alta frequência de negociação (até milhares de negociações por segundo).

Grandes blockchains podem ser centralizados na produção de blocos e descentralizados na validação de blocos. Portanto, o nó de estaqueamento de segunda camada pode ser introduzido como o nó de validação além do nó de estaqueamento de primeira camada, ou seja, o nó de produção de blocos.

Depois de realizar a produção centralizada de blocos + validação descentralizada, as provas de fraude ou ZK-SNARKs precisam ser introduzidas para permitir que o staker da segunda camada valide diretamente a confiabilidade do bloco.

Seja Ethereum com uma estrutura Sharding + Rollup ou um blockchain tradicional de “big block”, o modo de produção centralizada de blocos + validação descentralizada é sempre seu destino final.

Em 6 de dezembro, Vitalik Buterin publicou um artigo “ Endgame “ em seu blog pessoal, planejando um caminho razoável para o escalonamento do Ethereum e outros blockchains importantes para ajudar esses blockchains a manter sua capacidade de desconfiar e resistir à censura quando obtêm alta escalabilidade, e alcançar um melhor equilíbrio no Triângulo Impossível.

De fato, em 2 de dezembro, alguns dias atrás, no primeiro aniversário do lançamento da cadeia de sinalizadores Ethereum, Vitalik divulgou o roteiro de desenvolvimento subsequente do Ethereum no Twitter. No futuro, o trabalho de acompanhamento do Ethereum incluirá principalmente as seguintes partes principais:

The Merge: mescle a rede Ethereum e vire completamente para a solução de consenso PoS.

The Surge: melhore muito a escalabilidade do Ethereum usando a tecnologia de sharding.

The Verge: apresenta a árvore Verkle e outros mecanismos para realizar a apatridia.

The Purge: entenda os primeiros dados históricos e outras questões técnicas.

The Splurge: muitas outras atualizações importantes.

Para a estrutura geral de Beacon Chain + Shard Chains + Layer” do Ethereum no futuro, consulte nossa postagem no blog:
A camada 2 e a atualização de fragmentação futura a ser ativada em 2022 serão a solução definitiva da Ethereum para aumentar a escalabilidade?

Produção Centralizada de Blocos + Validação Descentralizada

No artigo, Vitalik demonstrou o trade-off de “grande blockchain” em escala através de um experimento de pensamento. “Blockchain grande” refere-se a blockchains com grandes blocos e alta frequência de negociação (até milhares de negociações por segundo). Devido à grande capacidade do bloco, o tamanho de todo o ledger do blockchain também se expandirá rapidamente, de modo que a maioria dos nós não pode atender aos requisitos de hardware para executar o blockchain e sair da rede. Esse “grande blockchain” geralmente é altamente centralizado e pode haver apenas centenas ou até dezenas de nós com capacidade de produção de blocos e nós executando todo o javascript. Então, é possível fazer com que esse blockchain que não tem bom desempenho na descentralização também tenha uma alta capacidade de desconfiar e resistir à censura?

Em primeiro lugar, Vitalik acredita que essas blockchains podem ser centralizadas na produção do bloco e descentralizadas na validação do bloco. Portanto, o nó de estaqueamento de segunda camada pode ser introduzido como o nó de validação além do nó de estaqueamento de primeira camada, ou seja, o nó de produção de blocos. Essa estaca de segunda camada tem menos requisitos de recursos e pode realizar a validação distribuída de blocos a um custo baixo. Especificamente, as negociações em cada bloco precisam ser divididas em 100 grupos, e cada grupo é usado como a raiz de uma Merkle Tree ou Verkle Tree. Desta forma, o validador só precisa visualizar o nó superior da Merkle Tree para concluir a validação de um grande número de negócios de uma só vez. Mesmo que haja um problema, o validador pode pesquisar e encontrar rapidamente a localização do comércio questionável. Depois disso, cada apostador da segunda camada obterá aleatoriamente um dos 100 grupos de negociações. Um chunk será aceito somente se mais de 2/3 do staker da segunda camada designado para validação passar na validação.

Vitalik desenhou um fluxograma descrevendo o processo de “bloco central de produção” + “validação distribuída”. Ele achava que esse método “não era bonito” e “esteticamente feio”, mas dava ao sistema a capacidade de resistir à censura. Mesmo que um staker da camada 1 (produtor de blocos) pretenda atacar ou censurar o conteúdo do chunk, o máximo que ele pode fazer é deixar a rede e temporariamente tornar a rede Ethereum incapaz de produzir blocos até que o próximo nó honesto seja selecionado.

Em segundo lugar, depois de realizar a produção centralizada de blocos + validação descentralizada, também é necessário introduzir Fraud Proofs ou ZK-SNARKs, para que o staker de segunda camada possa validar diretamente a confiabilidade do chunk. O custo dessas duas tecnologias é muito baixo. Entre eles, os ZK-SNARKs permitem provar diretamente a confiabilidade dos chunks na criptografia. O princípio das Provas de Fraude é que, uma vez que o comércio atribuído pelo nó esteja errado, as Provas de Fraude podem ser transmitidas.

Em terceiro lugar, introduza a tecnologia DAS (amostragem de disponibilidade de dados). O DAS está intimamente relacionado à tecnologia Sharding and Rollup. Sabemos que a tecnologia Sharding não apenas elimina a necessidade de nós para armazenar todos os dados, mas também fornece Rollup com disponibilidade de dados. Usando a tecnologia DAS, os usuários que executam nós leves também podem validar a abertura e a transparência do conteúdo do blockchain sem baixar todos os dados.

Em quarto lugar, adicione canais de negociação secundários para resistir à censura. A natureza da blockchain que resiste à censura pode ser descrita como: “ninguém pode impedir uma negociação na blockchain ou adicionar código ao contrato inteligente. Os usuários podem realizar o que quiserem na blockchain”. Vitalik também fornece um possível esquema de canal de negociação secundário, que permite que o staker da segunda camada (validador) envie uma lista de negociação e deve incluir o próximo bloco.

Fragmentação e Rollup

O próprio Ethereum 2.0 não pode resolver todos os problemas de escalabilidade, mas fornece uma boa plataforma para outros proporem e resolverem problemas, como Arbitrum (solução de Camada 2), Otimismo e Zksync. No Ethereum, a tecnologia DAS possibilita o Sharding, e o Sharding fornece Rollup com disponibilidade de dados. Os dados após o Rollup serão distribuídos para cada Sharding principal. Os nós de rollup ou os nós de produção de blocos requerem alta capacidade de processamento, e o mecanismo de rollup também garante a eficácia dos chunks. Se um Rollup for bem-sucedido e ocupar todo o rastreador da Camada 2, ele também constituirá uma capacidade de produção centralizada de blocos + validação distribuída.

Se nenhuma tecnologia Rollup conseguir ocupar todo o mercado, todos os tipos de Rollups coexistirão. Então, devido à existência de oportunidade de valor extraível (MEV) do minerador entre domínios, vários Rollups têm oportunidades complexas de negociação e arbitragem, o que acabará levando à situação em que um pequeno número de pessoas procura o MEV para controlar todo o sistema blockchain.

Conclusão

Por fim, podemos concluir que Vitalik pensa seja Ethereum com uma estrutura Sharding + Rollup ou um blockchain tradicional “big block”, o modo de produção centralizada de blocos + validação descentralizada é sempre seu destino final, que é o que ele chama de “Endgame” . No entanto, em vista das tecnologias imaturas, como Shardind e Rollup, pode levar vários anos até que esse “Endgame” chegue.

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Autor: Edward.H , pesquisador da Gate.io.
*Este artigo constitui apenas a opinião dos autores, pesquisadores e observadores, mas não é uma sugestão de investimento. Republicar o artigo será permitido, mas a Gate.io deverá ser referenciada. Em outras situações, tomaremos as medidas pela violação de direitos autorais.

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