Istanbul ke Berlin: Tonggak Ethereum di Jalan menuju Ketenangan

Awal bulan ini, ketua pasukan Yayasan Ethereum Péter Szilágyi mengesahkan tarikh peningkatan rangkaian yang akan datang, Istanbul. Garpu keras kelapan Ethereum dan yang kedua tahun ini dijadualkan berlangsung pada 4 Disember. Walau bagaimanapun, pada 20 November, setiap pegawai pengumuman, anggaran tarikh dipindahkan ke sekitar 7 Disember.

Istanbul akan memperkenalkan sejumlah penambahbaikan seperti interoperabiliti dengan Zcash, lapisan pengetahuan sifar dua penyelesaian skalabilitas yang lebih murah, dan harga gas yang disesuaikan untuk operasi tertentu, menandakan satu lagi kejayaan di sepanjang jalan menuju Ethereum 2.0, versi rangkaian “muktamad” yang sangat dinantikan . Betapa tepatnya Istanbul masuk ke dalam skema besar perkara?

Garpu, pelepasan dan fasa

Tidak ada sistem sumber terbuka yang kompleks dalam keadaan akhir – perisian sentiasa bergerak, sentiasa diperbaiki dan dikemas kini. Hal ini terutama berlaku untuk Ethereum, yang menuju ke arah menjadi “komputer dunia” yang diedarkan dan platform untuk aplikasi terdesentralisasi telah digariskan pada awalnya sebagai satu siri tonggak berturut-turut.

Matlamat semasa yang sedang dicapai oleh komuniti pemaju Ethereum adalah versi lanjutan rangkaian yang dipanggil Ethereum 2.0, Eth2 atau Serenity. Peningkatan ini diharapkan dapat menyaksikan sejumlah perkembangan drastik, seperti peralihan dari bukti kerja kepada yang lebih cekap tenaga bukti-kepentingan algoritma konsensus, mewujudkan paradigma skalabiliti baru yang disebut pelarian, dan pengenalan yang lebih cekap Mesin Maya Ethereum mampu melaksanakan kontrak pintar berprestasi tinggi. Penyelidik Danny Ryan telah dirumuskan lima matlamat reka bentuk menyeluruh untuk Ethereum 2.0: desentralisasi, ketahanan, keselamatan, kesederhanaan dan umur panjang.

Perbezaan bahasa yang digunakan untuk menggambarkan tahap kemas kini rangkaian dapat membingungkan: Terdapat garpu keras yang dinamai sempena kota-kota besar di dunia, fasa bernombor, rilis yang dilambangkan dengan kod versi, dan label puitis seperti “ketenangan.” Namun, ia akhirnya datang ke struktur yang agak mudah.

Peningkatan terbesar proses pembangunan disebut pelepasan. Pelepasan tunggal boleh dibuat dengan satu atau beberapa garpu keras – perubahan protokol blockchain yang menandakan pemergian lengkap dari versi lamanya.

Sehingga kini, terdapat tiga melepaskan – yang sekarang disebut Metropolis – yang telah diluncurkan dalam dua langkah: Benteng keras Byzantium dan Konstantinopel, dengan Istanbul masih belum berjalan. Garpu keras seterusnya, Berlin (tentatif dijadualkan pada bulan Jun 2023) dan London, akan menandakan kedatangan siaran keempat, Ethereum 2.0, atau, Serenity.

Garpu keras membuat perubahan pada mainnet Ethereum yang sedang beroperasi. The peta jalan untuk Ethereum 2.0, bagaimanapun, menetapkan penciptaan rantai baru yang terpisah – seperti kewujudan akhirnya dua rantai Ethereum aktif dengan mekanisme konsensus yang berbeza. Pelancaran rantaian Ethereum 2.0 akan datang mengikut urutan fasa yang ditentukan dalam peta jalan.

Istanbul: peningkatan yang diterima

Kenderaan tadbir urus utama yang bergantung pada komuniti Ethereum untuk menggerakkan rangkaian ke hadapan adalah Cadangan Peningkatan Ethereum. Mereka menentukan cadangan yang berkaitan dengan perubahan dalam protokol teras, API klien (Interface Programming Aplikasi) dan standard kontrak pintar.

Penulis biasanya mencari cadangan masa untuk jadual pemalsuan dan menyasarkan garpu keras tertentu yang diumumkan terlebih dahulu. Pada masa ini terdapat desakan dalam masyarakat untuk beralih ke “EIP-centric” pendekatan dalam menaik taraf sistem, di mana garpu yang lebih kerap dan lebih kecil dapat memungkinkan cadangan dikembangkan mengikut rentak mereka sendiri. Berlin, garpu keras yang dijadualkan untuk mengikuti Istanbul, adalah dijangkakan menjadi yang pertama dalam paradigma ini.

Istanbul masih ikut pendekatan “fork-centric”, di mana banyak cadangan dalam pelbagai peringkat kitaran hidup mereka disusun dan dikaji semasa panggilan All Core Devs. Pembangun mengklasifikasikan EIPs sama ada yang dikehendaki dan bersedia untuk memasuki garpu (diterima), diinginkan tetapi belum siap (sementara diterima, dianggap disiarkan secara langsung dengan garpu keras berikutnya), atau tidak dikehendaki (ditolak secara kekal). Dari 38 EIP yang dibentangkan, hanya enam yang diterima untuk dimasukkan, dan lapan lagi diluluskan untuk garpu Berlin. Berikut adalah garis besar cadangan yang diterima:

EIP-152 membawa keupayaan untuk mengesahkan algoritma bukti kerja Equihash dalam kontrak Ethereum, yang membolehkan interoperabilitas antara Zcash dan Ethereum blockchains.

EIP-1108 mengurangkan kos gas kompilasi, menjadikan generasi bukti pengetahuan sifar tidak interaktif, atau zk-SNARKs, lebih murah. Ini adalah berita baik kerana dua sebab. Salah satunya adalah bahawa perubahan akan meningkatkan pengembangan aplikasi yang berfokus pada privasi yang menggunakan jenis kriptografi ini.

Lebih penting lagi, menggunakan zk-SNARKs adalah penyelesaian lapisan kedua yang boleh instrumental dalam mengurangkan beberapa masalah skalabilitas Ethereum dengan menggerakkan sejumlah besar kerja pengiraan di luar rangkaian.

EIP-1344 menambahkan opcode yang mengembalikan pengenal unik rantai semasa, memperkenalkan cara kontrak untuk mengesan rantai Ethereum yang mereka gunakan. Ini akan meningkatkan daya tahan sistem terhadap mainkan semula serangan pada transaksi yang ditandatangani.

EIP-1884 mungkin merupakan cadangan yang paling banyak diperdebatkan, yang menimbulkan kontroversi sejak sekurang-kurangnya Ogos tahun ini. Diperkenalkan oleh Martin Holst Swende, ketua keselamatan di Ethereum Foundation, cadangan ini bertujuan harga semula opkod tertentu (arahan yang diberikan kepada Mesin Maya Ethereum yang melaksanakan kontrak pintar) untuk “memperoleh keseimbangan yang baik antara perbelanjaan gas dan penggunaan sumber.”

Masalah yang seharusnya diselesaikan oleh EIP-1884 berpunca dari beberapa operasi menjadi lebih intensif sumber dengan pengembangan blockchain Ethereum. Pada masa ini, blok dengan penggunaan gas yang serupa memerlukan banyak masa untuk diselesaikan, yang bukan hanya masalah itu sendiri, tetapi juga dapat menjadi vektor serangan penolakan perkhidmatan.

Geseran muncul semasa 69 panggilan Dev Core pada 23 Ogos, di mana Wei Tang menyatakan Parity Technologies kebimbangan kerana kemungkinan perubahan kos opcode akan mematahkan beberapa kontrak yang sudah digunakan. Dia berpendapat bahawa keserasian ke belakang harus dijaga, yang memungkinkan kontrak lama dapat beroperasi mengikut harga asal.

Hudson Jameson, penghubung komuniti Yayasan Ethereum, membalas bahawa ada “set preseden bahawa harga OPCODE dapat dan akan berubah sehingga kontrak anda tidak boleh bergantung pada anggapan bahawa mereka tidak akan berubah,” sambil menambah bahawa peralihan akan membuat orang lebih bersedia untuk perubahan yang lebih drastik yang akan segera terjadi.

EIP-1884 akan mempengaruhi sebilangan kontrak dalam pelbagai projek. Hubert Ritzdorf dari firma keselamatan blockchain ChainSecurity telah mengumpulkan mungkin yang paling banyak senarai lengkap kontrak sedemikian yang terjejas.

EIP-2028 mengurangkan kos panggilan data dalam transaksi, yang berpotensi menyebabkan blok yang lebih besar dan dengan demikian meningkatkan skalabilitas rangkaian. Ini juga akan menjadikan lapisan dua penyelesaian skalabiliti (seperti zk-SNARKs) lebih mudah diakses.

EIP-2200 melaksanakan pengukuran gas bersih, mengubah cara kos penyimpanan dalam EVM dikira. Ini akan membolehkan fungsi penyimpanan kontrak baru dan mengurangkan beberapa kos yang berlebihan.

Masih dalam kerja

Satu lagi cadangan berprofil tinggi yang dipertimbangkan oleh komuniti Ethereum dalam penambahan jalan keras Istanbul adalah EIP-1057, yang bertujuan untuk menggantikan algoritma perlombongan Ethash semasa dengan fungsi bukti kerja baru yang disebut ProgPoW, kependekan dari Proof-of-Work Programmatic. Dev core mempunyai tentatif diterima inisiatif, belum selesai audit hasil, untuk dimasukkan ke dalam garpu keras Berlin.

Idea di sebalik kemas kini algoritma ini adalah untuk menyesuaikannya dengan perkakasan komoditi yang menggunakan unit pemprosesan grafik, menjadikan perlombongan lebih sukar untuk persediaan yang dilengkapi dengan cip Litar Bersepadu Khusus Aplikasi.

Langkah ini dirancang untuk mengembalikan tahap desentralisasi terhadap pengagihan kuasa perlombongan sambil meratakan lapangan dengan menjadikan perlombongan Ethereum lebih menarik bagi pengguna individu dan perusahaan kecil yang tidak melabur dalam perkakasan khusus. ASIC merupakan pemacu utama di sebalik perindustrian perlombongan sejak beberapa tahun kebelakangan, yang menyebabkan kelompok perlombongan berpusat yang besar.

Awal tahun ini, ketua keselamatan Yayasan Ethereum Martin Holst Swende mengatakan bahawa pengenalan ProgPoW akan mengurangkan tahap ASIC dan dominasi pemecut perkakasan lain di rangkaian. Dia menambah bahawa sebab lain untuk perubahan tersebut adalah kelemahan keselamatan yang ada pada Ethash.

Walaupun nampaknya ada persetujuan di antara pemaju utama berkenaan dengan keinginan ProgPoW, tidak semua orang dalam masyarakat gembira dengan prospek algoritma perlombongan berubah sebelum beralih ke bukti kepentingan di Ethereum 2.0.

Pembangkang yang paling lantang sejauh ini adalah Aragon, sebuah projek untuk menguruskan organisasi autonomi yang terdesentralisasi, yang komunitinya memilih pada 2 November untuk menentang sebarang perubahan pada Ethash sebelum peralihan ke Ethereum 2.0.

Walaupun ada ketegangan, tidak ada indikasi bahawa massa pengguna Ethereum yang kritis menentang perubahan yang diusulkan, menjadikannya tidak mungkin perkembangan itu akan menyebabkan keretakan serius.

Sekiranya audit bebas membuktikan kekuatan algoritma baru, kemungkinan akan dilaksanakan dengan garpu keras Berlin, yang sekarang dijadualkan untuk Jun 2023, ketika Ethereum meneruskan perjalanan ke arah versi 2.0 versi rangkaian yang didambakan.

Artikel itu dikemas kini untuk menunjukkan tarikh akhir baru untuk garpu keras Istanbul.