Pembangun Ethereum Menggulung Lengan Mereka dalam Memburu Penyembuhan Skalabiliti

Pasukan Ethereum telah mencuba untuk menyelesaikan masalah skalabiliti blockchain sejak 2014. Pada masa itu, penyelesaian seperti Raiden, Plasma, zk-SNARKs, sharding dan rollup muncul dalam kit alat pemaju. Namun, pelaksanaan beberapa daripadanya selalu ditangguhkan, sementara yang lain terbukti keberkesanannya terbatas.

Ini adalah masalah sehingga garpu keras Ethereum Istanbul dilaksanakan pada bulan Disember 2023, yang memberi harapan bahawa rangkaian akhirnya dapat menjadi sesuai untuk penggunaan korporat. Cointelegraph berusaha untuk mengetahui sama ada keadaan dengan skalabiliti cryptocurrency kedua terbesar telah berubah dan mengapa tidak semua penyelesaian memotong sawi.

Kenapa mesti skala Ethereum?

Blockchain Ethereum (ETH) telah menjadi perisian untuk beribu-ribu projek sejak beberapa tahun kebelakangan ini. Model kontrak pintarnya yang mudah digunakan memungkinkan untuk membuat hampir semua aplikasi dan mengeluarkan cryptocurrency projek itu sendiri. Akibatnya, jumlah aplikasi terdesentralisasi aktif, atau DApps, telah dicapai 1,895 di rangkaian pada April 2023, dengan 77,000 transaksi harian dilakukan oleh penggunanya. Belum lagi beratus-ratus ribu transaksi harian yang dilakukan oleh pengguna untuk membeli atau menjual ETH.

Pada masa yang sama, throughput rangkaian Ethereum tidak melebihi 15-20 transaksi sesaat pada tahun 2023, dan dianggap tidak mencukupi untuk membuat blockchain sesuai untuk penggunaan skala besar. Inti pentingnya ialah operasi DApps yang cepat hanya dapat dilakukan sekiranya keadaan skalabiliti dipenuhi. Pengasas bersama Ethereum, Vitalik Buterin sebelum ini menyatakan bahawa banyak organisasi besar berminat untuk bergabung dengan ekosistem Ethereum, tetapi enggan beralih ke rangkaian kerana lebar jalurnya tidak mencukupi.

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, beberapa projek baru telah mengatasi Ethereum dari segi lebar jalur. Sebagai contoh, blockchain EOS dapat memproses hingga 4.000 TPS, NEO dapat memproses 10.000 TPS, dan tawaran terbaru dari Solana mendakwa ia dapat memproses hingga 50.000 TPS. Akibatnya, reputasi platform ETH mulai merosot, dengan sejumlah pengkritik semakin meningkat. Nampaknya beberapa pemaju Ethereum sendiri kehilangan kepercayaan bahawa rangkaian suatu hari nanti dapat benar-benar menyelesaikan masalah skalabilitasnya. Buterin kata mengenai tanggapan:

“Saya semakin pesimis mengenai L2s rantai data dari masa ke masa. Vlad Zamfir betul; mereka sukar dibina, memerlukan terlalu banyak alasan lapisan aplikasi mengenai insentif, dan sukar untuk digeneralisasikan. “

Itu sebelum pelancaran garpu keras Istanbul pada Disember lalu, yang akhirnya membawa harapan untuk penyelesaian masalah Ethereum skalabiliti. Tetapi bolehkah Istanbul menghilangkan kepercayaan umum bahawa Ethereum terlalu lambat?

Garpu keras Istanbul: Lebih pantas, tetapi masih bukan komputer dunia

Ini mungkin satu-satunya penyelesaian skalabiliti Ethereum yang berjaya dilaksanakan sebagai sebahagian daripada peralihan rangkaian dari protokol bukti kerja ke bukti-kepentingan. Menurut Vitalik Buterin, kapasiti blockchain pasca-Istanbul kini berpotensi mencapai 3.000 TPS, sementara pemaju penyelesaian skalabilitas StarkWare dituntut bahawa Ethereum kini dapat menangani 9,000 TPS ketika melaksanakan kontrak pintar di bursa terdesentralisasi dan 18,000 TPS ketika memproses pembayaran dalam talian.

Sebenarnya, masih sukar untuk menilai lebar jalur Ethereum yang sebenarnya. Dilihat oleh Kerusi Blok carta, rangkaian cryptocurrency kedua terbesar pada masa ini memproses tidak lebih daripada 9.5 TPS.

Sharding: Meningkatkan skalabiliti Ethereum sebanyak 100 kali?

Menjelang awal tahun 2023, komuniti Ethereum mula memfokuskan diri pada pelarian, memandangkan ia adalah pilihan utama mereka untuk menyelesaikan masalah skalabiliti blockchain. Populariti sharding yang semakin meningkat didasarkan pada fakta bahawa memisahkan satu rangkaian menjadi segmen dan memproses transaksi hanya dalam segmen ini meningkatkan kelajuan pemprosesan transaksi.

Selain itu, memproses transaksi dengan segmen selari boleh menyebabkan peningkatan jalur lebar jalur secara linear – semakin banyak segmen, semakin banyak transaksi dapat diedarkan di antara mereka. Oleh itu, menurut para pembangun, rangkaian tersebut akan diperkecil dengan menambahkan segmen baru ke dalamnya.

Jadi, persoalannya adalah: Bagaimana transaksi antara segmen dilakukan? Sesungguhnya, tanpa menyelesaikan masalah interaksi antara-shard, pemprosesan urus niaga secara selari mengikut segmen menjadi mustahil, yang menjadikan ubat mujarab menjadi salah satu usaha yang tidak bermakna.

Dilihat oleh pernyataan baru-baru ini oleh Buterin, masa pelaksanaan sharding tetap abstrak. Apa yang diketahui adalah bahawa sharding akan dilaksanakan di Ethereum blockchain pada Fasa 1, sementara Fasa 0 akan dilaksanakan dalam dua tahun.

Raiden: Mencapai skalabiliti dengan mengorbankan keselamatan?

Penyelesaian penskalaan rangkaian Ethereum yang berdiri sendiri ini serupa dengan Rangkaian Kilat Bitcoin. Ringkasnya, tugas utama Raiden adalah menyimpan sebahagian data di luar blockchain utama, yang meningkatkan throughput dengan ketara. Memproses data di luar rangkaian membolehkan rangkaian Ethereum digunakan hanya untuk transaksi yang lebih besar atau lebih penting, sementara pembayaran harian dapat dikendalikan di dalam jaringan Raiden.

Walau bagaimanapun, memproses transaksi di luar blockchain mempunyai risiko tersendiri, yang utama adalah keselamatan. Faktanya ialah dalam model ini, token disimpan dalam kontrak pintar yang dapat diretas, sementara penyelesaian di luar rantai lebih berpusat, Menurut kepada sebilangan pengkritik.

Walaupun ciri Raiden sangat sesuai untuk menangani pembayaran mikro, penyelesaian skalabilitas ini mungkin tidak selalu dapat dipercayai untuk transaksi besar dan, oleh itu, mempertanyakan potensi penggunaan Ethereum berskala besar. Ini mungkin menjadi sebab mengapa banyak lelaran penting yang ditetapkan dalam peta jalan Raiden masih ada berfungsi, sementara versi siap digunakan hanya digunakan oleh projek individu.

Pada akhir tahun 2023, apa yang disebut “micro-Raiden” muncul di jaringan Ethereum, yang diposisikan sebagai versi Raiden yang asli. Namun, kejayaan mikro-Raiden dalam bidang pembayaran mikro masih belum diketahui, begitu juga dengan tahap penerapan Raiden versi alfa lain yang disebut Red Eyes.

Plasma: Teknologi terbengkalai

Projek Plasma pertama kali diumumkan oleh Vitalik Buterin pada bulan Ogos 2023 sebagai protokol yang dirancang untuk menyelamatkan blockchain Ethereum daripada memproses data yang tidak perlu dengan membuat lapisan kedua di atas blockchain utama.

Menurut pemaju, dengan menggunakan Plasma, blockchain Ethereum masih dapat memproses kontrak pintar, tetapi hanya akan menerbitkannya di blockchain setelah selesai kontrak. Ini secara signifikan akan mengurangkan jumlah kuasa pengkomputeran yang digunakan oleh blockchain untuk mengesahkan transaksi, menjimatkan banyak memori. Protokol Plasma juga berusaha untuk mempercepat masa pemprosesan transaksi, yang memungkinkan jaringan untuk menjadi tuan rumah DApps tanpa memperlambat sistem.

Namun, pengumuman positif pada tahun 2023 digantikan oleh berita bahawa komuniti Ethereum mula meneroka kelas baru penyelesaian lapisan-dua bernama “rollup,” diikuti dengan penamatan kerja Plasma Group. Pada 27 Januari, Dragonfly Research mendedahkan kematian Plasma, menjelaskan bahawa pasukan Ethereum sedang berkumpul di Optimistic Rollup.

Teknologi pengetahuan sifar: bukti sifar kejayaan teknologi

Pelaksanaan Zk-SNARKs seharusnya dapat menyelesaikan masalah skalabiliti Ethereum melalui penggunaan kontrak pintar. Model ini telah dilaksanakan dalam projek blockchain Zcash (ZEC). Walau bagaimanapun, yang terakhir melaporkan kerentanan kritikal zk-SNARKs sejurus selepas pelaksanaan. Bug tersebut dikatakan memungkinkan penyerang memalsukan sejumlah wang syiling yang tidak terhingga.

Sementara itu, semua penerbitan mengenai protokol bukti sifar dan zk-SNARK berdasarkannya (yang menyulitkan transaksi dengan menjadikannya tidak dikenali), masih merupakan sebahagian daripada penyelidikan teori pasukan Ethereum.

Penyelesaian lain

Sebelum peralihan terakhir Ethereum ke model konsensus bukti-kepentingan, sumber platform lain yang berjaya beroperasi di pasaran dan menawarkan yuran transaksi yang rendah dapat digunakan untuk meningkatkan jaringan, menurut Buterin.

Rangkaian Bitcoin Cash (BCH), misalnya, mungkin menjadi rakan berpotensi dari blockchain ETH, seperti yang disarankan oleh Buterin. Menurutnya, projek ini sangat sesuai untuk skala rangkaian kerana yuran transaksi yang rendah dan kemampuan throughput yang tinggi. Pada tahun 2023, rangkaian BCH dapat memproses lebih dari 53 kilobyte data sesaat, dibandingkan dengan 8 kilobyte Ethereum.

Sebagai tambahan kepada Bitcoin Cash, Vitalik Buterin mencadangkan penggunaan rangkaian Ethereum Classic (ETC), menunjukkan potensi besarnya dan interoperabilitas dengan platform lain. Cadangan lain untuk penskalaan rangkaian termasuk menggunakan platform Litecoin (LTC) dan STEEM, tetapi pasukan belum menghantar tawaran kerjasama kepada pesaingnya hingga kini..

Ramalan optimis untuk penggabungan

Inovasi terbaru di antara penyelesaian skalabiliti yang muncul dari zk-SNARK yang dijelaskan di atas adalah apa yang disebut rollup, yang, menurut Buterin, sedang dikembangkan sekarang. Penggabungan melibatkan penyimpanan data transaksi dalam blockchain dalam bentuk termampat, dengan proses pengiraan dilakukan di luar rantai. Daripada mengesahkan pengiraan, seperti pengesahan pendaftaran dan pelaksanaan kontrak secara langsung di rantai, ini mencadangkan penggunaan zk-SNARK sebagai sebahagian daripada zk-Rollup dan skema bukti penipuan sebagai sebahagian daripada Rollup Optimistik Ethereum.

Penyelesaian pertama, yang diberi nama zk-Rollups, menggunakan bukti pengetahuan sifar untuk mengesahkan kebenaran semua urus niaga di sidechain. Namun, penyelesaiannya menyaksikan beberapa kekurangan disebabkan oleh proses kriptografi intensif komputasi dan kemustahilan menggunakan kontrak pintar.

Varian kedua, Optimistic Rollup, cuba menghilangkan keperluan untuk bukti pengetahuan sifar dengan mengubah prinsip konsensus. Pada hakikatnya, alih-alih memverifikasi setiap transaksi, jaringan menganggap bahwa semuanya benar, membuat pengguna campur tangan hanya jika mereka melihat transaksi yang salah dengan mengemukakan “bukti penipuan.”

Berkaitan: Vitalik Buterin Mendedahkan Peta Jalan Ethereum 2.0 ke Cointelegraph

Buterin menyebut kedua-dua penyelesaian ini luar biasa, dengan memperhatikan bahawa ini bukan hanya meningkatkan pembayaran, tetapi menskalakan sesuatu yang setara dengan mesin maya Ethereum. Optimisme dan Arbitrum adalah dua pasukan autonomi yang membuat kemajuan yang cukup dalam membuat Rollup Optimistik berlaku, Menurut kepada Buterin.

Sementara itu, projek lain telah mengintegrasikan konsep tersebut ke dalam penyelesaian yang berfungsi. Sebagai contoh, Loopring baru-baru ini melancarkan pertukaran ZK-Rollup, yang secara teorinya dapat mencapai throughput 2.500 TPS. Di samping itu, pasukan Ethereum optimis terhadap kecekapan masa depan proyek penggabungannya, karena mereka diharapkan dapat meningkatkan throughput blockchain menjadi 2.500-3.000 TPS, dan menjadi 2.000-10.000 TPS jika digabungkan dengan sharding.

Apa yang akan membawa kepada semua ini?

Setakat ini, perbincangan pasukan Ethereum mengenai pecahan, penggabungan dan zk-SNARK terdengar seperti rentetan kata dari mantra sihir. Ini mungkin sebahagiannya kerana istilah ini tidak jelas bagi pengguna sehari-hari, atau bahawa tidak ada yang pernah melihat penyelesaiannya di tempat kerja.

Banyak yang akan bergantung pada siaran tahun ini yang mungkin menunjukkan betapa realistiknya cadangan penentuan skala Ethereum. Khususnya, dijangkakan bahawa Ethereum 2.0 – sementara dijadualkan untuk bulan Julai tahun ini – akan lebih cepat dan lebih diskalakan.

Untuk mencapai lebar jalur penuh, Ethereum juga memerlukan pelaksanaan serentak semua penyelesaian di atas. Kenyataan dari pembangun seperti Kevin Ho dari Optimisme, sebuah syarikat yang mengusahakan Optimistic Rollup, nampaknya mengesahkan hipotesis ini.