Ethereum hat sich mit dem Merge als bedeutendem Schritt verstärkt auf Skalierbarkeit konzentriert. Mitgründer Vitalik Buterin hat das Thema erneut aufgegriffen und betont, dass die Roadmap nun auf Rollups ausgerichtet ist.
Das bedeutet, dass Ethereum nicht allein auf Sharding basiert und Layer-2-Protokolle eine entscheidende Rolle für die Hauptschicht spielen. Vertrauenslosigkeit und Interoperabilität zu gewährleisten, ist eine weitere wichtige Aufgabe, um dieses Ziel zu erreichen. All dies muss unter Beibehaltung von Skalierbarkeit, Netzwerksicherheit und Dezentralisierung geschehen.
Ethereum konzentriert sich auf eine auf Rollups ausgerichtete Roadmap
Ethereum -Mitbegründer Vitalik Buterin erneut vorgestellt , um über die Zukunft des Netzwerks zu sprechen. Er erklärte, dass EthereumEthereumEthereum EthereumEthereumEthereumEthereum EthereumEthereum Hauptschicht und den Layer-2-Protokollen aufteilen werden.
Dank Upgrades wie EIP-4844 verarbeitet Ethereum L1 jetzt mehr Daten, und verschiedene Rollups (L2s) funktionieren wie Shards, erklärte der Mitbegründer.
Er sagt außerdem, dass Ethereum die Entwicklung der Rollup-basierten Skalierungslösung abschließen und die Herausforderungen für die Sicherheit und Dezentralisierung des Netzwerks unbeschadet bewältigen wird.
Unterdessen wurden für „The Surge“, womit eine Reihe von Upgrades zur Verbesserung der Skalierbarkeit und Effizienz von Ethereumgemeint sind, vier Hauptziele festgelegt.
Das erste Ziel ist es, die Transaktionsrate (Transaktionen pro Sekunde, TPS) auf über 100.000 auf den kombinierten Schichten 1 und 2 zu steigern. Das zweite Ziel ist die Aufrechterhaltung der Dezentralisierung und Robustheit des Hauptnetzwerks.
Drittens soll sichergestellt werden, dass einige L2-Blockchains die Kernfunktionen von Ethereumvollständig übernehmen: Vertrauenslosigkeit, Offenheit und Zensurresistenz. Schließlich soll die maximale Interoperabilität zwischen den L2-Blockchains gefördert werden, damit Ethereum als ein einziges Ökosystem wahrgenommen wird und nicht als in separate Blockchains fragmentiert.
Um diese Ziele zu erreichen, stellt Buterin klar, dass die Überwindung des Skalierungstrilemmas zwar schwierig, aber nicht unmöglich ist. Er präsentiert zwei Ansätze zur Lösung des Trilemmas aus Dezentralisierung, Skalierbarkeit und Sicherheit.
Der erste Ansatz ist die Datenverfügbarkeitsprüfung mit SNARKs, die es Knoten ermöglichen, die Datenverfügbarkeit und die Korrektheit der Berechnungen zu überprüfen. SNARKs (Succinct Non-Interactive Arguments of Knowledge) sind vertrauenslos und machen eine Verifizierung überflüssig. Der zweite Ansatz ist die Plasma-Architektur, die die Transaktionsverarbeitung und Datenprüfungen auf intelligente und anreizkompatible Weise an die Benutzer auslagert.
Die Implementierung von PeerDAS ist mit Kompromissen verbunden
Buterin argumentiert, dass zur Lösung des Trilemmas fortgeschrittene Methoden wie SNARKs und Plasma erforderlich sind und nicht nur einfache Softwarekorrekturen. PeerDAS und andere Verbesserungen zielen zudem darauf ab, Ethereum durch die Verteilung von Daten im Netzwerk skalierbarer zu machen.
Während das Dencun-Upgrade die Datenverfügbarkeit durch die Einführung von 375 kB Daten pro 12-Sekunden-Zeitschlitz verbesserte, begrenzt es laut Buterin immer noch die Anzahl der Transaktionen.
Beim Peer Data Availability Sampling werden Datenpunkte in Form von Blöcken („Blobs“) verwendet. Ein Ethereum Knoten rekonstruiert den gesamten Block anhand einer Teilmenge dieser Datenpunkte. Beim 1D-Sampling empfängt dann jeder Knoten einen bestimmten Teil der übertragenen Daten. Die Knoten können die Datenpunkte gemeinsam nutzen, ohne die gesamten Daten herunterladen zu müssen.
Hey @VitalikButerin, sehr informativer Artikel. Ich hätte da aber ein paar Fragen.
Wenn Rollups und EIP-4844 der Weg sind, um ETH zu skalieren, wie kann DAS dann die Vertrauenslosigkeit gewährleisten, ohne die Dezentralisierung zu gefährden? Und was passiert, wenn all diese L2-Server zu eigenen kleinen Silos werden? Wie wird ETH dann…— Zeerabets (@Zeerabets) 17. Oktober 2024
Der Ethereum -Mitbegründer erklärte, dass PeerDAS es Knoten zwar ermöglicht, Samples von anderen außerhalb ihres Subnetzes anzufordern, es aber bei der Verwendung von SubnetDAS einen konservativeren Ansatz gibt, bei dem das lokale Subnetz genutzt wird.
Der Blog unterstreicht damit, dass das Ziel darin besteht, die Datenmenge pro Slot auf 16 MB zu erhöhen, was einen potenziellen Durchsatz von rund 58.000 Transaktionen pro Sekunde (TPS) ermöglichen würde. Buterin schreibt: „Letztendlich wollen wir noch einen Schritt weiter gehen und 2D-Sampling einsetzen, das durch zufälliges Sampling nicht nur innerhalb von Blobs, sondern auch zwischen Blobs funktioniert.“
Buterin betont, dass der nächste Schritt die Einführung von PeerDAS und die anschließende Erhöhung der Blob-Anzahl ist. Langfristig soll jedoch über 1D DAS hinausgehen und 2D Data Availability Sampling (DAS) entwickelt werden, um Sampling sowohl innerhalb als auch zwischen Blobs zu ermöglichen.
Buterin ist außerdem der Ansicht, dass Ethereum sich von dermaticTechnik der KZG-Commitments abwenden und sich einer quantenresistenten, Trusted-Setup-freien Alternative wie den fortgeschritteneren STARKs zuwenden muss.
Ethereum muss sich derweil zwischen 2D-DAS und 1D-DAS entscheiden. In beiden Fällen besteht ein Zielkonflikt zwischen Effizienz und Einfachheit. Ersteres bietet die höchste Skalierbarkeit, ist aber komplexer, während letzteres einfacher zu verwalten ist, jedoch eine geringere Datenkapazität aufweist.
Buterin weist jedoch darauf hin, dass Plasma den Bedarf an DAS verringern könnte. In diesem Fall würde dies eine Änderung der Ethereum-Architektur erfordern, da die Datenverarbeitung stärker von den Nutzern selbst übernommen würde. Buterin schlägt außerdem vor, dass die Implementierung von Datenkomprimierungstechniken den Bedarf an fortschrittlichen 2D-DAS reduzieren könnte.
Ethereum kann sich Datenkomprimierungstechniken ansehen
Die Datenkomprimierung zielt darauf ab, die Größe jeder Transaktion in der Blockchain zu reduzieren, um die Skalierbarkeit zu verbessern. Ethereum könnte verschiedene Komprimierungsmethoden verwenden, wie z. B. Zero-Byte-Komprimierung, Signaturaggregation,
das Ersetzen von Adressen durch Zeiger und eine benutzerdefinierte Serialisierung für Transaktionswerte.
Unabhängig von der verwendeten Methode zielt die Technik darauf ab, jede Transaktion in Bezug auf die Größe in Bytes zu verkleinern, um innerhalb desselben Datenraums viel mehr Transaktionen verarbeiten zu können.
Dies bringt zwar Vorteile mit sich, hat aber auch Nachteile. Buterin erklärt beispielsweise, dass die Datenkomprimierung auf BLS-Signaturen umgestellt werden müsste, was einen erheblichen Entwicklungsaufwand erfordert. Auch das Ersetzen von Adressen durch Zeiger ist für den Client-Code komplex. Insgesamt könnten diese Änderungen die Überprüfung und das Audit von Transaktionen erschweren und Probleme für Tools verursachen, die auf vollständigen Transaktionsdaten basieren.
Buterin erklärt jedoch, dass alle derzeitigen Skalierungslösungen in verschiedenen Aspekten Schwächen aufweisen. Die Plasma-Skalierungslösung könnte sich daher als besonders leistungsstark erweisen, da sie einen Operator nutzt, um Blöcke außerhalb der Blockchain zu veröffentlichen, während die Merkle-Wurzeln dieser Blöcke in der Blockchain gespeichert werden.
Die Umsetzung in den Produktivbetrieb stellt natürlich weiterhin eine große Herausforderung dar. Die Abhängigkeit von L2-Beweissystemen zu erreichen, ist ein weiteres Problem für Ethereum. Laut Buterin fehlt den meisten Rollups aufgrund der Existenz eines Sicherheitsrats die vollständige Vertrauenslosigkeit.
Mit dem Hauptziel, den Status der Stufe 2 zu erreichen, schlägt Buterin formale Verifikationstechniken sowie die Entwicklung mehrerer Beweissysteme und den Einsatz eines Multisignatur-Mechanismus vor. Da fortschrittliche L2-Beweissysteme dazu beitragen, die MEV-Belastung auf Schicht 1 zu reduzieren, wird dadurch Skalierbarkeit erreicht.
Unter diesen Entwicklungen sind Verbesserungen der Interoperabilität zwischen den Layer-2-Schichten weiterhin wichtig. Laut Buterin wird eine bessere Interaktion zwischen Layer 2 und Layer 1 die allgemeine Benutzerfreundlichkeit von Ethereumverbessern. Im Gegensatz zu den anderen vorgeschlagenen Änderungen handelt es sich bei der Interoperabilität nicht um ein einzelnes technisches Upgrade. Sie ist jedoch entscheidend für die langfristige Skalierbarkeitsstrategie von Ethereum.
