Ethereum teknik yükseltme beklentileri: The Surge

Ethereum'un kurucu ortağı Vitalik Buterin, son zamanlarda Ethereum'un gelecekteki gelişimini ele alan bir dizi makale yayınladı. Bu makaleler, Ethereum'un yol haritasının altı aşaması etrafında şekilleniyor: Birleşme, Patlama, Tasfiye, Doğrulama, Arıtma ve Sıçrama. Bu yazıda, Sıçrama aşaması üzerinde durulacak; bu aşama, Ethereum'un ölçeklenebilirliği ve uzun vadeli gelişimi üzerine odaklanıyor.

Ethereum'in Temel Vizyonu

Ethereum'un temel hedefi, merkeziyetsiz internetin altyapısı olmaktır. Akıllı sözleşmelerin otomatik uygulanması sayesinde, Ethereum karmaşık merkeziyetsiz uygulama geliştirmeyi destekler, bu esneklik onu geliştiricilerin DeFi, NFT gibi uygulamalar oluşturmak için tercih edilen platformu haline getirir.

Ancak, Ethereum'un ölçeklenebilirlik konusunda sınırlamaları var. Şu anda Ethereum, yalnızca saniyede 15-30 işlem gerçekleştirebiliyor, bu da geleneksel ödeme ağlarının çok altında. Bu durum, ağda tıkanmalara neden olduğunda gas ücretlerinin yüksek olmasına yol açıyor ve Ethereum'un küresel bir altyapı olma yeteneğini sınırlıyor. The Surge, tam olarak bu sorunu çözmek üzere tasarlandı.

The Surge'nin ana hedefleri şunlardır:

• Ethereum L1+L2'nin her saniye 100.000'den fazla işlem işleme kapasitesine ulaşması
• L1'in merkeziyetsizliğini ve sağlamlığını koruyun.
• L2'nin Ethereum'un temel özelliklerini tamamen devralmasını sağlamak
• L2'ler arasındaki etkileşimi maksimize ederek Ethereum'u tek bir ekosistem haline getirmek

Rollup merkezli genişleme stratejisi

The Surge'un temeli, L2 çözümleri aracılığıyla ölçeklenebilirliği büyük ölçüde artırmaktır ve burada rollup ana bileşendir. Bu strateji, iş bölümünü netleştirir: Ethereum L1, güçlü ve merkeziyetsiz bir temel katman olmaya odaklanırken, L2 ekosistemi genişletme görevini üstlenir.

Rollup, zincir dışı işlemleri paketler ve ardından sonuçları ana ağa geri gönderir, güvenliği ve merkeziyetsizliği korurken önemli ölçüde işlem hacmini artırır. Vitalik, rollup'ın Ethereum'un işleme kapasitesini saniyede 100.000'den fazla işlem yapabilecek şekilde artırabileceğini belirtti. Bu, merkeziyetsizliği zarar vermeden global ölçekli uygulamaları desteklemesine olanak tanıyan devrim niteliğinde bir ilerleme olacaktır.

Vitalik, rollup'un sadece geçici bir çözüm değil, aynı zamanda uzun vadeli bir genişleme çözümü olduğunu vurguladı. Ethereum 2.0, The Merge ile iş kanıtından hisse kanıtına geçerek enerji tüketimini azalttı ve rollup, bir sonraki önemli kilometre taşı olarak görülüyor.

Bu yıl, rollup odaklı yol haritasında önemli ilerlemeler kaydedildi: EIP-4844 blobs'un piyasaya sürülmesiyle birlikte, Ethereum L1'in veri bant genişliği büyük ölçüde arttı ve birçok Ethereum Sanal Makinesi rollup'ı birinci aşamaya girdi. Her bir L2, kendi kuralları ve mantığı olan bir parça olarak var olmaktadır ve parça uygulama yöntemlerinin çeşitliliği artık bir gerçek haline gelmiştir.

Veri Erişilebilirliği Örnekleme ( DAS )'in daha da geliştirilmesi

Veri kullanılabilirliği örnekleme (DAS), The Surge'ün bir diğer önemli yönüdür ve veri kullanılabilirliği sorunlarını çözmeyi amaçlamaktadır. Merkeziyetsiz ağlarda, tüm düğümlerin verileri doğrulayabilmesi, tüm içeriği saklamadan veya indirmeden son derece önemlidir.

DAS, düğümlerin tam veri kümesine erişmeden verileri doğrulamasına izin vererek ölçeklenebilirliği ve verimliliği artırır.

Vitalik, iki tür DAS biçimini vurguladı: PeerDAS ve 2D DAS. PeerDAS, rollup'ın güven varsayımlarını artırarak güvenliği güçlendirmeyi umuyor. 2D DAS, sadece blob içinde rastgele örnekleme yapmakla kalmaz, aynı zamanda bloblar arasında da rastgele örnekleme yapar. KZG taahhüdünün lineer özelliklerinden faydalanarak, bloktaki blob kümesini genişletmek için yeni sanal blob setleri kullanılır; bu sanal bloblar aynı yedek bilgiyi kodlar.

DAS sayesinde, Ethereum daha büyük veri miktarlarını işleyebilir, daha hızlı ve daha ekonomik rollup'lar gerçekleştirebilirken, merkeziyetsizlikten ödün vermeden.

Gelecekte, 2D DAS'ın ideal versiyonunu belirlemek ve güvenlik özelliklerini kanıtlamak için daha fazla çalışmaya ihtiyaç var.

Vitalik'in düşündüğü uzun vadeli gerçekleştirme yolu şudur:

1. İdeal 2D DAS'ı uygulamak
2. Basitlik ve sağlamlık için daha düşük bir veri üst sınırını kabul ederek, 1D DAS kullanmaya devam edin, örnekleme bant genişliği verimliliğinden feragat edin.
3. DA'yı bırak, Plasma'yı ana Layer2 mimarisi olarak tamamen kabul et.

Dikkate değer olan, L1 katmanında doğrudan genişleme kararı alınsa bile, bu seçeneklerin hala mevcut olduğudur. Çünkü L1 büyük miktarda işlemle başa çıkmak zorunda kalırsa, L1 blokları çok büyük hale gelecektir; istemcilerin doğruluğunu etkin bir şekilde doğrulaması gerekecek, bu nedenle L1 katmanında rollup( ile ZK-EVM ve DAS) gibi aynı teknolojilerin kullanılması zorunlu olacaktır.

Plasma ve Diğer Çözümler

Rollup dışında, erken dönemde önerilen off-chain ölçekleme çözümü Plasma da başka bir L2 çözümüdür.

Plasma, yan zincirler oluşturur, bu yan zincirler ana Ethereum zincirinden bağımsız olarak işlemleri işler ve düzenli olarak ana ağa özet gönderir. Her blok için, operatör her kullanıcıya, kullanıcının varlık durumundaki değişiklikleri kanıtlayan Merkle dalını gönderir. Kullanıcı, varlıkları çekmek için Merkle dalını sağlayarak bunu yapabilir. Önemli olan, bu dalın en son duruma kök olmaması gerektiğidir.

Bu nedenle, veri kullanılabilirliği sorunları olsa bile, kullanıcılar mevcut en son durumu çıkararak varlıklarını kurtarabilirler. Kullanıcı geçersiz bir dal gönderirse, varlıkların mülkiyeti çevrimiçi mücadele mekanizması ile belirlenebilir.

Plasma'nın geliştirilmesi bir dereceye kadar rollup'tan geri kalsa da, Vitalik bunu Ethereum'un daha geniş ölçeklenebilirlik araçları paketinin bir parçası olarak görmeye devam ediyor.

Ayrıca, Vitalik veri sıkıştırma teknolojileri ve kriptografik kanıtların iyileştirilmesini tartışarak rollup ve diğer L2 çözümlerinin verimliliğini daha da artırmayı hedefliyor. Amaç, tüm gerekli bilgilerin Ethereum düğümleri tarafından doğrulanabilir olmasını sağlarken verileri mümkün olduğunca sıkıştırmaktır. Bu teknik iyileştirmelerin Ethereum'un daha yüksek işlem hacmine ulaşma sürecinde kritik bir rol oynaması muhtemeldir.

Erken Plasma sürümleri yalnızca ödeme vakalarını işleyebiliyordu, daha fazla yaygınlaştırması zor oluyordu. Ancak her kökün SNARK ile doğrulanması gerekiyorsa, Plasma daha güçlü hale gelecektir. Süreci büyük ölçüde basitleştirmek mümkündür çünkü operatör sahtekarlığının büyük çoğunlukta olan olasılık yolları dışlanmıştır. Aynı zamanda, operatör sahtekarlık yapmadığında kullanıcıların fonları hemen çekebilmesi için yeni yollar açılmaktadır, bekleme süresi gerekmemektedir.

Plasma'nın performansı oldukça iyi, bu da herkesin güvenlik eksikliklerini aşmak için tasarım teknik yapısını geliştirmesinin temel nedenlerinden biri.

L2 Arası İşlem Geçerliliği İyileştirmeleri

Günümüz L2 ekosisteminin karşılaştığı ana zorluk, L2'ler arası etkileşimin zayıf olmasıdır; L2 ekosistemini kullanmanın, birleşik bir Ethereum ekosistemini kullanmak gibi hissettirilmesi gerektiği, acil olarak geliştirilmesi gereken bir konudur.

L2 arasında birlikte çalışabilirlik iyileştirmeleri birkaç kategoriye ayrılmaktadır. Teorik olarak, Rollup merkezli Ethereum, yürütme parçacığı L1'e benzer. Mevcut Ethereum L2 ekosisteminin pratikte ideal durumdan uzak olduğu aşağıdaki sorunlar bulunmaktadır:

Belirli bir zincirin adresi: Adreste zincir bilgisi (L1, Optimism, Arbitrum vb. ) bulunmalıdır. Gerçekleştirildiğinde, adresi gönderim alanına koyarak basit bir şekilde L2 arasında gönderim yapılabilir, cüzdan arka planda gönderim yöntemini kendiliğinden işleyebilir (, bu da çapraz zincir protokollerinin kullanılması dahil ).

Belirli bir zincirin ödeme talebi: "Z zincirinde bana X kadar Y tipi token gönder" mesajını kolay ve standart bir şekilde oluşturabilmelidir. Temel olarak bireyler arasında ödeme, bireyler ile tüccar hizmetleri arasında ödeme ve dApp'ten fon talep etme uygulamalarında kullanılır.

Köprü Değişimi ve Gas Ödemesi: Köprü işlemlerini ifade etmek için standart bir açık protokol olmalıdır. ERC-7683 ve RIP-7755 bu alanda denemeler yapmıştır, ancak her ikisinin de uygulama kapsamı daha geniştir.

Hafif istemci: Kullanıcı, etkileşimde bulunduğu zinciri gerçekten doğrulayabilmeli, yalnızca RPC sağlayıcısına güvenmemelidir. Örneğin, a16z crypto'nun Helios'u bunu yapabilir ( Ethereum'un kendisi için ), ancak bu güvenin kaldırılması L2'ye genişletilmelidir. ERC-3668(CCIP-read), bu hedefe ulaşmanın bir stratejisidir.

Paylaşım Token Köprüsü Fikri: Tüm L2'lerin geçerlilik kanıtı rollup olduğu ve her slotun Ethereum'a gönderildiği durumlarda, bir L2'nin varlıklarını başka bir L2'ye yerel durumda aktarmak için hala çekim ve yatırma gereklidir, bu da büyük miktarda L1 Gas ücreti ödenmesini gerektirir.

Bu sorunu çözmenin bir yolu, her bir token'in hangi L2 tarafından sahip olduğunun ve her birinin bakiyesinin tutulduğu paylaşılan minimalist bir Rollup oluşturmaktır. Bu bakiyelerin, herhangi bir L2 tarafından başlatılan L2'ler arası gönderim işlemleri aracılığıyla topluca güncellenmesine izin verilecektir. Bu, L2 transferlerinin her seferinde L1 gaz ücreti ödemeden yapılmasına ve ERC-7683 gibi likidite sağlayıcılara dayanan teknolojilerin kullanılmasına gerek kalmayacaktır.

Senkranizasyon Kombinasyonu: Belirli bir L2 ile L1 arasında veya birden fazla L2 arasında senkronize çağrılara izin verir. Bu, DeFi protokollerinin finansal verimliliğini artırmaya yardımcı olur. İlk durum, L2'ler arası koordinasyon olmadan gerçekleştirilebilir; ikinci durum ise ortak sıralama gerektirir. Rollup tabanlı teknoloji, bu tüm teknolojilere otomatik olarak uygulanır.

Yukarıda belirtilen birçok örnek, ne zaman standartlaştırılacağı ve hangi katmanların standartlaştırılacağı konusunda bir ikilemle karşı karşıyadır. Standartlaştırma çok erken olursa, daha kötü çözümlerin kök salmasına neden olabilir. Çok geç standartlaştırma ise gereksiz parçalanmalara yol açabilir.

Mevcut bir konsensüs şudur: belirli durumlarda, daha kolay uygulanabilen ancak daha zayıf özelliklere sahip kısa vadeli çözümler ve "nihai doğru" olan ancak yıllar süren uzun vadeli çözümler bulunmaktadır. Bu görevler yalnızca teknik problemler değil, aynı zamanda ( hatta belki de esasen ) sosyal problemlerdir ve L2, cüzdanlar ve L1 işbirliği gerektirir.

Ethereum L1'i genişletmeye devam et

Vitalik, Ethereum L1'in kendisini genişletmenin ve giderek daha fazla kullanım durumunu barındırmasını sağlamanın çok değerli olduğunu düşünüyor.

L1 genişletmesi için üç strateji vardır, bunlar ayrı veya paralel olarak uygulanabilir:

1. Teknolojiyi geliştirme ( istemci kodu, durumsuz istemci, tarih sona erdi ) L1'in daha kolay doğrulanmasını sağlamak ve ardından Gas sınırını artırmak.
2. Belirli işlem maliyetlerini düşürmek, en kötü durum riskini artırmadan ortalama kapasiteyi artırmak
3. Yerel Rollups(, EVM'nin N adet paralel kopyasını oluşturur)

Bu teknolojilerin her birinin farklı dengeleri vardır. Örneğin, yerel rolluplar, standart rolluplarla aynı zayıflıklara sahiptir: Tek bir işlemin birden fazla rollup üzerinden senkronize bir şekilde gerçekleştirilmesini sağlamaz. Gas sınırını artırmak, L1 doğrulamayı basitleştirerek elde edilebilecek diğer faydaları zayıflatabilir; bunlar arasında doğrulama düğümlerinin kullanıcı oranını ve solo stake edenlerin sayısını artırma bulunmaktadır. Uygulama şekline bağlı olarak, EVM'deki belirli işlemleri daha ucuz hale getirmek, EVM'nin genel karmaşıklığını artırabilir.

Merkeziyetsizlik ve Güvenlik

Ölçeklenebilirlik ile merkeziyetsizlik arasındaki denge, Vitalik'in defalarca vurguladığı bir temadır. Birçok blok zinciri projesi, daha yüksek işlem hacmi elde etmek için merkeziyetsizlikten feragat etmeyi tercih ediyor. Örneğin, belirli bir işlem platformu, saniyede binlerce işlemi işleyebiliyor, ancak düğümleri çalıştırmak için güçlü donanıma ihtiyaç duyuyor, bu da ağı merkezi hale getiriyor. Vitalik, Ethereum sürekli genişlese bile, merkeziyetsizlik taahhüdünün sürdürülmesi gerektiğine ısrarla inanıyor.

Rollup ve DAS, Ethereum'un kapasitesini artırırken merkeziyetsizliğini korumanın yolları olarak görülmektedir. Bazı yüksek performanslı blok zincirlerinden farklı olarak, Ethereum'un ölçeklenme stratejisi, herkesin düğüm çalıştırmasını sağlayarak ağı gerçekten merkeziyetsiz bir şekilde korumaktadır. Bu, Ethereum'un izin gerektirmeyen küresel bir finans sistemi destekleyen blok zinciri oluşturma vizyonu açısından hayati önem taşımaktadır.

Ne kadar yüksek ölçeklenebilirlik varsa, güvenlik açısından sorumluluk o kadar büyük olur. Ethereum'un rollup merkezli bir geleceğe doğru ilerlemesiyle, bu sistemlerin güvenilmezliğini sağlamak son derece kritik hale geliyor. Rollup, kriptografik kanıtlar ile, zincir dışı işlemlerin Ethereum'a geri sunulduğunda geçerli olduğunu garanti eder. Bu sistemlerin etkili olduğu kanıtlanmış olsa da, riskleri yok değildir. Vitalik, bu teknolojilerin olgunlaşmasının sıkı testler ve yinelemeler gerektirdiğini kabul ediyor, özellikle de daha geniş bir şekilde benimsendiğinde.

The Surge'un Gelecek Görünümü

The Surge'dan sonra, Vitalik Ethereum'un sadece ölçeklenebilir değil, aynı zamanda tamamen merkeziyetsiz, güvenli ve sürdürülebilir olmasını hayal etti. Bu vizyon, yalnızca rollup ve DAS ile 1. katmanı ölçeklendirmeyi değil, aynı zamanda daha verimli konsensüs algoritmaları geliştirmeyi, geliştirici araçlarını iyileştirmeyi ve gelişen bir dApp ekosistemini beslemeyi de içeriyor.

Ethereum'un yol haritası iyimser, ancak birçok zorluk da barındırıyor. Büyük ölçekli rollup uygulamaları, L2 çözümlerinin güvenliğini sağlama ve kuantum geleceğine hazırlık yapmak karmaşık görevlerdir. Ancak, eğer Ethereum bu engelleri başarıyla aşabilirse, Web3'ün merkezi olarak konumunu pekiştirecektir.