اتریوم نقشه راه مقیاس‌پذیری را معرفی می‌کند، این بار چه تفاوتی دارد؟

نویسنده اصلی: @VitalikButerin
ترجمه: پگی، بلاک‌بیٹس

یادداشت ویرایشگر: با ادامه رشد اکوسیستم اتریوم، دستیابی به مقیاس‌پذیری شبکه بدون قربانی کردن امنیت و غیرمتمرکزسازی به یک مسئله اصلی تبدیل شده است. در این مقاله، ویتالیک بوترین مسیر مقیاس‌پذیری اتریوم را بیشتر توضیح می‌دهد: در کوتاه‌مدت، بهبود کارایی اجرا از طریق بهینه‌سازی مکانیزم گاز، موازی‌سازی اعتبارسنجی بلاک و سایر به‌روزرسانی‌های فنی؛ در بلندمدت، تکیه بر ZK-EVM و ساختار داده‌های blobs برای پیشبرد مقیاس‌پذیری شبکه.

به‌طور کلی، این نقشه راه یک برنامه مقیاس‌پذیری مرحله‌ای را ارائه می‌دهد که برای ایجاد پایه‌ای برای اتریوم به منظور گسترش مداوم ظرفیت شبکه‌اش در سال‌های آینده طراحی شده است.

متن اصلی به شرح زیر است:

حالا بیایید درباره مقیاس‌پذیری صحبت کنیم. این می‌تواند عمدتاً به دو بخش تقسیم شود: مقیاس‌پذیری کوتاه‌مدت و مقیاس‌پذیری بلندمدت.

مقیاس‌پذیری کوتاه‌مدت

در مورد مقیاس‌پذیری کوتاه‌مدت، من در جاهای دیگر درباره آن نوشته‌ام. ایده اصلی به طور کلی به این صورت است:

· لیست‌های دسترسی در سطح بلاک (که در به‌روزرسانی گلامستراد معرفی خواهد شد) می‌توانند موازی‌سازی اعتبارسنجی بلاک را امکان‌پذیر کنند.

· ePBS (که همچنین در گلامستراد معرفی خواهد شد) دارای ویژگی‌های متعددی است، یکی از آن‌ها این است: این امکان را به ما می‌دهد که به‌طور ایمن از نسبت بزرگ‌تری از زمان در هر اسلات برای اعتبارسنجی بلاک‌ها استفاده کنیم، به جای اینکه فقط چند صد میلی‌ثانیه مانند حالا استفاده کنیم.

· بازنگری قیمت گاز اطمینان می‌دهد که هزینه گاز عملیات مختلف با زمان واقعی اجرای آن‌ها (و سایر هزینه‌هایی که متحمل می‌شوند) سازگار باقی بماند. ما همچنین در حال بررسی یک مکانیزم گاز چندبعدی هستیم که به منابع مختلف اجازه می‌دهد محدودیت‌های جداگانه‌ای داشته باشند. ترکیب این دو می‌تواند به ما اجازه دهد که از نسبت بزرگ‌تری از زمان اسلات در اعتبارسنجی بلاک‌ها استفاده کنیم بدون اینکه نگران سناریوهای شدید باشیم.

در مورد گاز چندبعدی، ما یک نقشه راه مرحله‌ای را ترسیم کرده‌ایم. مرحله اول در به‌روزرسانی گلامستراد است، جایی که "هزینه راه‌اندازی وضعیت" از "هزینه‌های اجرا و کال‌داده" جدا شده است.

به عنوان مثال، در حال حاضر: یک عملیات SSTORE هزینه 5000 گاز دارد اگر محل ذخیره از غیرصفر به غیرصفر تغییر کند؛ هزینه آن 20000 گاز است اگر از صفر به غیرصفر تغییر کند.

در یک رویداد تغییر قیمت گاز در گلامستراد، این هزینه اضافی به طور قابل توجهی افزایش خواهد یافت (به عنوان مثال، به 60000 افزایش می‌یابد). هدف از این کار افزایش هزینه در حالی است که نرخ گسترش قابلیت اجرا به طور قابل توجهی بالاتر از نرخ گسترش اندازه وضعیت باشد.

در مورد دلایل، من قبلاً نوشته‌ام: https://ethresear.ch/t/hyper-scaling-state-by-creating-new-forms-of-state/24052

بنابراین، در گلامستراد: این عملیات SSTORE 5000 "گاز پایه" مصرف خواهد کرد، به عنوان مثال، 55000 "گاز ایجاد وضعیت."

مهم است که توجه داشته باشید: گاز ایجاد وضعیت به حدود 16 میلیون محدودیت گاز تراکنش تعلق نمی‌گیرد.

این به این معنی است: ایجاد قراردادهای بزرگتر از اکنون ممکن خواهد شد.

چگونه گاز چندبعدی در EVM به دست می‌آید؟

اینجا یک مسئله وجود دارد: طراحی EVM فرض می‌کند که گاز تنها یک بعد دارد؛ به عنوان مثال، GAS، CALL و سایر کدهای عملیاتی همه بر اساس این فرض هستند.

راه‌حل ما حفظ دو invariant است:

اگر شما یک تماس با X گاز آغاز کنید، آن تماس X گاز برای "عملیات پایه"، "ایجاد وضعیت" یا هر بعد اضافی بالقوه آینده خواهد داشت.

اگر کد عملیاتی GAS به شما بگوید که در حال حاضر Y گاز دارید، و سپس شما یک تماس که X گاز مصرف می‌کند را آغاز کنید، پس از بازگشت تماس، شما هنوز حداقل Y − X گاز برای عملیات بعدی در دسترس خواهید داشت.

پیاده‌سازی خاص این است: ما N+1 بعد گاز را معرفی می‌کنیم. به طور پیش فرض، N = 1 (ایجاد حالت) و بعد اضافی به نام مخزن است.

منطق اجرای EVM به صورت زیر است:

اگر ممکن است، اولویت را به مصرف گاز از ابعاد تخصصی بدهید.

اگر کافی نیست، از مخزن مصرف کنید.

به عنوان مثال، اگر شما داشته باشید: (100000 گاز ایجاد حالت، 100000 مخزن)

اگر از SSTORE برای ایجاد سه حالت جدید استفاده کنید، فرآیند تبدیل گاز به صورت زیر است: (100000، 100000) → (45000، 95000) → (0، 80000) → (0، 20000)

در این طراحی:

عملیات GAS مخزن را برمی‌گرداند

CALL مقدار مشخصی از گاز را از مخزن و تمام گاز غیرمخزنی منتقل خواهد کرد

قیمت‌گذاری گاز چندبعدی

بعداً، ما قیمت‌گذاری چندبعدی را بیشتر معرفی خواهیم کرد و اجازه می‌دهیم ابعاد منابع مختلف قیمت‌های گاز شناور متفاوتی داشته باشند.

این به همراه خواهد داشت:

پایداری اقتصادی بهتر در بلندمدت

کارایی تخصیص منابع بهینه شده

بیشتر را در اینجا ببینید: https://vitalik.eth.limo/general/2024/05/09/multidim.html

مکانیزم مخزن به طور مرتب مشکل زیر-فراخوانی ذکر شده در انتهای آن مقاله را حل می‌کند.

مقیاس‌پذیری بلندمدت

مقیاس‌پذیری بلندمدت عمدتاً شامل دو جهت است: ZK-EVM و بلاب‌ها.

بلاب‌ها

برای بلاب‌ها، ما برنامه داریم که به تکرار در PeerDAS ادامه دهیم و در نهایت به یک سرعت انتقال داده تقریباً ۸ مگابایت در ثانیه دست یابیم.

این مقیاس:

برای برآورده کردن نیازهای خود اتریوم کافی است

و هدف آن تبدیل شدن به "لایه داده جهانی" نیست.

در حال حاضر، بلاب‌ها عمدتاً برای L2 استفاده می‌شوند. برنامه آینده این است که داده‌های بلاک اتریوم به طور مستقیم در بلاب‌ها نوشته شوند.

هدف از انجام این کار این است که به مردم اجازه دهیم یک شبکه اتریوم با مقیاس‌پذیری بالا را بدون دانلود و اجرای مجدد کل زنجیره تأیید کنند:

ZK-SNARKs نیاز به اجرای مجدد را از بین می‌برد

PeerDAS + بلاب‌ها اجازه می‌دهند که تأیید در دسترس بودن داده‌ها بدون دانلود تمام داده‌ها انجام شود

ZK-EVM

برای ZK-EVM، هدف ما این است که به تدریج وابستگی شبکه به آن را افزایش دهیم.

۲۰۲۶: کلاینت‌های پشتیبانی‌کننده از ZK-EVM ظاهر خواهند شد و به گره‌ها اجازه می‌دهند در تأیید با ZK-EVM شرکت کنند. با این حال، آنها هنوز به اندازه کافی ایمن نیستند که اجازه دهند کل شبکه به آنها برای عملکرد وابسته باشد. با این حال، اگر حدود ۵٪ از شبکه از آنها استفاده کند، قابل قبول است. (اگر مشکلی با ZK-EVM وجود داشته باشد، شما در کاهش جریمه نخواهید شد، اما ممکن است بر روی بلاک‌های نامعتبر بسازید که منجر به از دست دادن درآمد می‌شود.)

۲۰۲۷: ما شروع به توصیه نسبت بیشتری از گره‌ها برای اجرای ZK-EVM خواهیم کرد و در عین حال بر تأیید رسمی و بهبودهای امنیتی تمرکز خواهیم کرد. حتی اگر تنها ۲۰٪ از شبکه از ZK-EVM استفاده کند، می‌توانیم به طور قابل توجهی محدودیت گاز را افزایش دهیم، زیرا این یک مسیر اعتبارسنجی کم‌هزینه برای استیکرهای تنها فراهم می‌کند و نسبت استیکرهای تنها کمتر از ۲۰٪ است.

پس از بلوغ فنی: ما یک مکانیزم اثبات اجباری ۳ از ۵ را معرفی خواهیم کرد. یعنی یک بلوک باید حداقل ۳ اثبات از ۵ سیستم اثبات مختلف داشته باشد تا معتبر در نظر گرفته شود. تا آن زمان، انتظار داریم که بیشتر نودها به اثبات‌های ZK-EVM تکیه کنند، به جز نودهایی که نیاز به ایندکس‌گذاری دارند.

بلندمدت: به بهبود ZK-EVM ادامه دهید تا آن را قوی‌تر کرده و تحت تأیید رسمی سخت‌تری قرار دهید. این مرحله ممکن است شامل تغییراتی در سطح ماشین مجازی نیز باشد، مانند جهت RISC-V.

ببینید: https://ethresear.ch/t/hyper-scaling-state-by-creating-new-forms-of-state/24052

[لینک مقاله اصلی]