Как Ethereum осуществляет внутренний прорыв за пределами протокола без ожидания хардфорка?

Автор: William M. Peaster (старший аналитик Bankless)

Перевод: TechFlow

TechFlow: Долгий процесс принятия решений в рамках управления разработчиками полного ядра (ACD) и циклов хардфорков исторически выступал главным узким местом в эволюции базовых правил Ethereum. Однако в последнее время периферийная инфраструктура Ethereum столкнулась с серией плотных композиционных прорывов:

Компилятор Solar от Paradigm обеспечивает снижение затрат на развертывание и выполнение контрактов вплоть до 35%;

Тестовая сеть Rollup X для Экономической зоны Ethereum (EEZ) продемонстрировала атомарный кросс-слоевой клиринг через спотовые рынки L1 из подписей L2 и проверку постквантовых цифровых подписей;

Механизм FCR сокращает подтверждение пополнения баланса L2 до 13 секунд; evm.fast устанавливает формальные математические границы для доказательства блоков в наихудших сценариях.

Ethereum реконструирует парадигму децентрализованных финансов модульным сотрудничеством, обходя долгие процессы хардфорков.

Попробуйте представить совершенно новую систему рынка кредитования в DeFi: она полностью работает поверх сети Ethereum Layer 2 Rollup, но при клиринге способна напрямую сбрасывать обеспечение на огромные пулы ликвидности на спотовом рынке Ethereum L1.

Возможно даже больше: данный рынок кредитования отличается крайне низкой стоимостью запуска и развертывания, барьеры взаимодействия и комиссии за газ для обычных пользователей резко снижены; средства при депозите поступают практически мгновенно — за считанные секунды; а лежащий в основе Rollup стабильно отправляет доказательства состояния на основной узел Ethereum каждые 12 секунд даже в условиях максимальной сетевой загруженности.

Без лишних слов, описанная выше идеальная система еще не реализована в полной мере сегодня. Однако дистанция между такой системой и реальностью стала значительно короче по сравнению с прошлым месяцем. Что особенно примечательно, все ключевые модули, необходимые для создания этой системы, были синхронно развиты вне медленного и строгого процесса хардфорков Ethereum.

На самом деле, несколько ключевых компонентов, необходимых для сборки этого финансового двигателя, совершили значительные скачки всего за одну прошедшую неделю. В частности:

1. Solar: новый компилятор Solidity на базе языка Rust от Paradigm;

2. Rollup X: первая экспериментальная сеть, построенная на архитектуре Экономической зоны Ethereum (EEZ);

3. Механизм быстрого подтверждения (FCR): получил знаковый новый открытый тестовый релиз;

4. evm.fast: открытый хакатон по установлению верхних границ формального доказательства блоков Ethereum.

Далее давайте последовательно разберем внутреннюю логику этих ключевых «лего-блоков» и соберем их заново, чтобы наглядно показать технологическую трансформацию, которую они обеспечивают.

Четыре новых столпа, не требующие хардфорка

Во-первых, Solar является выдающимся фундаментальным инструментом в экосистеме последнего времени. Проще говоря, он способен напрямую и значительно сократить затраты на развертывание и исполнение смарт-контрактов Ethereum без какого-либо вмешательства со стороны предложений по улучшению Ethereum (EIP).

2 ноября ведущий венчурный фонд Paradigm официально выпустил версию v0.3 Solar. Это полностью переписанный на Rust новый компилятор Solidity (ключевой инструмент, отвечающий за трансляцию кода высокоуровневого языка в байткод, исполняемый виртуальной машиной Ethereum), а также первый знаковый релиз, способный полностью генерировать байткод производственного уровня. Разработчики уже могут бесшовно вызывать его через параметры командной строки в пакете разработки Foundry.

Согласно официальным тестовым данным Paradigm, по сравнению с давно устоявшимся традиционным компилятором solc, смарт-контракты, скомпилированные через Solar, снижают стоимость развертывания в среднем на 26%, а потребление газа во время выполнения взаимодействий снижается примерно на 5%.

Эти данные также получили мощное подтверждение в ранних тестах реальных DeFi-проектов. Например, в ходе практического тестирования кодовой базы стейблкоин-протокола Origin без каких-либо изменений бизнес-логики стоимость развертывания контракта упала на 35%, а расходы на газ при каждом вызове в среднем сократились на 4%.

Ограничения пока лишь в том, что официальная документация Solar прямо указывает: поскольку проект находится в стадии быстрых итераций, пока не рекомендуется напрямую использовать его в продакшен-среде mainnet для управления крупными объемами средств. Кроме того, эффекты оптимизации имеют микроотличия между проектами. При миграции децентрализованной биржи Ekubo со своей dev-ветви на Solar при снижении 166 показателей потребления газа наблюдалось также небольшое увеличение по 12 показателям. Тем не менее, демонстрируемый ею потенциал эффективности сомнений не вызывает.

Во-вторых, Rollup X задает новый стандарт бесшовного межцепочечного взаимодействия в экосистеме Ethereum.

Экономическая зона Ethereum (EEZ) — это ключевой перспективный проект, возглавляемый Gnosis и ZisK при совместном финансировании Фонда Ethereum. Его основная цель — придать основному каналу Ethereum и различным Rollup-решениям «синхронную композируемость» (Synchronous Composability). Иными словами, это позволяет смарт-контрактам одной цепочки вызывать логику контрактов другой цепочки и расходовать возвращаемые данные в рамках единой атомарной транзакции; при этом любая неудача на каком-либо этапе приведет к бесшовному глобальному откату всей транзакции.

В ходе конференции Devcon текущего года EEZ официально представила свою первую публичную тестовую сеть Rollup X и одновременно продемонстрировала впечатляющие кейсы внедрения. В одном из сценариев агрегатор CoW Swap успешно перебросил заказы на обмен, подписанные пользователями на Rollup X, непосредственно в глубину спотового рынка Ethereum L1 для исполнения сделок, а затем вернул полученные активы обратно на Rollup X в рамках той же атомарной транзакции; в другом сценарии Rollup X офчейн-методом быстро проверил алгоритмы постквантовых подписей, позволив контрактам на L1 напрямую выполнять безопасные операции на их основе.

Нельзя否认, что эта технология все еще находится в процессе становления. Ожидается, что доказательства с нулевым разглашением реального времени (Real-time ZK proofs) окончательно сформируются в период 2027 года. Официальные представители Gnosis также предостерегают, что данная тестовая сеть пока не подходит для размещения крупных объемов реальных активов. Тем не менее, Rollup X уже позволил всей отрасли заранее увидеть технический финал будущего.

В-третьих, механизм быстрого подтверждения (FCR) способен сократить задержки обработки критических сценариев, таких как межцепочечные депозиты, с десятков минут до нескольких секунд.

В текущей среде публичных блокчейнов подавляющее большинство сетей масштабирования L2 и мостов перед зачислением подтверждений пополнений, инициированных на Ethereum, обязаны ждать достижения основной сетью окончательной определенности (Finality), этот цикл ожидания обычно занимает около 13 минут. Согласно авторитетным разъяснениям Фонда Ethereum, механизм FCR, напрямую подсчитывая моментальные свидетельства (Attestations), submitted валидаторами, может маркировать блок как быстроподтвержденный в пределах одного слота блока (Slot, около 13 секунд).

Теоретическая модель FCR не появилась на пустом месте: мост Gnosis начала применять его в каналах перевода активов, инициированных с Ethereum, еще 8 октября. Настоящим взрывом индустрии стало резкое падение порога входа для разработчиков. 4 ноября крупный сервис узлов QuickNode официально запустил публичную бета-версию FCR, бесшовно интегрировав ее в существующие интерфейсы маркировки безопасных блоков, которые широко используются приложениями. Как отметил исследователь Ethereum Джулиан Ма, «технологические препятствия для масштабирования внедрения FCR во всей отрасли полностью устранены».

Стоит отметить, что фундамент безопасности FCR базируется на предположении, что как минимум 75% залоговых валидаторов сети честно находятся онлайн и своевременно доставляют доказательства. В случае экстремальных сетевых потрясений система автоматически откатится к консервативному традиционному процессу окончательного подтверждения, чтобы исключить экстремальный риск редких перегруппировок (Reorg) быстроподтвержденных блоков.

И наконец, хакатон evm.fast ведет работу снизу вверх на математическом уровне, решая вопрос предельных значений худшего случая для доказательств блоков с нулевым разглашением.

Технологическая мечта «предоставления доказательств Ethereum в режиме реального времени с миллисекундной точностью» полностью зависит от того, сможет ли генератор доказательств (Prover) успевать за ритмом генерации каждого нового блока. В обычном состоянии это уже в основном реализовано: по данным Gnosis, ZisK уже сейчас способен сжимать время доказательства блоков Ethereum до менее чем 10 секунд для 99,9% случаев. Однако настоящая «ахиллесова пята» скрывается в долгосрочных экстремальных сценариях. До сих пор никто не смог строгим математическим путем определить максимальную вычислительную нагрузку на один злонамеренно сконструированный блок, что означает: теоретически экстремально сложный блок может полностью вывести из строя доказывающий механизм.

Для преодоления этой теоретической преграды Фонд Ethereum совместно с zkSecurity и Verity Labs 2 ноября официально запустил на научной платформе Yukon хакатон evm.fast. Командам-участницам предстоит в инструмент доказывания теорем Lean провести математический вывод и строго доказать абсолютный максимум шагов машинных инструкций RISC-V, требуемых для проверки любого блока Ethereum.

В начале этого математического соревнования фиксированный предел на таблице лидеров составлял бесконечность, что означает: любая команда, выведшая первую конечную и математически обоснованную абсолютную константу, немедленно займет первое место.

Сборка лего-блоков

Каждый из рассматриваемых четырех передовых столпов сам по себе имеет революционное значение. Но только их органичное сочетание позволит действительно разблокировать на цепочке ранее невозможные новые парадигмы децентрализованных финансов. Вернемся к модели рынка кредитования следующего поколения, упомянутой в самом начале.

Рис.: Архитектура модели кредитования DeFi нового поколения, обходящая хардфорки

В этой принципиально новой архитектуре эти четыре ключевых компонента будут слажено работать в тесной синергии:

Быстрый запуск рынков благодаря Solar: подавляющему большинству кредитных протоколов для открытия новых торговых пар требуется развернуть новые независимые экземпляры контрактов, а значительное снижение затрат на компиляцию и развертывание будет оказывать заметный эффект сложного процента по мере роста бизнеса протокола; еще важнее то, что логика расчета процентов и определения параметров клиринга вызывается при каждом займе, возврате и ликвидации, поэтому даже экономия нескольких процентов газа за одно взаимодействие со временем конвертируется для конечных пользователей в колоссальное богатство.

Решение проблем межцепочечного клиринга с опорой на EEZ: ранее рынки кредитования на Emerging public chains всегда находились в уязвимом и рискованном положении, так как при обвале рынка локально зачастую не хватало достаточной спотовой ликвидности для своевременного поглощения огромных объемов конфискованного обеспечения. Благодаря интеграции с EEZ клирингеры могут бесшовно направлять обеспечение напрямую на глубокие пулы крупной спотовой ликвидности Ethereum L1 и одновременно within одной атомарной транзакции гасить долги второго уровня, при этом любой сбой приводит к полному откату транзакции. Это означает, что Rollup может смело листить активы, чья реальная ликвидность сконцентрирована на основном канале, а арбитражеры смогут поддерживать ценовой паритет без риска расхождения курсов мостов.

Устранение трения ожидания депозитов благодаря FCR: не все обеспечительные активы поступают посредством синхронных вызовов, значительная часть ликвидности по-прежнему исходит с централизованных бирж и других мультичейн-экосистем. Интеграция FCR позволяет рынку кредитования почти молниеносно зачислять обеспечение (за ~13 секунд), кардинально сокращая периоды простоя капитала и стимулируя внешний капитал стремительно входить в позицию при резком росте ставок. С точки зрения управления рисками протокол может устанавливать динамический дисконт риска для быстроподтвержденного обеспечения до достижения окончательной определенности, исключая из механизма появления плохих долгов из-за случайных реорганизаций блокчейна.

Установление абсолютной линии защиты рисков с помощью evm.fast: во время рыночной паники блоки часто бывают предельно перегружены, что наиболее подвергает системным рискам случаи, когда злоумышленники намеренно конструируют блоки с высокой задержкой доказательства для разрыва связи между Rollup и основным сетью. Как только математическая формализация докажет абсолютный предел вычислительной нагрузки для доказательства блока, операторы сети смогут точно настроить достаточные вычислительные резервы, гарантируя своевременную доставку доказательств валидности в каждый слот даже в самых худших экстремальных условиях. Система таким образом качественностно трансформируется из «обычно достаточно быстрой» в «абсолютно и навсегда достаточно быструю с математической точки зрения».

Для конечных пользователей данный переход приносит исключительно наглядный опыт: возможность оперировать глубиной ликвидности основного уровня в качестве гарантий кредитования, мгновенное поступление депозитов обеспечения, получение минимальных проскальзываний при изменении цен и одновременное снижение стоимости газа. И весь этот набор преимуществ достигается без единой необходимости ожидать долгожданного хардфорка Ethereum.

Это лишь верхушка айсберга

Пример рынка кредитования — это лишь малая часть сценариев применения данного комбинированного подхода. Замена кредитной модели на другие направления полностью сохраняет силу данной архитектурной логики.

Возьмем в качестве примера архитектуру постквантовых казначейств децентрализованных автономных организаций (DAO):

Мультиподпись казначейства с помощью криптографического алгоритма Falcon, устойчивого к квантовым атакам, осуществляет авторизацию заявок на финансирование; Layer 2 Rollup специализируется на консолидации и исполнении дорогих сложных вычислений по проверке подписей; после чего казначейство Ethereum L1 напрямую выполняет перевод средств в рамках единой атомарной транзакции, полностью воспроизводя клиринговый процесс, продемонстрированный Rollup X.

В данной архитектуре на долю основного канала Ethereum приходится лишь малая доля от максимально возможного потребления в 5,5 млн газа при полном подтверждении подписей Falcon (в практической демонстрации Gnosis потребовалось около 495 тысяч газа). Solar способен дополнительно сократить эксплуатационные расходы контрактов проверки, FCR ускоряет зачисление пожертвований и внешних фондов, а строго формализованный потолок вычислительных ресурсов гарантирует непрерывность работы всей системы.

От децентрализованных бирж и международных платежных сетей до полностью ончейн-игр эта инфраструктура нового поколения способна переформатировать ландшафт всех децентрализованных приложений. Палитра инноваций экосистемы Ethereum значительно расширилась, и весь процесс эволюции прошел, даже ни разу не задев ни единого старого правила базового протокола.

Обход узких мест уровня протокола

Медленный темп внедрения процессов управления разработчиками полного ядра Ethereum и хардфорков — это общеизвестный факт индустрии. И все же эта осторожность и неторопливость сами по себе не являются ошибочными: любые изменения базовых правил консенсуса, обеспечивающих экономику в триллионы долларов, изначально должны продвигаться исключительно жесткими и взвешенными методами.

Рис.: Сравнение механизмов обновлений внутри форков и эволюции вне форков

Но нельзя не признать и то, что экосистема Ethereum обладает полным потенциалом для расширения технологических границ посредством самоорганизующегося сотрудничества, минуя узкие места управления на уровне протокола. Цепочка прорывов, ставшую свидетелями которых мы стали на прошлой неделе, служит ярким подтверждением подобных инженерных инноваций снизу.

Это влияние тренда окажется особенно глубоким в сфере противодействия квантовым вычислениям. Исследователь Ethereum Джастин Дрейк (Justin Drake) неоднократно отмечал публично, что главной преградой адаптации Ethereum к квантовой безопасности уже давно выступает не сама криптография, а приоритетное распределение задач в процессе управления разработчиками полного ядра.

Дрейк признается, что если бы все команды разработки клиентов поставили квантовую безопасность на высший приоритет, соответствующие функции можно было бы развернуть на основном канале всего за несколько месяцев; однако при нынешнем стандартном графике заседаний этот процесс отложится минимум до конца 2028 года. Однако практика реализации подписей Falcon на Rollup X всем продемонстрировала: разработчикам вовсе не обязательно терпеливо ожидать обновления mainnet, они могут прямо сейчас внедрять передовые решения в эксплуатацию.

Темпы внедрения базовых хардфорков Ethereum с большой вероятностью незначительно не изменятся и в будущем. Но более увлекательным вопросом остается то, сколько изящных обходных решений способна сгенерировать периферийная экосистема в промежутках между обновлениями основных протоколов, и сможет ли децентрализованная система наблюдения и оценки всей экосистемы уверенно следовать за темпом эволюции.