– этими словами Виталик Бутерин, изобретатель Ethereum, начал своё выступление на конференции BeyondBlock в Тайбэе, где он представил план достижения Эфириумом уровней масштабируемости платёжной системы Visa в течение следующих 3–5 лет.
Главными проблемами, с которыми сталкивается Ethereum, по мнению Бутерина, являются анонимность, безопасность и масштабируемость.
– сказал Бутерин, одевший на конференцию футболку с эмблемой Byzantium, последнего на данный момент хард-форка Ethereum.
С этим обновлением в Эфириуме были реализованы новые криптографические алгоритмы, включая доказательство с нулевым разглашением и кольцевые подписи, которые сами по себе не решают проблему анонимности, однако открывают перед разработчиками возможности для создания таких решений.
Предполагается, что анонимность на уровне базового слоя решается, по крайней мере, в теории, путём использования zk-SNARK, которые позволяют как скрыть детали транзакции от всех, так и поделиться ими с отдельными пользователями по выбору отправителя транзакции.
Безопасность, конечно, не является проблемой, которую можно решить полностью – только свести к минимуму число вероятных сценариев её нарушения. Зато проблема масштабируемости может быть решена полностью.
Однако это непросто из-за трилеммы децентрализации, безопасности и масштабируемости. Обеспечить два свойства из этих трёх, по словам Бутерина, просто, и он привёл примеры существующих компромиссных решений такого рода:
Существующие блокчейны, такие как Ethereum и Биткойн, в их текущем состоянии, жертвуют масштабируемостью, тогда как блокчейнам с супербольшими блоками размером по 10 ГБ пришлось бы принести в жертву децентрализацию.
Однако Ethereum стремится объединить в себе все эти свойства, не жертвуя ни одним из них. Одним из способов достичь этого могут быть решения второго уровня, такие как Plasma, Raiden или Lightning Network, но Ethereum также ставит перед собой задачу решить трилемму децентрализации, безопасности и масштабируемости на уровне основного блокчейна.
Бутерин говорит, что Ethereum стремится решить проблему масштабируемости на уровне основного блокчейна, увеличив пропускную способность до тысяч транзакций без мастернод (ведущих узлов), объединённых нод или других аспектов, способствующих усилению централизации.
– говорил он, представляя первую и, можно сказать, базовую концептуализированную версию шардинга.
– говорит Бутерин. –
Будут сосуществовать два этих мира. Старый мир, функционирующий с прежним уровнем масштабируемости, который на сегодняшний день ограничен, так как каждая транзакция дублируется каждой нодой.
И новый мир со своими правилами, имеющий квадратичную масштабируемость, поскольку ноды подтверждают определённые шарды и выступают в качестве лёгких клиентов для других шард. Причём этот новый мир потенциально может иметь ещё больший уровень масштабируемости в зависимости от реализации и постепенного совершенствования шардинга.
Согласно «дорожной карте», изложенной Бутериным, это будет доступно уже на ранних стадиях шардинга и будет реализовано на уровне протокола через «жёсткое связывание» (tight coupling).
При этом сеть Ethereum обновляется, так что в программах-клиентах применяется правило: если блокчейн содержит некорректный шардинговый заголовок, то некорректным считается весь блокчейн.
«То есть за счёт применения жёсткого связывания валидность второго слоя становится условием для валидности первого, базового слоя, – объясняет Бутерин. – На этом этапе вся система шардинга будет иметь одинаковый уровень безопасности и будет полностью определяться хард-форками.
Первоначально Ethereum будет работать с разной скоростью для обычных нод и для шардинговых нод, подключенных к обычным нодам. В конце концов, после перехода на метод жёсткого связывания эта разница в скорости между ними исчезнет.
Новые шарды создают новое адресное пространство. Это значит, что они никак не влияют на обычные транзакции и текущую сеть.
Это, по словам Бутерина, позволяет разработчикам принимать участие в важных инновациях, так как они получают возможность работать более свободно, ограничивая действие вносимых изменений границами шарда.
В конце концов основная цепочка должна быть обновлена, но это можно сделать позже, поскольку нет необходимости замедлять работу постоянными требованиями ончейн обновлений без обратной совместимости.
К этим изменениям относятся увеличенное распараллеливание, более быстрая виртуальная машина Ethereum, бинарные деревья Меркла и клиенты без сохранения состояний.
Клиентов без сохранения состояний, т. е. шардинговые версии программ-клиентов для Ethereum, Бутерин описал так: «Вместо того, чтобы требовать от программ клиентов наличия состояний, мы будем требовать от отправителя транзакции предоставления своего рода доказательств Меркла для определённых частей состояний, к которым они обращаются».
Бутерин сказал, что развитие клиентов без сохранения состояний находится ещё на очень ранней стадии и есть много способов их реализации, и это лишь один из примеров их возможного применения в шардинге.
«Дорожная карта» реализации шардинга представляет собой первоначальное создание нового «универса» (или 100 универсов), практически не влияющее на основной блокчейн.
Причина этого, по словам Бутерина, заключается в том, что будет довольно много изменений без обратной совместимости, которые могут влиять на текущие состояния проектов, так что они скорее предпочтут начать с чистого листа.
Таким образом, Ethereum должен переключиться на работу с двумя разными скоростями пока в будущем оба слоя вновь не сольются в один.
Разработчики работают над новыми шардами, постепенно улучшая код, добавляя в шарды zk-SNARK и другие функции, увеличивая их способность к обмену данными и коммуникации, а затем постоянно совершенствуют их через относительно небольшие изменения.
Планируемые сроки реализации составляют 3–5 лет, то есть не ранее 2020 года. Но один из самых сложных аспектов, архитектура, похоже, уже находится на стадии стабильного концепта, так что, возможно, мы увидим прототипы уже к следующему году и первые альфа-версии в 2019 году или даже раньше.
А тем временем будет происходить переход к гибридному Proof-of-Stake/Proof-of-Work Эфириуму. Это само по себе тоже очень серьёзное обновление и, по оптимистичным оценкам, может быть подготовлено к лету.
Таким образом, общий подход Эфириума, похоже, подразумевает приоритет скорости перед доведением до совершенства: скорее быстро реализовывать идеи, а потом доводить их до ума, чем изначально совершенствовать их настолько, чтобы их уже с первой версии могла использовать даже ваша бабушка.
Такой подход обусловлен необходимостью. Ethereum сегодня обрабатывает транзакций больше, чем все остальные децентрализованные публичные блокчейны вместе взятые.
Спрос на транзакции в сети Ethereum с прошлого года увеличился более чем в 10 раз, притом что сеть теперь способна обработать, в лучшем случае, лишь в 4 раза больше транзакций.
Таким образом, время не является роскошью для ещё молодого проекта, единственного в этой отрасли пытающегося следовать мантре Кремниевой долины – действовать быстро и разрушать привычные вещи.
