วิทยาศาสตร์ยอดนิยม | การขยายปริมาณงาน DeFi: บทความ Layer-One

หมายเหตุบรรณาธิการ: บทความนี้มาจากผู้ที่ชื่นชอบ Ethereum (ID: ethfans)หมายเหตุบรรณาธิการ: บทความนี้มาจาก

ผู้ที่ชื่นชอบ Ethereum (ID: ethfans)

, ผู้แต่ง: Remco Bloemen, ผู้แปล & ผู้พิสูจน์อักษร: Min Min & A Jian, ทำซ้ำโดย Odaily โดยได้รับอนุญาต

หากคุณเคยใช้ DeFi เมื่อเร็ว ๆ นี้ ค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรมที่พุ่งสูงขึ้นเมื่อเร็ว ๆ นี้จะทำให้คุณต้องตะลึง วันนี้ ค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรมในหลักสิบหรือหลายร้อยดอลลาร์ไม่ใช่เรื่องแปลกสำหรับการทำธุรกรรม Ethereum ด้วยค่าธรรมเนียมที่สูงเช่นนี้ มีเพียงวาฬยักษ์เท่านั้นที่สามารถทำกำไรได้ ไม่ต้องพูดถึงแผนการอันยิ่งใหญ่ในการ "ทำให้บริการธนาคารสามารถเข้าถึงได้โดยผู้ที่ไม่มีบัญชีธนาคาร" และ "การสร้างโครงสร้างพื้นฐานทางการเงินที่ไม่ต้องขออนุญาตและเป็นประโยชน์ต่อทุกคน" Ethereum กำลังกลายเป็นสถานที่สำหรับคนรวย

คำอธิบายภาพ

- หากเป็นธุรกรรมขนาดเล็ก ค่าธรรมเนียมการจัดการอาจเกิน 10% ของยอดธุรกรรม -

เราต้องการสร้างโลกโทเค็นที่มูลค่าทั้งหมดไหลได้อย่างอิสระ และข้อจำกัดของบล็อกเชนจะทำให้เราไม่สามารถบรรลุวิสัยทัศน์นี้ได้ นั่นเป็นเหตุผลที่ 0x Labs ได้รวบรวมทีมวิศวกรวิจัยโดยเฉพาะเพื่อพัฒนาโซลูชันสำหรับข้อจำกัดเหล่านี้ ในบทความนี้ เราจะสำรวจข้อจำกัดของ Ethereum และผลกระทบที่มีต่อผู้ใช้ DeFi เราจะแนะนำบล็อกเชนรุ่นต่อไปโดยสังเขป ในบทความต่อๆ ไป เราจะสำรวจโซลูชันอีกประเภทหนึ่ง (เลเยอร์ 2) และแนะนำกลยุทธ์ของเราเองในการตอบสนองความต้องการของ DeFi

ก่อนอื่น สิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่าขนาดของธุรกรรม Ethereum นั้นวัดจากปริมาณการใช้ก๊าซ ธุรกรรมจะบรรจุเป็นบล็อก และบล็อกจะถูกสร้างขึ้นทุกๆ 13 วินาทีโดยประมาณ แต่ละบล็อกสามารถรองรับธุรกรรมได้จำนวนจำกัด เนื่องจากสิ่งที่เรียกว่า "block gas limit" ปัจจุบัน ขีดจำกัดของก๊าซสำหรับแต่ละบล็อกคือ 12 ล้าน ธุรกรรมโทเค็น ERC20 ทั่วไปต้องใช้ประมาณ 50,000 Gas ซึ่งหมายความว่าบล็อกสามารถรองรับการดำเนินการโอนโทเค็นได้สูงสุด 240 รายการ กล่าวคือ สามารถทำธุรกรรมได้ประมาณ 18 รายการต่อวินาที ธุรกรรม DeFi มักจะเกี่ยวข้องกับการโอนโทเค็นหลายรายการ รวมถึงการดำเนินการด้านบัญชีอื่นๆ ซึ่งอาจมีค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้นสองเท่าและจำกัดปริมาณงานเพิ่มเติม ความจุก๊าซและเวลาบล็อกหมายความว่ามีกระแสก๊าซที่สม่ำเสมอสำหรับการทำธุรกรรม

ก่อนอื่นมาดูการเติบโตของการจัดหาก๊าซและการใช้งานตั้งแต่การกำเนิดของ Ethereum

การใช้แก๊ส

ทุกๆ วัน มีการเพิ่มบล็อกประมาณ 6,000 บล็อกใน Ethereum รองรับธุรกรรม Gas หลายพันล้านรายการ จำนวนนี้มีการเปลี่ยนแปลงและเพิ่มขึ้นตลอดเวลา ส่วนใหญ่เกิดจากบล็อกแก๊สแคปที่เพิ่มขึ้น ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากจำนวนและขนาดของการทำธุรกรรมบน Ethereum ยังคงเพิ่มขึ้น ปริมาณก๊าซทั้งหมดที่ใช้โดยการทำธุรกรรมก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน

เมื่อมองย้อนกลับไปที่ประวัติการพัฒนาทั้งหมดของ Ethereum อุปทาน (ส่วนสีเทา) และปริมาณการใช้ (ส่วนสีดำ) ของ Gas จะแสดงในรูปต่อไปนี้:

คำอธิบายภาพ

ดังที่กราฟแสดง แหล่งจ่ายก๊าซเห็นการลดลงเป็นรอยหยักก่อนที่ฮาร์ดฟอร์กของ Byzantium, Constantinople และ Muir Glacier นี่คือผลกระทบของ Ethereum ระเบิดยากหรือที่เรียกว่ายุคน้ำแข็ง ในช่วงยุคน้ำแข็ง เวลาในการสร้างบล็อกจะเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณ ส่งผลให้จำนวนบล็อกที่ขุดได้ต่อวันลดลง และปริมาณก๊าซรวมต่อวันลดลง แน่นอนว่าสถานการณ์นี้เลวร้ายมาก ดังนั้นเครือข่าย Ethereum จึงจำเป็นต้องใช้ฮาร์ดฟอร์กเพื่อกู้คืนเครือข่าย นั่นคือสิ่งที่ระเบิดความยากถูกออกแบบมาให้ทำ: แนะนำการปรับปรุงเพื่อให้นวัตกรรมไม่หยุดนิ่ง เนื่องจาก Constantinople hard fork ลืมที่จะรีเซ็ตการ hard fork Ethereum จึงแนะนำ Muir Glacier hard fork ทันที การฮาร์ดฟอร์กของเบอร์ลินที่ตามมากำลังพิจารณาที่จะเปลี่ยนกลไกนี้ (EIP 2515)

จากการใช้ Gas ในส่วนสีดำของภาพ เราจะเห็นว่าตั้งแต่ ICO บูมในปี 2017 การใช้ Gas ของ Ethereum มีสัดส่วนมากกว่า 60% ของขีดจำกัดบนของ Gas ตั้งแต่นั้นมา ขีดจำกัดของก๊าซก็เพิ่มขึ้นเป็นสี่เท่าผ่านการกระโดดหลายครั้ง หลังจากการกระโดดแต่ละครั้ง จะมีการใช้แก๊สเพิ่มขึ้นตามลำดับ ในช่วงไม่กี่เดือนที่ผ่านมา ดูเหมือนว่าการใช้ก๊าซ Ethereum จะติดอยู่ที่ 95% ของขีดจำกัดก๊าซ

เพื่อทำความเข้าใจว่าเหตุใดอัตราการใช้แก๊สของ Ethereum จึงไม่เกิน 95% เราต้องเข้าใจบล็อกว่างและบล็อกลุงก่อน

ชื่อเรื่องรอง

บล็อกเปล่าและบล็อกลุง

ตลอดประวัติศาสตร์การพัฒนาของ Ethereum แม้ว่าอุปทานจะมีมากเกินความต้องการ การใช้ก๊าซของ Ethereum ก็ยังไม่เกิน 95% ของขีดจำกัดบนของก๊าซ น่าแปลกที่ก๊าซที่เหลืออีก 5% ถูกทิ้งในบล็อกเปล่า บล็อกว่างเป็นเรื่องปกติ ทุกๆ 20 บล็อกจะมีบล็อกว่าง ทำไมทุกคนถึงขุดบล็อกว่างเมื่อมีธุรกรรมที่ต้องชำระเงินรอการรวมอยู่ ลองดูข้อมูล:

อัตราบล็อกว่างเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเมื่อเวลาผ่านไป และปัจจุบันอยู่ที่ประมาณ 5% พูลการขุดทั้งหมดมีบล็อกว่าง ดังนั้นจึงไม่เป็นอันตราย ปัญหาที่แท้จริงคืออัตราการบล็อกนั้นเร็วเกินไป หากใช้เวลาขุดบล็อกน้อยกว่า 6 วินาที ความน่าจะเป็นที่บล็อกจะว่างเปล่าจะเพิ่มขึ้นเป็นทวีคูณ

คำอธิบายหนึ่งคือนักขุดเริ่มขุดบล็อกถัดไปเมื่อพวกเขาได้รับส่วนหัวของบล็อกใหม่ แต่ยังไม่ได้ประมวลผลบล็อกทั้งหมด สิ่งนี้เรียกว่าการขุด "Simple Payment Verification (SPV)" ใน Bitcoin และทำให้นักขุดสามารถเริ่มการขุดบล็อกถัดไปได้ทันที แต่จะมีเพียงบล็อกเปล่าเท่านั้น เมื่อบล็อกใหม่ได้รับการประมวลผลแล้ว นักขุดสามารถเริ่มบรรจุภัณฑ์และขุดบล็อกถัดไปได้ หลักฐานอีกชิ้นที่จะยืนยันคำอธิบายนี้คือหากนักขุดคนเดียวกันขุดสองบล็อกติดต่อกัน อัตราบล็อกเปล่าจะลดลง 25%

นอกจากการล้างบล็อกแล้ว ยังมีอีกวิธีในการขุดบล็อกก่อนหน้าต่อไป (แทนที่จะขุดช่องที่ขุดได้ใหม่กว่า) ในขณะที่ประมวลผลบล็อกใหม่ สิ่งนี้มีศักยภาพที่จะส่งผลให้มีการขุดบล็อกใหม่หลายบล็อก หากสิ่งนี้เกิดขึ้นกับ Ethereum เครือข่ายจะเลือกบล็อกที่ถูกต้องและปฏิบัติต่อบล็อกอื่นๆ นักขุดที่ขุดบล็อกลุงจะได้รับรางวัลบล็อกเดียวกัน อัตราบล็อกลุงมีเสถียรภาพมาก:

ในปี 2018 เมื่อการใช้แก๊สถึงจุดสูงสุด อัตราการบล็อกลุงก็เช่นกัน (ตอนนี้ลดลงมาอยู่ที่ 5%) ในช่วงเวลานั้น อัตราบล็อกเปล่าก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน อาจเป็นเพราะนักขุดเปลี่ยนกลยุทธ์

มีวิธีการบางอย่างที่สามารถใช้เพื่อลดอัตราการบล็อกว่างและอัตราการบล็อกไม่ว่าง สันนิษฐานว่าสาเหตุของอัตราบล็อกเปล่าที่สูงและอัตราการบล็อกที่ไม่แน่นอนคือกลุ่มการขุดไม่สามารถรับสถานะล่าสุดได้เนื่องจากความล่าช้าในการประมวลผลเครือข่ายและบล็อก วิธีการง่ายๆ (แต่ไม่เป็นที่พึงปรารถนา) คือการทำให้กลุ่มการขุดรวมศูนย์มากขึ้น โดยมีสถานะล่าสุดในที่เดียว โซลูชันที่มีการกระจายอำนาจมากขึ้นคือการใช้ bloxroute เพื่อสร้างช่องทางการเชื่อมต่อระหว่างกันโดยเฉพาะระหว่างกลุ่มการขุด อีกวิธีหนึ่งที่ได้รับแรงบันดาลใจจาก "การขุดแบบสอดแนม" คือการให้กลุ่มการขุดแบ่งปันบล็อกที่พวกเขากำลังขุดล่วงหน้า พูลการขุดอื่นๆ สามารถเตรียมบล็อกถัดไปสำหรับแต่ละบล็อกที่กำลังขุด เมื่อพูลการขุดหนึ่งขุดบล็อกได้สำเร็จ พูลการขุดอื่นๆ จะรู้ว่าบล็อกใดที่จะขุดต่อไปและเปลี่ยนทันที ในระดับที่สูงขึ้น การปรับปรุงโปรโตคอลการสื่อสารของโหนดและอัลกอริทึมการประมวลผลสามารถช่วยได้เช่นกัน และอาจก่อให้เกิดประโยชน์บางประการ อย่างไรก็ตาม ดังที่เราได้เห็นแล้ว การลดอัตราบล็อกว่างและอัตราบล็อกเปล่าสามารถเพิ่มปริมาณก๊าซต่อวันได้ถึง 5% หรือมากกว่านั้น

ราคาแก๊ส

จากนี้ฝาปิดแก๊สคือ 95% ของการจ่ายแก๊ส แล้วจะเกิดอะไรขึ้นหากความต้องการใช้ก๊าซของประชาชนเกินเพดานนี้

ชื่อเรื่องรอง

ราคาแก๊ส

จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อความต้องการ Gas จากผู้ใช้ Ethereum เข้าใกล้ขีดจำกัดสูงสุด? นักขุดสามารถเลือกธุรกรรมที่จะรวมได้ตามต้องการ (ดูรายละเอียดด้านล่าง) แต่ในความเป็นจริงแล้ว นักขุดจะให้ความสำคัญกับการทำธุรกรรมบรรจุภัณฑ์ด้วยราคาก๊าซที่สูง เพราะสิ่งนี้จะเพิ่มผลกำไรสูงสุดของพวกเขา และในที่สุดจะกระตุ้นให้เกิดการประมูลราคาสูงสุดสำหรับก๊าซ

ราคาก๊าซได้กลายเป็นตัวอย่างที่สมบูรณ์แบบของอุปทานที่ไม่ยืดหยุ่น เนื่องจากอัตราการใช้ Gas บนเครือข่าย Ethereum เกิน 80% และเข้าใกล้ขีดจำกัดสูงสุดที่ 95% ราคาของ Gas จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ความต้องการที่เพิ่มขึ้นมีแต่จะทำให้ราคาก๊าซสูงขึ้นจนผู้ใช้ไม่สามารถจ่ายได้ วิธีเดียวที่จะลดราคาก๊าซคือการเพิ่มปริมาณก๊าซหรือลดความต้องการก๊าซ การเพิ่มขีด จำกัด ของก๊าซเมื่อเร็ว ๆ นี้ไม่เพียงพอที่จะลดราคาก๊าซได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ข้อมูลในรูปแสดงถึงราคาขั้นต่ำที่ต้องจ่ายเพื่อรวมไว้ในบล็อกถัดไป หากคุณยินดีที่จะรออีกสักหน่อย ราคาน้ำมันจะถูกลงมาก พิจารณาจากข้อมูลย้อนหลังล่าสุด หากคุณยินดีที่จะรอเป็นเวลาสองนาทีขึ้นไป ราคาน้ำมันจะลดลง EIP 1559 ช่วยเพิ่มความเร็วในการดำเนินการธุรกรรมในขณะที่ลดเบี้ยประกันภัย

ขีด จำกัด ของก๊าซ

ชื่อเรื่องรอง

พูลการขุดกำหนดขีด จำกัด ของก๊าซของบล็อก เรามาเริ่มกันที่สรุปโดยย่อเกี่ยวกับวิธีการทำงานของนักขุดและพูล: นักขุดเกือบทุกคนเลือกที่จะรวมต้นกำเนิดของพลังการประมวลผลกับแหล่งอื่นๆ พวกเขาจะรวบรวมทรัพยากรของพวกเขาเข้าด้วยกันและได้รับรายได้ที่สม่ำเสมอ แทนที่จะเสี่ยงที่จะไม่มีรายได้เป็นเวลานานและขุดคนเดียว ดังนั้นกลุ่มการขุดจึงเกิดขึ้น รับผิดชอบในการตรวจสอบการมีส่วนร่วมของผู้ขุดแต่ละคนและมอบหมายงานการขุดของบล็อกถัดไป บล็อกส่วนใหญ่ถูกขุดโดยบ่อขุดขนาดใหญ่ รูปด้านล่างแสดงเปอร์เซ็นต์ของบล็อกที่ผลิตโดยกลุ่มการขุดตั้งแต่เกิด Ethereum:

ดังที่เห็นได้จากรูปด้านบน Spark Pool, Ethermine และ F2Pool นั้นล้ำหน้าไปมากในสัดส่วนของการสร้างบล็อก

นอกเหนือจากการเข้าร่วมในฮาร์ดฟอร์กแล้ว ผู้ให้บริการกลุ่มการขุดยังมีหน้าที่รับผิดชอบด้านการกำกับดูแลที่สำคัญ: การกำหนดขีดจำกัดก๊าซของ Ethereum แตกต่างจากลักษณะเช่นเวลาบล็อกและราคาแก๊ส ขีดจำกัดบนของแก๊สแต่ละบล็อกจำเป็นต้องตั้งค่าอย่างจริงจัง ความแตกต่างระหว่างขีดจำกัดก๊าซของบล็อกใหม่และบล็อกก่อนหน้าต้องอยู่ภายใน 0.1% ดังนั้นขนาดของแต่ละบล็อกจึงผันผวนได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น (ดูกระดาษสีเหลือง: สูตร 47) หากผู้ประกอบการกลุ่มการขุดบรรลุข้อตกลง ขีดจำกัดก๊าซสามารถปรับเปลี่ยนได้อย่างมาก: ภายใน 2.5 ชั่วโมง ขีดจำกัดก๊าซสามารถเพิ่มเป็นสองเท่าหรือลดลงครึ่งหนึ่ง หากไม่มีความเห็นเป็นเอกฉันท์ ขีดจำกัดของก๊าซจะเป็นค่ามัธยฐานถ่วงน้ำหนักของขนาดพูลการขุด

ขณะนี้เนื่องจากขาดข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับพฤติกรรมที่แท้จริงของคนงานเหมือง เราจึงใช้แนวทางที่ง่ายกว่า: ระบบการลงคะแนน หวังว่าเราจะสามารถแปลงแนวทางนี้เป็นอัลกอริทึมที่แม่นยำยิ่งขึ้นได้ในอนาคตผ่าน soft fork

- หลักการออกแบบขั้นพื้นฐานของ Ethereum (มีนาคม 2558)

ข้อความ

คำอธิบายภาพ

เมื่อเร็ว ๆ นี้ แหล่งขุด Ethereum ที่ใหญ่ที่สุดในโลกสองแห่งได้ทำการตัดสินใจที่ขัดแย้งกันเพื่อเพิ่มการผลิตก๊าซรายวัน 25% จุดประสงค์ของการย้ายนี้คือเพื่อลดค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรมที่สูงเกินไปโดยการเพิ่มปริมาณก๊าซ จนถึงตอนนี้ เราพบว่าไม่ว่าเราจะเพิ่มขีดจำกัดน้ำมันอย่างไร เราก็ไม่สามารถตามอัตราการเติบโตของความต้องการของผู้ใช้ในการทำธุรกรรมได้ ซึ่งหมายความว่าหลังจากราคาก๊าซลดลงในระยะสั้น ราคาน้ำมันก็จะสูงขึ้นอีกครั้งในที่สุด

การเพิ่มขีดจำกัดก๊าซจะทำให้ Ethereum มีค่าใช้จ่ายด้านความปลอดภัยที่ซ่อนอยู่สูง อย่างที่เราเห็น การเพิ่มขีดจำกัดของก๊าซจะเพิ่มอัตราการบล็อกที่ไม่สะอาดและบล็อกที่ว่างเปล่า ในกรณีของการโหลดธุรกรรมปกติ ผลกระทบนี้ไม่มีนัยสำคัญ แต่ด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัย เราสนใจเฉพาะกรณีที่รุนแรงเท่านั้น ไม่ใช่กรณีปกติ จากการวิจัยของ Perez และ Livshits (2019) ในกรณีที่เลวร้ายที่สุด หากมีการสร้างชุดธุรกรรมที่มีประสิทธิภาพการประมวลผลต่ำมาก (ความเร็วในการประมวลผลธุรกรรมดังกล่าวช้ากว่าธุรกรรมทั่วไปถึง 100 เท่าในราคาค่าน้ำมันเท่ากัน) และบรรจุลงในบล็อก โหนดต้องใช้เวลา 90 วินาทีในการประมวลผลบล็อกนี้ ซึ่งทำให้โหนดล้าหลัง และกลุ่มการขุดจะขุดบล็อกเปล่าและบล็อกลุงออกมาจำนวนมาก นับตั้งแต่มีการตีพิมพ์ผลการศึกษานี้ การบรรเทาผลกระทบบางอย่างได้เกิดขึ้น แต่ปัญหายังไม่ได้รับการแก้ไขอย่างเต็มที่ ดังนั้น การตัดสินใจเพิ่มขีดจำกัดก๊าซจึงถูกวิจารณ์โดยผู้พัฒนาโหนดหลักสองคนคือ Péter Szilágyi และ Alexey Akhunov

ข้อความ

ดังนั้นเมื่อถึงระดับแก๊ส ราคาน้ำมันก็จะสูงขึ้น และดูเหมือนว่าเราไม่ควรเพิ่มระดับแก๊สอีกต่อไป แล้วเราจะทำอะไรได้อีก? เราสามารถลดต้นทุนก๊าซที่จำเป็นสำหรับการทำธุรกรรมได้หรือไม่?

ชื่อเรื่องรอง

ปริมาณการใช้ก๊าซ

ปริมาณการใช้ก๊าซของธุรกรรมโดยทั่วไปคือปริมาณการใช้การทำงานของ EVM การทำธุรกรรมประกอบด้วยการดำเนินการ EVM ขั้นพื้นฐานจำนวนมาก และปริมาณการใช้ก๊าซของแต่ละการดำเนินการจะควบคุมโดย EIP และฮาร์ดฟอร์ก ในการฮาร์ดฟอร์กที่ผ่านมา ปริมาณการใช้ก๊าซของการดำเนินงานหลักเพิ่มขึ้น (EIPs 150, 160, 1884) และลดลง (EIPs 1108, 2028, 2200) ฮาร์ดฟอร์ก "เบอร์ลิน" ที่วางแผนไว้กำลังพิจารณาการเปลี่ยนแปลงปริมาณการใช้ก๊าซหลายประการ (EIPs 1380, 1559, 2046, 2565, 2537)

ซึ่งหมายความว่าพื้นที่จัดเก็บจะยังคงเป็นต้นทุนส่วนใหญ่ของ DeFi การสร้างเครื่องชั่งใหม่มีค่าใช้จ่าย 20,000 Gas และการปรับเปลี่ยนเครื่องชั่งที่มีอยู่มีค่าใช้จ่าย 5,000 การโอนต้องเปลี่ยนอย่างน้อยสองเดือน และการแลกเปลี่ยนต้องเปลี่ยนอย่างน้อย 4 เดือน ธุรกรรม DeFi ที่ซับซ้อนมากขึ้นจะรวมถึงการดำเนินการของรัฐที่มีราคาแพงกว่า ดูเหมือนว่าจะไม่ง่ายเลยที่จะลดปริมาณและต้นทุนของพื้นที่จัดเก็บที่เกี่ยวข้อง และแนวโน้มนี้ไม่สามารถดึงกลับได้ แต่ข่าวดีก็คือโซลูชันการปรับขนาด Layer-2 จะพยายามใช้พื้นที่เก็บข้อมูลมากและใช้คอมพิวเตอร์มาก ซึ่งจะดูน่าพึงพอใจมากขึ้น

ประการสุดท้าย การเพิ่มขีดจำกัดก๊าซของบล็อกยังมีข้อกังวลด้านความปลอดภัย: การเพิ่มขีดจำกัดก๊าซเป็นวิธีที่ได้ผลแย่ที่สุด นอกจากนี้ยังเป็นอันตรายมากที่จะเปลี่ยนปริมาณการใช้ก๊าซตามต้นทุนเฉลี่ยของการดำเนินงานจริงในปัจจุบันเท่านั้น (การปรับต้นทุนก๊าซให้เหมาะสมอย่างไร้เดียงสาสำหรับต้นทุนการดำเนินงานเฉลี่ยจริงในปัจจุบันนั้นอันตรายมาก)

ถึงตอนนี้ มันน่าจะชัดเจนแล้วว่าทำไมการปรับขนาด Ethereum ถึงเป็นปัญหาที่ยุ่งยาก ก่อนที่เราจะพูดถึงวิธีแก้ปัญหาที่คุณเสนอมา เราอยากพูดถึงข้อเสียในปัจจุบันอีกข้อหนึ่งของ Ethereum ที่อาจส่งผลเสียต่อผู้ใช้ DeFi

ชื่อเรื่องรอง

นักขุดสามารถสกัดมูลค่าได้

แม้ว่าตัวสร้างบล็อกจะถูกจำกัดโดยกฎฉันทามติ แต่กฎฉันทามติยังให้อิสระที่สำคัญบางอย่างแก่พวกเขา เช่น การเลือกธุรกรรมและการสั่งซื้อ สำหรับการโอนโทเค็นทั่วไป เสรีภาพของผู้ผลิตจะไม่มีผลกระทบมากนัก แต่สำหรับธุรกรรม DeFi เช่น ธุรกรรมการแลกเปลี่ยน การดำเนินการล่วงหน้า (หมายถึงการส่งธุรกรรมด้วยราคาก๊าซที่สูงขึ้นเพื่อใช้ธุรกรรมบนห่วงโซ่) อาจได้รับมูลค่าทางเศรษฐกิจมหาศาล . เพื่อให้เรื่องซับซ้อนยิ่งขึ้น ธุรกรรมเป้าหมายจะถูกคั่นกลางระหว่างสองธุรกรรม Daian et al. (2019) อ้างถึงมูลค่าที่สามารถได้รับจากธุรกรรมที่ดำเนินการล่วงหน้าเป็นมูลค่าที่ขุดได้

ในทางกลับกัน การมีธุรกรรมของคุณเองบนเชนทันทีหลังจากธุรกรรมอื่นอาจมีประโยชน์ เช่น เป็นคนแรกที่เลิกสถานะหลังจากกลไกการส่งข้อมูลราคาอัปเดตข้อมูล สิ่งนี้เรียกว่าการทำงานย้อนกลับ และในที่สุดมันจะกลายเป็นรายได้ของนักขุด

มูลค่าที่นักขุดสามารถสกัดได้นั้นท้ายที่สุดแล้วได้มาจากผู้ใช้ DeFi ทั่วไป ซึ่งแสดงให้เห็นในสเปรดที่มากขึ้น ราคาที่แย่ลง ค่าธรรมเนียมการจัดการที่สูงขึ้น และธุรกรรมที่ล้มเหลวมากขึ้น เพื่อให้ได้ประสบการณ์ DeFi ที่ดีขึ้น ปัญหานี้ควรได้รับการแก้ไข หนึ่งในวิธีแก้ปัญหาคือการจำกัดอิสระในการสั่งซื้อธุรกรรม เช่น กำหนดให้ธุรกรรมในบล็อกต้องสั่งจากต่ำไปสูงตามราคาน้ำมัน

ตอนนี้เรามีความเข้าใจที่ครอบคลุมเกี่ยวกับข้อจำกัดของ Ethereum และผลกระทบที่มีต่อ DeFi แน่นอนว่าทีมที่ยอดเยี่ยมทุกทีมกำลังพัฒนาโซลูชันใช่ไหม?

ชื่อเรื่องรอง

One Layer-1 สองวิสัยทัศน์

ขณะนี้มีทีมที่ยอดเยี่ยมมากมายที่ทำงานเกี่ยวกับโซลูชันการปรับขยายที่แตกต่างกัน วิธีแก้ปัญหามีสองทิศทางหลักคือ "Layer-1" และ "Layer-2" โซลูชัน Layer-1 คือการสร้างบล็อกเชนที่ปรับขนาดได้มากขึ้นเพื่อแทนที่ Ethereum ปัจจุบัน และโซลูชัน Layer-2 คือพยายามเข้าถึงโครงสร้างพื้นฐานที่ปรับขนาดได้มากขึ้นตาม Ethereum ปัจจุบัน เราจะพูดถึง Layer-1 กันที่นี่ และทิ้งวิธีแก้ปัญหา Layer-2 ไว้ในบทความถัดไป

เราเริ่มต้นด้วยสิ่งที่ชัดเจนที่สุด: การปรับปรุงประสิทธิภาพของ Ethereum blockchain ในปัจจุบัน นั่นคือสิ่งที่เพื่อนร่วมงานของ "Eth1.x" กำลังทำอยู่ ในแง่ของการปรับปรุงประสิทธิภาพของไคลเอนต์ Ethereum เพียงอย่างเดียว มีงานมากมายที่สามารถทำได้ อย่างไรก็ตาม Eth1.x ไม่ได้รับการสนับสนุนเท่าที่ควร ดังนั้นความคืบหน้าจึงช้า หากคุณต้องการมีแนวคิดพื้นฐานเกี่ยวกับขอบเขตที่การปรับปรุงประสิทธิภาพในทิศทางนี้สามารถทำได้คุณเพียงแค่ต้องรู้เกี่ยวกับ Solana เท่านั้น Solana ได้รับปริมาณงานมากกว่า Ethereum ถึง 1,000 เท่า และยังมีช่องว่างสำหรับการปรับปรุง ข้อเสียคือต้องใช้ฮาร์ดแวร์ขั้นสูงมากในการรันโหนดแบบเต็ม

โซลูชันอื่นๆ ส่วนใหญ่มีสามสิ่งที่เหมือนกัน: (1) การใช้ WebAssembly เป็นเครื่องเสมือน (2) สถาปัตยกรรมที่มีสถานะน้อยที่สุด และที่สำคัญที่สุดคือ (3) การแบ่งส่วนข้อมูล Ethereum ปัจจุบันดำเนินการธุรกรรมทั้งหมดตามลำดับ ในความเป็นจริงแล้ว การทำให้ธุรกรรมสามารถเข้าคิวได้นั้นเป็นเนื้อหาทั้งหมดของบล็อกเชน แต่ข้อเสียของโมเดลนี้คือการทำธุรกรรมแบบขนานทำได้ยาก ดังนั้นเราจึงไม่สามารถแก้ปัญหาการปรับขนาดด้วยการลงทุนทรัพยากรเพิ่มเติมโดยตรง จากนั้นแบ่งบล็อกเชนออกเป็นหลาย ๆ ฟิลด์ที่เชื่อมต่อกันอย่างหลวม ๆ และเธรดเรียกว่า "ชาร์ด" ซึ่งสามารถประมวลผลแบบขนานได้ ภายในชาร์ด ธุรกรรมยังคงเกิดขึ้นตามลำดับ แต่ธุรกรรมในชาร์ดต่างๆ จะเกิดขึ้นทีละน้อย สิ่งนี้ทำให้ชาร์ดทั้งหมดทำงานพร้อมกัน ขยายทรูพุตของเครือข่ายได้หลายเท่าของชาร์ด โดเมนที่เราใช้ในการแยกเครือข่ายไม่จำเป็นต้องเป็นแบบหนึ่งต่อหนึ่งกับ Shards เราสามารถกำหนดหลายโดเมนให้กับ Shard (เธรด) เดียวกัน และแม้แต่ย้ายโดเมนเหล่านั้นเพื่อการจัดสรรภาระงาน ดูเอกสารไวท์เปเปอร์โปรโตคอล "Night Shadow" ของ Near Protocol เพื่อความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับการแบ่งส่วนโดยทั่วไป

ห่วงโซ่สองรายการเป็นตัวแทนของปลายทั้งสองของสเปกตรัม DFinity อยู่ที่ปลายสุดที่ละเอียด โดยที่ "นักแสดง" แต่ละคนมีโดเมนของตัวเอง และการโต้ตอบระหว่างนักแสดงแต่ละคนเป็นแบบอะซิงโครนัส Near Protocol ที่ใหญ่กว่าเล็กน้อย ซึ่งแต่ละสัญญามีโดเมนของตัวเอง ที่ปลายเนื้อหยาบคือ PolkaDot โดเมนคือเศษส่วนทั้งหมด และโดยเฉพาะอย่างยิ่งควรเรียกว่า "ห่วงโซ่คู่ขนาน" จากมุมมองของนักพัฒนา dApp ยังเร็วเกินไปที่จะบอกว่า Ethereum 2.0 จะเป็นที่ใด ETH1 EE (สภาพแวดล้อมการดำเนินการ) ควรเป็นแบบหยาบ และขอบเขตของมันเหมือนกับขอบเขตของเศษซึ่งเป็นเศษที่เกิดจาก Ethereum ในปัจจุบัน (นั่นคืออนาคตของ Eth1 หลังจากการใช้ Eth2) Eth2EE เฉพาะอาจเลือกใช้แนวทางที่ละเอียดยิ่งขึ้น จุดแข็งของโครงร่างแบบละเอียดคือมีความโปร่งใส การเรียกข้ามสัญญาทั้งหมดสามารถปฏิบัติได้อย่างเท่าเทียมกัน ไม่ว่าจะข้ามขอบเขตของชาร์ดหรือไม่ก็ตาม ซึ่งจะทำให้เราโหลดบาลานซ์ได้โดยการย้ายสัญญาระหว่างชาร์ดต่างๆ

แต่สำหรับแอปพลิเคชัน DeFi การโอนสายจากแบบอะซิงโครนัสจะทำให้เกิดความท้าทายอย่างมาก ลองนึกภาพการแลกเปลี่ยนง่ายๆ ระหว่างสองฝ่าย อลิซและบ็อบที่ต้องการแลกเปลี่ยนเอธและได สัญญาพื้นฐานจะมีลักษณะดังนี้:

แต่ตอนนี้เราต้องสามารถจัดการกับข้อผิดพลาดได้ หากการทำธุรกรรมครั้งแรกล้มเหลว เราสามารถยกเลิกการทำธุรกรรมได้ แต่ถ้าการทำธุรกรรมครั้งแรกสำเร็จและการทำธุรกรรมครั้งที่สองล้มเหลว เราต้องสามารถคืน ETH ให้กับอลิซได้ ปัญหาคือ Bob อาจใช้เงินไปก่อนที่เราจะจัดการกับข้อผิดพลาด วิธีหนึ่งในการแก้ปัญหานี้คือการใช้ escrow:

เยี่ยมมาก ตอนนี้ไม่มีใครเสียเหรียญ แต่ตอนนี้ Bob มีตัวเลือกพิเศษฟรีสำหรับการประมูลของ Alice แม้ว่าเงินของอลิซจะอยู่ในความดูแลของผู้ดูแล แต่เงินนั้นไม่สามารถยอมรับคำขอการทำธุรกรรมของผู้อื่นหรือรับประกันว่าการทำธุรกรรมกับ Bob จะประสบความสำเร็จ คุณสามารถแก้ปัญหานี้ได้โดยการลงโทษพฤติกรรมที่เป็นอันตราย แต่เป็นการยากสำหรับคุณที่จะพิจารณาการลงโทษที่สมเหตุสมผล เนื่องจากมูลค่าของการทำธุรกรรม DeFi ที่แตกต่างกันนั้นแตกต่างกันอย่างมาก นอกจากนี้คุณยังสามารถกำหนดให้ผู้เข้าร่วมตลาดทั้งหมดใส่เงินของพวกเขาในสัญญาออมทรัพย์เดียวกัน (ผู้รับฝากทรัพย์สิน) ตั้งแต่เริ่มต้น แต่นั่นจะทำให้รัฐรวมศูนย์อีกครั้งและเอาชนะจุดแบ่งส่วน

สิ่งที่ต้องระวังอีกอย่างคือปัญหาการทำงานพร้อมกันเหล่านี้อาจเป็นเรื่องยุ่งยาก ในการแลกเปลี่ยนจริง สถานะการเติมของคำสั่งซื้อจำเป็นต้องได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง ซึ่งทำให้การเขียนมีความซับซ้อนมากขึ้น หากข้อผิดพลาดในการกลับเข้าใช้ใหม่ที่ทำให้เกิดปัญหากับ Ethereum 1.0 เป็นผีเสื้อที่มีผลตามมาอย่างใหญ่หลวง ดังนั้นปัญหาที่เกิดขึ้นพร้อมกันก็คือข้อผิดพลาดในเตียงที่สามารถเข้าไปได้ทุกที่ ข้อบกพร่องที่เกิดขึ้นพร้อมกันไม่สามารถกำหนดได้และอาจไม่ปรากฏขึ้นเลยในการทดสอบ ดังที่เราเห็นในตัวอย่างการแลกเปลี่ยนง่ายๆ ด้านบน นักพัฒนาจำเป็นต้องคิดใหม่เกี่ยวกับสถาปัตยกรรมทั้งหมดตั้งแต่เริ่มต้น เช่น ตัวเรือด วิธีเดียวที่จะกำจัดพวกมันได้คือต้องรื้อทุกอย่างลงและสร้างใหม่ตั้งแต่เริ่มต้น

การแลกเปลี่ยนเป็นรากฐานที่สำคัญของโลก DeFi ที่เหลือ และเป็นกระบวนการที่ต่อเนื่องอย่างชัดเจน เราได้เห็นแล้วว่าการแลกเปลี่ยนประเภทหนังสือคำสั่งเผชิญกับความท้าทายอย่างไร การแลกเปลี่ยนผู้ดูแลสภาพคล่องอัตโนมัตินั้นง่ายกว่าเนื่องจากผู้เข้าร่วมจัดเก็บเงินไว้ในผู้รับฝากทรัพย์สิน (สัญญา) อยู่แล้ว แต่ในสถานการณ์นี้ ยอดสำรองจะป้องกันการประมวลผลแบบคู่ขนาน แม้ในการแลกเปลี่ยนแบบดั้งเดิมที่เร็วกว่า กิจกรรมการชำระบัญชีจะได้รับการประมวลผลตามลำดับในกลไกการจับคู่ และจะไม่ใช้การทำงานพร้อมกัน (แต่จะดีกว่าหากการแลกเปลี่ยนแบบดั้งเดิมสามารถมีความซ้ำซ้อนได้เช่นกัน) สำหรับข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับวิธีการทำงานของการแลกเปลี่ยนแบบดั้งเดิม โปรดดูการพูดคุยของ Brian Nigito

ข้อความ

อ้างอิง

Daniel Perez & Benjamin Livshits (2019). “Broken Metre: Attacking Resource Metering in EVM.”

Daian et al. (2019). “Flash Boys 2.0: Frontrunning, Transaction Reordering, and Consensus Instability in Decentralized Exchanges.”

Brian Nigito (2017). “How to Build an Exchange.”

Danny Ryan (2020). “The State of Eth2, June 2020.”

Scott Shapiro & William Villanueva (2020). “ETH 2 Phase 2 WIKI.”