การทบทวนประจำปีของ Wanxiang Blockchain: ความพยายามที่จะทำลายสามเหลี่ยมที่เป็นไปไม่ได้ของเครือข่ายสา

เขียนโดย: Cui Chen หัวหน้าสำนักงานนักเศรษฐศาสตร์ของ Wanxiang Blockchain

ผู้วิจารณ์: Zou Chuanwei หัวหน้านักเศรษฐศาสตร์ของ Wanxiang Blockchain

เขียนโดย: Cui Chen หัวหน้าสำนักงานนักเศรษฐศาสตร์ของ Wanxiang Blockchain

ผู้วิจารณ์: Zou Chuanwei หัวหน้านักเศรษฐศาสตร์ของ Wanxiang Blockchain

ปี 2022 กำลังจะสิ้นสุดลง และเราจะมองย้อนกลับไปที่ช่วงขาขึ้นและขาลงของอุตสาหกรรมในปีนี้ ไม่ว่าจะเป็นความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี นวัตกรรมแอปพลิเคชัน หรือการเพิ่มขึ้นและลดลงของระบบนิเวศ สิ่งเหล่านี้ล้วนกลายเป็นเชิงอรรถทางประวัติศาสตร์ในการพัฒนา อุตสาหกรรม. เช่นเดียวกับในปีที่แล้ว Wanxiang Blockchain ได้เปิดตัวชุดบทความทบทวนประจำปีที่สำคัญในช่วงสิ้นปี ได้แก่ "เทคโนโลยีเครือข่ายสาธารณะ" "แอปพลิเคชัน" และ "กฎระเบียบ" เพื่อบันทึกตัวอย่างที่ดีของการพัฒนาอุตสาหกรรมในปัจจุบัน

ปัญหาสามเหลี่ยมที่เป็นไปไม่ได้ของห่วงโซ่สาธารณะเป็นอุปสรรคที่จำกัดการพัฒนาเทคโนโลยีห่วงโซ่สาธารณะมาโดยตลอด ซึ่งจะส่งผลต่อประสิทธิภาพของแอปพลิเคชันบนห่วงโซ่ เป็นเวลานานแล้วที่เป้าหมายการพัฒนาของห่วงโซ่สาธารณะมุ่งเน้นไปที่การฝ่าข้ามสามเหลี่ยมที่เป็นไปไม่ได้ หรือหาสมดุลที่ดีที่สุดในสามเหลี่ยมที่เป็นไปไม่ได้ นวัตกรรมของเครือข่ายสาธารณะสะท้อนให้เห็นในแผนงานที่อัปเดตของ Ethereum, เครือข่ายสาธารณะที่เข้ากันได้กับ EVM และเครือข่ายสาธารณะแบบโมดูลาร์, เครือข่ายสาธารณะประสิทธิภาพสูงที่นำเสนอโดย Solana และ Aptos เป็นต้น ต่อไปนี้จะอธิบายความแตกต่างระหว่างวิธีแก้ปัญหาสามเหลี่ยมเป็นไปไม่ได้จากมุมมองของสามเหลี่ยมเป็นไปไม่ได้และขั้นตอนการทำธุรกรรม

ทำความเข้าใจกับตรีเอกานุภาพที่เป็นไปไม่ได้

แนวคิดเรื่องสามเหลี่ยมที่เป็นไปไม่ได้

หน้าที่พื้นฐานที่สุดของห่วงโซ่สาธารณะคือการบันทึกข้อมูลบนห่วงโซ่และรักษาความปลอดภัยของข้อมูล กล่าวคือ ป้องกันไม่ให้ข้อมูลถูกแก้ไข (ย้อนกลับ) ในเครือข่ายแบบเปิด (ไม่ไว้วางใจ) โดยอาศัยการเข้ารหัส กลไกที่สอดคล้องกัน การกระจาย เครือข่ายและส่วนประกอบเลเยอร์พื้นฐานอื่นๆ การเข้ารหัสรวมถึงการเข้ารหัสคีย์สาธารณะและส่วนตัวและฟังก์ชันแฮช ฯลฯ เพื่อให้แน่ใจว่าความถูกต้องของลายเซ็นการตรวจสอบและกฎโครงสร้างลูกโซ่

Vitalik Buterin ผู้ก่อตั้ง Ethereum เสนอในบล็อกโพสต์ในปี 2560: ในบรรดาคุณสมบัติสามประการของความสามารถในการปรับขนาด ความปลอดภัย และการกระจายอำนาจ ระบบบล็อกเชนมีได้สูงสุดสองอย่างในเวลาเดียวกัน เมื่อพูดถึงผลกระทบของสามเหลี่ยมที่เป็นไปไม่ได้ในห่วงโซ่สาธารณะและความก้าวหน้าของห่วงโซ่สาธารณะในสามเหลี่ยมที่เป็นไปไม่ได้ เราจำเป็นต้องเข้าใจคำจำกัดความของทั้งสามสิ่งนี้และผลกระทบต่อระบบ

ความสามารถในการปรับขนาดวัดความสามารถของเครือข่ายสาธารณะในการสนับสนุนความเร็วและขนาดของธุรกรรม ซึ่งสะท้อนให้เห็นในช่วงเวลาตั้งแต่ข้อเสนอการทำธุรกรรมไปจนถึงการยืนยัน ห่วงโซ่สาธารณะที่มีความเร็วการประมวลผลธุรกรรมช้านั้นยากต่อการนำฟังก์ชันของแอปพลิเคชันจำนวนมากไปใช้ เช่น การชำระเงินทันที ซึ่งจะจำกัดขอบเขตของแอปพลิเคชันและส่งผลกระทบต่อประสบการณ์ของผู้ใช้

การรักษาความปลอดภัยวัดความสามารถของระบบในการต้านทานการโจมตี และแสดงถึงความน่าเชื่อถือของระบบเมื่อเผชิญกับความล้มเหลว โดยส่วนใหญ่สะท้อนให้เห็นในความทนทานต่อข้อผิดพลาดและความยากในการแก้ไขฉันทามติ การยอมรับข้อผิดพลาดต่ำของระบบจะทำให้ระบบเสี่ยงต่อการถูกโจมตี และการแก้ไขฉันทามติจะเปลี่ยนธุรกรรมที่ได้รับการยืนยัน ซึ่งเทียบเท่ากับการดัดแปลงบันทึกธุรกรรมในอดีต

การกระจายอำนาจจะวัดระดับของการกระจายของโหนดเชนสาธารณะ เนื่องจากเชนสาธารณะไม่ได้สร้างผ่านบุคคลที่สามที่เชื่อถือได้ จึงสามารถดูแลได้โดยเครือข่ายแบบกระจายแบบจุดต่อจุดเท่านั้น บนพื้นฐานนี้ การกระจายอำนาจของโหนดโซ่สาธารณะให้ รากฐานของระบบความไว้วางใจ เมื่อรวมการเข้ารหัสและกลไกที่สอดคล้องกัน เชนสาธารณะสามารถทำงานได้ตามปกติ การกระจายอำนาจยังแสดงถึงสิทธิ์ของผู้ใช้ในการเข้าร่วมในการตรวจสอบธุรกรรม และยังสะท้อนถึงสิทธิ์ของผู้ใช้ในการพูดในระบบเครือข่ายสาธารณะ

การกระจายอำนาจสะท้อนให้เห็นในสองระดับ: ระดับแรกวัดจากจำนวนโหนด ยิ่งเกณฑ์รายการต่ำสำหรับโหนด จำนวนยิ่งมาก และระดับการกระจายอำนาจก็จะยิ่งสูง ระดับที่สองวัดโดยตัวควบคุมจริง ถ้ามี พูลการขุดในเครือข่ายสาธารณะ อันที่จริง บทบาทเดียวจะควบคุมโหนดหลายโหนด ซึ่งจะนำปัญหาต่างๆ เช่น การตรวจสอบธุรกรรมแบบรวมศูนย์มาสู่ระบบ

โดยทั่วไป ตัวบ่งชี้และความหมายเฉพาะที่วัดโดย Impossible Triangle of Public Chains แสดงไว้ในตารางด้านล่าง

ตารางที่ 1: ตัวบ่งชี้สามเหลี่ยมที่เป็นไปไม่ได้และความหมายเฉพาะ

ทำความเข้าใจเกี่ยวกับสามเหลี่ยมที่เป็นไปไม่ได้และการเพิ่มประสิทธิภาพจากมุมมองของขั้นตอนการทำธุรกรรม

ขั้นตอนการทำธุรกรรมบน blockchain สามารถลดความซับซ้อนลงได้สี่ขั้นตอนต่อไปนี้:

①ผู้ใช้ลงนามธุรกรรมและถ่ายทอดไปยังโหนด เพิ่มลงในกลุ่มธุรกรรมที่ยังไม่ยืนยัน

②Consensus nodes ตรวจสอบและดำเนินการธุรกรรม และรวมธุรกรรมเหล่านี้เป็นบล็อก

③ บล็อกถูกกระจายไปยังโหนดอื่นในเครือข่าย

④โหนดอื่นๆ ตรวจสอบบล็อกและจัดเก็บหลังจากเพิ่มลงในบล็อกเชน

ขั้นตอนเหล่านี้ส่งผลต่อตัวบ่งชี้ทั้งสามของห่วงโซ่สาธารณะจากมุมที่แตกต่างกัน

1. ความสามารถในการปรับขนาด

ในขั้นตอนที่ ③ หากจำนวนโหนดมีมาก ความเร็วในการซิงโครไนซ์ระหว่างแต่ละโหนดก็จะช้าลงด้วย เมื่อปรับปรุงความสามารถในการปรับขนาดโดยการขยายความจุของบล็อก เป็นเรื่องยากที่จะเผยแพร่บล็อกไปยังโหนดทั้งหมดภายในเวลาที่วางแผนไว้ตั้งแต่แรก ในกรณีที่ไม่มีการซิงโครไนซ์เครือข่ายอย่างสมบูรณ์ การประมวลผลธุรกรรมที่เป็นเอกฉันท์หลังจากบล็อกที่แตกต่างกันจะนำไปสู่การแยก ซึ่งจะส่งผลต่อความปลอดภัยของเครือข่าย อย่างไรก็ตาม หากเร่งความเร็วในการซิงโครไนซ์โดยลดจำนวนโหนดลง จะส่งผลต่อการกระจายอำนาจของระบบ

2. ความปลอดภัย

ขั้นตอนที่สี่หมายถึงการยืนยันขั้นสุดท้ายของธุรกรรมเครือข่าย หากโหนดสามารถตรวจสอบได้อย่างรวดเร็วหลังจากได้รับการบล็อก ความสามารถในการปรับขนาดก็จะดีขึ้น แต่ปัญหาของการประนีประนอมด้านความปลอดภัยและการรวมศูนย์จะคล้ายกัน

2. ความปลอดภัย

ความยากของการถูกโจมตีในขั้นตอน ②③④ นั่นคือ ความยากในการถูกควบคุมโดยโหนดที่เป็นอันตรายจะส่งผลต่อความปลอดภัยของระบบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในขั้นตอนที่สอง จะสะท้อนให้เห็นในประสิทธิภาพของกลไกฉันทามติ หากกลไกฉันทามติมีอัตราการยอมรับข้อผิดพลาดต่ำหรือถูกควบคุมโดยผู้ประสงค์ร้ายได้ง่าย ระบบจะลดความปลอดภัยของระบบหรือทำให้โหนดมีแนวโน้มที่จะรวมศูนย์

3. การกระจายอำนาจ

โหนดแบบกระจายเป็นรากฐานที่สำคัญของห่วงโซ่สาธารณะ ยิ่งโหนดเข้าร่วมมากเท่าใด โหนดก็ยิ่งเห็นด้วยกับห่วงโซ่สาธารณะมากขึ้นเท่านั้น และหลีกเลี่ยงความเสี่ยงที่จะเกิดความล้มเหลวเพียงจุดเดียว นอกจากนี้ ยังสามารถเพิ่มค่าใช้จ่ายในการโจมตีของผู้ประสงค์ร้าย เนื่องจากผู้ประสงค์ร้ายที่ ต้องควบคุมการเพิ่มจำนวนโหนด การขยายระดับการรวมศูนย์ทำให้ต้นทุนการเข้าใช้โหนดลดลง แต่ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น การเพิ่มจำนวนโหนดภายใต้เงื่อนไขความปลอดภัยเดียวกันจะลดความสามารถในการปรับขนาดของระบบ

เมื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับการกระจายอำนาจจากมุมมองของผู้ควบคุมที่แท้จริงของโหนดแล้ว ให้โฟกัสที่ประเด็นของ "การเซ็นเซอร์ธุรกรรม" เมื่อโหนดรับผิดชอบธุรกรรมการบรรจุ หากโหนดเลือกและจัดเรียงธุรกรรมตามความชอบ มันจะทำให้ธุรกรรมบางรายการดำเนินการและยืนยันบนสายโซ่ได้ยากหลังจากที่เสนอ กล่าวคือ ธุรกรรมที่เสนอในขั้นตอนที่ 1 นั้นยากต่อการเลือกและตรวจสอบในขั้นตอนที่ 2

โดยทั่วไปแล้ว ห่วงโซ่สาธารณะสามารถปรับปรุงและปรับให้เหมาะสมได้ในหลายขั้นตอนของกระบวนการทำธุรกรรม แต่เนื่องจากอิทธิพลของรูปสามเหลี่ยมที่เป็นไปไม่ได้ เมื่อปรับให้เหมาะสมในด้านใดด้านหนึ่ง ก็จะมีผลกระทบด้านลบตามมาเสมอเป็นอย่างน้อย ห่วงโซ่สาธารณะจำเป็นต้องค้นหาความสมดุลในรูปสามเหลี่ยมที่เป็นไปไม่ได้เพื่อให้ตรงกับสถานการณ์การใช้งานที่มากขึ้น ต่อไปนี้เป็นความพยายามเพิ่มประสิทธิภาพของเชนสาธารณะต่างๆ ในแต่ละลิงก์ รวมถึงเส้นทางล่าสุดของ Ethereum เชนสาธารณะที่เป็นเนื้อเดียวกันของ Ethereum และเชนสาธารณะประสิทธิภาพสูง

Ethereum: เพิ่มประสิทธิภาพของ Impossible Triangle ด้วยเทคโนโลยีและเฟรมเวิร์กใหม่

ในแผนงานของ Ethereum ที่เพิ่งประกาศไปเมื่อเร็วๆ นี้ เราสามารถเห็นการปรับปรุงบางอย่างในรูปสามเหลี่ยมที่เป็นไปไม่ได้และประสบการณ์ของผู้ใช้

รูปที่ 1: แผนงานล่าสุดของ Ethereum

ผสาน: กลไกฉันทามติเปลี่ยนจาก PoW เป็น PoS

กลไกที่สอดคล้องกันส่วนใหญ่ส่งผลต่อกระบวนการซิงโครไนซ์ของการสร้างบล็อกและการตรวจสอบ หลังจากการแปลง Ethereum เป็น PoS กลไกสูตร LMD GHOST + Casper FFG จะถูกนำมาใช้เพื่อให้บรรลุเป้าหมายสองประการ: เพื่อสร้างบล็อกภายในแต่ละช่อง (12 วินาที) การบล็อกและการลงคะแนนเสียงของพยานที่สอดคล้องกันจะได้รับการยืนยันสำหรับจุดสิ้นสุดหลังจากสองยุค (หนึ่งยุคมี 32 ช่อง) และการย้อนกลับของบล็อกจำเป็นต้องทำลาย ETH อย่างน้อยหนึ่งในสามที่ให้คำมั่นไว้บนห่วงโซ่

ในการวางแผนเฟส Merge ของ Ethereum นั้น Ethereum วางแผนที่จะลดเวลาการยืนยันบรรทัดสุดท้ายให้สั้นลงเหลือช่องเดียว และการยืนยันธุรกรรมจะไม่ต้องใช้เวลารอสองสามนาทีอีกต่อไป ซึ่งจะทำให้มีประสิทธิภาพที่สูงขึ้นและปรับปรุงประสบการณ์ของผู้ใช้ อย่างไรก็ตาม อัลกอริทึมฉันทามติจำเป็นต้องได้รับการปรับปรุงเพื่อให้ได้การยืนยันสล็อตเดียว ซึ่งอาจลดค่าใช้จ่ายในการโจมตีเชน (เปลี่ยนฉันทามติ) และลดจำนวนโหนดสำหรับการตรวจสอบ ซึ่งจะส่งผลต่อความปลอดภัยและการกระจายอำนาจของเชนสาธารณะ .

Surge: Rollup และ Danksharding ทำงานร่วมกันเพื่อเพิ่มความเร็วในการประมวลผลธุรกรรม

Ethereum ขยายผ่านวิธีการเลเยอร์ 2 โดยเฉพาะการขยายแบบ Rollup เครือข่ายเลเยอร์ที่สองดำเนินการเนื้อหาบนเครือข่ายหลักนอกเชนแล้วส่งผลลัพธ์ที่ตรวจสอบได้กลับไปยังเชน ปัจจุบัน Rollup ใน Ethereum ยังคงถูกครอบงำโดยเส้นทาง Optimistic และ ZK

ใน Optimistic Rollup เนื่องจากการตั้งค่าสากล จึงมีข้อได้เปรียบของผู้เสนอญัตติรายแรกในด้านจำนวนผู้ใช้และค่าล็อคโดยรวม คนมองโลกในแง่ดีมีข้อโต้แย้งมากมายเกี่ยวกับตัวเรียงลำดับ เนื่องจากตัวเรียงลำดับแบบ Arbitrum และ Optimism ในปัจจุบันทั้งหมดผลิตขึ้นในลักษณะรวมศูนย์ ซึ่งมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดปัญหาในการตรวจสอบธุรกรรม ZK Rollup มุ่งเน้นไปที่ 2 ประเด็น ประเด็นแรกคือการสร้าง zkEVM ทางเลือกระหว่างความเข้ากันได้กับ EVM และการสร้างเครื่องเสมือนโดยอิสระโดยสิ้นเชิงยังเป็นทางเลือกระหว่างความสามารถในการปฏิบัติจริงและประสิทธิภาพอีกด้วย ประการที่สองคือการเร่งความเร็วของการพิสูจน์ที่ไม่มีความรู้ การสร้างการพิสูจน์ที่ไม่มีความรู้ผ่านอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ก็เป็นทางเลือกเช่นกัน เพื่อลดต้นทุนความพร้อมใช้งานของข้อมูลบนเชนเพิ่มเติม Rollup ทั้งสองประเภทนี้ได้กลายเป็นโหมดการจัดเก็บข้อมูลนอกเชน ซึ่งเหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ต้องใช้การโต้ตอบความถี่สูง แต่เพิ่มต้นทุนของความน่าเชื่อถือในโหนด .

Rollup ดูเหมือนจะแก้ปัญหาสามเหลี่ยมที่เป็นไปไม่ได้ของห่วงโซ่สาธารณะ แต่ Rollup มีปัญหาสองประการ ประการแรก มีขีดจำกัดสูงสุดของความสามารถในการประมวลผลข้อมูลของ Rollup โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Rollup อาศัยการใช้งานของเครือข่ายพื้นฐาน ความสามารถในการรองรับของเครือข่ายพื้นฐานจะเป็นตัวกำหนดความสามารถในการปฏิบัติงานของ Rollup ประการที่สอง Rollups ที่แตกต่างกันบนสายโซ่จะ ทำให้เกิดปัญหาการทำงานร่วมกัน

เพื่อให้ Rollup มีบทบาทมากขึ้น EIP 4844 (proto-danksharding) ของ Ethereum เสนอที่จะขยายความจุของบล็อกเป็นบล็อกข้อมูลหยดเพื่อรับข้อมูลที่ส่งคืนโดย Rollup ไปยังเชนหลัก แม้ว่าการขยายความจุของบล็อกจะช่วยเพิ่มความสามารถในการขยาย แต่ความเห็นพ้องต้องกันและการซิงโครไนซ์ข้อมูลขนาดใหญ่จะทำให้เกิดปัญหาได้เช่นกัน ดังนั้นในช่วง Surge จึงมีแผนที่จะเปิดตัว DAS (Data Availability Sampling)

DAS อนุญาตให้โหนดแบ่งข้อมูลออกเป็นหลายส่วนโดยไม่ต้องดาวน์โหลดและตรวจสอบข้อมูลทั้งหมด และโหนดต้องการเพียงสุ่มดาวน์โหลดส่วนหนึ่งของข้อมูลเพื่อตรวจสอบว่าข้อมูลสูญหายหรือไม่ ความแม่นยำในการตรวจจับของ DAS จะได้รับการปรับปรุงผ่านการลบรหัส รหัสการลบสามารถขยายข้อมูลเพิ่มเติมเพื่อกู้คืนข้อมูลต้นฉบับที่สูญหาย มันเป็นกลไกการสำรองข้อมูล ความถูกต้องของข้อมูลการขยายรหัสการลบได้รับการรับประกันโดยกลไกการเข้ารหัส KZG

สมมติว่ามีบล็อกข้อมูล 4 บล็อกที่รอการตรวจสอบ โหนดมีความเป็นไปได้ 25% ที่จะพบว่า 1 ในบล็อกข้อมูลดั้งเดิมหายไป หลังจากเพิ่มข้อมูลเป็นสองเท่าเป็น 8 บล็อกข้อมูลโดยใช้รหัสลบ ข้อมูลดั้งเดิมจะไม่สามารถกู้คืนได้หากข้อมูลสูญหายมากกว่า 50% นั่นคือ ความน่าจะเป็นที่โหนดจะพบว่าข้อมูลสูญหายเกิน 50% เมื่อจำนวนโหนดที่ตรวจสอบความถูกต้องเพิ่มขึ้น ความน่าจะเป็นในการค้นหาข้อมูลสูญหายก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน สมมติว่ามีโหนดทั้งหมด n โหนดสำหรับการสุ่มตัวอย่าง เมื่อ 50% ของข้อมูลสูญหาย มีความเป็นไปได้เพียง 1/2 n เท่านั้นที่โหนดทั้งหมดจะสุ่มตัวอย่างบล็อกข้อมูลที่ไม่สูญหาย ดังนั้น เมื่อมีโหนดจำนวนมาก วิธีการตรวจสอบ DAS ก็เพียงพอที่จะรับประกันความปลอดภัยของข้อมูล

ดังนั้น โดยทั่วไป การปรับปรุงความสามารถในการปรับขนาดของบล็อกโดยรวมโดยการเพิ่มความจุของบล็อกจะลดประสิทธิภาพการซิงโครไนซ์และส่งผลต่อความปลอดภัยของระบบ เพื่อเพิ่มความเร็วในการซิงโครไนซ์ ลดความจุของโหนด และรับประกันการกระจายอำนาจที่เพียงพอ เราสามารถปรับปรุงการเข้ารหัสของกลไกเท่านั้น แต่ความปลอดภัยโดยรวมของเครือข่ายยังคงได้รับผลกระทบ

บทบาทของผู้เสนอและผู้สร้างโหนดจะถูกแยกออกจากกัน

Ethereum ใช้วิธี PBS (Proposer/Builder Separation) เพื่อแบ่งงานของโหนดออกเป็นสองบทบาท ได้แก่ Proposer และ Builder ผู้สร้างมีหน้าที่รับผิดชอบในการสร้างเนื้อหาของบล็อกและส่งการประมูล ผู้เสนอจะต้องดำเนินการบล็อกด้วยราคาเสนอสูงสุด และไม่ทราบเนื้อหาธุรกรรมในบล็อกเพื่อลดการตรวจสอบธุรกรรม

การใช้งาน Danksharding จะมีความต้องการทรัพยากรแบนด์วิธที่สูงขึ้นสำหรับผู้สร้าง ผู้สร้างจะกลายเป็นองค์กรที่รวมศูนย์เนื่องจากความต้องการทางวิชาชีพ ในขณะที่ผู้เสนอจะเป็นกลุ่มที่กระจายอำนาจในวงกว้างเพื่อสร้างความสมดุลให้กับความเสี่ยงในการรวมศูนย์ ตราบใดที่มีผู้สร้างที่ซื่อสัตย์ บล็อก Ethereum สามารถทำได้ ผลิตได้ตามปกติ เพื่อป้องกันไม่ให้ builder ตรวจสอบธุรกรรม ผู้เสนอจะส่ง crList เพื่อแสดงรายการธุรกรรมที่ผู้เสนอต้องการบรรจุ และ builder จำเป็นต้องใช้ธุรกรรมใน crList เพื่อเติมเต็มบล็อก นี่เป็นกลไกที่ทำให้ MEV อ่อนแอลง ในขณะเดียวกันในโหมดบล็อกขนาดใหญ่โหนดจะถูกแบ่งออกเป็นสองบทบาทเพื่อให้แน่ใจว่ามีการกระจายอำนาจที่เพียงพอ

Verkle Trees การหมดอายุทางประวัติศาสตร์ และตลาดค่าธรรมเนียมหลายมิติ

ข้อมูลในอดีตจำนวนมหาศาลจะส่งผลต่อการกระจายอำนาจของ Ethereum โดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อมูลสถานะที่เพิ่มขึ้นจะนำไปสู่ความไร้ประสิทธิภาพต่างๆ เพื่อไม่ให้กระทบต่อการกระจายอำนาจ ในขณะที่ตระหนักถึงแผนขยายขนาดที่กล่าวถึงข้างต้น กลไกบางอย่างจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถบรรลุมาตรฐานความปลอดภัยเดียวกัน และระบบสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

Verkle tree เป็นโหมดการจัดเก็บข้อมูลที่ง่ายกว่า เมื่อเปรียบเทียบกับ Merkle tree ที่มีอยู่ มันต้องการพื้นที่ในการพิสูจน์น้อยกว่า นี่คือการปรับปรุงโดยเทคโนโลยีการเข้ารหัสและร่วมมือกับกลไกการหมดอายุของข้อมูลในอดีตเพื่อลดแรงกดดันในการจัดเก็บข้อมูลของโหนด ดำเนินการต่อ เพื่อลดเกณฑ์โหนด

กลไกการหมดอายุของข้อมูลในอดีตสามารถแก้ปัญหาการขยายข้อมูลได้ และไคลเอ็นต์ไม่จำเป็นต้องจัดเก็บข้อมูลเกินระยะเวลาที่กำหนด Proto-Danksharding ยังสามารถใช้ตรรกะอิสระที่จะลบข้อมูล Blob โดยอัตโนมัติหลังจากผ่านไประยะหนึ่ง ดังนั้นบล็อกขนาดใหญ่จึงไม่เป็นอุปสรรคต่อการปรับขนาดอีกต่อไป นี่ไม่ได้หมายความว่าข้อมูลที่ถูกบล็อกจะหายไปอย่างถาวร ก่อนที่ข้อมูลจะถูกลบ มีเวลาเหลือเพียงพอสำหรับผู้ใช้ที่ต้องการสำรองข้อมูล นอกจากนี้ยังมีโหนดที่บันทึกข้อมูลประวัติทั้งหมดในเครือข่าย บทบาทเหล่านี้ ได้แก่ โปรโตคอลพิเศษ, Ethereum Portal Network, บล็อกเบราว์เซอร์และผู้ให้บริการข้อมูล, ผู้ที่ชื่นชอบส่วนบุคคลและนักวิชาการด้านการวิเคราะห์ข้อมูลจะบันทึกข้อมูลโหนดทั้งหมด

โดยสรุป Ethereum ต้องการการปรับปรุงประสิทธิภาพอย่างเร่งด่วน และเสนอแนวคิดของ Rollup และ Danksharding เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ ในเวลาเดียวกัน เพื่อให้สามารถจัดเก็บข้อมูลค่าสะสมได้มากขึ้นในราคาถูกและไม่เกิดการบวม จึงมีการเสนอวิธีแก้ไขปัญหาความพร้อมใช้งานของข้อมูล และปัญหาด้านความปลอดภัยที่ลดลงที่เกิดจากข้อมูลดังกล่าวจะลดลง Ethereum ยังคงต้องซ่อมแซมหนี้ทางเทคนิคของตัวเอง และยังคงปกป้องการกระจายอำนาจของโหนดผ่านการวางแผน เช่น PBS ประวัติ และการหมดอายุของรัฐ ด้วยการเปิดตัวเทคโนโลยีและเฟรมเวิร์กใหม่ Ethereum บรรลุความสามารถในการปรับขยายสูงสุดในขณะที่มั่นใจได้ถึงการกระจายอำนาจและความปลอดภัย

ห่วงโซ่ที่เข้ากันได้กับ EVM

ห่วงโซ่สาธารณะที่เป็นเนื้อเดียวกันของ Ethereum: การแก้สามเหลี่ยมที่เป็นไปไม่ได้ที่แตกต่างกันที่เลเยอร์ต่างๆ

ห่วงโซ่ที่เข้ากันได้กับ EVM

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา Ethereum ได้เสียสละความสามารถในการปรับขนาดเพื่อแลกกับความปลอดภัยและการกระจายอำนาจ แสดงให้เห็นว่า Ethereum เป็นโครงการเครือข่ายสาธารณะที่มีจำนวนโหนดมากที่สุดในโลกและไม่เคยมีประสบการณ์มาก่อนในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาของการดำเนินงาน ในกรณีที่เครือข่ายขนาดใหญ่หยุดชะงัก เครือข่ายจะไม่หยุดชะงักเนื่องจากความล้มเหลวและการออกจากโหนดแต่ละโหนด ซึ่งพิสูจน์ได้ว่าเครือข่ายมีการสำรองข้อมูลสำรองที่เพียงพอ ในเวลาเดียวกัน โหนดต้องการเวลาในการซิงโครไนซ์ฉันทามติที่นาน ความเร็วในการประมวลผลธุรกรรมช้า และค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรมเพิ่มขึ้น

โครงสร้างของเครือข่ายหลัก Ethereum ประกอบด้วยชั้นการดำเนินการและชั้นฉันทามติ ชั้นการดำเนินการหมายถึงกระบวนการที่โหนดดำเนินการคำสั่งของผู้ใช้ใน Ethereum รวมถึงการถ่ายโอนและ EVM เมื่อมีโหนดจำนวนมาก ฉันทามติและการซิงโครไนซ์จะได้รับผลกระทบ ดังนั้นวิธีที่ง่ายที่สุดในการปรับปรุงประสิทธิภาพของ Ethereum คือการปรับเปลี่ยนเลเยอร์ฉันทามติและลดความเร็วของการซิงโครไนซ์ฉันทามติเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่เร็วขึ้น

สิ่งนี้สามารถเห็นได้จากการแข่งขันของเชนสาธารณะที่เป็นเนื้อเดียวกันของ Ethereum (นั่นคือเชนที่เข้ากันได้กับ EVM ต่างๆ) โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสภาพแวดล้อมการทำงานเหมือนกัน การโยกย้ายแอปพลิเคชันจะทำได้ง่ายขึ้น ดังนั้นจึงเห็นได้ว่าเครือข่ายสาธารณะที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งใช้สถาปัตยกรรม Ethereum ได้นำแนวทางดังกล่าวมาใช้ พวกเขาได้แก้ไขวิธีการที่สอดคล้องกันของ Ethereum ลดจำนวนโหนด และลดเวลาฉันทามติให้สั้นลง แต่ยังคงไว้ซึ่งฟังก์ชันของชั้นการดำเนินการ แม้ว่าอาจทำให้เกิดปัญหาการรวมศูนย์ แต่เนื่องจากการยอมรับอย่างรวดเร็วของความต้องการแอปพลิเคชันบน Ethereum ที่ล้นทะลัก จึงเข้ามาแทนที่ Ethereum เป็นสถานที่ในการออกโครงการแอปพลิเคชัน ตัวอย่างเช่น BSC รูปหลายเหลี่ยม และ Avalanche ล้วนเป็นตัวแทนของเครือข่ายสาธารณะที่เข้ากันได้กับ EVM สิ่งที่พวกเขามีเหมือนกันคือพวกเขาได้ลดจำนวนโหนดที่มีส่วนร่วมในฉันทามติในเครือข่ายลงอย่างมาก

ห่วงโซ่สาธารณะแบบแยกส่วน

"เครือข่ายสาธารณะแบบแยกส่วน" ปรากฏในเครือข่ายสาธารณะที่แข่งขันกันของ Ethereum ซึ่งแบ่งชั้นการทำงานของ Ethereum และดำเนินการในลักษณะแบบแยกส่วน นี่เป็นแนวคิดที่เป็นตัวแทนจริง ๆ แม้ว่าจะมีสามเหลี่ยมที่เป็นไปไม่ได้อยู่

แอปพลิเคชันที่มีลำดับความสำคัญต่างกันจะเลือกเครือข่ายสาธารณะที่มีลำดับความสำคัญต่างกัน เนื่องจากมีข้อกำหนดที่แตกต่างกันสำหรับประสิทธิภาพ ความปลอดภัย และการกระจายอำนาจ ตัวอย่างเช่น ห่วงโซ่ความเป็นส่วนตัวสาธารณะไม่อนุญาตให้มีการตรวจสอบธุรกรรม และยินดีจ่ายค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมเพื่อปกป้องการกระจายอำนาจ เชนสาธารณะที่มีแอปพลิเคชันทางการเงินให้ความสำคัญกับความปลอดภัยมากกว่า ขณะที่เชนสาธารณะของเกมต้องการประสบการณ์ที่มีประสิทธิภาพสูงมาก และลดข้อกำหนดสำหรับการกระจายอำนาจ

ดังนั้น ห่วงโซ่สาธารณะแบบแยกส่วนจะสรุปข้อกำหนดแต่ละชั้นและแบ่งบล็อกเชนออกเป็น: ชั้นฉันทามติ ชั้นการดำเนินการ ชั้นการตั้งถิ่นฐาน และชั้นข้อมูล ชั้นต่างๆ สามารถมีโซลูชันที่หลากหลายและตามความต้องการที่แตกต่างกันของห่วงโซ่ เพื่อรวมโซลูชันเหล่านี้โดยตรงเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด ในขณะเดียวกัน โครงร่างของแต่ละเลเยอร์จะถูกทำให้เป็นโมดูลสำหรับสวิตชิ่งเชนสาธารณะ เพื่อสร้างความสมดุลให้กับความต้องการใช้งาน และทำลายข้อจำกัดของรูปสามเหลี่ยมที่เป็นไปไม่ได้ที่ปลอมตัว

Ethereum เครือข่ายสาธารณะที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน: ทบทวนการเน้นย้ำในสามเหลี่ยมที่เป็นไปไม่ได้

เนื่องจากปัญหาคอขวดด้านประสิทธิภาพของ Ethereum เชนสาธารณะใหม่ที่ไม่ใช่เนื้อเดียวกันเกือบทั้งหมดได้เลือกแผนประสิทธิภาพก่อน รวมกับฉันทามติของ PoS และแนะนำเทคโนโลยีใหม่เพื่อเพิ่มข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพหรือชดเชยข้อบกพร่องด้านความปลอดภัย

อันดับแรก Solana เพิ่มความจุของบล็อก และปริมาณข้อมูลที่บรรทุกโดยบล็อกก็เพิ่มขึ้นเป็นสิบเท่า ประการที่สอง เพื่อลดจำนวนโหนดสำหรับการซิงโครไนซ์แต่ละครั้ง Solana จะประกาศรายชื่อโหนดที่รับผิดชอบล่วงหน้า ธุรกรรมแต่ละรายการจำเป็นต้องส่งไปยังผู้นำ (Leader) เท่านั้น และผู้ตรวจสอบอื่น ๆ จะต้องตรวจสอบส่วนที่ตนอยู่เท่านั้น รับผิดชอบและไม่ต้องตรวจสอบพื้นที่ทั้งหมดชิ้น

นอกจากนี้ Solana จะตัดสินล่วงหน้าก่อนดำเนินการธุรกรรม หากตรงตามเงื่อนไข การประมวลผลแบบขนานจะถูกใช้เพื่อปรับปรุงความเร็วในการประมวลผลของธุรกรรม หากต้องประมวลผลแบบอนุกรม ระบบจะเปลี่ยนเป็นโหมดการทำงานที่มีประสิทธิภาพน้อยกว่า อีเธอเรียม จะเห็นได้ว่า Solana เสียสละความปลอดภัยและการกระจายอำนาจเพื่อแสวงหาความสามารถในการขยายขนาด เมื่อโหนดผู้นำล้มเหลวหรือเมื่อตัดสินว่าจะประมวลผลแบบขนานหรือไม่ มันจะทำให้เกิดการหยุดชะงักของเครือข่าย

Aptos อ้างว่าเป็นตัวแทนของเครือข่ายสาธารณะประสิทธิภาพสูงรุ่นใหม่ และยังคงทำหน้าที่ต่างๆ ของเครือข่ายสาธารณะ Ethereum ในรูปแบบต่างๆ Aptos ใช้กลไกฉันทามติของ AptosBFT ซึ่งเป็นกลไกฉันทามติตาม BFT ซึ่งต้องการเพียงเครือข่ายสองรอบเพื่อตรวจสอบและส่งบล็อกโดยไม่ต้องลงคะแนนหลายรอบ และสามารถยืนยันขั้นสุดท้ายได้อย่างรวดเร็ว Aptos บล็อกรวมเฉพาะข้อมูลสรุปของบันทึกธุรกรรม ไม่ใช่ข้อมูลบันทึกธุรกรรมทั้งหมด ดังนั้นจำนวนธุรกรรมที่อยู่ในแต่ละบล็อกจะสูงขึ้น จัดกลุ่มธุรกรรมเป็นแบทช์และรวมเป็นบล็อกหลังจากบรรลุฉันทามติ ซึ่งจะถูกประมวลผลเป็นแบทช์ในการดำเนินการและการจัดเก็บในภายหลัง ซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพในกระบวนการได้

Aptos ยังใช้วิธีการประมวลผลแบบขนาน ใช้เครื่องมือ Block-STM และใช้วิธีการประมวลผลแบบขนานสำหรับธุรกรรมทั้งหมดโดยค่าเริ่มต้น เมื่อเกิดข้อขัดแย้ง ธุรกรรมที่ไม่สำเร็จจะถูกดำเนินการใหม่ ซึ่งจำเป็นต้องมีตัวกำหนดตารางเวลาเพื่อป้องกันการทำธุรกรรมเดียวกัน จากการถูกดำเนินการพร้อมๆ กัน และได้รับการยืนยันความปลอดภัยมากขึ้นหลังจากทำรายการซ้ำ นอกจากนี้ Aptos ยังพิจารณาการซิงโครไนซ์สถานะอย่างรวดเร็ว

การซิงโครไนซ์สถานะหมายถึงกระบวนการซิงโครไนซ์ผลลัพธ์ของสถานะไปยังโหนดอื่น ๆ หลังจากธุรกรรมเสร็จสิ้นและสถานะถูกแปลง ความไม่มีประสิทธิภาพของการซิงโครไนซ์สถานะจะทำให้โหนดส่วนใหญ่ล้มเหลวในการซิงโครไนซ์กับข้อมูลสถานะล่าสุด ซึ่งส่งผลต่อประสบการณ์ของผู้ใช้ และเป็นการยากที่โหนดใหม่จะเข้าร่วมกระบวนการฉันทามติ ซึ่งส่งผลต่อการกระจายอำนาจของเครือข่าย Aptos มีวิธีการซิงโครไนซ์สถานะที่หลากหลาย รวมถึงการใช้ RocksDB หรือ Merkle พิสูจน์การเปลี่ยนแปลงสถานะที่สร้างโดยโหนดผ่านตัวตรวจสอบ การข้ามขั้นตอนการดำเนินการธุรกรรมเพื่อซิงโครไนซ์สถานะ วิธีนี้ช่วยลดทรัพยากรการประมวลผลจำนวนมากที่จำเป็นสำหรับการซิงโครไนซ์โหนดแต่ต้องขึ้นอยู่กับการใช้ทรัพยากรเครือข่ายจำนวนมาก Aptos แนะนำว่าโหนดที่สอดคล้องกันทำงานบนเซิร์ฟเวอร์คลาวด์และเป็นเรื่องยากสำหรับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลที่จะปฏิบัติตาม ข้อกำหนดของมัน

Aptos เชื่อว่าเครื่องเสมือนของ Ethereum ก็เป็นคอขวดเช่นกัน Ethereum ไม่มีทางที่จะอัปเดตภาษาของตนในวงกว้างได้ แต่ Aptos ไม่มีภาระทางเทคนิคดังกล่าว ทั้ง Aptos และ SUI ใช้ภาษา Move และนวัตกรรมของ Move อยู่ที่การจัดการสินทรัพย์เป็นทรัพยากร มีข้อจำกัดบางประการเกี่ยวกับการสร้าง การใช้ และการทำลายทรัพยากร ดังนั้นจึงไม่มีการโจมตีแบบกลับเข้าสู่ปกติใน Ethereum ซึ่งสามารถทำให้สัญญาอัจฉริยะมีความปลอดภัยมากขึ้น และอนุญาตให้เครื่องเสมือนประมวลผลธุรกรรมหลายรายการพร้อมกันได้ และคิดค่าเช่าตาม บนทรัพยากรที่เก็บข้อมูลก็เป็นไปได้เช่นกัน

โดยสรุปแล้ว เครือข่ายสาธารณะใหม่เชื่อว่าความสามารถในการปรับขนาดมีความสำคัญเหนือความปลอดภัยและการกระจายอำนาจ ซึ่งแตกต่างจาก Ethereum ดังนั้นพวกเขาจึงเลือกทิศทางโฟกัสใหม่ในรูปสามเหลี่ยมที่เป็นไปไม่ได้การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวเห็นได้ชัดสำหรับผู้ใช้และปัญหาการหยุดทำงานบน Solana เป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้

การคิดและสรุป

กลไกที่เป็นเอกฉันท์และเครือข่ายโหนดแบบกระจายทำให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่เชื่อถือได้ของห่วงโซ่สาธารณะจากสองด้าน:

ประการแรก ตรวจสอบให้แน่ใจว่ายอมรับข้อผิดพลาดของระบบ: กลไกฉันทามติมีการยอมรับข้อผิดพลาดบางอย่าง นั่นคือ เมื่อสัดส่วนของโหนดที่ผิดพลาดต่ำกว่าเปอร์เซ็นต์ที่กำหนด ระบบยังคงสามารถตรวจสอบข้อมูลได้ โหนดแบบกระจายที่เข้าร่วมอย่างอิสระสามารถเสริมโหนดปกติใหม่ได้

ประการที่สอง เพิ่มต้นทุนการโจมตีของระบบ: กลไกฉันทามติแสดงถึงวิธีที่โหนดเข้าถึงฉันทามติเกี่ยวกับสถานะของบล็อกที่มีอยู่ และฝ่ายที่ควบคุมกลไกฉันทามติแสดงว่าผู้กระทำความผิดมีความสามารถในการแก้ไขฉันทามติ ( แก้ไขบันทึกบัญชี) และตรวจสอบธุรกรรม (กำหนดธุรกรรม) การเรียงลำดับและว่าจะบรรจุในห่วงโซ่หรือไม่) พลังงาน กลไกที่เป็นเอกฉันท์และโหนดแบบกระจายสามารถเพิ่มความยากและค่าใช้จ่ายในการโจมตีจากกฎ

บนพื้นฐานนี้ สามารถเข้าใจปัญหาสามเหลี่ยมที่เป็นไปไม่ได้ของ blockchain ได้ดังนี้:

ห่วงโซ่สาธารณะที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันของ Ethereum เนื่องจากไม่มีภาระทางเทคนิค สามารถเริ่มต้นจากศูนย์ได้อย่างสมบูรณ์ โดยใช้สถาปัตยกรรมและวิธีการทางเทคนิคใหม่ ซึ่งแตกต่างจาก Ethereum ซึ่งดำเนินการภายใต้สมมติฐานของการกระจายอำนาจและความปลอดภัยที่เพียงพอ (เชนสาธารณะที่เป็นเนื้อเดียวกันของ Ethereum อยู่ระหว่างนั้น แต่ก็มีแนวโน้มที่ประสิทธิภาพมากกว่า) พวกเขาทั้งหมดเลือกเส้นทางที่เน้นประสิทธิภาพเป็นหลัก ข้อดีของสิ่งนี้คือผู้ใช้สามารถสัมผัสถึงความก้าวหน้าของพวกเขาโดยสัญชาตญาณ (TPS) แต่ปัญหาด้านความปลอดภัยและการกระจายอำนาจก็เป็นอันตรายที่ซ่อนอยู่เช่นกัน

ลิงค์ต้นฉบับ