Ethereum, eine Smart-Contract-Plattform, die dezentrale Finanzen (DeFi), den Betrieb von nicht fungiblen Token (NFTs) und mehr ermöglicht, hat ein Problem, das nicht allein durch Layer-2-Skalierungsplattformen gelöst werden kann, erklärte ihr Mitbegründer Vitalik Buterin kürzlich.
In einem Blog sagte Buterin, dass das Netzwerk zwar weit verbreitet sei und es Benutzer gebe, es aber eine Herausforderung sei, Mainnet-Transaktionen zu verifizieren. Die daraus entstehenden Herausforderungen führen dazu, dass nicht viele Leute ihre Knoten betreiben können und sich stattdessen auf vertrauenswürdige Dritte verlassen müssen, darunter auch Light Clients. Obwohl Lightweight Clients unerlässlich sind, weist der Mitbegründer darauf hin, dass es schwierig ist zu überprüfen, ob ein bestimmter Ethereum-Validator die etablierten Protokollregeln befolgt.
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Um diese Probleme zu lösen, schlägt Buterin zwei Optionen vor, um die Layer-1-Verifizierungsprobleme in der Kette zu lösen und gleichzeitig die Skalierbarkeit zu verbessern.
Probleme bei der On-Chain-Verifizierung beheben
Bei der ersten Option schlägt er vor, das Mainnet einzuschränken und die Aktivität auf Layer 2 zu verlagern. Dies würde eine Reduzierung des Mainnet-Gas-pro-Block-Ziels von 15 Millionen auf 1 Million erfordern, wobei die einzige Funktion von Layer 1 darin besteht, Layer-2-Protokolle zu verifizieren.
Diese Lösung könnte zwar funktionieren, hat aber auch ihre Tücken. Erstens würde sie viele bestehende L1-basierte Anwendungen wirtschaftlich unrentabel machen und Benutzergelder könnten aufgrund der zu hohen Gebühren stecken bleiben. Eine Massenmigration zu einem Layer-2-Projekt ist zwar möglich, würde den Prozess jedoch weiter verkomplizieren.
Der Mitbegründer merkt an, dass das Ethereum-Protokoll im Idealfall auf verschiedenen Geräten, darunter Laptops, Telefone und Browsererweiterungen, leicht zu überprüfen sein sollte. Das erstmalige individuelle Synchronisieren der Daten in der Kette oder nach einer langen Offline-Zeit kann jedoch bis zu 54 Sekunden dauern. Dies kann den Browser des Geräts belasten oder bei tragbaren Geräten zu einer schnellen Entladung der Batterie führen.
Eine weitere alternative Option, die Buterin vorschlägt, beinhaltet die Succinct Non-interactive Argument of Knowledge (SNARK)-Verifizierung des Mainnets mithilfe einer Zero-Knowledge Ethereum Virtual Machine (zkEVM), die zur Verifizierung der Ausführung eines Ethereum-Blocks durch die Ethereum Virtual Machine (EVM) verwendet werden kann.
Bei diesem Ansatz würde mehr SNARK-Code geschrieben, um die Konsensseite eines Blocks zu verifizieren. Das Generieren von Beweisen in Echtzeit würde jedoch erhebliche Verbesserungen durch spezielle Hardware oder architektonische Verbesserungen erfordern.
Wenn diese Option verfolgt wird, muss ein zkEVM-Typ zur Überprüfung ausgewählt werden. Es gibt drei Optionen: ein einzelnes zkEVM, ein geschlossenes Multi-zkEVM und ein offenes Multi-zkEVM.
Obwohl jede Option Vor- und Nachteile hat, ist Buterin der Ansicht, dass die offene Multi-zkEVM-Option der beste Weg ist. Bei diesem Ansatz würden verschiedene Clients unterschiedliche zkEVM-Implementierungen haben, wobei jeder Client auf einen kompatiblen Nachweis wartet, bevor er einen Block als gültig akzeptiert.
Obwohl es ideal wäre, wäre es nicht ohne Herausforderungen. Es ist offensichtlich, dass es erhebliche Verbesserungen bei der Effizienz und Parallelisierung von Ethereum erfordern würde. Er glaubt jedoch, dass dieser Weg erforscht werden kann und aufgrund des technologischen Fortschritts praktikabel ist.
Verbesserung der Skalierbarkeit und Zugänglichkeit in Ethereum
Buterins Vorschläge stellen einen Schritt in die richtige Richtung zur Lösung des Verifizierungsproblems in der Kette dar. Zwar weisen die vorgeschlagenen Lösungen Schwächen auf, unterstreichen jedoch die Notwendigkeit eines skalierbareren und effizienteren Ethereum-Protokolls.
Dieser Vorschlag kam, als Polygon Anfang dieser Woche seine zkEVM-Mainnet-Beta startete, mit Plänen, die Technologie als Open Source verfügbar zu machen, um weitere Entwicklungen anzuregen.
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