Виталик Бутерин говорит, что Ethereum, который большинство людей знает сегодня — сеть, созданная для отправки денег, торговли токенами и запуска децентрализованных приложений, — к концу десятилетия движется к принципиально иному дизайну. В посте, опубликованном в воскресенье и озаглавленном «Криптографический всемирный компьютер», сооснователь Ethereum изложил видение будущей масштабируемости Ethereum: она будет опираться на криптографические доказательства и внешние компьютерные сети, а не на грубую проверку, на которой сейчас держится блокчейн.

Ключевые выводы

• Виталик Бутерин описывает архитектуру Ethereum на 2030 год как гибридную систему, сочетающую блокчейн с криптографическими доказательствами и внешними сетями компьютеров — при этом её по-прежнему называют блокчейном, но она работает совсем иначе.

• Текущий способ валидации в Ethereum предполагает, что каждый узел повторяет одни и те же расчёты по транзакциям: это сохраняет сеть честной, но ограничивает, сколько пропускной способности на самом деле даёт добавление компьютеров.

• Короткие математические доказательства позволят компьютерам проверять работу друг друга без повторного выполнения всех вычислений — так разные машины смогут одновременно выполнять разные задачи.

• Планы Бутерина по приватности будут скрывать проверки баланса кошельков и детали платежей, опираясь на техники, которые уже используются в Zcash: его защищённые пулы по состоянию на пятницу содержали около 4,9 млн ZEC.

• Похожая статья «Shielded Bitcoin», опубликованная на этой неделе, предлагает заимствовать у Zcash зашифрованный дизайн платежей для BTC, хотя ей по-прежнему не хватает готового механизма для внесения и вывода реального биткоина.

Видение Виталиком Бутериным Ethereum на 2030 год

Главный тезис Бутерина прямолинеен: Ethereum 2030 года может по-прежнему носить ярлык блокчейна, но вести себя он будет не так, как люди сейчас понимают этот термин. Описанная им сеть объединит блокчейн с криптографическими доказательствами и сетями компьютеров, работающих вне базовой цепочки — в результате изменится и то, что Ethereum сможет обрабатывать, и то, что пользователи смогут проверять для себя.

Концепция «криптографического всемирного компьютера»

Бутерин описывает этот переход как движение от простого реестра к тому, что он называет «криптографическим всемирным компьютером». Гибридная архитектура создана, чтобы соединить блокчейны с современной криптографией и открыть свойства, которые текущая система не может обеспечить.

Гибридная архитектура, сочетающая блокчейн и криптографию

По мнению Виталика Бутерина, рассуждения о криптографических доказательствах: переход уже идёт. По словам Бутерина, будущие обновления будут опираться ещё сильнее на математические доказательства, инструменты проверки ошибок в ПО и квантоустойчивую безопасность.

Текущая валидация Ethereum и её ограничения по масштабируемости

Прямо сейчас тщательная проверка Ethereum означает повторение расчётов, стоящих за каждой транзакцией. Полный узел подтверждает, что отправителю хватало средств и что приложение следовало своим собственным правилам, и делает это, заново выполняя ту же математику, которую уже проделал каждый другой честный узел.

Именно эта избыточность и делает Ethereum заслуживающим доверия. Но именно она же его ограничивает. Добавление большего числа компьютеров в сеть не автоматически превращается в большую ёмкость транзакций, потому что каждая машина остаётся занята повторной верификацией активности, которую уже проверили другие машины. В этом и заключается суть ограничений масштабируемости блокчейна, которые предназначено адресовать предложению Бутерина.

Разработчики пытались обойти это десятилетие назад, разбивая работу на меньшие группы компьютеров, но координация этих групп вызывала задержки, и более широкая сеть не могла быстро восстановиться всякий раз, когда одна группа выходила из строя. Как выразился Бутерин: «Тогда это было неосуществимо по одной ключевой причине: отсутствовал ингредиент проверки».

Прорывы в криптографических доказательствах для масштабируемости и верификации

Новые криптографические инструменты теперь дают способ разорвать это ограничение, утверждает Бутерин: они заменяют полный пересчёт компактными доказательствами, которые другие компьютеры могут проверять почти мгновенно.

Замена пересчётов короткими математическими доказательствами

В рамках этой модели компьютер обрабатывает пакет транзакций и генерирует короткое математическое доказательство того, что он следовал правилам сети. Другие машины могут валидировать это доказательство намного быстрее, чем могли бы пересчитать исходные вычисления, при этом отдельные выборочные проверки подтверждают, что базовые данные транзакций остаются доступными для любого, кто захочет изучить их позже.

Параллельная обработка задач разными компьютерами

Такая схема позволит разным компьютерам одновременно браться за разные задачи, при этом проверяя результаты друг друга — это повысит общую ёмкость Ethereum без потери независимой верификации, которая делает сеть заслуживающей доверия. Но есть нюанс: Ethereum всё ещё должен урегулировать вопросы, где важен порядок транзакций, например, какая из двух конфликтующих оплат произошла первой. Бутерин предложил, что часть этой работы можно завершать заранее, а затем объединять доказательства, чтобы сократить объём информации, который в итоге записывается в сам блокчейн.

Улучшения конфиденциальности и развитие более широкой экосистемы

Наряду с масштабируемостью в дорожной карте Бутерина затрагивается более тихая утечка приватности: информация, которую пользователи передают просто проверяя собственные кошельки. Это ключевой элемент более широкой инициативы по обновлениям приватности Ethereum, которая сейчас формируется в экосистеме.

Сокрытие данных об использовании кошелька и запросов на баланс

Проверка баланса сегодня обычно означает обращение к внешнему серверу по конкретному адресу, и оператор этого сервера может узнать, какие аккаунты отслеживает человек, даже если сами платежи остаются приватными. Бутерин видит сокрытие таких запросов на баланс вместе с деталями платежей и правилами расходования, которые использует аккаунт: например, бизнес мог бы сохранять платежи конфиденциальными, не раскрывая свои аккаунты каждый раз, когда сотрудник проверяет баланс.

Похожие проекты с фокусом на приватность и общие разработки

Ethereum не один преследует эту цель. Zcash уже позволяет пользователям отправлять защищённые платежи с зашифрованными адресами и суммами, а его защищённые пулы по данным CoinDesk анализа ZecStats содержали примерно 4,9 млн ZEC по состоянию на пятницу. При этом токен торговался около $1 660 после роста примерно на 15% за неделю. Отдельно исследователи, стоящие за статьёй «Shielded Bitcoin», опубликованной на этой неделе, предложили заимствовать тот же дизайн зашифрованных платежей для BTC: хранить стоимость, выраженную в биткоинах, в зашифрованных заметках и подтверждать траты математическими доказательствами, которые проверяются независимым ПО, а не собственными правилами консенсуса Bitcoin. Авторы статьи оставляют реальный механизм внесения и вывода биткоина для будущих исследований.

Собственная дорожная карта Бутерина указывает в похожем долгосрочном направлении: последующие обновления Ethereum будут всё больше опираться на математические доказательства, инструменты, которые автоматически проверяют ПО на ошибки, и безопасность, рассчитанную на устойчивость к будущим квантовым компьютерам.

Почему это важно для следующего десятилетия Ethereum

Вместе эти изменения переосмысливают даже то, что значит «масштабировать Ethereum». Вместо простого добавления большего числа валидаторов, выполняющих идентичную работу, сеть будет распределять разные вычисления по разным машинам, используя доказательства, чтобы все оставались честными. Для разработчиков и институтов, оценивающих, сможет ли Ethereum в будущем обрабатывать объёмы активности уровня мейнстрима, это различие важнее, чем цифры транзакций в секунду.

Слой приватности несёт свой собственный вес для внедрения. И бизнес, и обычные пользователи давно приводили в качестве причин не запускать чувствительные операции в полностью прозрачной цепочке публичные проверки баланса и отслеживаемую активность кошельков. Если подход Бутерина к сокрытию запросов на баланс и правил платежей будет работать так, как описано, он может убрать одну из самых устойчивых причин трения, мешающих реальному использованию. Однако то, как регуляторы отреагируют на добавленную конфиденциальность, — открытый вопрос, который дорожная карта не рассматривает.

Ничего из этого не будет внедрено за одну ночь. Само обрамление Бутерина рассматривает этот сдвиг как преобразование, растянутое на годы — до 2030 года. То, что будет после, нацелено на предоставление «гораздо более дешёвых, более масштабируемых и более приватных вычислений высокой безопасности», чем сеть прежней технологии могла бы обеспечить сама по себе.

FAQ

Как Ethereum сейчас валидирует транзакции и почему это ограничивает?

Сейчас Ethereum валидирует транзакции, повторяя все вычисления на каждом узле: это ресурсоёмко и ограничивает масштабируемость.

Какую роль играют криптографические доказательства в будущей масштабируемости Ethereum?

Криптографические доказательства позволяют верифицировать транзакции с короткими доказательствами вместо полного пересчёта, что даёт возможность параллельной обработки и более высокой пропускной способности.

Как будет улучшена конфиденциальность в Ethereum согласно видению Бутерина?

Улучшения приватности направлены на сокрытие паттернов использования кошелька, запросов на баланс и деталей платежей, чтобы пользователи могли сохранять информацию о транзакциях конфиденциальной.

Какие улучшения безопасности планируются для Ethereum в будущем?

Будущие обновления будут сосредоточены на квантоустойчивой безопасности, автоматической формальной верификации ПО и масштабируемых приватных вычислениях.

Материал подготовлен с помощью искусственного интеллекта и проверен редакционной командой.