Ethereum avança para milhares de TPS: o papel crucial da prova em tempo real e do Rollup nativo
Ethereum está a avançar para a meta de processar 10.000 transações por segundo, e a tecnologia de provas zero-knowledge está a tornar-se o motor central deste processo de escalabilidade. Este artigo irá focar-se nos desafios técnicos das provas em tempo real, nos mecanismos de participação dos provadores, nas questões de segurança enfrentadas pela transição da arquitetura da mainnet, e em como o "Rollup nativo" pode tornar-se a forma final de escalabilidade zero-knowledge.
Prova em Tempo Real: A Tecnologia Chave para a Escalabilidade do Ethereum
A prova em tempo real refere-se ao processo de geração de prova de zero conhecimento para um bloco da rede principal do Ethereum em menos de 12 segundos. Uma vez implementada, o Ethereum poderá incorporar a lógica de validação de blocos no próprio protocolo, aumentando significativamente o limite de Gas enquanto garante a verificabilidade, permitindo assim uma escalabilidade em grande escala da rede principal.
A implementação de provas em tempo real não só requer tecnologia zkVM avançada, mas também ajustes na camada de protocolo Ethereum. Espera-se que a atualização da rede no próximo ano introduza um mecanismo de "desacoplamento de validação de bloco e execução imediata", proporcionando aos provadores mais tempo para gerar provas zkEVM.
Um projeto de blockchain lançou o mais recente zkVM, que pode gerar provas em tempo real para 93% dos blocos da mainnet sob um cluster de 200 GPUs. Eles estão confiantes de que conseguirão aumentar essa proporção para 99% até o final do ano. Para o muito pequeno número de blocos que não conseguem gerar provas a tempo, o design do protocolo já considerou um mecanismo de tolerância a falhas.
Ethereum ainda está considerando reduzir o tempo de bloco de 12 segundos para 6 segundos, o que melhorará significativamente a experiência do usuário, mas também traz maiores desafios para os validadores. No entanto, considerando que a tecnologia de provas de conhecimento zero pode melhorar o desempenho em 10 vezes a cada ano, os especialistas do setor não estão preocupados.
Requisitos de Hardware para Validadores Ethereum
Para alcançar a prova em tempo real, a Fundação Ethereum estabeleceu um objetivo técnico preliminar para os validadores: o custo do hardware deve ser inferior a 100 mil dólares e o consumo de energia deve ser inferior a 10 quilowatts. Embora esse requisito possa parecer elevado, na verdade é muito mais baixo do que o limiar para operar grandes centros de dados.
É importante notar que o provedor de prova e o validador são dois papéis diferentes. O validador opera nós para participar do consenso, enquanto a tarefa do provedor de prova é gerar provas de conhecimento zero. Uma vez que a prova de uma transação é gerada corretamente, a rede apenas precisa verificar a validade dessa prova, sem a necessidade de executar a transação novamente.
O setor estima que, até o início do próximo ano, a demanda por hardware dos validadores pode diminuir para cerca de 16 placas gráficas, com um custo total controlado entre 10.000 a 30.000 dólares. Ao mesmo tempo, já existem projetos que construíram redes descentralizadas compostas por centenas de validadores na testnet, utilizando um mecanismo de prova competitiva que permite que participantes com menos tempo e custo se destaquem.
Desafios da mudança da mainnet para a arquitetura de conhecimento zero
A transição da mainnet do Ethereum para uma arquitetura de provas de conhecimento zero representa mais um grande desafio técnico, após a mudança do mecanismo de prova de trabalho para o mecanismo de prova de participação no ano passado. Este processo não apenas requer a reconstrução da camada de protocolo, mas também deve considerar vários riscos de segurança potenciais.
Os riscos potenciais incluem atacantes maliciosos inserindo "assassinos de validadores" que levam à falha do mecanismo de validação da rede, ou uma queda repentina na atividade da rede que resulta em taxas de transação insuficientes para cobrir os custos de validação, entre outros. Todo o processo de transição pode levar anos, sendo especialmente importante prestar atenção aos riscos relacionados à segurança.
Ethereum também planeja uma reestruturação fundamental da camada de consenso, construindo uma nova estrutura chamada "Beam Chain", com o objetivo de otimizar para provas de conhecimento zero desde o início do design. No futuro, todo o trabalho de validação de dados do Ethereum poderá ser realizado em um CPU de um laptop comum.
Rollup nativo: a forma máxima de escalabilidade com zero conhecimento
Com a integração do zkEVM na mainnet, o conceito de "Rollup nativo" começa a emergir. Ao integrar o zkEVM à mainnet, permite-se que os validadores do Ethereum verifiquem diretamente as provas de transição de estado do Rollup, realizando uma verdadeira rede de segunda camada validada pela mainnet, garantindo a segurança.
Isto requer a adição de código "execute precompile" no cliente Ethereum, permitindo que os validadores verifiquem diretamente as provas de transferência de estado de conhecimento zero geradas pela rede de segunda camada. Se implementado, no futuro, independentemente de as transações ocorrerem na mainnet ou em Rollups nativos, a sua liquidação final e segurança serão garantidas pelo mesmo grupo de validadores Ethereum.
O Rollup nativo é visto como a versão melhorada do esquema de fragmentação ETH 2.0, não mais operando 64 cadeias de fragmentos estruturais idênticos, mas construindo um sistema Rollup heterogêneo de forma altamente programável e personalizável, atendendo a diferentes cenários e necessidades dos usuários.
Embora o Rollup nativo ainda não tenha sido oficialmente escrito no roteiro do Ethereum, com o lançamento do zkEVM e a reestruturação da arquitetura da mainnet, a configuração de interfaces e a lógica de pré-compilação já se tornaram uma tendência técnica previsível. Se tudo correr bem, as propostas de melhoria relacionadas podem ser submetidas até o final do ano e implementadas nas atualizações subsequentes da rede.
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SneakyFlashloan
· 9h atrás
O que é isso zk... lá vem de novo a limpeza. Não consigo entender o romantismo dos engenheiros.
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MEVHunterBearish
· 08-12 05:51
Consegue correr um bloco em 12 segundos, não é incrível~
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YieldHunter
· 08-12 05:46
tecnicamente falando... o tempo de prova de 12 segundos ainda deixa espaço para a exploração de MEV para ser honesto
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TokenDustCollector
· 08-12 05:46
O V é muito poderoso, não é?
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SolidityJester
· 08-12 05:33
L2 não é bom? Sem essa de fazer a Rede principal.
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ContractCollector
· 08-12 05:31
É só esperar terminar que em 12 segundos o gás vai sofrer um big dump!
Progresso da escalabilidade do Ethereum a 10.000 TPS: prova em tempo real e Rollup nativo como chave
Ethereum avança para milhares de TPS: o papel crucial da prova em tempo real e do Rollup nativo
Ethereum está a avançar para a meta de processar 10.000 transações por segundo, e a tecnologia de provas zero-knowledge está a tornar-se o motor central deste processo de escalabilidade. Este artigo irá focar-se nos desafios técnicos das provas em tempo real, nos mecanismos de participação dos provadores, nas questões de segurança enfrentadas pela transição da arquitetura da mainnet, e em como o "Rollup nativo" pode tornar-se a forma final de escalabilidade zero-knowledge.
Prova em Tempo Real: A Tecnologia Chave para a Escalabilidade do Ethereum
A prova em tempo real refere-se ao processo de geração de prova de zero conhecimento para um bloco da rede principal do Ethereum em menos de 12 segundos. Uma vez implementada, o Ethereum poderá incorporar a lógica de validação de blocos no próprio protocolo, aumentando significativamente o limite de Gas enquanto garante a verificabilidade, permitindo assim uma escalabilidade em grande escala da rede principal.
A implementação de provas em tempo real não só requer tecnologia zkVM avançada, mas também ajustes na camada de protocolo Ethereum. Espera-se que a atualização da rede no próximo ano introduza um mecanismo de "desacoplamento de validação de bloco e execução imediata", proporcionando aos provadores mais tempo para gerar provas zkEVM.
Um projeto de blockchain lançou o mais recente zkVM, que pode gerar provas em tempo real para 93% dos blocos da mainnet sob um cluster de 200 GPUs. Eles estão confiantes de que conseguirão aumentar essa proporção para 99% até o final do ano. Para o muito pequeno número de blocos que não conseguem gerar provas a tempo, o design do protocolo já considerou um mecanismo de tolerância a falhas.
Ethereum ainda está considerando reduzir o tempo de bloco de 12 segundos para 6 segundos, o que melhorará significativamente a experiência do usuário, mas também traz maiores desafios para os validadores. No entanto, considerando que a tecnologia de provas de conhecimento zero pode melhorar o desempenho em 10 vezes a cada ano, os especialistas do setor não estão preocupados.
Requisitos de Hardware para Validadores Ethereum
Para alcançar a prova em tempo real, a Fundação Ethereum estabeleceu um objetivo técnico preliminar para os validadores: o custo do hardware deve ser inferior a 100 mil dólares e o consumo de energia deve ser inferior a 10 quilowatts. Embora esse requisito possa parecer elevado, na verdade é muito mais baixo do que o limiar para operar grandes centros de dados.
É importante notar que o provedor de prova e o validador são dois papéis diferentes. O validador opera nós para participar do consenso, enquanto a tarefa do provedor de prova é gerar provas de conhecimento zero. Uma vez que a prova de uma transação é gerada corretamente, a rede apenas precisa verificar a validade dessa prova, sem a necessidade de executar a transação novamente.
O setor estima que, até o início do próximo ano, a demanda por hardware dos validadores pode diminuir para cerca de 16 placas gráficas, com um custo total controlado entre 10.000 a 30.000 dólares. Ao mesmo tempo, já existem projetos que construíram redes descentralizadas compostas por centenas de validadores na testnet, utilizando um mecanismo de prova competitiva que permite que participantes com menos tempo e custo se destaquem.
Desafios da mudança da mainnet para a arquitetura de conhecimento zero
A transição da mainnet do Ethereum para uma arquitetura de provas de conhecimento zero representa mais um grande desafio técnico, após a mudança do mecanismo de prova de trabalho para o mecanismo de prova de participação no ano passado. Este processo não apenas requer a reconstrução da camada de protocolo, mas também deve considerar vários riscos de segurança potenciais.
Os riscos potenciais incluem atacantes maliciosos inserindo "assassinos de validadores" que levam à falha do mecanismo de validação da rede, ou uma queda repentina na atividade da rede que resulta em taxas de transação insuficientes para cobrir os custos de validação, entre outros. Todo o processo de transição pode levar anos, sendo especialmente importante prestar atenção aos riscos relacionados à segurança.
Ethereum também planeja uma reestruturação fundamental da camada de consenso, construindo uma nova estrutura chamada "Beam Chain", com o objetivo de otimizar para provas de conhecimento zero desde o início do design. No futuro, todo o trabalho de validação de dados do Ethereum poderá ser realizado em um CPU de um laptop comum.
Rollup nativo: a forma máxima de escalabilidade com zero conhecimento
Com a integração do zkEVM na mainnet, o conceito de "Rollup nativo" começa a emergir. Ao integrar o zkEVM à mainnet, permite-se que os validadores do Ethereum verifiquem diretamente as provas de transição de estado do Rollup, realizando uma verdadeira rede de segunda camada validada pela mainnet, garantindo a segurança.
Isto requer a adição de código "execute precompile" no cliente Ethereum, permitindo que os validadores verifiquem diretamente as provas de transferência de estado de conhecimento zero geradas pela rede de segunda camada. Se implementado, no futuro, independentemente de as transações ocorrerem na mainnet ou em Rollups nativos, a sua liquidação final e segurança serão garantidas pelo mesmo grupo de validadores Ethereum.
O Rollup nativo é visto como a versão melhorada do esquema de fragmentação ETH 2.0, não mais operando 64 cadeias de fragmentos estruturais idênticos, mas construindo um sistema Rollup heterogêneo de forma altamente programável e personalizável, atendendo a diferentes cenários e necessidades dos usuários.
Embora o Rollup nativo ainda não tenha sido oficialmente escrito no roteiro do Ethereum, com o lançamento do zkEVM e a reestruturação da arquitetura da mainnet, a configuração de interfaces e a lógica de pré-compilação já se tornaram uma tendência técnica previsível. Se tudo correr bem, as propostas de melhoria relacionadas podem ser submetidas até o final do ano e implementadas nas atualizações subsequentes da rede.