Нові ідеї Віталіка щодо масштабування: чому обчислення легко масштабуються, а стан — ні? Як Ethereum може подолати цю проблему?

27 січня співзасновник Ethereum Віталік Бутерін опублікував новий набір рамок для масштабованості блокчейну. Він використав термін “ієрархічна структура”, щоб пояснити, чому швидкість масштабування різних технічних компонентів значно відрізняється, і вказав, що стан є справжнім вузьким місцем для розширення Ethereum. Ця модель надає чітку технічну карту для розуміння довгострокового шляху масштабування Ethereum.

Три рівні моделі: чому швидкість масштабування різна?

Віталік розділив складність масштабування блокчейну на три рівні:

Ключовий висновок цієї ієрархії полягає в тому, що складність масштабування кожного рівня залежить від його обмежень щодо децентралізації. Обчислення можна делегувати, дані — розподілити, але стан має бути верифікований усією мережею.

Рівень обчислень: існуючі рішення

Обчислювальний рівень — найпростіший для масштабування. Віталік зазначив, що можна підвищити обчислювальні можливості за допомогою таких підходів:

• Паралельне виконання: одночасне виконання кількох обчислень замість послідовного
• Докази з нульовим розкриттям: використання криптографії для заміни великої кількості обчислень у ланцюгу
• Обчислення поза ланцюгом: делегування обробки транзакцій зовнішнім системам з подачею лише результатів для верифікації у головний ланцюг

Це також є базою для більшості сучасних рішень Layer 2. Rollup, який виконує транзакції поза ланцюгом і потім передає стиснені результати у головний ланцюг Ethereum, вже забезпечує сотні разів більшу пропускну здатність.

Рівень даних: нові можливості з PeerDAS

Порівняно з обчисленнями, швидкість масштабування даних повільніша. Блокчейн має гарантувати, що ключові дані можна верифікувати та отримати, що обмежує можливості масштабування. Однак, за інформацією, з впровадженням таких технологій, як PeerDAS, навантаження на зберігання та пропускну здатність вузлів зменшується.

Що це означає? За допомогою технологій шарінгу даних і кодеків з виправленням помилок різні вузли можуть верифікувати лише частину даних, а не весь обсяг. Це дозволяє підтримувати більшу кількість користувачів і вищі вимоги до даних, зберігаючи децентралізацію і знижуючи апаратні бар’єри.

Рівень стану: справжнє вузьке місце

Саме стан є справжнім вузьким місцем для масштабування. Кожен вузол має верифікувати та зберігати весь стан мережі (баланси рахунків, дані смарт-контрактів тощо). Постійне зростання обсягу стану підвищує вимоги до обладнання і може з часом спричинити ризики централізації.

З цієї причини Віталік запропонував ідею “підніматися вгору по рівнях”: максимально використовувати обчислення і дані для заміни стану. Конкретні технічні рішення включають:

• Rollup: переміщення більшої частини стану поза головний ланцюг, зберігаючи лише необхідні дані для верифікації на головному ланцюгу
• Шарінг: розподіл навантаження між різними частинами стану, обробка різних підмножин стану різними шардами
• Докази з нульовим розкриттям: зменшення витрат на виконання у ланцюгу за допомогою криптографічних доказів

Варто зазначити, що у нових джерелах згадується, що Віталік відмовився від старої ідеї 2017 року. Тепер він вважає, що зрілість технологій ZK-SNARKs та інших доказів з нульовим розкриттям дозволяє користувачам верифікувати правильність стану без повторного виконання всіх історичних транзакцій. Це ще раз підкреслює ключову роль доказів з нульовим розкриттям у верифікації стану.

Значення для розробників і екосистеми

Ця модель рівнів має прямий і чіткий вплив на дизайн для розробників:

• зменшення непотрібного зберігання стану у ланцюгу
• більше покладанняся на докази та верифіковані дані
• перенесення складності на вищі рівні, зменшуючи навантаження на головний ланцюг

У джерелах згадується, що ранні рішення Layer 2, такі як Plasma, отримують друге життя, інтегруючи нові технології доказів. Це свідчить про те, що теоретична модель Віталіка вже впливає на практичний розвиток екосистеми.

Висновок

Модель трьох рівнів масштабування Віталіка пропонує новий погляд на шлях розширення Ethereum. Вона чітко вказує, що обчислення — найпростіше для масштабування, дані — посередині, стан — найскладніше, і пропонує ідею “підніматися вгору” для вирішення проблем.

Ця модель цінна тим, що вона не просто перелік технологій, а створює системний каркас для проектування. Розробники можуть використовувати її для оптимізації архітектури, а екосистемні проекти — для вибору напрямків масштабування. З урахуванням зрілості ZK-технологій і нових рішень, таких як PeerDAS, Ethereum прагне знайти новий баланс між продуктивністю, вартістю та децентралізацією. Цей процес не буде миттєвим, але напрямок вже досить ясний.