Repost o título original: Sharded L2? "=nil;" Como dar uma nova solução para a fragmentação do estado L2?

A mudança do Ethereum para uma roadmap centrada no rollup induziu um crescimento explosivo nos designs modulares de escalonamento. Este crescimento foi inicialmente um sucesso, eliminando taxas de gás de $100+ e desbloqueando designs de aplicativos completamente novos. Mas apenas alguns anos depois, o Ethereum e seus rollups enfrentam um novo problema crítico: fragmentação de estado.

Fundamentalmente, a fragmentação do estado é um problema de escalabilidade. Recentemente, a comunidade modular tem promovido soluções de middleware que fundem rollups existentes num único sistema, aparentemente alcançando o Santo Graal da escalabilidade blockchain - escalabilidade horizontal. No entanto, estas soluções vêm com compromissos significativos. Uma nova geração de Ethereum L2s está a repensar a escalabilidade a partir dos princípios fundamentais, aplicando técnicas verticais e horizontais para fornecer desempenho de fim de jogo.

Duas Direções de Escalonamento Blockchain

Existem duas estruturas para dimensionar uma blockchain:

• Escalonamento verticalaumenta os recursos disponíveis para um único nó. Esta é a filosofia de escalonamento da Solana de maximizar a utilização de hardware, bem como o movimento do VM (máquina virtual) paralelizado.
• Escalonamento horizontaldistribui a carga de trabalho por vários servidores. Esta é a filosofia de escalonamento das blockchains L1 segmentadas, como Near e Ethereum (Danksharding).

Os rollups são frequentemente considerados erroneamente uma solução de escalonamento horizontal para o Ethereum. No entanto, cada rollup, e cada blockchain, é definido pelo livro-razão que mantém, o que significa que os rollups são sistemas separados do Ethereum. Esta falta fundamental de princípios básicos de escalonamento de base de dados deixou o ecossistema do Ethereum com um desafio existencial a resolver: fragmentação de estado.

Desafio pela frente

A fragmentação do estado em vários L2s tornou-se um grande problema para a Ethereum. A fragmentação é definida por três novos problemas.

• Os efeitos da rede comprometida do estado global, incluindo liquidez e distribuição de usuários, estão enraizados nas dezenas (se não centenas) de L2s adjacentes ao Ethereum que buscam infraestrutura específica do aplicativo.
• Complexidade crescente dos padrões de interoperabilidade e coordenação social, que tem sido o catalisador de mais de $2.8 bilhões de hacks de pontes.
• Piorou objetivamente as experiências dos desenvolvedores e dos utilizadores. Os desenvolvedores têm de trabalhar com abstrações de rede complicadas para oferecer uma experiência de utilizador perfeita, ouos utilizadores são obrigados a gerir a complexidade de interação entre cadeias, incluindo a ponte de ativos, gestão de rede de carteiras e múltiplos tokens de gás.

E esses problemas estão piorando a cada dia. Limitadas pela infraestrutura existente, as aplicações sensíveis ao preço são forçadas a se isolar para manter taxas de transação confiavelmente baixas. À medida que o próximo ciclo se aproxima, um efeito bola de neve perverso está prestes a acontecer; à medida que as taxas de congestionamento da L2 aumentam, mais desenvolvedores são forçados a optar por infraestrutura específica do aplicativo, exacerbando os problemas (já) pervasivos associados à fragmentação de estados. Em poucos anos, não seria surpresa se a incapacidade das L2s de resolver a fragmentação de estados levasse à queda da dominância de aplicativos no ecossistema Ethereum.

Resolução da Fragmentação do Estado

A fragmentação do estado é fundamentalmente um problema de dimensionamento em que o ônus permanece sobre o L2 para escalar sem fraturar a composabilidade. Existem duas abordagens que os L2s podem adotar para resolver a escalabilidade.

• Fundir os rollups existentes num único sistema, alcançando assim a "escalabilidade horizontal".
• Comece do zero e projete uma L2 escalável.

Trabalhando para Trás

A primeira abordagem é bastante popular entre os L2s incumbentes. A fusão de rollups é alcançada usando middleware para estabelecer uma noção de um único sistema. Efetivamente, essas soluções facilitam a comunicação entre rollups através de garantias de consenso compartilhadas. Tais soluções incluem sequenciadores compartilhados, provadores compartilhados e várias arquiteturas L3.

Embora as equipas e projetos que trabalham nessas soluções sejam fortes, uma abordagem centrada em middleware para resolver a escalabilidade L2 vem com grandes compromissos, incluindo:

• Vulnerabilidades da cadeia mais fraca: a segurança e propriedades da rede são herdadas do pior pedaço da pilha.
• Um ambiente de desenvolvimento fragmentado: ambientes diferentes ligados com middleware ainda resultam numa experiência de desenvolvimento fragmentada.
• Coordenação social global de padrões cruzados de rollup: para fundir rollups existentes, centenas (potencialmente milhares) de partes interessadas precisam concordar sobre as melhores práticas.

Mais criticamente, distrai as equipas L2 de resolver os problemas abertos de preço de taxa de congestão e censura de ator único, que requerem esforços significativos de engenharia e pesquisa.

Um Novo Começo

Os L2s do Ethereum podem ser dimensionados verticalmente alterando o ambiente de execução de um nó rollup para aumentar a utilização de hardware; tais projetos incluem Eclipse e Movement Labs, que estão construindo rollups utilizando o SVM e o MoveVM, respetivamente. Esta abordagem promete melhorias significativas na escalabilidade a curto prazo; no entanto, requer que os desenvolvedores do Ethereum adotem uma nova pilha tecnológica.

Alternatively, os L2s podem escalar horizontalmente através da (re)introdução de shardagem de execução, o que permitiria à rede escalar através da adição de novos nós. Esta abordagem promove a descentralização, tem limites de escalabilidade teóricos mais elevados e permite otimizações de escalabilidade vertical se necessário. Dadas estas vantagens, a Foundation desenhou um L2 shardado chamado =nil;.

=nil; otimiza para preservar os valores fundamentais do Ethereum de descentralização, resistência à censura e permissão. =nil; é a primeira arquitetura de fragmentação verificável baseada em um design inovador.zkSharding. Permite as propriedades de dimensionamento dos frameworks de dimensionamento horizontal pós-facto acima, com o benefício adicional de um ambiente de desenvolvimento único e integrado. Isso dá aos desenvolvedores acesso à escala de milhares de rollups de uma única rede. Mais importante ainda, =nil; garante aos utilizadores taxas de transação baixas de forma fiável, mesmo em períodos de carga de transação elevada.

Além disso, =nil; resolve as taxas de congestionamento dinamicamente dividindo e fundindo o estado através de fragmentos com base na demanda de acesso ao estado. Este comportamento dinâmico permite que =nil; mantenha as taxas de transação de forma confiável baixas (<$0.01). No seu todo, a missão da =nil; Foundation é oferecer um caminho alternativo para a escalabilidade L2 do Ethereum que se alinha mais estreitamente com os valores fundamentais do Ethereum e a demanda pela execução L2.

Considerações Finais

Apesar dos muitos desafios pela frente, o futuro dos Ethereum L2s parece mais promissor do que nunca. À medida que os designs L2 amadurecem e entramos na próxima geração de soluções de escalabilidade, existem duas divisões predominantes: trabalhar retroativamente vs. começar do zero, e escalabilidade horizontal vs. vertical.

Sharding está morto, viva o sharding.

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