Стенограма виступу Віталіка Бутеріна: минуле і сьогодення Ethereum

Упорядник: fanfan

Виставляє: DeThings

Примітка редактора: ця стаття є основною промовою, яку виголосив співзасновник Ethereum Віталік Бутерін у Наньянському технологічному університеті в Сінгапурі 6 вересня. У порівнянні з його промовою на KBW (Korea Blockchain Week) 5 вересня, вона була зосереджена на «Проблемах, що стоять перед Ethereum». На відміну від «Рішення», виступ Віталіка цього разу був більш макросний, з темою «Минуле та сьогодення Ethereum».Він почав від народження Ethereum, від ідеї «розумного контракту» до його реалізації, до «консенсус» Ethereum. «Механізм» змін, ці віхи, яким судилося записати в історію блокчейну, прозвучали з його вуст. Китайський блокчейн-світ шанує його як «бога V», і здається, що він завжди одягнений у футболки, шорти та кросівки. Новий криптосвіт пройшов через кілька циклів, з незліченною кількістю людей підйомів і падінь, але цей бродяга ніколи не зупинявся.

Подаємо повний текст виступу:

Народження Ethereum

Сьогодні я збираюся озирнутися на історію Ethereum, починаючи з його початків у 2013 і 2014 роках, і деякі зміни, через які проект зазнав відтоді, і те, як ми думаємо про деякі проблеми інакше, ніж ми 5 або 10 багато років тому.

У 2014 році ми опублікували білу книгу Ethereum, яка в основному описувала наше початкове бачення Ethereum. Однак основні ідеї, що лежать в основі деяких із цих теорій, детально не пояснюються в документі. Ethereum є децентралізованою системою, схожою на Bitcoin. Це блокчейн, але на відміну від попередніх систем, які намагалися підтримувати лише одну програму, Ethereum дозволяє користувачам створювати власні програми. Це означає, що користувачі можуть написати власний код програми, а потім завантажити код у блокчейн, і програма може працювати в блокчейні.

На початку білого документа я згадав деякі ідеї, які придумали інші, і одна з ідей, над якою я почав думати, полягала в тому, щоб випустити власний актив на додаток до біткойнів. Сьогодні в Ethereum ми маємо токени ERC-20, але тоді у нас були кольорові монети, які були першою спробою випустити власні активи на додаток до біткойнів. Цікаво, що кольорові монети нещодавно знову привернули увагу, оскільки конкретну версію кольорових монет було введено в протокол біткойн, але кольорові монети — це лише додаток. Ви можете використовувати його для представлення права власності на фізичний об’єкт, який тоді називається розумною власністю. Ви також можете володіти іншими типами активів, такими як доменні імена, і ви можете створити систему на блокчейні для реєстрації веб-сайтів, реєстрації імен користувачів, відстеження імен, таких як відгуки користувачів і програм.

Мрія про «розумний контракт» здійснюється

Ви можете робити все це розподіленим способом на блокчейні. Концепція смарт-контрактів полягає в тому, що ви можете мати комп’ютерні програми в блокчейні, які можуть безпосередньо контролювати цифрові активи. Актив не обов’язково повинен належати особі, ним може володіти програма. Цю концепцію смарт-контракту можна використовувати для реалізації багатьох більш складних програм. Наприклад, ви можете мати ринки прогнозів, фінансові інструменти, такі як стейблкойни та кредитне плече тощо. Усі ці різні речі можна визначити за допомогою смарт-контрактів. Крім того, існує концепція DAO, яка в основному використовує розумні контракти для реалізації логіки голосування або управління всією організацією в блокчейні.Немає необхідності покладатися на правову систему для вирішення внутрішніх суперечок всередині організації, і ви можуть голосувати безпосередньо за дуже низьку ціну.

У результаті багато концепцій у цих додатках збереглися донині та все ще розвиваються. Раніше у нас були кольорові монети, тепер у нас є жетони ERC-20. Раніше у нас була розумна власність, хоча ми не досягли великого прогресу, але у нас була система доменних імен у ланцюжку (ENS), якою користується багато людей, наприклад, мій блог завантажено та може бути доступним через ENS. Якщо ви використовуєте браузер із підтримкою Ethereum, наприклад Brave Browser, просто введіть eth.link, і ви зможете отримати доступ до початкової сторінки мого блогу.

Усі ці інструменти можна використовувати, і вони включають смарт-контракти та DAO. У всьому світі існують різні типи DAO, які використовують різні логіки. Хоча вони насправді не бачили масового впровадження за межами екосистеми, вони існують, і деякі з них працюють роками. Це деякі програми, які ми бачили на даний момент. Очевидно, з’являються інші програми, деякі з яких мене дивують. Наприклад, NFT (незамінний токен) є прикладом. Але багато інших речей, які існують сьогодні, в основному дуже схожі на те, про що ми думали 10 років тому. Те саме стосується дослідження механізмів консенсусу. Сьогодні Ethereum нарешті став ланцюжком механізму консенсусу. Механізм консенсусу значно покращує безпеку та знижує енергоспоживання Ethereum більш ніж на 99,9%. Раніше відоме як «Злиття» енергоспоживання Ethereum, яке до цього було майже на 40% еквівалентним споживанню в Сінгапурі, тепер зменшено майже до нуля. Таким чином, державний перехід нарешті завершено, але це кульмінація майже 10 років роботи в екосистемі. Перші п’ять років перевірки стану були в основному дослідженнями, де ми намагалися зрозуміти природу перевірки стану та різні варіанти для різних просторів стану, зрештою зійшовшись на конкретну версію, яка справді працювала.

Зміни в «механізм консенсусу»

У дописі в блозі 2015 року ми описали механізм під назвою «механізм консенсусу», який намагався спонукати валідаторів надсилати серію повідомлень, що виражають високий ступінь довіри до певного блоку, щоб ефективніше досягти консенсусу. Пізніше ми виявили, що наш механізм консенсусу мав багато проблем: він був надто складним і насправді не таким простим і ефективним, як протокол Casper, який пізніше перетворився на нього. Але це крок вперед у нашому глибшому розумінні цієї сфери.

Фактично, у 2018 році я опублікував серію твітів, в яких описував прогрес дослідження стану Ethereum і те, як ми почали з початкового дослідження, поступово перейшли до ланцюжка станів і, нарешті, зупинилися на точному алгоритмі.

Все почалося з досліджень, а потім наступні чотири роки були присвячені масштабованості. Масштабованість має вирішальне значення для Ethereum, оскільки на сьогоднішній день Ethereum може обробляти лише 10-20 транзакцій на секунду. На практиці це може коливатися від 10 до 50 залежно від складності та розміру транзакції. Наразі цей рівень масштабованості дуже обмежений, і для підтримки основних фінансів, основних платежів і глобальної системи нам потрібно обробляти приблизно 100 000 транзакцій на секунду. Якби лише 20 транзакцій могли оброблятися в секунду, 1 мільйону людей у всьому світі знадобилося б 4 мільйони секунд, приблизно 13 років, щоб виконати одну транзакцію в Ethereum. Тому покращення масштабованості є дуже важливим.

На дуже ранньому етапі спроби покращити масштабованість називали «шардингом», і те, що ми робимо зараз, усе ще є формою шардингу, але з тих пір було розроблено та реалізовано багато різних речей, модифікованих у цей механізм. Основна ідея полягає в тому, що традиційні блокчейни, такі як біткойни, вимагають, щоб кожен комп’ютер у мережі обробляв кожну транзакцію, тому їх масштабованість обмежена.

Ми змінили цей дизайн. Замість того, щоб кожен вузол обробляв кожну транзакцію, кожен вузол обробляє лише невелику підмножину транзакцій. Це схоже на те, як працює BitTorrent, BitTorrent працює, розбиваючи дані на невеликі фрагменти та дозволяючи людям ділитися ними, при цьому кожному не потрібно зберігати весь файл, незважаючи на велику кількість гарячих даних. Тому що це буде занадто багато даних для людей. Отже, проблема полягає в тому, як зробити певну форму історичного запису, маючи систему консенсусу, де люди можуть узгодити порядок надходження речей, щоб побудувати фінансові системи на основі цього тощо. Це технічний виклик. Це була одна з наших ранніх концепцій, шардинг, де ви фактично розділяєте транзакції на різні групи, і кожна група має власний вузол, який незалежно обробляє транзакції. Це дуже складна ідея. Відтоді нам довелося дуже багато працювати, щоб зменшити складність. По суті, ми повинні намагатися зробити речі дуже простими, тому що ми знаємо, що те, що займає 2 місяці або 2 тижні, щоб написати специфікацію, розроблятиметься 2 роки. Якщо на написання специфікації потрібно 6 тижнів, то на її розробку може знадобитися 6 років. Нам довелося дуже багато працювати, щоб зменшити складність, піти на багато жертв, і врешті-решт ми наблизилися до структури, яку ми маємо сьогодні.

Технічний прогрес і виклики Ethereum

Цікава річ у технічному прогресі Ethereum полягає в тому, що речі, про які ми говоримо сьогодні, дуже схожі на речі, про які ми говорили 6 років тому. Це слайд із конференції Ethereum, я думаю, приблизно в той час, де я описав деякі основні проблеми з Ethereum, такі як конфіденційність, консенсус, безпека смарт-контрактів і масштабованість. Якщо ви запитаєте мене чи когось іншого, які найбільші проблеми, з якими стикається Ethereum, ви отримаєте в основному ту саму відповідь: конфіденційність, консенсус, безпека смарт-контракту та масштабованість.

Ці виклики сьогодні залишаються такими ж, як і 6 років тому, але в той же час я думаю, що цікаво спостерігати за певним прогресом, досягнутим з 2017 року. Наприклад, у 2017 році конфіденційність була лише технічною проблемою, і в основному з’явився новий тип криптографії під назвою zero-knowledge proofs або zk-SNARK. Це дає вам змогу створювати криптографічні докази, які підтверджують певні математичні властивості, наприклад наявні у вас дані, не розкриваючи жодної іншої інформації про ці дані. Це вперше було використано Z.cash, криптовалютою, що зберігає конфіденційність, запущеною в 2016 році, яка використовує zk-SNARK для конфіденційності. Як це робиться? По суті, коли ви витрачаєте монету в Z.cash, замість того, щоб вказувати безпосередньо на монету, яку ви витратили, вам потрібен доказ того, що ви витрачаєте невитрачену монету, не розкриваючи жодної іншої інформації про цю монету. Ви доводите твердження, які необхідно довести, щоб мати грошову систему, яка не є надмірно роздутою, але все інше залишається приватним.

Ще в 2017 році завдання полягало в тому, щоб просто перенести цю технологію в Ethereum і змусити zk-SNARK працювати. Ці методи базуються на складній математичній теорії, яка називається криптографією еліптичних кривих. Що стосується використання цієї технології, ми в основному додали деякі накладки, які називаються «твердження з нульовим знанням», тобто коди, які дозволяють використовувати zk-SNARK у блокчейні. Отже, використовуючи смарт-контракти, ви фактично можете створити програму з тією самою логікою збереження конфіденційності на Ethereum. Така ситуація у 2017 році. До 2023 року поточний технологічний стан буде дуже просунутим, із дуже вдосконаленими бібліотеками zk-SNARK, середовищами розробки, інструментами та протоколами. У нас є довгий список, включаючи дуже цікаві технології, такі як StarK, ZK Rollup, Cairo та багато інших. Насправді аспект конфіденційності може стати ще одним вузьким місцем, головним чином через юридичні проблеми та проблеми, пов’язані з тим, чи токени, створені цими системами, приймаються ширшою фінансовою системою. Наприклад, існують юридичні проблеми з Tornado Cash, який можна вважати монетою конфіденційності на додаток до Ethereum, оскільки хакери використовували його.

Тому з’явилася концепція під назвою «доказ невинуватості».Мета доказу невинуватості полягає в тому, щоб дозволити вам довести, що ваші монети були передані через систему конфіденційності, але не надійшли від одного з хакерів. Ви доводите, що не є одним із хакерів, не розкриваючи повністю, звідки взяли токени. Насправді незабаром буде опубліковано статтю про цю ідею. Кілька компаній запропонували кілька різних рішень. Таким чином, необхідно ще багато попрацювати над деталями, щоб збільшити кількість користувачів, що використовують систему конфіденційності, які приймуть токени без особливих підозр під час внесення своїх жетонів на біржу.

Крім того, проводиться робота з верифікації та валідації zk-SNARK, щоб зменшити вартість верифікаційних доказів. Мета полягає в тому, щоб здешевити перевірку доказів. Частина цього — zk-Rollup, частина — протокол агрегації. Різниця між 2017 і 2023 роками полягає в тому, що в 2017 році ми просто намагалися змусити базові блоки працювати, а в 2023 ці блоки вже працюють, але ми зосереджені на оптимізації цих блоків і виконанні більш складної роботи, яка інтегрує краще з основним світом. З точки зору безпеки консенсусу, у 2017 році ми в основному завершили дослідницьку частину процесу розробки механізму консенсусу та тільки почали розробку. До 2023 року Ethereum повністю перейшов на механізм консенсусу і став механізмом повного консенсусу. Але проблеми все ще включають зменшення складності протоколу, покращення безпеки протоколу, вирішення проблеми централізації, полегшення участі людей і полегшення участі в концепції під назвою PDS, оскільки немає потреби запускати складні алгоритми оптимізації віддачі.

З точки зору безпеки смарт-контрактів, вирішення проблем безпеки смарт-контрактів може бути найповільнішим прогресом серед чотирьох проблем, оскільки в 2017 році минув лише 1 рік після інциденту злому DAO.На той час DAO був смарт-контрактом, який контролював інвестиції фонд приблизно 150 мільйонів доларів США. Потім його зламали. Насправді хакери намагалися втекти, але зрештою спільнота Ethereum співпрацювала, щоб повернути гроші початковим власникам DAO.

На той час це був єдиний раз, коли щось подібне сталося в Ethereum, тому в 2017 році цей інцидент був ще свіжим у пам’яті всіх. Люди дуже стурбовані цією безпекою, тому всі наполегливо працюють, щоб покращити безпеку мов програмування та зробити проекти більш безпечними. До 2023 року багато з цих зусиль увінчалися успіхом. Думаю, частота злому значно знизилася. Коли відбуваються атаки, зазвичай це відбувається тому, що люди намагаються створити складніші проекти, які в 20 разів складніші, ніж у 2016 році. Якщо проект, який ви будуєте зараз, не є у 20 разів складнішим, ніж у 2016 році, він, як правило, досить безпечний. Є багато систем, які не зазнавали атак протягом багатьох років, що є дуже вражаючим досягненням. Існує кілька інших покращень безпеки.

Протягом кількох місяців після інциденту з DAO відбулася так звана Shanghai DoS-атака, під час якої зловмисники використовували низку вразливостей у самому протоколі Ethereum, дозволяючи йому надсилати транзакції, які сповільнювали весь блокчейн. Ми витратили кілька місяців, випускаючи оновлення практично щодня. Я знаю, що хакери щодня знаходять нові вразливості, тому ми постійно боремося та знаходимо невеликі проблеми. Після 4 років наполегливої роботи та низки різноманітних змін і вдосконалень ці проблеми з безпекою нарешті було вирішено. EIP 2929 також вносить багато покращень у кодову базу Defi. Газовий оптимізатор також робить дивовижну роботу. Коротше кажучи, багато питань безпеки насправді вирішено дуже тихо.

Коли ви переходите з Proof-of-Work на Proof-of-Stake, відбувається важлива подія «злиття». І з точки зору безпеки, великих інцидентів немає, тому що вся справа в тому, що інцидентів немає. Але іноді важливо пам’ятати, що подія не відбулася, і це хороша новина. Тож я вважаю, що в цій сфері відбулися суттєві покращення, але все ще є багато поточних проблем.

Тож у 2017 році шардинг був лише ідеєю. Ми також багато говорили про державні канали в той час і суматори, які були великими правовими рішеннями. Потім приблизно у 2020 році всі перейшли на Rollup. Сьогодні існують різні типи Rollup, включаючи ZK-Rollup, Optimistic Rollup тощо. Ці зведені пакети починають виходити з тренувальних колес і стають справді децентралізованими, роблячи важливий крок у цьому напрямку. Цього року Polygon також зробив великий крок вперед. Цього року ми продовжуємо наші зусилля з децентралізації цих систем, посилення безпеки системи перевірки та пришвидшення системи перевірки, щоб блок, який займає 5 годин для перевірки за допомогою CKDM, міг скоротитись до 2 хвилин у майбутньому або навіть Можливо, врешті-решт він знизиться до 12 секунд.

Хоча ми досягли значного прогресу, а проблеми залишаються, величезний прогрес був досягнутий у кожному питанні. Є багато інших аспектів роботи, наприклад, дерева стану (дерева Веркле). 5-6 років тому клієнти без громадянства були лише ідеєю. Тепер State Tree перетворився на проект із сотнями людей, які написали тисячі рядків коду та ретельно обмірковували, як застосувати його в Ethereum. Для реальної реалізації може знадобитися лише 1-2 роки. Є також покращення EVM, максимізація та спрощення EVM. Абстракція облікового запису є дуже важливим напрямком, і кожен, хто підтримує абстракцію облікового запису, має свої власні причини. Причина, чому я підтримую абстракцію облікового запису, полягає в тому, що абстракція облікового запису за своєю суттю є дуже гнучкою річчю. Мета абстрагування облікових записів полягає в тому, щоб сказати, що замість керування обліковими записами за допомогою ключів ви можете мати облікові записи під контролем комп’ютерних програм. Якщо у вас є обліковий запис, керований комп’ютерною програмою, користувачі можуть розробити іншу логіку для того, як ці транзакції схвалюються. Ви можете мати не лише одну клавішу, а три різні клавіші, деякі з яких контролюються іншими. Ви можете виконати багатофакторну автентифікацію. Ви можете зберігати свої ключі в надійному апаратному модулі, наявному на сучасних телефонах, використовувати апаратний гаманець або навіть об’єднати кілька апаратних гаманців. Ви можете автентифікуватися за допомогою дуже складних засобів, таких як облікові записи електронної пошти або навіть облікові записи електронної пошти як спосіб автентифікації адреси Ethereum.

Повернення до реальності та практичних застосувань

Повертаючись до сфери реальності та практичних застосувань, одна подія, про яку я часто згадую, — це досвід, який я мав під час поїздки до Аргентини приблизно у 2021 році, і я був вражений тим, скільки людей там використовували Ethereum, і вони дійсно використовували криптовалюти. Пам’ятаю, на Різдво більшість закладів було закрито, тож я просто шукав кав’ярню. У першій кав’ярні, яку я знайшов, власник мене впізнав і сказав, що він зашифрував гаманець, тому я запитав його, чи можу я заплатити за допомогою Ethereum, і він відповів «так», тому ми заплатили за допомогою Ethereum. Але є проблема, він не використовував мережу Ethereum, а використовував Polygon. Я ціную роботу, яку DeFi робить, щоб зробити криптовалюти більш доступними для людей, які не мають банківської системи, і без DeFi у них немає інших варіантів, і я вважаю, що було б добре надавати ці альтернативи.

Але в той же час, я вважаю, що як екосистема, мета полягає в тому, щоб у майбутньому поступово зменшувати все більше і більше окремих точок відмови. Думаю, з цим погоджується навіть Ethereum Foundation. Вони постійно стають децентралізованими. Ми працюємо над цим, але проблема полягає в тому, що такий децентралізований підхід насправді не існує для когось, як той власник кав’ярні. Хоча технічно можливо бути більш децентралізованими, децентралізований підхід фактично не існує для цих власників валюти. Тож справді покращувати та покращувати речі є дуже серйозним викликом для цих людей у ланцюжку.

Тож, по суті, я не знаю, чи зможемо ми дозволити цим власникам валюти фактично використовувати мережу, отримувати від неї користь, користуватися перевагами децентралізації та глобальної відсутності дозволу, і чи зможемо ми створити світ, де люди справді зможуть отримати вигоду від усіх сфер застосування, які були у вашій голові з 2013 року. Чи можемо ми перетворити ці концепції на справді корисні програми, які принесуть користь людям.

Ці технічні зусилля йшли в досить послідовному напрямку, що, на мою думку, є цікавим. Інструменти змінилися, і 10 років тому ми навіть не думали про ці проблеми, а зараз думаємо. Але правила ті самі. Але тепер я вважаю, що важливіше зосередитися на фактичному прийнятті та використанні. Рішення вимагає технічної роботи, але більш децентралізоване та розподілене на різних рівнях. Це означає, що Ethereum Foundation, основна команда розробників Ethereum і команда клієнтів більше не є єдиними місцями, які виконують надзвичайно важливу роботу, компанії-гаманці також є місцем для виконання надзвичайно важливої роботи, а розробники додатків також є єдиними місцями, які виконують надзвичайно важливу роботу. важливу роботу. , навіть створення корпоративних блокчейнів. Це те, що люди намагалися зробити роками. Але я думаю, що якщо ви думаєте про це як про рівень 3 поверх Ethereum, це насправді можливо зробити це здійсненним, зробити так, щоб він справді забезпечував переваги децентралізації для тих, хто хоче його використовувати, і зробити це дійсно працюючим.

Це одні з найбільших змін, які ми бачили за останні 10 років. Це був довгий повільний шлях від початкової концепції до процесу поступового вирішення різноманітних проблем у практичному використанні. Я сподіваюся, що в найближчі 5 років ми зможемо вирішити більшість із цих завдань.