The Merge je prošlost Ethereuma. Stiže The Surge.

Vasilije Glomazić

• 6 min read
The Merge je prošlost Ethereuma. Stiže The Surge.

Osam godina napornog rada, planiranja, kodiranja, otkrivanja propusta, iteracija, odlaganja… Sve nabrojano i verovatno mnogo više od toga, stalo je u jedno, za korisnike neprimetno prelaženje Ethereuma sa Proof-of-Work na Proof-of-Stake mehanizam.

Preciznije, Ethereumov PoW mainnet i PoS beacon chain su se stopili u jedinstven lanac koji nastavlja da funkcioniše kao PoS. Sam proces prelaska se slikovito opisuje kao zamena motora aviona u toku leta. Spektakularan podvig i sa organizacione i sa inženjerske strane.

PoS donosi značajna unapređenja Ethereumovom blockchainu. Pre svega, čini ga zelenim. Mnogo više zelenim. Preciznije, 99,95% električne energije će se uštedeti prelaskom sa PoW na PoS.

Druga stvar je da PoS, omogućava i nešto većem broju korisnika da učestvuje u validaciji transakcija. Iako i dalje preskupo za mnoge (32 stejkovana ETH su neophodna da postanete validator), očekuje se da PoS bude blagi plus ka masovnijoj adopciji Ethereuma.

Ipak, možda najvažnija osobenost The Merge-a je ono što dolazi posle njega. On je bio prvi i neophodan korak za sva buduća unapređenja Ethereuma.

Kako Vitalik Buterin sam kaže: “Pre Merge-a, Ethereum je bio na 40% do cilja. Sad je na 55%”. Do željenog stanja, dakle, predstoji još gotovo pola puta.

U jednom od svojih tvitova, Buterin je predstavio plan za budućnost i nazvao ga Merge, Surge, Verge, Purge and Splurge. Ako nešto zvuči kao epizoda Rika i Mortija ili neka jezikolomka, to po pravilu obećava.

Sledeća stanica na ovom putu bi trebalo da se dogodi negde tokom 2023. Naziv stanice — The Surge. I to će biti tema ovog teksta.

The Surge bi trebalo da bude za korisnike ono što je The Merge bio za životnu sredinu. Da The Surge ima slogan, on bi mogao da bude Brže, jeftinije, svima dostupnije. A možda i Džabe ste kupovali toliki hardver.

Šta je The Surge zapravo?

The Surge predstavlja proces uspostavljanja sistema koji će Ethereumov blokčejn učiniti skalabilnim. Cilj je da se sa 15-20 tranakcija koje Ethereum sada prosečno obrađuje u sekundi, obim poveća na čak 100.000 tx/s.

Usput, pravo je vreme i da se podsetimo zašto Ethereum može da obavi tako malo transakcija u jedinici vremena. Gde leži koren problema?

Scalability trilemma

Kao što se vidi na dijagramu ispod, trilema skalabilnosti kaže da je od tri glavne karaktersitike blokčejna, a to su bezbednost, decentralizacija i skalabilnost, moguće imati samo dve. Nešto uvek fali. Barem ako se pribegne “jednostavnim rešenjima”.

Skalabilnost — Mogućnost blokčejna da procesuira ogroman broj transakcija većom brzinom, bez žrtvovanja ostalih karakteristika.

Decentralizacija — Čitav lanac je trustless, tj. može da funkcioniše bez oslanjanja na centralizovane entitete koji kao posrednici preuzimaju određene bitne uloge.

Sigurnost — Lanac treba da izdrži napad velikog broja udruženih nodova. Mogućnost da se mreža zaštiti od napada 50% nodova se smatra izrazito visokim nivoom bezbednosti. Nešto ispod te vrednosti je ozbiljan kompromis. Značajno ispod je velika opasnost.

Budući da bezbednost očigledno nije pametno žrtvovati, a decentralizacija predstavlja vrednosno jezgro Ethereuma, skalabilnost je već godinama “trinaesto prase”.

Zbog mogućnosti da Ethereum obradi svega par desetina transakcija u sekundi, to je značajno usporavalo mrežu i time kvarilo korisničko iskustvo. Čekanje satima za izvršenu transakciju je ponekad neminovno. Visok gas fee? Takođe.

Zbog ovih problema kao i činjenice da rešavanje skalabilnosti Ethereuma često zvuči kao priča o čekanju Godoa, pojavilo se mnoštvo projekata koji na razne načine pristupaju problemu skalabilnosti Ethereuma. Sa više ili manje uspeha.

Layer 2 rešenja (optimistic rollups, zero-knoledge rollups i state channels) svoju bezbednost zasnivaju direktno na konsenzusu Layera 1. Sa druge strane, određena rešenja kao što su sidechains se zasnivaju na kreiranju novih lanaca koji komuniciraju sa glavnim lancem Ethereuma, i ne oslanjaju se na sigurnost Ethereum mreže, već imaju svoj konsenzus mehanizam. O problemima i ograničenjima cross-chain transakcija početkom godine pisao je i Vitalik na redditu, pa koga zanima nek pročita.

Dakle, glavni cilj skaliranja Ethereuma biće povećanje brzine protoka transakcija, ali bez žrtvovanja decentralizacije ili sigurnosti. Sad je konačno vreme i da saznamo kako će skaliranje biti izvedeno.

Sharding — rasparčavanje problema

The Surge će počivati na shardingu.

Ova metoda predstavlja dobro poznat koncept u računarskim naukama koji se koristi za skaliranje aplikacija tako da mogu da podržavaju više podataka. Može se definisati kao horizontalno razdvajanje baze podataka u cilju raspodele opterećenja.

U principu, shard označava mali deo neke celine. U menadžmentu baza podataka, shard je podskup velike baze hostovane na zasebnom serveru. Iako svaki shard sadrži određene delove podataka, svi shardovi zajedno čine logičan skup.

U kontekstu Ethereum-a, sharding će smanjiti zagušenje mreže i povećati broj transakcija u jedinici vremena stvaranjem novih lanaca, tj. shard-ova. Ovo će takođe olakšati opterećenje za svaki validator koji više neće morati da obrađuje sve transakcije širom mreže.

Evo kako Vitalik objašnjava principe funkcionisanja shardinga.

Pretpostavimo da PoS lanac ima 10.000 validatora. Takođe, pretpostavimo da je neophodno da verifikujete 100 blokova. Nijedan pojedinačan računar (nod) nije dovoljno snažan da validira blokove pre nego što naredni skup blokova pristigne.

Ono što je neophodno u ovom slučaju je da se podeli posao validacije. To se čini tako što se lista validatora nasumično izmeša.

Naredni korak je da prvih 100 validatora sa izmešane liste dobije prvi blok koji treba da verifikuje. Drugih 100 verifikuje drugi blok, itd. Nasumično izabrana grupa validatora kojoj je dodeljen blok za validaciju (ili neki drugi zadatak) se naziva committee.

Kada validator verifiikuje blok, on objavljuje dokaz (signature) da je verifikacija objavljena. Svi ostali, umesto verifikacije 100 blokova verifikuju samo 10,000 potpisa što je značajno manja količina posla.

Umesto da se svi blokovi prenose preko iste peer-2-peer mreže, svaki pojedinačni blok se emituje na različitoj podmreži. Što se pojedinačnih nodova tiče, oni treba da se pridruže samo onim podmrežama u kojima se pojavljuju dodeljeni im blokovi.

Tako nekako, ipak malo drugačije

Sharding metoda se razlikuje od slučaja do slučaja. Izbor idealnog načina je verovatno i jedan od razloga zašto The Surge dolazi na red tek sad. Čak ni sam Vitalik nije preterano detaljisao oko toga kako će Ethereum konkretno implementirati sharding. Ono što je verovatno da će stvari izgledati nešto drugačije od gore navedenih.

Umesto običnog shardinga, na scenu stupa Danksharding. Metoda je nazvana po jednom od Ethereumovih glavnih istraživača Dankardu Fiestu koji ju je i osmislio.

Danksharding takođe koristi metodu deljenja mrežne aktivnosti na shard-ove, ali umesto da shard-ove koristi da poveća propusnost, on ih koristi da poveća prostor za blob-ove (blob — binary large object) podataka.

Danksharding funkcioniše koristeći uzorkovanje dostupnosti podataka (data availability sampling), tehniku koja dopušta nodovima da verifikuju velike količine podataka uzorkovanjem samo nekoliko manjih delova te grupe podataka.

Da bih lišio tekst vrlo kompleksnih tehničkih detalja, zainteresovanog čitaoca ću uputiti na pedestdvominutnu epopeju o Dankshardingu.

Ethereum za sve, konačno. Ili ne još?

Jedan od benefita koji donosi The Surge bi mogao da glasi i ovako: Imaš ok računar, laptop ili samo telefon i sad konačno možeš da postaneš validator. Ne treba ti više računarsko postrojenje, ulaganje u preskupi hardver, posebna soba za skladištenje i industrijski ventilator.

Više neće biti neophodno da validatori čuvaju informacije “o svom trošku”. Umesto toga oni će samo potvđivati da su podaci dostupni od strane mreže kao jedne celine. Upravo to će doprineti drastičnom smanjenju troškove skladištenja podataka.

A opet, spuštanje praga za ulazak u igru će, posledično, otvoriti vrata mnogim novim korisnicima. I ono što je simptomatično za decentralizaciju: što više korisnika, to manja “površina napada”, a samim tim veća sigurnost čitave mreže.

Da li će sve ovo biti dovoljno za masovnu adopciju Ethereuma? Teško je proceniti. Intuitivno je reći da nas očekuje skok u broju korisnika. Ali pitanje koliki. U svakom slučaju, The Surge je tek korak broj dva u razvoju Ethereuma. Čim The Surge postane prošlost, pričaće se o The Verge-u.

A on bi, između ostalog, trebalo da učini Ethereum još skalabilnijim.