Ethereum protokolünün olası geleceği (6): Refah

Ethereum protokol tasarımında birçok "detay" başarısı için kritik öneme sahiptir. Aslında, içeriğin yaklaşık yarısı farklı EVM iyileştirmeleri ile ilgilidir, geri kalan ise çeşitli niş konulardan oluşmaktadır, bu da "karmaşıklık" anlamına gelir.

Refah: Ana Hedefler

• EVM'yi yüksek performanslı ve stabil bir "son durum" haline getirin
• Hesap soyutlamasını protokole dahil etme, tüm kullanıcıların daha güvenli ve rahat bir hesap deneyimi yaşamasını sağlama
• İşlem ücretleri ekonomisini optimize et, ölçeklenebilirliği artırırken riski azalt.
• Gelişmiş kriptografi keşfedin, böylece Ethereum uzun vadede önemli ölçüde iyileşir.

EVM Geliştirmeleri

Ne tür bir sorunu çözdü?

Mevcut EVM'nin statik analiz yapması zordur, bu da etkili uygulamalar oluşturmayı, resmi olarak kodu doğrulamayı ve daha fazla genişletmeyi zorlaştırır. Ayrıca, EVM'nin verimliliği düşüktür, birçok gelişmiş kriptografi biçimini gerçekleştirmek zordur, ancak önceden derlenmiş destekle mümkündür.

Bu nedir, nasıl çalışır?

Mevcut EVM iyileştirme yol haritasının ilk adımı EVM nesne formatı (EOF)'dir ve bu, bir sonraki sert çatala dahil edilmesi planlanmaktadır. EOF, birçok benzersiz özelliğe sahip yeni bir EVM kodu sürümünü belirleyen bir dizi EIP'dir; en dikkat çekici olanı:

• Kod ( çalıştırılabilir, ancak EVM'den ) ile veri ( arasında ayrım yapamaz, ancak okunabilir, fakat )'i çalıştıramaz.
• Dinamik yönlendirmeler yasaktır, yalnızca statik yönlendirmelere izin verilir
• EVM kodu artık yakıtla ilgili bilgileri gözlemleyemiyor.
• Yeni bir açık alt rutin mekanizması eklendi

Eski sözleşmeler var olmaya ve oluşturulmaya devam edecek, ancak nihayetinde eski sözleşmelerin ( kademeli olarak kullanımdan kaldırılması ve hatta EOF koduna ) zorunlu dönüşümü mümkün olabilir. Yeni sözleşmeler, EOF'un getirdiği verimlilik artışlarından faydalanacak - ilk olarak alt rutin özellikleri ile biraz küçültülmüş byte kodu, ardından EOF'ya özgü yeni özellikler veya azalan gaz maliyetleri.

EOF'un tanıtılmasından sonra, daha fazla güncelleme yapmak daha kolay hale geldi, şu anda en gelişmiş olanı EVM modülü aritmetik genişlemesi ( EVM-MAX ). EVM-MAX, modüler hesaplamalar için özel olarak tasarlanmış yeni bir işlem kümesi oluşturur ve bunu diğer işlem kodları ile erişilemeyen yeni bir bellek alanına yerleştirir, bu da Montgomery çarpması gibi optimizasyonların kullanılmasını mümkün kılar.

Daha yeni bir fikir, EVM-MAX'ı tek talimat çoklu veri ( SIMD ) özelliği ile birleştirmektir. SIMD, Ethereum'un bir kavramı olarak uzun zamandır mevcuttur ve ilk olarak Greg Colvin'in EIP-616'sı ile önerilmiştir. SIMD, birçok şifreleme biçimlerini hızlandırmak için kullanılabilir, bunlar arasında hash fonksiyonları, 32 bit STARK'lar ve ızgara tabanlı şifreleme bulunmaktadır. EVM-MAX ve SIMD'nin birleşimi, bu iki performans odaklı genişlemenin doğal bir eşleşmesini sağlar.

Bir EIP kombinasyonunun genel tasarımı EIP-6690'ı başlangıç noktası alarak başlayacak, ardından:

• (i) herhangi bir tek sayıya veya (ii) 2768'den küçük olan 2'nin herhangi bir kuvvetine modül olarak izin verilir
• Her EVM-MAX opcode ( toplama, çıkarma, çarpma ) için, artık 3 sabit sayı x, y, z yerine 7 sabit sayı kullanarak bir versiyon ekleyin: x_start, x_skip, y_start, y_skip, z_start, z_skip, count. Python kodunda, bu opcode'ların işlevi şuna benzer:

python for i in range(count): mem[z_start + z_skip * count] = op( mem[x_start + x_skip * count], mem[y_start + y_skip * count] )

Gerçek uygulamada, bu paralel bir şekilde işlenecektir.

• XOR, AND, OR, NOT ve SHIFT( döngü ve döngü dışı), en azından 2'nin kuvvet modülünü eklemeyi mümkün kılabilir. Aynı zamanda ISZERO(, çıktıyı EVM ana yığına itecektir), bu da eliptik eğri kriptografisi, küçük alan kriptografisi( gibi Poseidon, Circle STARKs), geleneksel hash fonksiyonları( gibi SHA256, KECCAK, BLAKE) ve ızgara tabanlı kriptografi için yeterince güçlü olacaktır. Diğer EVM yükseltmeleri de gerçekleştirilebilir, ancak bugüne kadar daha az ilgi görmüştür.

Mevcut araştırma bağlantısı

• EOF:
• EVM-MAX:
• SIMD:

Kalan işler ve dengelemeler

Şu anda, EOF'un bir sonraki hard fork'ta dahil edilmesi planlanıyor. Her ne kadar son bir anda kaldırılması her zaman mümkün olsa da - önceki hard fork'larda bazı işlevler geçici olarak kaldırılmıştı, ancak bunun yapılması büyük zorluklarla karşılaşacak. EOF'un kaldırılması, EVM üzerinde gelecekteki herhangi bir yükseltmenin EOF olmadan yapılması gerektiği anlamına geliyor; bu mümkün olsa da, daha zor olabilir.

EVM'nin ana dengesi L1 karmaşıklığı ile altyapı karmaşıklığıdır, EOF, EVM uygulamasına eklenmesi gereken çok sayıda koddur, statik kod incelemesi de nispeten karmaşıktır. Ancak, bunun karşılığında, yüksek düzeydeki dilleri basitleştirebilir, EVM uygulamasını basitleştirebilir ve diğer faydalar elde edebiliriz. Diyebiliriz ki, Ethereum L1'in sürekli iyileştirilmesi için öncelik verilmesi gereken yol haritası, EOF üzerine inşa edilmeli ve bunu içermelidir.

Yapılması gereken önemli bir iş, EVM-MAX ile SIMD benzeri işlevlerin gerçekleştirilmesi ve çeşitli kriptografik işlemlerin gas tüketiminin referans testlerinin yapılmasıdır.

Yol haritasının diğer bölümleriyle nasıl etkileşim kurabilirim?

L1, EVM'sini L2'nin de daha kolay ayarlamalar yapabilmesi için düzenler. Eğer ikisi senkronize bir şekilde ayarlama yapmazsa, uyumsuzluklara yol açabilir ve olumsuz etkiler getirebilir. Ayrıca, EVM-MAX ve SIMD, birçok kanıt sisteminin gaz maliyetlerini düşürerek L2'yi daha verimli hale getirebilir. Aynı görevleri yerine getirebilen EVM kodlarıyla daha fazla önceden derlenmiş kodun yerini almanın daha kolay hale gelmesini sağlar, bu da verimliliği büyük ölçüde etkilemeyebilir.

Hesap Soyutlama

neyi çözdü?

Şu anda, işlemler yalnızca bir yöntemle doğrulanabilir: ECDSA imzası. Başlangıçta, hesap soyutlaması bunu aşmayı amaçlıyordu ve hesapların doğrulama mantığının herhangi bir EVM kodu olmasına izin veriyordu. Bu, bir dizi uygulamanın önünü açabilir:

• Kuantum dayanıklı kriptografi geçişi
• Eski anahtarların döndürülmesi ( yaygın olarak önerilen bir güvenlik uygulaması olarak kabul edilmektedir )
• Çoklu imza cüzdanı ve sosyal kurtarma cüzdanı
• Düşük değerli işlemler için bir anahtar kullanın, yüksek değerli işlemler için başka bir anahtar ( veya bir anahtar grubu ) kullanın.

Gizlilik protokollerinin ara birim olmadan çalışmasına izin vererek karmaşıklığını önemli ölçüde azaltır ve kritik bir merkezi bağımlılık noktasını ortadan kaldırır.

2015'ten beri hesap soyutlaması önerildiğinden beri, hedefi "kolaylık hedefleri" dahil olmak üzere genişledi, örneğin, ETH'si olmayan ancak bazı ERC20'leri olan bir hesabın gas ödemek için ERC20 kullanabilmesidir.

MPC( çok taraflı hesaplama ), anahtarları birden fazla parçaya ayırmak ve bunları birden fazla cihazda depolamak için kullanılan, 40 yıllık bir geçmişe sahip bir teknolojidir. Bu teknoloji, bu anahtar parçalarını doğrudan birleştirmeden imza oluşturmak için kriptografik teknikleri kullanır.

EIP-7702, bir sonraki sert çatalda tanıtılması planlanan bir öneridir. EIP-7702, hesap soyutlama kolaylığı sağlamanın, tüm kullanıcılar (, EOA kullanıcıları ) dahil olmak üzere, faydasını artırma konusundaki artan farkındalığın bir sonucudur. Kısa vadede tüm kullanıcıların deneyimini iyileştirmeyi ve iki ekosisteme bölünmeyi önlemeyi amaçlamaktadır.

Bu çalışma EIP-3074 ile başladı ve sonunda EIP-7702'yi oluşturdu. EIP-7702, hesap soyutlamasının "kolaylık işlevlerini" tüm kullanıcılara sunmaktadır, bunlar arasında bugünün EOA( dışarıdan sahip olunan hesapları, yani ECDSA imzası ile kontrol edilen hesaplar) bulunmaktadır.

Bazı zorluklar (, özellikle "kolaylık" zorluğu ), çok taraflı hesaplama veya EIP-7702 gibi ilerici teknolojilerle çözülebilirken, hesap soyutlama önerisinin başlangıçta öne sürdüğü ana güvenlik hedefi, orijinal sorunu geri dönerek ve çözerek gerçekleştirilebilir: akıllı sözleşme kodunun işlem doğrulamasını kontrol etmesine izin vermek. Bugüne kadar gerçekleştirilememesinin nedeni, güvenli bir şekilde uygulamaktır ki bu da bir zorluktur.

Bu nedir, nasıl çalışır?

Hesap soyutlamasının temeli basittir: akıllı sözleşmelerin yalnızca EOA değil, aynı zamanda işlem başlatmasına izin vermektir. Tüm karmaşıklık, bunu merkeziyetsiz bir ağı korumaya dost bir şekilde gerçekleştirmek ve hizmet reddi saldırılarına karşı önlem almaktan kaynaklanmaktadır.

Tipik bir anahtar zorluk, çoklu arıza sorunudur:

Eğer 1000 hesabın doğrulama fonksiyonu tek bir S değerine bağlıysa ve mevcut S değeri, bellek havuzundaki işlemlerin hepsinin geçerli olmasını sağlıyorsa, o zaman S değerini tersine çeviren tek bir işlem, bellek havuzundaki diğer tüm işlemlerin geçersiz olmasına neden olabilir. Bu, saldırganların bellek havuzuna düşük maliyetle gereksiz işlemler göndermesine ve böylece ağ düğümlerinin kaynaklarını tıkamasına olanak tanır.

Yıllarca süren çabalar sonucunda, işlevselliği genişletmeyi ve DoS( riskini sınırlamayı amaçlayan nihai çözüm "ideal hesap soyutlaması"nı gerçekleştirmek için: ERC-4337.

ERC-4337'nin çalışma prensibi, kullanıcı işlemlerinin işlenmesini iki aşamaya ayırmaktır: doğrulama ve yürütme. Tüm doğrulamalar önce işlenir, tüm yürütmeler ise daha sonra işlenir. Bellek havuzunda, kullanıcı işlemlerinin doğrulama aşaması yalnızca kendi hesaplarını içeriyorsa ve çevresel değişkenleri okumuyorsa, kabul edilir. Bu, çoklu başarısızlık saldırılarını önlemeye yardımcı olur. Ayrıca, doğrulama adımına da katı gaz sınırlamaları uygulanır.

ERC-4337, Ethereum istemcisi geliştiricilerinin o dönemde )Merge( üzerinde yoğunlaşması nedeniyle, ek işlevleri ele almak için ekstra bir enerji harcamadıkları için, ek bir protokol standardı olarak tasarlandı )ERC(. Bu yüzden ERC-4337, sıradan işlemler yerine kullanıcı işlemleri olarak adlandırılan nesneleri kullandı. Ancak, son zamanlarda protokole en azından bazı içeriklerin yazılması gerektiğini fark ettik.

İki ana neden aşağıdaki gibidir:

1. EntryPoint'in sözleşmenin doğasındaki düşük verimliliği: Her paket için yaklaşık 100,000 gazlık sabit bir maliyet ve her kullanıcı işlemi için ek binlerce gaz.
2. Ethereum özelliklerinin gerekliliğini sağlamak: Hesap soyut kullanıcılarına aktarılması gereken garanti içeren liste ile oluşturulan içerikler.

![Vitalik'in Ethereum'un Olası Geleceği Hakkında (Altı): The Splurge])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-c0f722db75e53f4ff37ef40f5547dfc4.webp(

Ayrıca, ERC-4337 iki işlevi daha genişletmiştir:

• Ödeme aracısı ) Paymasters (: Bir hesabın başka bir hesabın masraflarını ödemesine izin veren bir işlev, bu da doğrulama aşamasında yalnızca göndericinin kendi hesabına erişim kuralını ihlal etmektedir, bu nedenle ödeme aracısı mekanizmasının güvenliğini sağlamak için özel işlemler getirilmiştir.
• Agregatör)Agregatör(: BLS agregasyonu veya SNARK tabanlı agregasyon gibi imza agregasyonu işlevlerini destekler. Bu, Rollup üzerinde en yüksek veri verimliliğini sağlamak için gereklidir.

) Mevcut araştırma bağlantısı

• Hesap soyutlaması tarihi üzerine konuşma:
• ERC-4337:
• EIP-7702:
• BLSWallet kodu ###, birleştirme işlevini kullanıyor (:
• EIP-7562) yazılı protokolün hesap soyutlaması (:
• EIP-7701) EOF tabanlı yazım protokolü hesap soyutlama (:

) Kalan işler ve dengeler

Şu anda ana ihtiyaç, hesap soyutlamasını protokole tamamen entegre etmektir. Son zamanlarda popüler olan yazma protokolü hesap soyutlama EIP'si EIP-7701'dir; bu öneri EOF'un üzerinde hesap soyutlamayı gerçekleştirir. Bir hesap, doğrulama için ayrı bir kod parçasına sahip olabilir; eğer hesap bu kod parçasını ayarlamışsa, bu kod, o hesaptan gelen işlemlerin doğrulama adımında çalıştırılacaktır.

Bu yöntem büyüleyici.