Масштабирование Ethereum, несомненно, было одной из самых горячих тем за последние месяцы. Переход сети на алгоритм консенсуса proof-of-stake в сентябре 2022 года стал огромной вехой в этом отношении, поскольку он открыл двери для внедрения множества различных решений по масштабированию.

В то время как разработчики Ethereum работают над способами масштабирования сети изначально, мощь решений второго уровня только начинает проявляться.

Такие концепции, как доказательства с нулевым разглашением, сейчас становятся рабочей реальностью, но для многих они все еще являются очень чуждыми идеями. Чтобы помочь нам лучше понять будущее масштабирования Ethereum, Гал Рон – менеджер по продуктам и исследователь блокчейна в StarkWare – компании, в первую очередь ориентированной именно на это.

Проблема с Ethereum

Прежде чем мы углубимся в некоторые особенности, важно понять, что на самом деле означает масштабирование Ethereum. С точки зрения непрофессионала, это процесс расширения вычислительных возможностей сети, чтобы каждый из ее узлов мог обрабатывать более высокую пропускную способность транзакций.

Есть такая поговорка, которая гласит, что цепь настолько прочна и могущественна, насколько ее самое слабое звено. Это происходит потому, что для сбоя всей цепочки необходимо разорвать только одно из звеньев. Это также ограничивает прочность цепи, поскольку она может выдерживать только ту нагрузку, которую способно выдержать ее самое слабое звено, независимо от того, насколько прочны все остальные звенья.

То же самое верно и для Ethereum в его текущем состоянии. Необходимость в этом проистекает из того факта, что Ethereum должен удовлетворять требованию “доверия”.

Говоря по этому поводу, Рон объясняет:

Чтобы удовлетворить все предположения о доверии и требования к доверию, все узлы (в Ethereum) должны делать одно и то же. По определению, это накладывает ограничение на пропускную способность системы, потому что, если мы увеличим TPS или размер блока выше определенного порога, мы начнем препятствовать участию меньших (читай: с меньшей вычислительной мощностью) узлов.

По сути, это делает Ethereum, по определению, ограниченным в своих возможностях.

Подход StarkWare: Что такое ZK-Proof?

Рон объясняет, что есть несколько вариантов решения проблем с ограничениями Ethereum. Один из них — изобрести что-то еще.

Однако StarkWare придерживается другого подхода, заключающегося в “масштабировании Ethereum из Ethereum и не создании другой цепочки”. Они делают это через StarkNet и StarkEx, так что давайте посмотрим.

StarkNet описывается как “децентрализованный накопительный пакет без разрешения, также известный как ZK-Rollup”. Он функционирует как сеть L2 (второго уровня) поверх Ethereum и направлен на то, чтобы позволить любому децентрализованному приложению (DApp) достичь неограниченного масштаба своих вычислений. Это делается без ущерба для безопасности и компоновки основного уровня – Ethereum – потому что StarkNet полагается на систему криптографического доказательства, известную как STARK.

Здесь многое нужно распаковать, поэтому давайте начнем с концепции доказательств с нулевым уровнем разглашения.

“С Ethereum все узлы должны повторно запускать все транзакции. До ZK (нулевое знание) не было другого способа доверять тому, что кто-то другой выполнял вычисления с целостностью. Если я являюсь узлом в Ethereum, я вижу, что другие узлы сообщают мне с точки зрения того, каким должно быть состояние системы. У меня нет никакого способа доверять им, кроме как просто повторно выполнить те же вычисления, которые они только что выполнили.

Волшебство ZK заключается в том, что он создает новую парадигму доверия другим сущностям без необходимости повторно запускать вычисления, которые они только что выполнили”. – сказал Рон.

In essence, ZK rollups like StarkNet reduce the amount of computational work that nodes on Ethereum have to put in considerably, hence increasing the throughput of the network.

По сути, свертки ZK, такие как StarkNet, значительно сокращают объем вычислительной работы, которую приходится выполнять узлам Ethereum, тем самым увеличивая пропускную способность сети.

Все это делается без ущерба для безопасности основного уровня. Для этого StarkWare изобрела ZK-STARKs, которые позволяют блокчейнам переносить вычисления в один автономный STARK proverer, а затем проверять целостность этих вычислений с помощью встроенного STARK Verifier.

Гал Рон объяснил, как работают и проверяющий, и секвенсор, поэтому для получения более подробной информации об этом, пожалуйста, посмотрите видео выше. Мы также подробнее рассмотрим, что такое rollups, что такое StarkEx и каковы планы StarkWare на будущее.