T credete al FUD: Ethereum può scalare

Hunter Hillman è il responsabile della crescita presso Connext. Steven McKie è un co-fondatore di Amentum Capital. Eric Olszewski è uno sviluppatore Ethereum e co-fondatore di Committed.

Negli ultimi mesi, abbiamo notato un numero significativo di articoli che proclamavano l'imminente fallimento e crollo della piattaforma Ethereum a causa della sua incapacità di scalare e della sua generale mancanza di trazione da parte degli utenti. Non è certo una sorpresa; con molte nuove tecnologie emergenti, vediamo un ciclo di hype simile. Nel famoso modello di Gartner, il "picco delle aspettative gonfiate" è seguito rapidamente dal "trogolo della disillusione".

Nel caso di Ethereum, abbiamo superato il primo passaggio e siamo sulla buona strada per superare il secondo.

Le preoccupazioni sollevate in questi articoli sono legittime, ma in genere ignorano i progressi sbalorditivi che vengono fatti ogni giorno per quanto riguarda la scalabilità. No, Ethereum non può scalare per diventare un computer mondiale nel suo stato attuale. La produttività è bassa e il costo è esorbitante. Tuttavia, questi problemi erano previsti e sono stati ben compresi, sin da prima del lancio di Ethereum come blockchain. In questo articolo, discuteremo le varie soluzioni che sono state create negli ultimi anni per affrontare queste limitazioni.

Nel mezzo della bolla ICO, alti volumi di transazioni affollavano la rete e facevano aumentare il prezzo del GAS, la piccola quantità di ether necessaria per alimentare le transazioni. Ciò ha portato con sé sfide di scalabilità, di cui gli sviluppatori Ethereum erano ben consapevoli e avevano già iniziato ad affrontare, anche se all'attenzione dei media ti farebbe pensare il contrario.

Sebbene il ridimensionamento Ethereum possa rappresentare una nuova frontiera per alcuni, le opzioni per gestire la produttività sono da anni al centro dell'attenzione degli sviluppatori:

• Scalare Ethereum stesso per poter gestire il carico di transazioni aumentato (ad esempio, tramite gli aggiornamenti noti come Serenity e Casper).
• Ridurre il carico sulla catena principale spostando la maggior parte delle transazioni su un secondo livello e utilizzando solo il livello di base durante la liquidazione delle transazioni (ad esempio, canali di pagamento, canali di stato, plasma e sidechain)

Le soluzioni "Layer ONE" come lo sharding e Casper sono sulla roadmap Ethereum da alcuni anni, ma sono state afflitte da molteplici battute d'arresto che hanno impedito progressi significativi sul fronte dell'implementazione e dello sviluppo. Anche dopo questi miglioramenti, ci sarà ancora bisogno di meccanismi di ridimensionamento "Layer Two" che forniscano una produttività ancora maggiore, transazioni private e commissioni di transazione inferiori.

Prima di immergerti nelle varie soluzioni Layer Two, ti chiediamo di pensare a Ethereum come a un livello di regolamento globale piuttosto che a un computer mondiale olistico. Ciò significa che Ethereum serve a regolare tutte le transazioni condotte al di fuori della catena principale e ad applicare di conseguenza i trasferimenti di valore. È questo caso d'uso della blockchain che funge da terza parte imparziale per l'arbitrato su cui operano tutte le soluzioni di secondo livello.

Ad alto livello, qualsiasi soluzione di livello due segue questa formula, o una sua variante:

• Due o più parti concordano una serie di regole in base alle quali potranno entrare e uscire da una soluzione di Livello Due.
• Queste parti codificano poi tali regole in uno smart contract che richiede a ciascuna parte di versare un deposito cauzionale.
• Dopo aver versato i depositi cauzionali, tutte le parti possono operare tra loro off-chain, inviando al contempo aggiornamenti intermittenti allo smart contract on-chain.
• Quando ONE o più parti desiderano uscire dalla soluzione di secondo livello, solitamente forniscono una prova crittografica che rappresenta accuratamente il deposito cauzionale rimanente di ciascuna parte.
• C'è un periodo di contestazione in cui la prova può essere contestata e scartata. Se il periodo di contestazione scade, le parti correlate usciranno dalla soluzione di livello due con i loro saldi aggiornati

Le innovazioni di Layer Two come Plasma e Payment Channels/State Channels, alcune delle quali stanno già elaborando pagamenti reali in produzione, faciliteranno la maggior parte delle transazioni Ethereum . Scalare una blockchain pubblica (in particolare ONE con un meccanismo di consenso così robusto) è difficile, questo è certo. Ma non è affatto impossibile; infatti, il supporto per smart contract e la macchina virtuale Ethereum (EVM) consentono nuove soluzioni di scalabilità e una maggiore estensibilità rispetto ad altre catene che tentano di scalare tramite un secondo layer con script basati rigorosamente su output di transazioni non spese (UTXO), che T sono così estensibili, per progettazione (un diverso insieme di compromessi e vantaggi, come tutto nell'informatica).

Le difficoltà delle applicazioni distribuite (dapp) nel trattenere gli utenti sono ampiamente pubblicizzate. Ma anni di ricerca e implementazione su larga scala stanno abilitando l'esperienza utente e la bassa latenza necessarie per supportare le dapp con un numero elevato di utenti attivi mensili (MAU).

In breve, le soluzioni Layer Two di Ethereum sono quasi pronte per il PRIME time, con aziende come Cente Spankchain (attenzione:Non adatto al lavoro), e altri, che già servono gli utenti sulla blockchain live, e sono pronti a capovolgere la narrazione secondo cui Ethereum T può scalare. Le sezioni seguenti discutono le limitazioni dei tanto decantati metodi di scalabilità tradizionali e sostengono la suite di soluzioni robuste e generalizzabili di Ethereum.

Metodi di ridimensionamento tradizionali

La maggior parte dei metodi di ridimensionamento tradizionali si riduce all'osservazione che molte interazioni T richiedono un consenso rigoroso per essere considerate definitive dalle parti coinvolte. Ad esempio, se un rivenditore e un cliente concordano che un servizio è stato reso in modo soddisfacente in cambio di un pagamento specificato, non c'è motivo per cui si verifichi una conferma da parte di terze, quarte e quinte parti.

Ciò che conta sono due fattori: (i) la certezza che il pagatore rispetterà la propria parte dell'accordo e (ii) che né il pagatore né il beneficiario debbano confidare che una terza parte eseguirà fedelmente la transazione per loro conto.

Questo framework ci consente di considerare lo scaling off-chain, in cui le transazioni vengono condotte fuori dalla blockchain principale e in seguito regolate sulla catena. Per rispettare (i), i pagatori devono impegnarsi crittograficamente e irrevocabilmente a trasferire i fondi; per rispettare (ii), tali fondi devono essere trasferiti in modo trustless e la transazione deve essere esecutiva on-chain, se necessario.

Questi criteri sono alla base del lightning network di bitcoin, che è stato (giustamente) oggetto di ampia copertura mediatica. Immaginatelo come un conto al bar: i partecipanti accettano di pagare piccole somme nel corso di una serata, ma saldano solo alla fine della serata. Questa è ovviamente una semplificazione eccessiva del lightning network; una spiegazione più dettagliata può essere trovataQui.

Lightning è innegabilmente un bene per Bitcoin e ha un grande potenziale per la scalabilità di Layer Two Bitcoin . In parte a causa dell'ampia copertura mediatica, lightning è spesso visto come una panacea per i problemi di scalabilità di bitcoin. Nel frattempo, ci sono stati una serie di articoli che elogiano le "blockchain killer di Ethereum" e sostengono che Ethereum non è in grado di scalare. In poche parole, questo è sbagliato.

In primo luogo, Ethereum è più che in grado di scalare il volume dei pagamenti in modo molto simile a lightning. I canali di pagamento basati su contratti con blocco temporale hash (HTLC) sono fattibili su Ethereum tanto quanto su Bitcoin e, di fatto, Ethereum consente strategie multi-hop più innovative e user-friendly rispetto a bBitcoin e possono essere implementate molto più facilmente.

Poiché Bitcoin utilizza un modello UTXO, i fondi devono essere effettivamente trasferiti utilizzando metodi di messaggistica crittografica tradizionali per condurre transazioni (anche quelle off-chain). Al contrario, il sistema di saldo del conto di ethereum consente aggiornamenti del saldo off-chain più semplici e meno costosi.

Ad esempio, Connextimplementazione dei canali di pagamento(che è statoelaborazione dei pagamenti in produzione per Spankchainper quasi qualche mese) utilizza "thread", un'implementazione multi-hop che consente alle parti di passare direttamente gli aggiornamenti del saldo tra loro anziché affidarsi al routing dei pagamenti hash-locked. Questo è un approccio computazionalmente più economico, ugualmente veloce e ugualmente sicuro che è probabilmente più adatto a molti modelli di transazione rispetto a lightning.

Inoltre, le interazioni contrattuali complesse sono un BIT' più impegnative da implementare, poiché lo scripting Bitcoin è in qualche modo limitante. Il modello UTXO, sebbene sia un metodo eccellente per inviare e ricevere transazioni firmate da verificare su una rete basata su blockchain, significa che devi aumentare i tuoi script per casi d'uso più innovativi (ad esempio escrow).

Con la generalizzabilità di Ethereum e la capacità di creare token, registri, asset non fungibili (come CryptoKitties o identificatori digitali per beni di lusso) e altri standard per contratti intelligenti accettati dalla comunità, creare contratti modulari e interoperabili che mirano all'EVM è semplicemente più semplice.

Canali di stato generalizzati

Il supporto per contratti intelligenti ed EVM su Ethereum consente un'ampia gamma di applicazioni che attualmente non sono realizzabili su non-Turing-completo piattaforme come Bitcoin, grazie alla sua architettura e alle sue decisioni di progettazione, che riducono la sua superficie di attacco complessiva, il che a sua volta pone maggiore attenzione al suo caso d'uso di pagamenti peer-to-peer senza autorizzazione come sua caratteristica più pubblicizzata.

Tuttavia, poiché gli script Turing-completi sono più complicati da eseguire rispetto alle transazioni semplici, queste capacità aumentano la congestione complessiva su Ethereum (e causano la dimensione del statoper crescere a un ritmo molto più veloce).

Abbiamo già parlato di come i canali di pagamento possano ridurre le commissioni e la latenza nei pagamenti peer-to-peer, ma Ethereum supporta una logica di transazione molto più complessa che i canali di pagamento T prendono in considerazione.

I canali di stato generalizzati, tuttavia, propongono ONE soluzione ai problemi di scalabilità associati alle interazioni contrattuali complesse. Al momento, le interazioni contrattuali con stato che abilitano i casi d'uso per cui è noto Ethereum devono essere eseguite sulla blockchain. Il pensiero di molti Ethereum bears è che man mano che vengono distribuiti sempre più contratti, chiamate di funzione sovraccaricheranno lentamente la rete e faranno schizzare alle stelle i prezzi GAS .

Il ridimensionamento di Livello ONE , che ha ricevuto la maggior parte dell'attenzione mediatica, chiede come possiamo ospitare più di queste interazioni complesse sulla blockchain live, o mainnet; le soluzioni di Livello Due come Generalized State Channels e Plasma (ne parleremo più avanti) chiedono come possiamo spostare più di queste funzioni fuori dalla blockchain, mantenendo al contempo la sicurezza e l'integrità che ci vengono fornite dalla mainnet (date alcune compensazioni).

La sicurezza dei canali di pagamento si basa sulla capacità di ciascuna parte di "andare on-chain" e utilizzare uno smart contract per giudicare e rettificare le controversie. Vale a dire, i canali di pagamento consentono a due parti di comportarsi come se stessero effettuando transazioni on-chain anche se T sono.

Poiché hanno la possibilità di andare on-chain in qualsiasi momento (poiché gli aggiornamenti del saldo che inviano avanti e FORTH portano il peso delle transazioni on-chain), in caso di controversia il contratto decide semplicemente quale aggiornamento del saldo è più recente interrogando la catena mainnet. La risoluzione delle controversie on-chain è costosa, tuttavia, in termini di tempo e GAS, quindi gli attori razionali eviterebbero questo scenario. E, se la maggior parte dei canali statali utilizza standard sicuri e verificati, possiamo creare sistemi interoperabili con rapida finalità che sono vincolati dalle stesse garanzie crittografiche delle interazioni mainnet, con costi GAS drasticamente ridotti, quasi pari a zero.

Istanziazione controfattuale

Questo approccio solleva la questione: se possiamo incentivare le parti a comportarsi come se esistesse un contratto semplice on-chain, possiamo fare lo stesso per una logica più complessa? ONE strategia è nota come istanziazione controfattuale.

Ci sono alcune implementazioni diverse, ma ruotano attorno allo stesso principio: lo stato viene passato nel framework generalizzato una volta all'inizio e può essere manipolato in base a un contratto specificato (ma non distribuito) quando il canale viene aperto. Anche i casi di controversia vengono giudicati dal contratto. Tuttavia, poiché i partecipanti hanno la possibilità di andare on-chain e invocare il contratto, tutti sono incentivati a comportarsi come se esistesse.

Gli effetti dei canali di stato generalizzati pronti per la produzione che sfruttano l'istanziazione controfattuale saranno duplici:

• Le operazioni che coinvolgono contratti che ora possono essere istanziati in modo controfattuale avverranno tutte off-chain; il volume di contratti distribuiti diminuirà rispetto allo status quo. Ciò ridurrà la congestione della rete, a vantaggio dei contratti che devono essere distribuiti on-chain.
• Le operazioni che avvengono off-chain nei canali di stato generalizzati T comportano tempi di conferma o commissioni GAS ; ciò migliorerà radicalmente l'esperienza utente e consentirà a Ethereum (nel suo complesso) di gestire volumi di transazioni di ordini di grandezza maggiori.

Connetti,Controfattuale,Perun, e altri stanno lavorando attivamente verso framework Generalized State Channel che affronteranno direttamente la congestione della rete, l'esperienza utente e i problemi di costo che molti citano come i talloni d'Achille di Ethereum. Queste soluzioni sono abilitate dalla funzionalità di smart contract, sono significativamente più estensibili delle soluzioni di scalabilità basate su UTXO, mantengono la sicurezza della blockchain sottostante e hanno il potenziale per sbloccare i nuovi Mercati e le opportunità di business promesse da Ethereum. Riteniamo che i Generalized State Channels abbiano il potenziale per essere trasformativi per Ethereum come Serenity; sia a causa della scarsa accessibilità alle informazioni o degli sforzi pubblicitari inadeguati, non hanno ricevuto la dovuta attenzione.

Fulmine

Lightning è stato il punto di partenza per i canali di pagamento basati su UTXO,scambi atomici, e altro ancora. Il lavoro svolto da Olaoluwa Osuntokun, Joseph Poon e dall'intero ecosistema di ricercatori e ingegneri dei fulmini è impressionante.

Esistono alcune implementazioni funzionanti del protocollo e delle specifiche Lightning, tra cui il progetto LND (di Lightning Labs, guidato dal suo capo scienziato, Olaoluwa e scritto nel linguaggio di programmazione Go) e ilProgetto C-Lightning(scritto in C).

Oltre a interessanti aggiunte come "Watchtowers" (servizi che monitorano i tuoi canali di pagamento per frodi e rimangono online in modo che il tuo nodo non debba esserlo, in cambio di una commissione),Portafoglio Neutrino(client di illuminazione sperimentale di Lightning Labs, scritto anche in Go), ci sono una serie di altri miglioramenti in arrivo come le specifiche di Lightning ela comunità degli sviluppatori matura e cresce.

Parte della ricerca più approfondita è attualmente focalizzata su: Splicing (deposito/prelievo parziale e distribuzione di canali paralleli); Wumbo (rimozione del limite di capacità del canale); Pagamenti multi-percorso (suddividere un pagamento in più parti, consentendone l'instradamento su più percorsi, come lo sharding); Destinazioni nascoste (percorsi pubblici per pagamenti a canali privati) e altro duro lavoro viene svolto ripetutamente in conferenze e da team indipendenti in tutto il mondo.

Il lavoro del team Lightning e la scalabilità delle catene basate su UTXO, utilizzando alcune implementazioni all'avanguardia della Cripto , non sono un'impresa da poco e non possono essere minimizzate. Spesso, il problema è che le persone cercano di confrontare direttamente le misure di scalabilità Layer Two di Lightning ed Ethereum utilizzando metodologie simili che T considerano i compromessi e le capacità uniche offerte dalle due diverse soluzioni, a causa dell'architettura unica della root chain sottostante (ad esempio il modello UTXO rispetto al modello di account in Ethereum).

Plasma

I canali di stato generalizzati sono ben lungi dall'essere l'unica opzione per scalare Ethereum. Plasma è una soluzione di scalabilità di secondo livello che, in tandem con i canali di stato, cerca di fornire ulteriore throughput e finalità, ma con alcuni compromessi aggiuntivi.

Si può pensare a Plasma come a una sorta di "proto-catena", ONE cerca di imitare il più possibile l'integrità e la sicurezza della catena radice, solo con una componente di costo variabile, che è in genere più elevata rispetto ai canali di stato (a causa della replica di una parte maggiore della funzionalità della catena principale su un nuovo substrato sopra di essa).

Plasma prende l'intero stato off-chain e ne mantiene lo stato completo, sottoposto ad hash sulla catena principale della rete (che ha una serie di compromessi in termini di rischio, sebbene ciò venga costantemente migliorato attraverso ulteriori ricerche).

Sebbene la produttività possa essere maggiore di quella della catena principale, a differenza dei canali di stato in cui non esiste un algoritmo di consenso formale, le catene Plasma possono portare il proprio algoritmo di consenso unico, completo anche di tempi di blocco personalizzati (che possiedonola loro serie di compromessi). Sebbene throughput e finalità non siano così veloci, sono molto più accessibili rispetto ai canali di stato, poiché chiunque può accedere allo stato della catena radice che è stato trasmesso e unirsi, mentre i canali di stato sono disponibili solo per le controparti concordate (nella maggior parte delle implementazioni correnti). Inoltre, i canali di stato non sono più disponibili dopo la chiusura di un canale, il che li rende macchine economiche con durate di vita finite, poiché sono appositamente costruiti per essere più semi-permanenti.

Tuttavia, in Plasma, poiché devi salvare ogni interazione di stato nella root chain, dalla tua child chain, questi costi sono più elevati a seconda della versione di Plasma che scegli di implementare. Con innovazioni su come implementare al meglio Plasma che si verificano regolarmente in molti team distribuiti a livello globale, siamo certi che emergerà uno standard comune con un insieme ragionevole di compromessi che possono essere applicati a un'ampia gamma di casi d'uso.

Potere degli standard interoperabili

La liquidità non detentiva, e il modo più efficiente e sicuro per trasmetterla in una serie di scenari diversi che coinvolgono più partecipanti, è una Da scoprire in corso che continua ad ampliare la scienza emergente della criptoeconomia e il modo in cui vari meccanismi operano in condizioni avverse.

Standard come ERC-20 (per i token) ed ERC-721 (per gli asset non fungibili) rendono la tecnologia di scalabilità Layer Two Ethereum e le dapp più sicure socialmente, dato che ci sono norme accettate dalla comunità e best practice su quali standard implementare per determinati casi d'uso. Ciò è particolarmente importante quando questi vari standard, che alla fine cercano di interagire ONE loro in modo fluido per abilitare la " Finanza decentralizzata", possono parlare e comunicare in modo interoperabile, con un attrito e un costo minimi.

Queste interazioni e economie senza attriti che nascono dalla nuova interoperabilità tra token, asset non fungibili e scalabilità di Livello 2 creano ulteriore sicurezza per la rete Ethereum più ampia, perché tutti i partecipanti sono ora intrecciati in complesse attività economiche sui livelli aggiuntivi superiori; il tutto è basato su standard sicuri, verificati e accettati dalla più ampia comunità tecnica.

L'importanza dell'architettura non-custodial, combinata con il percorso di minor resistenza verso la funzionalità più estensibile e generalizzabile, non può essere sottovalutata. Si tratta di componenti e primitive cruciali per dare vita a nuove e inedite macchine economiche che, grazie a spese, regolamentazione e limitazioni computazionali, un tempo si pensava fossero impossibili da implementare nel mondo reale.

Tempo per una nuova narrazione

Scalare le blockchain è difficile, ed Ethereum non fa eccezione. Ma osannare le blockchain "ethereum-killer", o le sue alternative preesistenti, tutto perché Ethereum presumibilmente T può scalare, minimizza il notevole lavoro che la comunità Ethereum sta facendo sulla Tecnologie Layer Two. Le soluzioni Layer ONE sono in lavorazione e probabilmente si riveleranno trasformative per la rete in futuro, ma le soluzioni Layer Two stanno arrivando sul mercato ora.

La narrazione secondo cui Ethereum T può scalare e l'idea che le soluzioni Layer ONE siano gli unici piani per scalare la rete sono noiose e vengono attivamente smentite negli ambienti di produzione su base giornaliera. Oggi, Ethereum è una piattaforma lenta e inarrestabile per denaro programmabile; il potenziale di un tale sistema è evidente. Un sistema finanziario completamente nuovo potrebbe essere costruito su Ethereum e le soluzioni Layer Two apriranno la strada a nuovi Mercati radicali che sfruttano questo stack finanziario decentralizzato.

Trasferimento di valore, governance, nuovi tipi di Mercati e strutture di incentivazione, coordinamento della comunità e persino un'adeguata implementazione della Politiche fiscale sono possibili su Ethereum. Gli sviluppatori Ethereum vedono questo futuro e stanno costruendo le dapp per realizzarlo. Altri sviluppatori Ethereum stanno costruendo i protocolli per rendere la rete utilizzabile su una scala sufficientemente ampia da inaugurare quel futuro.

Questo articolo non intende criticare le implementazioni alternative di blockchain, molte delle quali stanno spingendo in avanti l'avanguardia della ricerca crittografica come affermato sopra. Né è un caso di ICO, shilling e clamore fuorviante.

Piuttosto, si tratta di un caso di scalabilità Ethereum , di un futuro economico decentralizzato che utilizza la blockchain Ethereum come livello di regolamento e facilita la maggior parte delle transazioni con tecnologie di Livello Due.

È un caso a favore Ethereum che vediamo e che ci auguriamo ottenga la dovuta visibilità agli occhi del pubblico e veda la luce del giorno.

Immagine Ethereum tramite gli archivi CoinDesk .