Виталик Бутерин: Ethereum становится криптографическим мировым компьютером

В своем эссе от 27 сентября «Криптографический мировой компьютер» Бутерин написал, что Ethereum приближается к точке, когда описывать его просто как блокчейн становится все более неполным.

Он ожидает, что будущая архитектура Ethereum объединит консенсус блокчейна с доказательствами с нулевым разглашением, выборкой данных, технологиями конфиденциальности и децентрализованными вычислениями вне цепочки.

«Hegotá — форк, запланированный на следующий год, — вероятно, станет последним „обычным“ форком Ethereum», — написал Бутерин, имея в виду обновление, технология которого останется узнаваемой для разработчиков, знакомых с Ethereum в 2015 году.

Hegotá может закрыть эпоху обычных обновлений Ethereum

Официальная дорожная карта Ethereum в настоящее время помещает Hegotá на 2027 год, после Glamsterdam в четвертом квартале 2026 года.

Обновление Hegotá все еще находится в стадии планирования, и его полный объем не определен. Два предложения уже запланированы.

FOCIL, или EIP-7805, является главным элементом уровня консенсуса. Он позволяет комитету валидаторов создавать списки включения, содержащие транзакции, которые строители блоков обязаны включить.

Механизм предназначен для снижения способности одного строителя исключать действительные транзакции. В дорожной карте Hegotá Ethereum говорится, что эта функция может усилить устойчивость к цензуре и улучшить гарантии расчетов на уровне Layer 2.

Frame Transactions, или EIP-8141, — вторая запланированная функция. Она позволяет аккаунтам Ethereum решать, как авторизуются их транзакции, вместо того чтобы требовать одинаковую фиксированную структуру подписи для каждого пользователя.

Дизайн может поддерживать социальное восстановление, контроль расходов, спонсируемый газ и будущие квантово-устойчивые системы подписей непосредственно на уровне протокола.

Разработчики Ethereum начали рассматривать Hegotá как часть более длинной последовательности, ведущей к постквантовой инфраструктуре и переработанному консенсусу.

Последнее эссе Бутерина идет дальше, описывая Hegotá как разделительную линию между существующей архитектурой Ethereum и криптографическими системами, которые ожидаются в будущем.

Верификация Ethereum может перейти к доказательствам и выборке

Одно из крупнейших изменений касается того, как участники сети проверяют блоки. Традиционная верификация блокчейна требует, чтобы узлы загружали данные блокчейна и сами выполняли транзакции. Бутерин ожидает, что Ethereum будет все больше полагаться на верификацию SNARK и выборку данных PeerDAS. Его сравнение дизайнов блокчейна описывает переход как движение от «полной повторной загрузки и пересчета» к «верификации SNARK + PeerDAS для доступности данных».

PeerDAS уже вошел в Ethereum через Fusaka. Система позволяет узлам проверять доступность данных путем выборки частей набора данных, вместо того чтобы требовать от каждого узла загружать каждый блоб. С тех пор Ethereum Foundation перенесла фокус разработки на следующие этапы верификации на основе доказательств. Как ранее сообщалось в анализе Lean rebuild Ethereum, рекурсивные STARK находятся в центре планов по сокращению повторного выполнения при сохранении бездоверительной верификации.

Бутерин описывает итоговую модель верификации проще — как переход от «загрузки и повторного выполнения» к выборке данных и проверке криптографических доказательств. Такой подход может снизить требования к оборудованию для пользователей, стремящихся к сильным гарантиям верификации. Его сравнение на 2030 год говорит, что узлы по-прежнему должны получать гарантии консенсуса и валидности, храня меньше истории и выполняя меньше избыточных вычислений.

EIP-8288 может агрегировать подписи внутри мемпула

Бутерин особо упомянул EIP-8288 среди технологий, которые могут изменить то, как Ethereum обрабатывает транзакции до их попадания в блоки.

EIP-8288 в настоящее время является черновым предложением, авторами которого являются Бутерин и Томас Коратже. Оно вводит агрегацию в мемпуле для криптографических подписей и доказательств STARK. Дизайн расширяет Frame Transactions и позволяет транзакциям объявлять криптографические зависимости.

Узлы мемпула могут объединять множество подписей и доказательств в один рекурсивный STARK перед передачей их строителям блоков. Затем строитель может включить агрегированное доказательство вместо обработки каждого крупного доказательства по отдельности. Предложение частично рассчитано на будущие квантово-устойчивые подписи, которые могут требовать значительно больше данных и вычислений, чем текущая система подписей Ethereum.

EIP-8288 предлагает агрегировать подписи LeanSPHINCS и доказательства LeanSTARK, чтобы эти более крупные криптографические объекты не создавали такого же уровня нагрузки на пропускную способность и газ при использовании в масштабе. EIP остается в статусе черновика и не назначен ни на одно подтвержденное обновление сети.

Эссе Бутерина представляет его как часть более длинного технического направления, где криптографическая работа может происходить раньше в конвейере транзакций, в том числе внутри мемпула. Его модель на 2030 год предполагает, что подписи и доказательства обрабатываются параллельно до окончательного включения в блок.

FOCIL и приватные мемпулы могут изменить включение транзакций

Будущий путь транзакций Ethereum может сильно отличаться от привычной последовательности: пользователь, мемпул, майнер и блок. Бутерин описывает модель, в которой транзакции попадают в мемпул с более сильными свойствами конфиденциальности, прежде чем пройти через участников FOCIL или строителей.

Дорожная карта безопасности Ethereum Foundation подтверждает, что исследования зашифрованных мемпулов остаются активными наряду с разработкой FOCIL. FOCIL уже запланирован для Hegotá.

Согласно предложению, несколько валидаторов могут отправлять списки транзакций, которые должны появиться в блоке. Строитель не может самостоятельно игнорировать подходящие транзакции из этих списков, не нарушая правил протокола. Бутерин ожидает, что конфиденциальность сети будет развиваться параллельно.

Его сравнение на 2030 год включает луковую маршрутизацию, микснеты и другие методы сетевой конфиденциальности наряду с доказательствами с нулевым разглашением для конфиденциальности транзакций и аккаунтов. Как сообщалось в августе, Бутерин поднял конфиденциальность и квантовую безопасность выше в дорожной карте Ethereum по мере созревания криптографических инструментов.

Lean consensus нацелен на более быструю и простую финализацию

Ожидается, что сам консенсус изменится. В настоящее время Ethereum использует доказательство доли с финализацией в течение нескольких эпох. Исследователи работают над более упрощенной моделью консенсуса, способной достигать финализации гораздо быстрее.

В дорожной карте безопасности Ethereum говорится, что исследования, начавшиеся вокруг однослотовой финализации, позже развились в трехслотовую финализацию и теперь продвигаются через Minimmit — дизайн консенсуса в один раунд в рамках программы Lean Ethereum.

Финализация, измеряемая в секундах, остается долгосрочной исследовательской целью примерно на 2029 год, но ни одно конкретное обновление еще не назначено для развертывания финального дизайна. Сравнение Бутерина на 2030 год оценивает слоты примерно в четыре-восемь секунд и финализацию около восьми-32 секунд. Текущая дорожная карта Ethereum предупреждает, что эти планы остаются исследовательскими целями и могут измениться.

Программа Lean Ethereum была описана в июле как крупнейшая техническая перестройка сети со времен The Merge, с новым консенсусом, системами доказательств, хранения и механизмами конфиденциальности, запланированными на несколько лет.

Ethereum нацелен на квантовую устойчивость к декабрю 2029 года

Квантовая безопасность стала одной из наиболее четко датированных долгосрочных целей Ethereum. Протокольный кластер Ethereum Foundation заявил 7 сентября, что нацелен на квантовую устойчивость на уровнях исполнения, консенсуса и данных к декабрю 2029 года.

Фонд описывает эту дату как намеренно агрессивную. Планирование предполагает, что криптографически значимые квантовые машины могут появиться уже в 2030 году, хотя большинство оценок относят эту возможность на более поздний срок.

Ethereum работает над заменой криптографии, уязвимой для достаточно мощных квантовых компьютеров. В число рассматриваемых областей входят подписи валидаторов BLS, подписи аккаунтов ECDSA, обязательства KZG, используемые в доступности данных, и некоторые системы доказательств с нулевым разглашением.

Frame Transactions могут помочь со стороны аккаунтов, позволяя кошелькам выбирать квантово-устойчивые методы верификации без необходимости миграции каждого аккаунта через один и тот же механизм на уровне протокола. EIP-8288 может снизить стоимость агрегирования некоторых из этих более крупных постквантовых подписей.

Как сообщалось в анализе квантовой дорожной карты, рекурсивная агрегация STARK и подписи на основе хэшей являются частью предлагаемой защиты Ethereum от будущих квантовых атак. Бутерин ожидает, что рекурсивные STARK, формальная верификация и квантово-устойчивая криптография станут все более центральными после Hegotá.

Ethereum может больше полагаться на децентрализованные внецепочечные компоненты

Описание Бутерина «мировой компьютер» не означает, что Ethereum перенесет все на уровень 1. Вместо этого его эссе описывает архитектуру, в которой блокчейн фокусируется на данных и изменениях состояния, требующих упорядочивания, а другая работа происходит параллельно вне основного пути исполнения. «Структурирование вычислений позволяет блокчейну более эффективно сосредоточиться на своей задаче», — написал он.

В рамках этой модели подписи и доказательства могут агрегироваться до входа в блок, исторические данные могут распределяться между участниками, а специализированные вычисления могут происходить вне базового уровня исполнения.

Затем сеть будет проверять результат криптографически. Бутерин утверждает, что современные системы доказательств позволяют Ethereum распределять вычисления, не требуя от каждого участника доверять тому, кто выполнил каждую часть работы. Его долгосрочная архитектура включает распределенное хранение истории и состояния, верификацию на основе доказательств, параллельные вычисления и децентрализованные системы, находящиеся между пользователями и самим Ethereum.

Более спекулятивная технология появляется дальше. Бутерин сказал, что неразличимая обфускация, или iO, в конечном итоге может позволить обобщенные зашифрованные вычисления с участием многих асинхронных участников. Он описал это как возможное более позднее развитие, а не технологию, необходимую для архитектуры, изложенной в его посте.

Следующей запланированной вехой Ethereum остается Glamsterdam, а Hegotá планируется на 2027 год. Разработчики продолжают готовиться к тестовым фазам Glamsterdam.

Запланированные функции Hegotá в настоящее время включают FOCIL и Frame Transactions, в то время как дополнительные предложения продолжают проходить через процесс исследований, тестирования и управления Ethereum.