Ethereum, bu yazının yazıldığı sırada (muhtemelen) en yüksek ekonomik güvenliğe sahip olan ve çok sayıda varlık, uygulama ve hizmet için ödeme defteri görevi gören, izinsiz bir dünya bilgisayarıdır. Ethereum'un sınırlamaları vardır; blok alanı, Ethereum birinci katmanda (L1) kıt ve pahalı bir kaynaktır. Son yıllarda çoğu toplama şeklinde olmak üzere çok sayıda projenin pazara sunulmasıyla, ikinci katman (L2) ölçeklendirme bu soruna çözüm olarak görüldü. Bununla birlikte, terimin tam anlamıyla toplamalar (toplama verilerinin Ethereum L1'de olduğu anlamına gelir), Ethereum'un süresiz olarak ölçeklenmesine izin vermez, yalnızca saniyede birkaç bin işleme kadar izin verir.

Güveni en aza indirilmiş – (bir özelliği) bir L2 sistemi, L1 tabanı dışında güven gerektirmeden çalışıyorsa, güveni en aza indirilir.

Yatay ölçeklendirme – küresel darboğazlar oluşturmadan örnekler eklenebiliyorsa sistem yatay olarak ölçeklenebilir.

Bu makalede, güveni en aza indirilmiş ve yatay olarak ölçeklenebilir sistemlerin, blockchain uygulamalarını ölçeklendirmenin en umut verici yolu olduğunu, ancak bunların şu anda yeterince araştırılmadığını savunuyoruz. Argümanı üç soruyu inceleyerek sunuyoruz:

1. Uygulamaların güveni neden en aza indirilmelidir?
2. Neden yatay olarak ölçeklenebilir sistemler oluşturmalısınız?
3. Hem güven minimizasyonunu hem de yatay ölçeklenebilirliği nasıl en üst düzeye çıkarabiliriz?

(Sorumluluk reddi: Bu makalede L1 tabanı olarak Ethereum'a odaklanacak olsak da, burada tartıştığımız şeylerin çoğu Ethereum'un ötesindeki merkezi olmayan yerleşim katmanları için geçerlidir.)

Uygulamaların güveni neden en aza indirilmelidir?

Uygulamalar Ethereum'a güvenilir bir şekilde bağlanabilir; Ethereum blok zincirine yazabilir ve buradan okuyabilirler ancak iş mantığını doğru bir şekilde yürütmek için operatörlere güven verilir. Binance ve Coinbase gibi merkezi borsalar güvenilir uygulamaların harika örnekleridir. Ethereum'a bağlı olmak, uygulamaların çeşitli varlıklara sahip küresel bir yerleşim ağından yararlanabileceği anlamına gelir.

Güvenilir zincir dışı hizmetlerle ilişkili önemli riskler vardır. FTX ve Celsius gibi büyük borsaların ve hizmetlerin 2022'de çöküşü, güvenilir hizmetlerin hatalı davranması ve başarısız olması durumunda neler olacağına dair büyük bir uyarıcı hikayedir.

Öte yandan, güveni en aza indirilmiş uygulamalar, Ethereum'a doğrulanabilir bir şekilde yazabilir ve okuyabilir. Örnekler arasında Uniswap gibi akıllı sözleşme uygulamaları, Arbitrum veya zkSync gibi toplamalar ve Lagrange ve Axiom gibi yardımcı işlemciler yer alır. Genel olarak konuşursak, uygulamalar Ethereum ağı tarafından güvence altına alındıkça ve daha fazla işlevsellik (aşağıya bakın) L1'e dış kaynak olarak verildikçe güven ortadan kalkıyor. Sonuç olarak, güveni en aza indirilmiş finansal hizmetler, karşı taraf veya saklama riski olmadan sunulabilir.

Uygulama ve hizmetlerin sahip olabileceği ve L1'e dışarıdan sağlanabilecek üç temel özellik vardır:

1. Canlılık (ve sıralama): Kullanıcı tarafından gönderilen işlemler zamanında dahil edilmeli (yürütülmeli ve sonuçlandırılmalıdır).
2. Geçerlilik: İşlemler önceden belirlenmiş kurallara göre işlenir.
3. Veri (ve durum) kullanılabilirliği: Geçmiş verilerin yanı sıra mevcut uygulama durumu da kullanıcının erişimine sunulur.

Yukarıdaki özelliklerin her biri için gerekli olan güven varsayımının ne olduğunu düşünebiliriz; özellikle Eth L1 özelliği sağlıyor mu veya harici güven gerekli mi? Aşağıdaki tablo bunu farklı mimari paradigmalara göre kategorilere ayırmaktadır.

Neden yatay olarak ölçeklenebilir sistemler oluşturmalısınız?

Yatay ölçeklendirme, bir sistemin bağımsız veya paralel örneklerinin eklenmesi yoluyla ölçeklendirmeyi ifade eder; uygulama veya toplama. Bu, küresel bir darboğazın mevcut olmasını gerektirmez. Yatay ölçeklendirme üstel büyümeyi mümkün kılar ve kolaylaştırır.

Dikey ölçeklendirme, Eth L1 veya veri kullanılabilirliği katmanı gibi monolitik bir sistemin veriminin arttırılması yoluyla ölçeklendirmeyi ifade eder. Yatay ölçeklendirme böylesine paylaşılan bir kaynakta darboğazlarla karşılaştığında, genellikle dikey ölçeklendirmeye ihtiyaç duyulur.

İddia 1: (İşlem verileri) toplamaları, veri kullanılabilirliği (DA) nedeniyle darboğaz oluşturabileceğinden yatay olarak ölçeklenemez. Dikey olarak ölçeklenen DA çözümleri, merkezi olmayan yönetimden ödün verilmesini gerektirir.

Veri kullanılabilirliği (DA), toplamalar için darboğaz olmaya devam ediyor. Şu anda her L1 bloğunun maksimum boyut hedefi ~1 MB'dir (85 KB/s). EIP-4844 ile, (uzun vadede) ilave ~2 MB (171 KB/s) kullanıma sunulacaktır. Danksharding ile Eth L1 sonunda 1,3 MB/s'ye kadar DA bant genişliğini destekleyebilir. Eth L1 DA, birçok uygulama ve hizmetin uğruna rekabet ettiği paylaşılan bir kaynaktır. Bu nedenle DA için L1'in kullanılması en iyi güvenliği sağlasa da bu tür sistemlerin potansiyel ölçeklenebilirliği açısından darboğaz oluşturur. DA için L1'i kullanan sistemler (tipik olarak) yatay olarak ölçeklenemeyecek ve olumsuz ölçek ekonomilerine sahip olacaktır. Celestia veya EigenDA gibi alternatif DA katmanlarının da bant genişliği sınırları vardır (daha büyük olmasına rağmen sırasıyla 6,67 MB/s ve 15 MB/s). Ancak bu, güven varsayımının Ethereum'dan başka bir (genellikle daha az merkezi olmayan) ağa kaydırılması ve (ekonomik) güvenlikten ödün verilmesi pahasına gelir.

İddia 2: Güveni en aza indirilmiş hizmetleri yatay olarak ölçeklendirmenin tek yolu, işlem başına sıfıra yakın marjinal L1 verisi elde etmektir. Bilinen iki yaklaşım, durum farkı toplamaları (SDR) ve validiumlardır.

Durum farkı toplamaları (SDR'ler), toplu bir işlem kümesindeki durum farklılıklarını Ethereum L1'e gönderen toplamalardır. EVM için, işlem grupları büyüdükçe L1'e gönderilen işlem başına veriler, işlem verileri toplamalarından çok daha küçük bir sabite düşer.

Örneğin, yüksek miktarda yazı akışıyla ilgili stres testi olayı sırasında zkSync, işlem başına çağrı verisinde işlem başına 10 bayta kadar bir düşüş gördü. Bunun aksine, Arbitrum, Optimism ve Polygon zkEVM gibi işlem verileri toplamaları, normal trafik için genellikle işlem başına yaklaşık 100 bayt görür.

Validium, ilişkili işlem verileri veya durumu olmadan, Ethereum'a durum geçişlerinin geçerlilik kanıtlarını yayınlayan bir sistemdir. Validium'lar düşük trafik koşullarında bile yatay olarak oldukça ölçeklenebilir. Farklı validiumların yerleşimi toplanabildiği için bu özellikle doğrudur.

Yatay ölçeklenebilirliğin yanı sıra, bir validium aynı zamanda zincir içi gizlilik de sağlayabilir (halka açık gözlemcilerden). Özel DA'ya sahip bir validium, merkezileştirilmiş ve geçitli verilere ve durum kullanılabilirliğine sahiptir; bu, kullanıcıların verilere erişmeden önce kendilerini doğrulamaları gerektiği ve operatörün iyi gizlilik önlemlerini uygulayabileceği anlamına gelir. Bu, geleneksel web veya finansal hizmetlere benzer düzeyde bir kullanıcı deneyimi sağlar; kullanıcı etkinlikleri kamunun incelemesinden gizlenir, ancak kullanıcı verilerinin güvenilir bir saklayıcısı vardır, bu durumda validium operatörü.

Peki ya merkezi ve merkezi olmayan sıralayıcılar? Sistemleri yatay olarak ölçeklenebilir tutmak için merkezi veya merkezi olmayan bağımsız sıralayıcıların başlatılması çok önemlidir. Özellikle, paylaşılan sıralayıcıları kullanan sistemler atomik <a href="https://hackmd.io/@EspressoSystems/SharedSequencing"> birleştirilebilirlikten yararlansa da, daha fazla sistem eklendikçe sıralayıcı bir darboğaz haline gelebileceğinden yatay olarak ölçeklenemezler.

Peki ya birlikte çalışabilirlik? Yatay olarak ölçeklenebilir sistemler, mesajların bir sistemden diğerine paylaşılan yerleşim katmanı aracılığıyla gönderilebilmesi nedeniyle, hepsi aynı L1'e yerleşirse ek güven olmadan birlikte çalışabilir. İşletim maliyeti ile mesajlaşma gecikmesi arasında bir denge vardır (bu durum potansiyel olarak uygulama katmanında çözülebilir ).

Yatay olarak ölçeklenebilir sistemler için güven minimizasyonu

Yatay olarak ölçeklenebilir sistemlerde canlılık, sıralama ve veri kullanılabilirliğine ilişkin güven gereksinimlerini daha da en aza indirebilir miyiz?

Yatay ölçeklenebilirlik pahasına, güvenilir canlılığı ve veri kullanılabilirliğini nasıl kurtaracağımızı bildiğimizi belirtmekte fayda var. Örneğin, garantili dahil edilme için L2 işlemleri L1'den başlatılabilir. Volition, kullanıcılara isteğe bağlı L1 durumu kullanılabilirliği sunabilir.

Başka bir çözüm de merkezi olmayan bir yapıya kavuşturmaktır (ancak L1'e güvenmemektir). Tek bir sıralayıcı yerine, merkezi olmayan sıralayıcılar (Espresso Systems veya Astria gibi) kullanılarak sistemler daha merkezi olmayan hale gelebilir, böylece canlılık, sıralama ve veri kullanılabilirliği için gereken güven en aza indirilebilir. Bunu yapmak, tek operatörlü çözümlerle karşılaştırıldığında sınırlamalar getirir: (1) performans, dağıtılmış sistemin performansıyla sınırlanabilir ve (2) özel DA'ya sahip validiumlar için, merkezi olmayan sıralayıcı ağının izinsiz olması durumunda varsayılan gizlilik garantisi kaybolur.

Tek operatörlü validiumlar veya SDR'ler için ek olarak ne kadar güveni en aza indirebiliriz? Burada birkaç açık yön var.

Açık yön 1: Geçerliliklerde güveni en aza indirilmiş veri kullanılabilirliği. Plazma, durum kullanılabilirliği sorununu bir dereceye kadar çözer - Sorunu ya yalnızca belirli durum modelleri (UTXO durum modelini içerir) için para çekme işlemleri için çözer ya da kullanıcıların periyodik olarak çevrimiçi olmalarını gerektirir (Plazma Ücretsiz).

Açık yön 2: SDR'lerde ve validiumlarda sorumlu ön onaylar. Buradaki amaç, kullanıcılara bir sıralayıcıdan işlemin dahil edildiğine dair hızlı bir ön onay sağlamaktır ve onay, dahil etme vaadinin yerine getirilmemesi durumunda kullanıcının sıralayıcının ekonomik çıkarlarını sorgulamasına ve azaltmasına olanak sağlamalıdır. Buradaki zorluk, dahil edilmediğinin kanıtlanmasının (kesme için gerekli olan), muhtemelen kullanıcı için bir sıralayıcının basitçe saklayabileceği ek verileri gerektirmesidir. Bu nedenle, en azından SDR'nin veya validiumun tüm çağrı verileri veya işlem geçmişi için (potansiyel olarak izin verilen) bir veri kullanılabilirliği komitesi kullanmasını istediğimizi varsaymak makul olacaktır; bu, aynı komitenin dahil edilmediğine dair (önceden yapılmış) kanıt sunmasına olanak tanır. onaylanmış işlemler) kullanıcı talebi üzerine.

Açık yön 3: Canlılık başarısızlıklarından hızlı iyileşme. Tek operatörlü sistemlerde canlılık arızaları yaşanabilir (örn. Arbitrum yazıt olayı sırasında çevrimdışı oldu). Bu senaryoda minimum hizmet kesintisi sağlayacak sistemler tasarlayabilir miyiz? Bir anlamda, kendi kendine sıralamaya ve durum önerilerine izin veren L2'ler, uzun süreli yaşam başarısızlıklarına karşı garanti sağlar. Daha kısa ömürlü arızalara karşı daha dayanıklı olan tek operatörlü sistemlerin tasarlanması şu anda yeterince araştırılmamaktadır. Buradaki potansiyel çözümlerden biri, canlılık başarısızlıklarına karşı kesinti sağlayarak canlılık başarısızlıklarını hesap verebilir hale getirmektir. Bir başka potansiyel çözüm ise, devralmanın gerçekleşebilmesi için gecikme süresini (şu anda yaklaşık bir hafta olarak ayarlanan) kısaltmaktır.

Çözüm

Güven minimizasyonunu sürdürürken küresel bir hesap defterini ölçeklendirmek zor bir sorundur. Günümüzün toplama ve veri kullanılabilirliği dünyasında dikey ölçeklendirme ile yatay ölçeklendirme arasında net bir ayrım olmamıştır. Güveni en aza indirilmiş sistemleri dünyadaki herkese gerçek anlamda ölçeklendirmek için, güveni en aza indirilmiş ve yatay olarak ölçeklenebilir sistemler oluşturmamız gerekiyor.

Teşekkür

Geri bildirimleri ve tartışmaları için Vitalik Buterin ve Terry Chung'a, ayrıca editoryal yorumları için Diana Biggs'e çok teşekkürler.

örnek:

Yasal Uyarı:

1. Bu makale [Mirror]'dan yeniden basılmıştır. Tüm telif hakları orijinal yazara aittir [1kx]. Bu yeniden basıma itirazlarınız varsa lütfen Gate Learn ekibiyle iletişime geçin; onlar konuyu hemen halledeceklerdir.
2. Sorumluluk Reddi: Bu makalede ifade edilen görüş ve görüşler yalnızca yazara aittir ve herhangi bir yatırım tavsiyesi teşkil etmez.
3. Makalenin diğer dillere çevirileri Gate Learn ekibi tarafından yapılır. Aksi belirtilmedikçe tercüme edilen makalelerin kopyalanması, dağıtılması veya intihal edilmesi yasaktır.