Futuro posible del protocolo Ethereum ( seis ): prosperidad
El diseño del protocolo Ethereum tiene muchos "detalles" que son cruciales para su éxito. De hecho, aproximadamente la mitad del contenido se refiere a diferentes tipos de mejoras de EVM, mientras que el resto está compuesto por varios temas de nicho, de ahí el significado de "prosperidad".
Prosperidad: objetivo clave
Convertir EVM en un "estado final" de alto rendimiento y estabilidad
Introducir la abstracción de cuentas en el protocolo, permitiendo a todos los usuarios disfrutar de cuentas más seguras y convenientes.
Optimizar la economía de las tarifas de transacción, mejorar la escalabilidad mientras se reduce el riesgo
Explorar la criptografía avanzada para mejorar significativamente Ethereum a largo plazo.
mejora de EVM
¿Qué problema se resolvió?
Actualmente, el EVM es difícil de analizar estáticamente, lo que dificulta la creación de implementaciones eficientes, la verificación formal del código y la expansión adicional. Además, la eficiencia del EVM es baja, lo que dificulta la implementación de muchas formas de criptografía avanzada, a menos que se soporte explícitamente a través de precompilaciones.
¿Qué es y cómo funciona?
El primer paso en la hoja de ruta de mejora de EVM actual es el formato de objeto EVM (EOF), que se planea incluir en la próxima bifurcación dura. EOF es una serie de EIP que especifica una nueva versión del código EVM, con muchas características únicas, siendo la más notable:
El código ( es ejecutable, pero no se puede leer ) desde la EVM y los datos ( se pueden leer, pero no se pueden ejecutar entre la separación de ).
Prohibido el salto dinámico, solo se permite el salto estático
El código EVM ya no puede observar la información relacionada con el combustible.
Se ha añadido un nuevo mecanismo explícito de subrutinas.
Los contratos antiguos seguirán existiendo y podrán ser creados, aunque eventualmente podrían ser gradualmente descontinuados los contratos antiguos ( e incluso podrían ser forzados a convertirse en código EOF ). Los contratos nuevos se beneficiarán de las mejoras de eficiencia que trae EOF: primero, a través de un bytecode ligeramente reducido gracias a las características de subrutina, y luego con nuevas funciones específicas de EOF o costos de gas reducidos.
Después de introducir EOF, las actualizaciones adicionales se vuelven más fáciles. Actualmente, el desarrollo más avanzado es la extensión aritmética del módulo EVM ( EVM-MAX ). EVM-MAX crea un conjunto de nuevas operaciones específicamente para cálculos de módulo y las coloca en un nuevo espacio de memoria que no se puede acceder a través de otros códigos de operación, lo que hace posible el uso de optimizaciones como la multiplicación de Montgomery.
Una idea más reciente es combinar EVM-MAX con la característica de múltiples datos de una sola instrucción (SIMD). SIMD, como un concepto de Ethereum, ha existido durante mucho tiempo, siendo propuesto por primera vez por Greg Colvin en el EIP-616. SIMD puede ser utilizado para acelerar muchas formas de criptografía, incluyendo funciones hash, STARKs de 32 bits y criptografía basada en reticulados. La combinación de EVM-MAX y SIMD hace que estas dos escalas orientadas al rendimiento sean una pareja natural.
Un diseño general para un EIP combinado comenzará con EIP-6690 y luego:
Permitir (i) cualquier número impar o (ii) cualquier potencia de 2 que sea como máximo 2768 como módulo
Para cada código de operación EVM-MAX ( suma, resta, multiplicación ), agregar una versión que ya no use 3 operandos inmediatos x, y, z, sino que use 7 operandos inmediatos: x_start, x_skip, y_start, y_skip, z_start, z_skip, count. En el código Python, la función de estos códigos de operación es similar a:
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]
)
En la implementación real, esto se procesará de manera paralela.
Podría añadirse XOR, AND, OR, NOT y SHIFT( incluyendo ciclos y no ciclos), al menos para potencias de 2 como módulo. Al mismo tiempo, añadir ISZERO( empujará la salida a la pila principal de EVM), lo que será lo suficientemente potente para realizar criptografía de curvas elípticas, criptografía de pequeños campos( como Poseidon, Circle STARKs), funciones hash tradicionales( como SHA256, KECCAK, BLAKE) y criptografía basada en retículas. Otras actualizaciones de EVM también pueden implementarse, pero hasta ahora han recibido menos atención.
El trabajo restante y las compensaciones
Actualmente, se planea incluir EOF en la próxima bifurcación dura. Aunque siempre es posible eliminarlo en el último minuto —en bifurcaciones duras anteriores se han eliminado temporalmente funciones— hacerlo enfrentará grandes desafíos. Eliminar EOF significa que cualquier actualización futura de EVM deberá realizarse sin EOF; aunque es posible, podría ser más difícil.
El principal compromiso del EVM radica en la complejidad de L1 y la complejidad de la infraestructura. El EOF es una gran cantidad de código que debe añadirse a la implementación del EVM, y la revisión estática del código también es relativamente compleja. Sin embargo, a cambio, podemos simplificar los lenguajes de alto nivel, simplificar la implementación del EVM y obtener otros beneficios. Se puede afirmar que la hoja de ruta para priorizar la mejora continua de Ethereum L1 debe incluir y basarse en el EOF.
Una tarea importante que necesita realizarse es implementar funciones similares a EVM-MAX y SIMD, y realizar pruebas de referencia sobre el consumo de gas de diversas operaciones criptográficas.
¿Cómo interactuar con otras partes de la hoja de ruta?
L1 ajusta su EVM para que L2 también pueda realizar ajustes correspondientes más fácilmente. Si ambos no se ajustan de manera sincronizada, podría causar incompatibilidades y traer efectos adversos. Además, EVM-MAX y SIMD pueden reducir significativamente el costo de gas de muchos sistemas de prueba, lo que hace que L2 sea más eficiente. También facilita reemplazar más precompilados con código EVM que puede ejecutar las mismas tareas, lo que probablemente no afectará drásticamente la eficiencia.
abstracción de cuenta
¿Qué problema se resolvió?
Actualmente, las transacciones solo se pueden verificar de una manera: firma ECDSA. En un principio, la abstracción de cuentas tenía como objetivo ir más allá de esto, permitiendo que la lógica de verificación de cuentas fuera cualquier código EVM. Esto puede habilitar una serie de aplicaciones:
Cambiar a criptografía post-cuántica
Rotar claves antiguas ( se considera ampliamente una práctica de seguridad recomendada )
Monedero de múltiples firmas y monedero de recuperación social
Usar una clave para operaciones de bajo valor, usar otra clave ( o un conjunto de claves ) para operaciones de alto valor.
Permitir que el protocolo de privacidad funcione sin intermediarios, reduciendo significativamente su complejidad y eliminando un punto de dependencia central clave.
Desde que se propuso la abstracción de cuentas en 2015, su objetivo se ha expandido para incluir una gran cantidad de "objetivos convenientes", por ejemplo, una cuenta que no tiene Ether pero posee algunos ERC20 puede usar ERC20 para pagar el gas.
MPC( el cálculo multipartito ) es una tecnología que tiene 40 años de historia, utilizada para dividir claves en múltiples partes y almacenarlas en varios dispositivos, utilizando técnicas criptográficas para generar firmas, sin necesidad de combinar directamente estas partes de clave.
EIP-7702 es una propuesta que se planea introducir en la próxima bifurcación dura. EIP-7702 es el resultado de una creciente conciencia sobre la conveniencia de proporcionar abstracción de cuentas para beneficiar a todos los usuarios (, incluyendo a los usuarios de EOA ), y tiene como objetivo mejorar la experiencia de todos los usuarios a corto plazo y evitar la división en dos ecosistemas.
Este trabajo comenzó con EIP-3074 y finalmente se convirtió en EIP-7702. EIP-7702 proporciona las "funciones de conveniencia" de la abstracción de cuentas a todos los usuarios, incluidos los EOA( actuales, es decir, cuentas de propiedad externa controladas por firmas ECDSA ).
Aunque algunos desafíos (, especialmente el desafío de la "conveniencia" ), pueden ser resueltos mediante tecnologías progresivas como el cálculo multipartito o el EIP-7702, el objetivo de seguridad principal del que se propuso inicialmente la propuesta de abstracción de cuentas solo puede lograrse retrocediendo y resolviendo el problema original: permitir que el código de los contratos inteligentes controle la verificación de transacciones. La razón por la que esto aún no se ha logrado es la implementación segura, lo cual es un desafío.
¿Qué es y cómo funciona?
El núcleo de la abstracción de cuentas es simple: permite que los contratos inteligentes inicien transacciones, y no solo las EOA. La complejidad total proviene de implementar esto de manera que sea amigable para el mantenimiento de una red descentralizada y prevenir ataques de denegación de servicio.
Un desafío clave típico es el problema de múltiples fallos:
Si hay 1000 funciones de verificación de cuentas que dependen de un único valor S, y el valor actual S hace que todas las transacciones en el mempool sean válidas, entonces una única transacción que invierte el valor de S podría hacer que todas las demás transacciones en el mempool sean inválidas. Esto permite a un atacante enviar transacciones basura al mempool a un costo muy bajo, bloqueando así los recursos de los nodos de la red.
Después de años de esfuerzo, con el objetivo de expandir las funcionalidades mientras se limita el riesgo de denegación de servicio (DoS), finalmente se llegó a una solución para lograr "la abstracción ideal de cuentas": ERC-4337.
El funcionamiento de ERC-4337 consiste en dividir el procesamiento de las operaciones del usuario en dos etapas: validación y ejecución. Toda la validación se procesa primero, y toda la ejecución se procesa posteriormente. En el pool de memoria, solo se aceptarán las operaciones del usuario cuya etapa de validación solo implique su propia cuenta y no lea variables de entorno. Esto puede prevenir ataques de doble gasto. Además, también se imponen estrictos límites de gas en el paso de validación.
ERC-4337 fue diseñado como un estándar de protocolo adicional (ERC), porque en ese momento los desarrolladores de clientes de Ethereum se centraban en la fusión (Merge), sin energía adicional para manejar otras funciones. Por eso ERC-4337 utiliza un objeto llamado operación de usuario, en lugar de transacciones convencionales. Sin embargo, recientemente nos dimos cuenta de la necesidad de escribir al menos parte de su contenido en el protocolo.
Las dos razones clave son las siguientes:
La ineficiencia inherente de EntryPoint como contrato: cada paquete tiene un costo fijo de aproximadamente 100,000 gas, además de miles de gas adicionales por cada operación del usuario.
Asegurar la necesidad de las propiedades de Ethereum: como la garantía de inclusión creada en la lista que necesita ser transferida a la cuenta de usuario abstracta.
Además, ERC-4337 también amplió dos funciones:
Agente de pago ( Paymasters ): permite que una cuenta pague las tarifas en nombre de otra cuenta, lo que viola la regla de que en la fase de validación solo se puede acceder a la cuenta del remitente, por lo que se introducen tratamientos especiales para garantizar la seguridad del mecanismo de agente de pago.
Aggregators (: admite funciones de agregación de firmas, como la agregación BLS o la agregación basada en SNARK. Esto es necesario para lograr la máxima eficiencia de datos en Rollup.
![Vitalik sobre el posible futuro de Ethereum (seis): The Splurge])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-c0f722db75e53f4ff37ef40f5547dfc4.webp(
)# El trabajo restante y las compensaciones
Actualmente, lo que se necesita resolver principalmente es cómo introducir completamente la abstracción de cuentas en el protocolo. El EIP de abstracción de cuentas de escritura de protocolo popular recientemente es el EIP-7701, que implementa la abstracción de cuentas sobre el EOF. Una cuenta puede tener una parte de código separada para la verificación; si la cuenta establece esa parte de código, se ejecutará en el paso de verificación de las transacciones provenientes de esa cuenta.
El encanto de este método radica en que muestra claramente dos perspectivas equivalentes de la abstracción de cuentas locales:
Incluir EIP-4337 como parte del protocolo
Un nuevo tipo de EOA, donde el algoritmo de firma es la ejecución del código EVM
Si comenzamos estableciendo límites estrictos sobre la complejidad del código ejecutable durante el período de validación—sin permitir el acceso al estado externo, incluso con un límite de gas establecido en las primeras etapas tan bajo que sea ineficaz para aplicaciones de resistencia cuántica o protección de la privacidad—entonces la seguridad de este enfoque es muy clara: simplemente reemplazar la verificación ECDSA por la ejecución de código EVM que requiere un tiempo similar.
Sin embargo, con el tiempo, necesitamos flexibilizar estos límites, ya que permitir que las aplicaciones de protección de la privacidad funcionen sin intermediarios, así como la resistencia cuántica, son muy importantes. Para ello, necesitamos encontrar formas más flexibles de abordar el riesgo de denegación de servicio ###DoS(, sin exigir que los pasos de verificación sean extremadamente simples.
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StakeOrRegret
· 07-08 09:26
evm está demasiado bomba, tarde o temprano será derribado.
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LiquidityOracle
· 07-08 00:32
¿Cuándo se completará la actualización de EVM?
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AlphaLeaker
· 07-07 10:28
¡No está mal! ¡Otra vez va a bajar el gas!
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ChainChef
· 07-07 10:23
parece que eth está cocinando algunas actualizaciones de protocolo sabrosas... esa optimización de evm es la salsa secreta que hemos estado esperando, para ser honesto
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DisillusiionOracle
· 07-07 10:16
EVM es así, si realmente fuera tan bueno, ya lo habrían cambiado.
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Web3Educator
· 07-07 10:15
*ajusta las gafas* hmm... evm necesita una mejora seria fr fr
Perspectivas futuras del protocolo Ethereum: la optimización de EVM y la abstracción de cuentas lideran la prosperidad
Futuro posible del protocolo Ethereum ( seis ): prosperidad
El diseño del protocolo Ethereum tiene muchos "detalles" que son cruciales para su éxito. De hecho, aproximadamente la mitad del contenido se refiere a diferentes tipos de mejoras de EVM, mientras que el resto está compuesto por varios temas de nicho, de ahí el significado de "prosperidad".
Prosperidad: objetivo clave
mejora de EVM
¿Qué problema se resolvió?
Actualmente, el EVM es difícil de analizar estáticamente, lo que dificulta la creación de implementaciones eficientes, la verificación formal del código y la expansión adicional. Además, la eficiencia del EVM es baja, lo que dificulta la implementación de muchas formas de criptografía avanzada, a menos que se soporte explícitamente a través de precompilaciones.
¿Qué es y cómo funciona?
El primer paso en la hoja de ruta de mejora de EVM actual es el formato de objeto EVM (EOF), que se planea incluir en la próxima bifurcación dura. EOF es una serie de EIP que especifica una nueva versión del código EVM, con muchas características únicas, siendo la más notable:
Los contratos antiguos seguirán existiendo y podrán ser creados, aunque eventualmente podrían ser gradualmente descontinuados los contratos antiguos ( e incluso podrían ser forzados a convertirse en código EOF ). Los contratos nuevos se beneficiarán de las mejoras de eficiencia que trae EOF: primero, a través de un bytecode ligeramente reducido gracias a las características de subrutina, y luego con nuevas funciones específicas de EOF o costos de gas reducidos.
Después de introducir EOF, las actualizaciones adicionales se vuelven más fáciles. Actualmente, el desarrollo más avanzado es la extensión aritmética del módulo EVM ( EVM-MAX ). EVM-MAX crea un conjunto de nuevas operaciones específicamente para cálculos de módulo y las coloca en un nuevo espacio de memoria que no se puede acceder a través de otros códigos de operación, lo que hace posible el uso de optimizaciones como la multiplicación de Montgomery.
Una idea más reciente es combinar EVM-MAX con la característica de múltiples datos de una sola instrucción (SIMD). SIMD, como un concepto de Ethereum, ha existido durante mucho tiempo, siendo propuesto por primera vez por Greg Colvin en el EIP-616. SIMD puede ser utilizado para acelerar muchas formas de criptografía, incluyendo funciones hash, STARKs de 32 bits y criptografía basada en reticulados. La combinación de EVM-MAX y SIMD hace que estas dos escalas orientadas al rendimiento sean una pareja natural.
Un diseño general para un EIP combinado comenzará con EIP-6690 y luego:
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] )
En la implementación real, esto se procesará de manera paralela.
El trabajo restante y las compensaciones
Actualmente, se planea incluir EOF en la próxima bifurcación dura. Aunque siempre es posible eliminarlo en el último minuto —en bifurcaciones duras anteriores se han eliminado temporalmente funciones— hacerlo enfrentará grandes desafíos. Eliminar EOF significa que cualquier actualización futura de EVM deberá realizarse sin EOF; aunque es posible, podría ser más difícil.
El principal compromiso del EVM radica en la complejidad de L1 y la complejidad de la infraestructura. El EOF es una gran cantidad de código que debe añadirse a la implementación del EVM, y la revisión estática del código también es relativamente compleja. Sin embargo, a cambio, podemos simplificar los lenguajes de alto nivel, simplificar la implementación del EVM y obtener otros beneficios. Se puede afirmar que la hoja de ruta para priorizar la mejora continua de Ethereum L1 debe incluir y basarse en el EOF.
Una tarea importante que necesita realizarse es implementar funciones similares a EVM-MAX y SIMD, y realizar pruebas de referencia sobre el consumo de gas de diversas operaciones criptográficas.
¿Cómo interactuar con otras partes de la hoja de ruta?
L1 ajusta su EVM para que L2 también pueda realizar ajustes correspondientes más fácilmente. Si ambos no se ajustan de manera sincronizada, podría causar incompatibilidades y traer efectos adversos. Además, EVM-MAX y SIMD pueden reducir significativamente el costo de gas de muchos sistemas de prueba, lo que hace que L2 sea más eficiente. También facilita reemplazar más precompilados con código EVM que puede ejecutar las mismas tareas, lo que probablemente no afectará drásticamente la eficiencia.
abstracción de cuenta
¿Qué problema se resolvió?
Actualmente, las transacciones solo se pueden verificar de una manera: firma ECDSA. En un principio, la abstracción de cuentas tenía como objetivo ir más allá de esto, permitiendo que la lógica de verificación de cuentas fuera cualquier código EVM. Esto puede habilitar una serie de aplicaciones:
Permitir que el protocolo de privacidad funcione sin intermediarios, reduciendo significativamente su complejidad y eliminando un punto de dependencia central clave.
Desde que se propuso la abstracción de cuentas en 2015, su objetivo se ha expandido para incluir una gran cantidad de "objetivos convenientes", por ejemplo, una cuenta que no tiene Ether pero posee algunos ERC20 puede usar ERC20 para pagar el gas.
MPC( el cálculo multipartito ) es una tecnología que tiene 40 años de historia, utilizada para dividir claves en múltiples partes y almacenarlas en varios dispositivos, utilizando técnicas criptográficas para generar firmas, sin necesidad de combinar directamente estas partes de clave.
EIP-7702 es una propuesta que se planea introducir en la próxima bifurcación dura. EIP-7702 es el resultado de una creciente conciencia sobre la conveniencia de proporcionar abstracción de cuentas para beneficiar a todos los usuarios (, incluyendo a los usuarios de EOA ), y tiene como objetivo mejorar la experiencia de todos los usuarios a corto plazo y evitar la división en dos ecosistemas.
Este trabajo comenzó con EIP-3074 y finalmente se convirtió en EIP-7702. EIP-7702 proporciona las "funciones de conveniencia" de la abstracción de cuentas a todos los usuarios, incluidos los EOA( actuales, es decir, cuentas de propiedad externa controladas por firmas ECDSA ).
Aunque algunos desafíos (, especialmente el desafío de la "conveniencia" ), pueden ser resueltos mediante tecnologías progresivas como el cálculo multipartito o el EIP-7702, el objetivo de seguridad principal del que se propuso inicialmente la propuesta de abstracción de cuentas solo puede lograrse retrocediendo y resolviendo el problema original: permitir que el código de los contratos inteligentes controle la verificación de transacciones. La razón por la que esto aún no se ha logrado es la implementación segura, lo cual es un desafío.
¿Qué es y cómo funciona?
El núcleo de la abstracción de cuentas es simple: permite que los contratos inteligentes inicien transacciones, y no solo las EOA. La complejidad total proviene de implementar esto de manera que sea amigable para el mantenimiento de una red descentralizada y prevenir ataques de denegación de servicio.
Un desafío clave típico es el problema de múltiples fallos:
Si hay 1000 funciones de verificación de cuentas que dependen de un único valor S, y el valor actual S hace que todas las transacciones en el mempool sean válidas, entonces una única transacción que invierte el valor de S podría hacer que todas las demás transacciones en el mempool sean inválidas. Esto permite a un atacante enviar transacciones basura al mempool a un costo muy bajo, bloqueando así los recursos de los nodos de la red.
Después de años de esfuerzo, con el objetivo de expandir las funcionalidades mientras se limita el riesgo de denegación de servicio (DoS), finalmente se llegó a una solución para lograr "la abstracción ideal de cuentas": ERC-4337.
El funcionamiento de ERC-4337 consiste en dividir el procesamiento de las operaciones del usuario en dos etapas: validación y ejecución. Toda la validación se procesa primero, y toda la ejecución se procesa posteriormente. En el pool de memoria, solo se aceptarán las operaciones del usuario cuya etapa de validación solo implique su propia cuenta y no lea variables de entorno. Esto puede prevenir ataques de doble gasto. Además, también se imponen estrictos límites de gas en el paso de validación.
ERC-4337 fue diseñado como un estándar de protocolo adicional (ERC), porque en ese momento los desarrolladores de clientes de Ethereum se centraban en la fusión (Merge), sin energía adicional para manejar otras funciones. Por eso ERC-4337 utiliza un objeto llamado operación de usuario, en lugar de transacciones convencionales. Sin embargo, recientemente nos dimos cuenta de la necesidad de escribir al menos parte de su contenido en el protocolo.
Las dos razones clave son las siguientes:
Además, ERC-4337 también amplió dos funciones:
![Vitalik sobre el posible futuro de Ethereum (seis): The Splurge])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-c0f722db75e53f4ff37ef40f5547dfc4.webp(
)# El trabajo restante y las compensaciones
Actualmente, lo que se necesita resolver principalmente es cómo introducir completamente la abstracción de cuentas en el protocolo. El EIP de abstracción de cuentas de escritura de protocolo popular recientemente es el EIP-7701, que implementa la abstracción de cuentas sobre el EOF. Una cuenta puede tener una parte de código separada para la verificación; si la cuenta establece esa parte de código, se ejecutará en el paso de verificación de las transacciones provenientes de esa cuenta.
El encanto de este método radica en que muestra claramente dos perspectivas equivalentes de la abstracción de cuentas locales:
Si comenzamos estableciendo límites estrictos sobre la complejidad del código ejecutable durante el período de validación—sin permitir el acceso al estado externo, incluso con un límite de gas establecido en las primeras etapas tan bajo que sea ineficaz para aplicaciones de resistencia cuántica o protección de la privacidad—entonces la seguridad de este enfoque es muy clara: simplemente reemplazar la verificación ECDSA por la ejecución de código EVM que requiere un tiempo similar.
Sin embargo, con el tiempo, necesitamos flexibilizar estos límites, ya que permitir que las aplicaciones de protección de la privacidad funcionen sin intermediarios, así como la resistencia cuántica, son muy importantes. Para ello, necesitamos encontrar formas más flexibles de abordar el riesgo de denegación de servicio ###DoS(, sin exigir que los pasos de verificación sean extremadamente simples.