Почему полиномиальные обязательства могут стать «прорывом» для Ethereum 2.0

У сообщества Ethereum теперь есть дорожная карта, хотя и ONE.

В среду был отброшен соучредитель Ethereum Виталик Бутерин состояние карты сетипомогает контекстуализировать следующие пять-десять лет для мирового сообщества из 20 000 разработчиков, одновременно подчеркивая ключевую проблему следующей версии блокчейна: масштабируемость.

Согласно сообщению в блоге исследователя Дэнни Райана от 17 марта, исследовательская группа ETH 2.0 теперь склоняется к новой концепции под названием «полиномиальные обязательства», чтобы сократить объем данных, используемых для каждого вычисления в сети.

Бутерин назвал это «волшебной математикой»полиномиальные обязательства рассматриваются как способ проверки состояния сети при низких вычислительных затратах, что является ключевой целью будущей сети.

Тем не менее, карта Бутерина отмечает, что его магическая математика сетевой интеграции применима только на третьем этапе многолетнего перехода к ETH 2.0.

«Полиномиальные обязательства могут стать тем крупным прорывом, которого мы ждали», — сказал Райан, имея в виду, в частности, хранение данных аккаунтов в следующей версии Ethereum.

На момент публикации материала Ethereum Foundation не отреагировал на Request о комментарии.

Волшебная математика

Полиномиальные обязательства похожи на полиномы, которые мы все Словарь и любили в начальной школе: математическое выражение с переменными и коэффициентами (например, Y=2X).

Но, опять же, это магическая математика, так что не все так просто.

Бутерин описывает полиномиальные обязательства как «своего рода «хэш» некоторого полинома P(x) со свойством, позволяющим выполнять арифметические проверки хешей». Между тем, в оригинальной статье о полиномиальных обязательствах математическая схема синтезируется в виде «шести алгоритмов», которые показывают доказательство события, происходящего с минимально возможным количеством вычислительных данных.

«Мы предлагаем заменить деревья Меркла магической математикой под названием «полиномиальные обязательства» для накопления состояния блокчейна», — сказал Бутерин в сообщении блога Ethereum Foundation. «Преимущества включают сокращение размера клиентских свидетелей без состояния (исключая код контракта и данные о состоянии) NEAR до нуля».

(Для тех, кто увлекается математикой, можно найти серию из трех частей о полиномиальных обязательствах, организованную Джастином Дрейком из ETH 2.0 ниже.)

Состояние блокчейна

Блокчейны регистрируют как входы, так и выходы, создаваемые пользователями при транзакциях. В целом, системы учета блокчейнов бывают двух видов: модель неизрасходованного вывода транзакций (UTXO) и модель на основе счетов. Bitcoin использует первую, а Ethereum — вторую.

Когда пользователь хочет потратить Bitcoin в модели UTXO, транзакция тянет за собой всю историю этих монет, которая затем проверяется каждым узлом в сети.

С другой стороны, модель учетной записи регистрирует только транзакцию между двумя партнерами, направляя вопросы о действительности транзакцииВиртуальная машина Ethereum (EVM)в сочетании с доказательством транзакции.EVM выполняет изменения состояния– текущие счета и балансы блокчейна – от имени пользователей.

Каждый блок на Ethereum , который связывает транзакции в один блок, также содержит доказательство, дерево Меркла, который связывает себя с началом истории сети. Это доказательство содержит получение состояния, упомянутого выше, и необходимо для выполнения транзакции EVM.

Однако эта последняя часть стала неприятной проблемой для Ethereum.

Почему? Деревья Меркла эффективны с точки зрения данных, но недостаточно эффективны с точки зрения данных для амбиций ETH 2.0. Вот где происходит магия.

Текущая настройка дерева Меркла занимает около 0,5 МБ на транзакцию. Райан оценивает, что полиномиальные схемы обязательств снизят вес доказательств состояния до 0,001–0,01 МБ. Для сети, которая в последнее время в среднем составляет около700 000 транзакций в день, экономия с точки зрения вычисления данных суммируется.

Таким образом, идеяклиент без гражданстваработа над сокращением объема данных, используемых для масштабного обновления Ethereum, велась как минимум с октября 2017 года.

Множество проектов за пределами Ethereum также по-своему опираются на полиномиальные обязательства, в том числе: Доказательство с нулевым разглашением Zcash, Halo.

Бутерин сказал, что его реализация полиномиальных обязательств остается ONE из многих. Более того, она все еще находится в исследовательской фазе.

«Хотя это невероятно многообещающе, часть этих исследований и магической математики очень новые. Нам нужно потратить больше времени на лучшее понимание сложностей и компромиссов, а также просто привлечь больше внимания к этой новой и захватывающей технике», — заключил Райан.