Від дилеми децентралізації до прориву: як Ethereum переосмислює масштабованість за допомогою технології нульового знання

Спільнота блокчейну давно стикається з незручною реальністю: фундаментальна архітектура децентралізованих мереж створює внутрішні компроміси. Як колись сформулював Віталік Бутерін, «трилема блокчейну» відображає цю проблему — одночасне досягнення безпеки, масштабованості та децентралізації здається математично неможливим. Однак останнє бачення масштабування Ethereum пропонує цю довготривалу віру, можливо, нарешті, зруйнувати.

Основна проблема: чому традиційне масштабування не працює

Зобов’язання Ethereum щодо децентралізації відрізняє його від конкурентів. На відміну від деяких високопродуктивних ланцюгів, що покладаються на централізовану серверну інфраструктуру, Ethereum дотримується іншої філософії: мережа має залишатися доступною для кожного. Користувач може запускати повний вузол на споживчому обладнанні, наприклад, Raspberry Pi, і наразі понад 15 000 до 16 000 публічних вузлів підтверджують транзакції по всій екосистемі.

Цей архітектурний вибір має значну ціну. Кожен валідатор повинен незалежно виконувати та перепідраховувати кожну транзакцію у мережі — процес, подібний до того, як кожен учасник великої організації вручну перепрацьовує всю таблицю, коли змінюється одна клітинка. В результаті виникає обмеження пропускної здатності: Ethereum наразі обробля приблизно 18-20 транзакцій за секунду, тоді як інші ланцюги, що заявляють про вищу продуктивність, досягають цього через централізацію, а не інновації.

Ума Рой, співзасновниця ZK-піонера Succinct Labs, описує цю фундаментальну обмеженість: «Дизайн Ethereum надає пріоритет тому, щоб кожен міг йти в ногу з мережею, повторно виконуючи всі транзакції. Ця межа не може бути довільно розширена, коли кожна транзакція вимагає від когось перепідрахунку її стану з нуля.»

Zero-Knowledge Proofs: подолання неможливої трикутної задачі

Прорив полягає у контрінтуїтивному підході: замість того, щоб кожен валідатор перепрацьовував кожну транзакцію, мережа може підтвердити один криптографічний доказ, що підтверджує правильність виконання великої партії транзакцій.

Джастін Дрейк, провідний дослідник у Ethereum Foundation, називає це «місячною математикою» — математично складною, але концептуально елегантною. Zero-knowledge proofs дозволяють одній стороні переконати іншу, що твердження є істинним, не розкриваючи при цьому вихідну інформацію. Створення такого доказу є обчислювально інтенсивним, але перевірка — надзвичайно легкою.

Масштабний вплив у цьому полягає у тому, що Рой пояснює: «Замість того, щоб кожен учасник повторно виконував транзакції, їм надають доказ, що ці операції відбулися. Валідатори можуть перевірити цей доказ без перепідрахунку всього.» Дрейк напівжартома зазначає, що майбутня валідація може стати настільки легкою, що навіть $7 Raspberry Pi Pico — з менш ніж десятою частиною обчислювальної потужності стандартного споживчого обладнання — зможе впоратися з обчислювальним навантаженням.

Ця зміна трансформує трилему блокчейну: Ethereum може значно збільшити пропускну здатність транзакцій без необхідності запуску валідаторів на більш потужних серверах або дата-центрах, зберігаючи при цьому децентралізацію та безпеку.

Дорожня карта zkEVM: систематичний шлях уперед

Останні заяви дослідниці Ethereum Foundation Софії Голд вказують, що інтеграція можливостей zero-knowledge Ethereum Virtual Machine у L1 може статися у досить близькій перспективі. Однак цей перехід не станеться за одну ніч і не принесе 10 000 TPS одразу після запуску.

Ethereum працює через п’ять основних програмних клієнтів, що створює вбудовану резервну копію. Стратегія оновлення передбачає обережність: спочатку буде випущено дві або три нові версії клієнтів із підтримкою ZK-валідації, що дозволить валідаторам поступово приєднуватися. Спочатку лише невелика частина перейде, що дасть команді протоколу можливість ідентифікувати та вирішити крайні випадки перед ширшим впровадженням.

Ладіслав з команди координації протоколу Ethereum Foundation зазначає: «Переходити до SNARK-інтегрованого EVM — це поступова еволюція.» SNARK — це конкретний клас zero-knowledge proofs, що застосовуються для цієї мети.

Паралельно з переходом валідаторів Ethereum вже розширює газовий ліміт. Мережа нещодавно збільшила його на 22%, до 45 мільйонів. Дослідник Данкрад Файст запропонував Ethereum Improvement Proposal (EIP), що дозволяє клієнтам автоматично підвищувати газовий ліміт тричі на рік.

За цим графіком Ethereum може досягти приблизно 2 000 TPS за чотири роки лише за рахунок збільшення газового ліміту. Дрейк запропонував прискорити цей графік ще на два роки, орієнтуючись на «гігаґас» пропускної здатності до 2031 року — що приблизно відповідає 10 000 транзакцій за секунду на L1.

Екосистема поза L1: нативні Rollups та майбутня архітектура

Хоча масштабування L1 за допомогою ZK є трансформативним, бачення йде далі. Рішення Layer 2 одночасно розширюватимуться, потенційно до сотень тисяч або мільйонів TPS через нову категорію rollup під назвою «Native Rollup» — rollups, розроблені як програмовані шардінги з гарантіями безпеки, що відповідають L1.

Андрій Фентон та інші дослідники наголошують, що жоден один блокчейн не може реально задовольнити глобальний попит на транзакції. Майбутня архітектура буде «мережею мереж», де різні реалізації L2 обслуговуватимуть різні випадки використання, кожна оптимізована під конкретні компроміси та вимоги.

Проекти, такі як Linea, 100% сумісний з EVM ZK-rollup, інкубований компанією Consensys (заснований співзасновником Ethereum Джо Лубіном), ілюструють цей напрямок. Linea позиціонує себе як розширення Ethereum, нещодавно оголосивши, що 20% транзакційних зборів ETH буде спалено для перенаправлення цінності назад до L1. Очільник Linea, Деклан Фокс, пояснює: «Елегантність ZK полягає у значному підвищенні газового ліміту L1 без ускладнення логіки валідації. З зниженням вартості та затримок генерації доказів ми оброблятимемо більший обсяг транзакцій, зберігаючи мінімальні вимоги до обладнання для валідації.»

Графік і очікування

Дорожня карта Ethereum Foundation демонструє обережний амбіційний план. Головне питання — не чи відбудеться інтеграція ZK, а наскільки швидко. Враховуючи вже розпочаті розширення газового ліміту та теоретичну можливість інтеграції zkEVM за кілька місяців, цей шлях здається правдоподібним.

Остаточна ціль Джастіна Дрейка — 10 мільйонів TPS по всій екосистемі Ethereum протягом десятиліття. Досягнення цього вимагає розгортання ZK-технологій на L1, поширення Native Rollup на L2 і переосмислення економічної структури для глобальної валідації та розрахунку транзакцій.

Що починалося як абстрактна математична концепція, тепер є найконкретнішим шляхом Ethereum до становлення глобальним рівнем розрахунків, що зберігає цінності — доступність, децентралізацію, безпеку — які визначили його початок.