Přejít na hlavní obsah

Aktivní oblasti výzkumu Etherea

Jednou z hlavních předností Etherea je, že ho neustále vylepšuje aktivní výzkumná a inženýrská komunita. Mnoho nadšených a kvalifikovaných lidí po celém světě by se rádo věnovalo nevyřešeným problémům v Ethereu, ale není vždy snadné zjistit, o jaké problémy se jedná. Tato stránka nastiňuje klíčové aktivní oblasti výzkumu jako hrubého průvodce po špičkových inovacích Etherea.

Jak funguje výzkum Etherea

Výzkum Etherea je otevřený a transparentní a ztělesňuje principy decentralizované vědy (DeSci) (otevře se v nové kartě). Kulturou je vytvářet výzkumné nástroje a výstupy co nejotevřenější a nejinteraktivnější, například prostřednictvím spustitelných zápisníků (executable notebooks). Výzkum Etherea postupuje rychle, přičemž nová zjištění jsou zveřejňována a otevřeně diskutována na fórech, jako je ethresear.ch (otevře se v nové kartě), namísto toho, aby se ke komunitě dostávala prostřednictvím tradičních publikací po kolech recenzního řízení (peer review).

Obecné zdroje pro výzkum

Bez ohledu na konkrétní téma lze na ethresear.ch (otevře se v nové kartě) a na kanálu Eth R&D na Discordu (otevře se v nové kartě) nalézt nepřeberné množství informací o výzkumu Etherea. Toto jsou hlavní místa, kde výzkumníci Etherea diskutují o nejnovějších nápadech a příležitostech k vývoji.

Tato zpráva, kterou v květnu 2022 zveřejnila společnost DelphiDigital (otevře se v nové kartě), poskytuje dobrý přehled o plánu vývoje (roadmap) Etherea.

Zdroje financování

Můžete se zapojit do výzkumu Etherea a dostat za to zaplaceno! Například Nadace Ethereum nedávno uspořádala kolo financování akademických grantů (otevře se v nové kartě). Informace o aktivních a nadcházejících příležitostech financování najdete na stránce grantů Etherea.

Výzkum protokolu

Výzkum protokolu se zabývá základní vrstvou Etherea – sadou pravidel definujících, jak se uzly připojují, komunikují, vyměňují a ukládají data Etherea a jak dosahují konsensu o stavu blockchainu. Výzkum protokolu se dělí do dvou hlavních kategorií: konsensus a exekuce.

Konsensus

Výzkum konsensu se zabývá mechanismem důkazu podílem (PoS) Etherea. Některé příklady témat výzkumu konsensu jsou:

  • identifikace a oprava zranitelností;
  • kvantifikace kryptoekonomické bezpečnosti;
  • zvyšování bezpečnosti nebo výkonu klientských implementací;
  • a vývoj lehkých klientů.

Kromě výzkumu zaměřeného na budoucnost se zkoumají i některé zásadní změny designu protokolu, jako je jednoslotová finalita, které by umožnily významná vylepšení Etherea. Dále jsou důležitými tématy výzkumu také efektivita, bezpečnost a monitorování peer-to-peer sítí mezi konsensuálními klienty.

Doporučená literatura

Nedávný výzkum

Exekuce

Exekuční vrstva se zabývá prováděním transakcí, spouštěním virtuálního stroje Etherea (EVM) a generováním exekučních dat (payloads), která se předávají vrstvě konsensu. Existuje mnoho aktivních oblastí výzkumu, včetně:

  • budování podpory pro lehké klienty;
  • výzkumu limitů gasu;
  • a začleňování nových datových struktur (např. Verkle stromy).

Doporučená literatura

Nedávný výzkum

Vývoj klientů

Klienti Etherea jsou implementacemi protokolu Etherea. Vývoj klientů převádí výsledky výzkumu protokolu do reality tím, že je do těchto klientů zabudovává. Vývoj klientů zahrnuje aktualizaci specifikací klientů i vytváření konkrétních implementací.

Uzel Etherea musí spouštět dva softwarové komponenty:

  1. konsensuální klient pro sledování hlavy blockchainu, šíření bloků (gossip) a zpracování logiky konsensu
  2. exekuční klient pro podporu virtuálního stroje Etherea a provádění transakcí a chytrých kontraktů

Další podrobnosti o uzlech a klientech a seznam všech aktuálních implementací klientů najdete na stránce uzlů a klientů. Historii všech aktualizací Etherea najdete také na stránce historie.

Exekuční klienti

Konsensuální klienti

Škálování a výkon

Škálování Etherea je velkou oblastí zájmu výzkumníků Etherea. Současné přístupy zahrnují přesun transakcí na rollupy a jejich maximální zlevnění pomocí datových blobů. Úvodní informace o škálování Etherea jsou k dispozici na naší stránce o škálování.

Vrstva 2

Nyní existuje několik protokolů vrstvy 2 (L2), které škálují Ethereum pomocí různých technik pro dávkování transakcí a jejich zabezpečení na vrstvě 1 (L1) Etherea. Jedná se o velmi rychle rostoucí téma s velkým potenciálem pro výzkum a vývoj.

Doporučená literatura

Nedávný výzkum

Mosty

Jednou z konkrétních oblastí vrstvy 2, která vyžaduje více výzkumu a vývoje, jsou bezpečné a výkonné mosty. To zahrnuje mosty mezi různými sítěmi vrstvy 2 a mosty mezi vrstvou 1 a vrstvou 2. Jedná se o obzvláště důležitou oblast výzkumu, protože mosty jsou často terčem hackerů.

Doporučená literatura

Nedávný výzkum

Sharding

Sharding blockchainu Etherea je již dlouho součástí plánu vývoje. V současné době se však do popředí dostávají nová řešení škálování, jako je „danksharding“.

Předchůdce plného dankshardingu známý jako proto-danksharding byl spuštěn s aktualizací sítě Cancun-Deneb („Dencun“).

Více o aktualizaci Dencun

Doporučená literatura

Nedávný výzkum

Hardware

Provozování uzlů na skromném hardwaru je zásadní pro udržení decentralizovaného Etherea. Proto je aktivní výzkum minimalizace hardwarových požadavků na provoz uzlů důležitou oblastí výzkumu.

Doporučená literatura

Nedávný výzkum

Bezpečnost

Bezpečnost je široké téma, které může zahrnovat prevenci spamu/podvodů, bezpečnost peněženek, hardwarovou bezpečnost, kryptoekonomickou bezpečnost, hledání chyb (bug hunting) a testování aplikací a klientského softwaru a správu klíčů. Přispění k poznatkům v těchto oblastech pomůže stimulovat masové přijetí.

Kryptografie a ZKP

Důkazy s nulovou znalostí (ZKP) a kryptografie jsou klíčové pro budování soukromí a bezpečnosti v Ethereu a jeho aplikacích. Technologie s nulovým vědomím je relativně mladý, ale rychle se rozvíjející prostor s mnoha otevřenými příležitostmi pro výzkum a vývoj. Některé možnosti zahrnují vývoj efektivnějších implementací algoritmu pro hashování Keccak (otevře se v nové kartě), hledání lepších polynomiálních závazků (polynomial commitments), než jaké v současnosti existují, nebo snížení nákladů na generování veřejného klíče ECDSA a obvody pro ověřování podpisů.

Doporučená literatura

Nedávný výzkum

Peněženky

Peněženky Etherea mohou být rozšíření prohlížeče, desktopové a mobilní aplikace nebo chytré kontrakty na Ethereu. Probíhá aktivní výzkum peněženek se sociální obnovou, které snižují některá rizika spojená se správou klíčů jednotlivými uživateli. S vývojem peněženek souvisí výzkum alternativních forem abstrakce účtu, což je důležitá oblast rodícího se výzkumu.

Doporučená literatura

Nedávný výzkum

Komunita, vzdělávání a osvěta

Onboarding nových uživatelů do Etherea vyžaduje nové vzdělávací zdroje a přístupy k osvětě. To může zahrnovat příspěvky na blozích a články, knihy, podcasty, memy, výukové materiály, události a cokoli dalšího, co buduje komunity, vítá nováčky a vzdělává lidi o Ethereu.

UX/UI

Aby se do Etherea zapojilo (onboarding) více lidí, musí ekosystém zlepšit UX/UI. To bude vyžadovat, aby designéři a produktoví experti přehodnotili design peněženek a aplikací.

Doporučená literatura

Nedávný výzkum

Ekonomie

Ekonomický výzkum v Ethereu obecně sleduje dva přístupy: ověřování bezpečnosti mechanismů spoléhajících na ekonomické pobídky („mikroekonomie“) a analýzu toků hodnoty mezi protokoly, aplikacemi a uživateli („makroekonomie“). Existují složité kryptoekonomické faktory týkající se nativního aktiva Etherea (ether) a tokenů postavených na něm (například NFT a tokeny ERC-20).

Doporučená literatura

Nedávný výzkum

Trhy s blokovým prostorem a poplatky

Trhy s blokovým prostorem řídí zahrnutí transakcí koncových uživatelů, a to buď přímo na Ethereu (vrstva 1), nebo na přemostěných sítích, např. rollupech (vrstva 2). Na Ethereu jsou transakce odesílány na trh s poplatky nasazený v protokolu jako EIP-1559, který chrání řetězec před spamem a oceňuje přetížení. Na obou vrstvách mohou transakce vytvářet externality, známé jako maximální extrahovatelná hodnota (MEV), které vyvolávají nové tržní struktury k zachycení nebo řízení těchto externalit.

Doporučená literatura

Nedávný výzkum

Pobídky důkazu podílem (PoS)

Validátoři používají nativní aktivum Etherea (ether) jako zajištění proti nečestnému chování. Kryptoekonomie tohoto procesu určuje bezpečnost sítě. Sofistikovaní validátoři mohou být schopni využít nuancí vrstvy pobídek k zahájení explicitních útoků.

Doporučená literatura

Nedávný výzkum

Likvidní staking a deriváty

Likvidní staking umožňuje uživatelům s méně než 32 ETH získávat výnosy ze stakingu výměnou etheru za token představující stakovaný ether, který lze použít v decentralizovaných financích (DeFi). Pobídky a tržní dynamika spojené s likvidním stakingem se však stále objevují, stejně jako jeho vliv na bezpečnost Etherea (např. rizika centralizace).

Doporučená literatura

Nedávný výzkum

Testování

Formální verifikace

Formální verifikace je psaní kódu k ověření, že specifikace konsensu Etherea jsou správné a bez chyb. Existuje spustitelná verze specifikace napsaná v jazyce Python, která vyžaduje údržbu a vývoj. Další výzkum může pomoci vylepšit implementaci specifikace v Pythonu a přidat nástroje, které dokážou robustněji ověřovat správnost a identifikovat problémy.

Doporučená literatura

Nedávný výzkum

Datová věda a analytika

Je potřeba více nástrojů pro analýzu dat a řídicích panelů (dashboards), které poskytují podrobné informace o aktivitě na Ethereu a zdraví sítě.

Doporučená literatura

Nedávný výzkum

Aplikace a nástroje

Aplikační vrstva podporuje rozmanitý ekosystém programů, které vypořádávají transakce na základní vrstvě Etherea. Vývojové týmy neustále nacházejí nové způsoby, jak využít Ethereum k vytvoření komponovatelných verzí důležitých aplikací Web2, které nevyžadují povolení a jsou odolné vůči cenzuře, nebo k vytvoření zcela nových konceptů nativních pro Web3. Zároveň se vyvíjejí nové nástroje, díky nimž je budování decentralizovaných aplikací (dapps) na Ethereu méně složité.

DeFi

Decentralizované finance (DeFi) jsou jednou z hlavních tříd aplikací postavených na Ethereu. Cílem DeFi je vytvořit komponovatelné „peněžní lego“, které uživatelům umožňuje ukládat, převádět, půjčovat, vypůjčovat si a investovat kryptoaktiva pomocí chytrých kontraktů. DeFi je rychle se rozvíjející prostor, který se neustále aktualizuje. Výzkum bezpečných, efektivních a přístupných protokolů je neustále potřeba.

Doporučená literatura

Nedávný výzkum

DAO

Působivým případem užití Etherea je schopnost organizovat se decentralizovaným způsobem pomocí DAO (decentralizovaných autonomních organizací). Probíhá mnoho aktivního výzkumu o tom, jak lze DAO na Ethereu vyvíjet a využívat k provádění vylepšených forem správy, jako koordinační nástroj s minimalizovanou důvěrou, což výrazně rozšiřuje možnosti lidí nad rámec tradičních korporací a organizací.

Doporučená literatura

Nedávný výzkum

Vývojářské nástroje

Nástroje pro vývojáře Etherea se rychle zlepšují. V této obecné oblasti je třeba provést mnoho aktivního výzkumu a vývoje.

Doporučená literatura

Nedávný výzkum

Orákula

Orákula importují offchain data do blockchainu decentralizovaným způsobem, který nevyžaduje povolení. Získání těchto dat onchain umožňuje decentralizovaným aplikacím (dapps) reagovat na jevy v reálném světě, jako jsou kolísání cen reálných aktiv, události v offchain aplikacích nebo dokonce změny počasí.

Doporučená literatura

Nedávný výzkum

Bezpečnost aplikací

Hackerské útoky na Ethereu obecně zneužívají zranitelnosti v jednotlivých aplikacích spíše než v samotném protokolu. Hackeři a vývojáři aplikací jsou uvězněni v závodech ve zbrojení při vývoji nových útoků a obran. To znamená, že je vždy zapotřebí důležitý výzkum a vývoj, aby byly aplikace v bezpečí před hackery.

Doporučená literatura

Nedávný výzkum

Technologický stack

Decentralizace celého technologického stacku Etherea je důležitou oblastí výzkumu. V současné době mají decentralizované aplikace (dapps) na Ethereu běžně určité body centralizace, protože spoléhají na centralizované nástroje nebo infrastrukturu.

Doporučená literatura

Nedávný výzkum