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Aree attive della ricerca su Ethereum

Uno dei principali punti di forza di Ethereum è che una comunità attiva di ricerca e ingegneria lo migliora costantemente. Molte persone entusiaste e competenti in tutto il mondo vorrebbero dedicarsi alle questioni in sospeso di Ethereum, ma non è sempre facile scoprire quali siano. Questa pagina delinea le principali aree di ricerca attive come guida approssimativa all'avanguardia di Ethereum.

Come funziona la ricerca su Ethereum

La ricerca su Ethereum è aperta e trasparente, incarnando i principi della scienza decentralizzata (DeSci) (si apre in una nuova scheda). La cultura è quella di rendere gli strumenti e i risultati della ricerca il più aperti e interattivi possibile, ad esempio attraverso notebook eseguibili. La ricerca su Ethereum si muove rapidamente, con nuove scoperte pubblicate e discusse apertamente su forum come ethresear.ch (si apre in una nuova scheda) piuttosto che raggiungere la comunità attraverso pubblicazioni tradizionali dopo cicli di revisione paritaria.

Risorse generali di ricerca

Indipendentemente dall'argomento specifico, c'è un patrimonio di informazioni sulla ricerca di Ethereum che può essere trovato su ethresear.ch (si apre in una nuova scheda) e nel canale Discord Eth R&D (si apre in una nuova scheda). Questi sono i luoghi principali in cui i ricercatori di Ethereum discutono le ultime idee e opportunità di sviluppo.

Questo rapporto pubblicato a maggio 2022 da DelphiDigital (si apre in una nuova scheda) fornisce una buona panoramica della roadmap di Ethereum.

Fonti di finanziamento

Puoi partecipare alla ricerca su Ethereum ed essere pagato per farlo! Ad esempio, la Fondazione Ethereum ha recentemente gestito un round di finanziamento per sovvenzioni accademiche (si apre in una nuova scheda). Puoi trovare informazioni sulle opportunità di finanziamento attive e future sulla pagina delle sovvenzioni di Ethereum.

Ricerca sul protocollo

La ricerca sul protocollo riguarda il livello di base di Ethereum: l'insieme di regole che definiscono come i nodi si connettono, comunicano, scambiano e archiviano i dati di Ethereum e raggiungono il consenso sullo stato della blockchain. La ricerca sul protocollo si divide in due categorie principali: consenso ed esecuzione.

Consenso

La ricerca sul consenso riguarda il meccanismo di Proof-of-Stake (PoS) di Ethereum. Alcuni esempi di argomenti di ricerca sul consenso sono:

  • identificazione e correzione delle vulnerabilità;
  • quantificazione della sicurezza criptoeconomica;
  • aumento della sicurezza o delle prestazioni delle implementazioni dei client;
  • e sviluppo di client leggeri.

Oltre alla ricerca lungimirante, sono in fase di studio alcune riprogettazioni fondamentali del protocollo, come la finalità a singolo slot, per consentire miglioramenti significativi a Ethereum. Inoltre, anche l'efficienza, la sicurezza e il monitoraggio della rete peer-to-peer tra i client di consenso sono importanti argomenti di ricerca.

Letture di base

Ricerca recente

Esecuzione

Il livello di esecuzione si occupa di eseguire le transazioni, far funzionare la Ethereum Virtual Machine (EVM) e generare i payload di esecuzione da passare al livello di consenso. Ci sono molte aree di ricerca attive, tra cui:

  • sviluppo del supporto per i client leggeri;
  • ricerca sui limiti di gas;
  • e integrazione di nuove strutture dati (ad es., i trie di Verkle).

Letture di base

Ricerca recente

Sviluppo dei client

I client di Ethereum sono implementazioni del protocollo Ethereum. Lo sviluppo dei client trasforma i risultati della ricerca sul protocollo in realtà, integrandoli in questi client. Lo sviluppo dei client include l'aggiornamento delle specifiche del client e la creazione di implementazioni specifiche.

A un nodo di Ethereum è richiesto di eseguire due software:

  1. un client di consenso per tenere traccia della testa della blockchain, diffondere i blocchi (gossip) e gestire la logica di consenso
  2. un client di esecuzione per supportare la Ethereum Virtual Machine ed eseguire transazioni e smart contract

Consulta la pagina dei nodi e dei client per maggiori dettagli su nodi e client e per un elenco di tutte le attuali implementazioni dei client. Puoi anche trovare una cronologia di tutti gli aggiornamenti di Ethereum sulla pagina della cronologia.

Client di esecuzione

Client di consenso

Scalabilità e prestazioni

La scalabilità di Ethereum è un'ampia area di interesse per i ricercatori di Ethereum. Gli approcci attuali includono lo spostamento delle transazioni sui rollup e il renderle il più economiche possibile utilizzando i blob di dati. Informazioni introduttive sulla scalabilità di Ethereum sono disponibili sulla nostra pagina sulla scalabilità.

Layer 2

Esistono ora diversi protocolli di layer 2 che scalano Ethereum utilizzando diverse tecniche per il batching delle transazioni e per metterle in sicurezza sul layer 1 di Ethereum. Questo è un argomento in rapida crescita con un grande potenziale di ricerca e sviluppo.

Letture di base

Ricerca recente

Bridge

Un'area particolare dei layer 2 che richiede maggiore ricerca e sviluppo è quella dei bridge sicuri e performanti. Ciò include i bridge tra vari layer 2 e i bridge tra layer 1 e layer 2. Questa è un'area di ricerca particolarmente importante perché i bridge sono comunemente presi di mira dagli hacker.

Letture di base

Ricerca recente

Sharding

Lo sharding della blockchain di Ethereum fa parte da tempo della roadmap di sviluppo. Tuttavia, nuove soluzioni di scalabilità come il "danksharding" stanno attualmente assumendo un ruolo centrale.

Il precursore del danksharding completo, noto come Proto-Danksharding, è stato lanciato con l'aggiornamento Dencun (Cancun-Deneb) della rete.

Maggiori informazioni sull'aggiornamento Dencun

Letture di base

Ricerca recente

Hardware

Eseguire nodi su hardware modesto è fondamentale per mantenere Ethereum decentralizzato. Pertanto, la ricerca attiva per ridurre al minimo i requisiti hardware per eseguire i nodi è un'importante area di ricerca.

Letture di base

Ricerca recente

Sicurezza

La sicurezza è un argomento ampio che potrebbe includere la prevenzione di spam/truffe, la sicurezza dei portafogli, la sicurezza dell'hardware, la sicurezza criptoeconomica, la ricerca di bug e il test di applicazioni e software client, nonché la gestione delle chiavi. Contribuire alla conoscenza in queste aree aiuterà a stimolare l'adozione di massa.

Crittografia e ZKP

Le prove a conoscenza zero (ZKP) e la crittografia sono fondamentali per integrare la privacy e la sicurezza in Ethereum e nelle sue applicazioni. L'ambito a conoscenza zero è uno spazio relativamente giovane ma in rapida evoluzione con molte opportunità aperte di ricerca e sviluppo. Alcune possibilità includono lo sviluppo di implementazioni più efficienti dell'algoritmo di hashing Keccak (si apre in una nuova scheda), la ricerca di impegni polinomiali migliori rispetto a quelli attualmente esistenti o la riduzione dei costi dei circuiti di generazione della chiave pubblica e di verifica della firma ecdsa.

Letture di base

Ricerca recente

Portafogli

I portafogli di Ethereum possono essere estensioni del browser, app desktop e mobili o smart contract su Ethereum. È in corso una ricerca attiva sui portafogli a recupero sociale che riducono alcuni dei rischi associati alla gestione delle chiavi da parte del singolo utente. Associata allo sviluppo dei portafogli c'è la ricerca su forme alternative di astrazione dell'account, che è un'importante area di ricerca nascente.

Letture di base

Ricerca recente

Comunità, istruzione e divulgazione

L'inserimento di nuovi utenti su Ethereum richiede nuove risorse educative e approcci alla divulgazione. Ciò potrebbe includere post di blog e articoli, libri, podcast, meme, risorse didattiche, eventi e qualsiasi altra cosa che costruisca comunità, accolga i nuovi arrivati ed educhi le persone su Ethereum.

UX/UI

Per l'inserimento di più persone su Ethereum, l'ecosistema deve migliorare la UX/UI. Ciò richiederà a designer ed esperti di prodotto di riesaminare il design di portafogli e app.

Letture di base

Ricerca recente

Economia

La ricerca economica in Ethereum segue in generale due approcci: convalidare la sicurezza dei meccanismi basati su incentivi economici ("microeconomia") e analizzare i flussi di valore tra protocolli, applicazioni e utenti ("macroeconomia"). Ci sono complessi fattori criptoeconomici relativi all'asset nativo di Ethereum (ether) e ai token costruiti su di esso (ad esempio NFT e token ERC-20).

Letture di base

Ricerca recente

Spazio dei blocchi e mercati delle commissioni

I mercati dello spazio dei blocchi governano l'inclusione delle transazioni degli utenti finali, direttamente su Ethereum (layer 1) o su reti collegate tramite bridge, ad es. i rollup (layer 2). Su Ethereum, le transazioni vengono inviate al mercato delle commissioni distribuito nel protocollo come EIP-1559, proteggendo la catena dallo spam e prezzando la congestione. Su entrambi i layer, le transazioni possono produrre esternalità, note come Maximal Extractable Value (MEV), che inducono nuove strutture di mercato per catturare o gestire queste esternalità.

Letture di base

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Incentivi della Proof-of-Stake

I validatori utilizzano l'asset nativo di Ethereum (ether) come collaterale contro comportamenti disonesti. La criptoeconomia di questo determina la sicurezza della rete. Validatori sofisticati potrebbero essere in grado di sfruttare le sfumature del livello degli incentivi per lanciare attacchi espliciti.

Letture di base

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Staking liquido e derivati

Lo staking liquido consente agli utenti con meno di 32 ETH di ricevere rendimenti di staking scambiando ether con un token che rappresenta gli ether in staking, il quale può essere utilizzato nella finanza decentralizzata (DeFi). Tuttavia, gli incentivi e le dinamiche di mercato associati allo staking liquido sono ancora in fase di scoperta, così come il suo effetto sulla sicurezza di Ethereum (ad es., i rischi di centralizzazione).

Letture di base

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Test

Verifica formale

La verifica formale consiste nello scrivere codice per verificare che le specifiche di consenso di Ethereum siano corrette e prive di bug. Esiste una versione eseguibile delle specifiche scritta in Python che richiede manutenzione e sviluppo. Ulteriori ricerche possono aiutare a migliorare l'implementazione in Python delle specifiche e ad aggiungere strumenti in grado di verificare in modo più robusto la correttezza e identificare i problemi.

Letture di base

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Scienza dei dati e analisi

C'è bisogno di più strumenti di analisi dei dati e dashboard che forniscano informazioni dettagliate sull'attività su Ethereum e sullo stato di salute della rete.

Letture di base

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App e strumenti

Il livello delle applicazioni supporta un ecosistema diversificato di programmi che regolano le transazioni sul livello di base di Ethereum. I team di sviluppo trovano costantemente nuovi modi per sfruttare Ethereum per creare versioni componibili, permissionless e resistenti alla censura di importanti app del Web2 o per creare concetti nativi del Web3 completamente nuovi. Allo stesso tempo, vengono sviluppati nuovi strumenti che rendono meno complessa la creazione di dapp su Ethereum.

DeFi

La finanza decentralizzata (DeFi) è una delle principali classi di applicazioni costruite su Ethereum. La DeFi mira a creare "mattoncini Lego del denaro" componibili che consentano agli utenti di archiviare, trasferire, prestare, prendere in prestito e investire cripto-asset utilizzando gli smart contract. La DeFi è uno spazio in rapida evoluzione che si aggiorna costantemente. È continuamente necessaria la ricerca su protocolli sicuri, efficienti e accessibili.

Letture di base

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DAO

Un caso d'uso di grande impatto per Ethereum è la capacità di organizzarsi in modo decentralizzato attraverso l'uso delle DAO. C'è molta ricerca attiva su come le DAO su Ethereum possano essere sviluppate e utilizzate per eseguire forme migliorate di governance, come strumento di coordinamento a fiducia minimizzata, espandendo notevolmente le opzioni delle persone oltre le aziende e le organizzazioni tradizionali.

Letture di base

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Strumenti per sviluppatori

Gli strumenti per gli sviluppatori di Ethereum stanno migliorando rapidamente. C'è molta ricerca e sviluppo attivi da fare in quest'area generale.

Letture di base

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Oracoli

Gli oracoli importano dati offchain sulla blockchain in modo permissionless e decentralizzato. Portare questi dati onchain consente alle dapp di essere reattive ai fenomeni del mondo reale, come le fluttuazioni dei prezzi negli asset del mondo reale, gli eventi nelle app offchain o persino i cambiamenti meteorologici.

Letture di base

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Sicurezza delle app

Gli hack su Ethereum generalmente sfruttano le vulnerabilità nelle singole applicazioni piuttosto che nel protocollo stesso. Gli hacker e gli sviluppatori di app sono bloccati in una corsa agli armamenti per sviluppare nuovi attacchi e difese. Ciò significa che è sempre necessaria un'importante attività di ricerca e sviluppo per mantenere le app al sicuro dagli hack.

Letture di base

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Stack tecnologico

La decentralizzazione dell'intero stack tecnologico di Ethereum è un'importante area di ricerca. Attualmente, le dapp su Ethereum presentano comunemente alcuni punti di centralizzazione perché si basano su strumenti o infrastrutture centralizzati.

Letture di base

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