Перейти к основному содержанию

Последнее обновление страницы: 12 февраля 2025 г.

Направления проводимых исследований Ethereum

Одно из ключевых преимуществ Ethereum — активное сообщество исследователей и разработчиков, которые постоянно совершенствуют сеть. Множество квалифицированных энтузиастов по всему миру готовы взяться за решение проблем Ethereum, но не всегда легко понять, в чем именно заключаются эти проблемы. На этой странице описаны основные направления проводимых исследований, и она служит примерным руководством по передовым возможностям Ethereum.

Как работают исследования Ethereum

Исследования в Ethereum открыты, прозрачны и воплощают принципы децентрализованной науки (DeSci)(opens in a new tab). Подход заключается в предоставлении инструментов и результатов исследований в как можно более открытом и интерактивном виде, например посредством исполнимых блокнотов. Исследования в Ethereum продвигаются быстро, новые данные публикуются и обсуждаются открыто на форумах, таких как ethresear.ch(opens in a new tab), а не публикуются в традиционных медиа после прохождения нескольких этапов рецензирования.

Основные ресурсы по исследованиям

Независимо от конкретной темы, огромное количество информации по исследованиям в Ethereum можно найти на форуме ethresear.ch(opens in a new tab) и в Discord-канале Eth R&D(opens in a new tab). Это основные места, где исследователи Ethereum обсуждают новейшие идеи и возможности разработки.

В этом отчете, опубликованном DelphiDigital(opens in a new tab) в мае 2022 года, представлен хороший обзор дорожной карты Ethereum.

Источники финансирования

Вы можете участвовать в исследованиях Ethereum и получать за это деньги! Например, фонд Ethereum недавно провел раунд финансирования "Академические гранты"(opens in a new tab). Информацию о действующих и будущих возможностях финансирования можно найти на странице грантов Ethereum.

Исследования протокола

Исследования протокола касаются базового уровня Ethereum — набора правил, определяющих подключение узлов, их взаимодействие, обмен данными Ethereum и их хранение, а также достижение консенсуса касательно состояния блокчейна. Исследования протокола разделены на высшем уровне на две категории: консенсус и исполнение.

Консенсус

Исследования консенсуса касаются механизма доказательства доли владения в Ethereum. Примеры тем исследований консенсуса:

  • обнаружение и исправление уязвимостей;
  • количественная оценка криптоэкономической безопасности;
  • повышение безопасности или производительности форм реализации клиентов;
  • и разработка легких клиентов.

Проводимые исследования касаются не только будущего, но и фундаментальной переработки протокола, например финализации в одном слоте, которая позволит значительно улучшить Ethereum. Кроме того, эффективность, безопасность и мониторинг взаимодействия между консенсус-клиентами — тоже важные темы для исследования.

Дополнительные материалы

Недавние исследования

Исполнение

Уровень исполнения связан с выполнением транзакций, работой виртуальной машины Ethereum (EVM) и созданием полезных нагрузок для передачи на уровень консенсуса. Исследования проводятся в различных направлениях, включая следующие:

  • разработка поддержки легких клиентов;
  • исследование лимитов газа;
  • и добавление новых структур данных (например, деревьев Веркла).

Дополнительные материалы

Недавние исследования

Разработка клиентов

Клиенты Ethereum — это реализации протокола Ethereum. В процессе разработки в клиенты внедряется результаты исследований протокола. Обновляются спецификации и создаются конкретные реализации.

Узел Ethereum должен поддерживать работу двух элементов программного обеспечения:

  1. Консенсус-клиент, который следит за вершиной блокчейна, обменивается блоками и обрабатывает логику консенсуса.
  2. Клиент исполнения, который поддерживает виртуальную машину Ethereum, выполняет транзакции и смарт-контракты.

Дополнительную информацию об узлах и клиентах, а также список всех текущих реализаций клиентов см. на странице об узлах и клиентах. Историю всех обновлений Ethereum можно найти на странице истории.

Клиенты исполнения:

Клиенты консенсуса:

Масштабирование и производительность

Масштабирование Ethereum — это важное направление работы исследователей Ethereum. Текущие подходы включают перенос транзакций в свертки и их удешевление с помощью blob-объектов данных. Вводная информация о масштабировании Ethereum доступна на этой странице.

Уровень 2

Существует несколько протоколов уровня 2, которые масштабируют Ethereum, используя разные техники группировки транзакций и обеспечения их безопасности на уровне 1 Ethereum. Это быстро развивающаяся тема с огромным потенциалом для исследований и разработок.

Дополнительные материалы

Недавние исследования

Мосты

Такое решение уровня 2, как безопасные и эффективные мосты, требует дополнительных исследований и разработок. Сюда входят мосты между разными решениями уровня 2, а также между уровнем 1 и уровнем 2. Это особенно важное направление исследований, потому что мосты часто становятся мишенью хакеров.

Дополнительные материалы

Недавние исследования

Шардинг

Шардинг блокчейна Ethereum долгое время был частью дорожной карты разработки. Но сейчас на первый план выходят новые решения в масштабировании, такие как данкшардинг.

Предшественник полного данкшардинга, известный как протоданкшардинг, был реализован в обновлении сети Cancun-Deneb (Dencun).

Подробнее об обновлении Dencun

Дополнительные материалы

Недавние исследования

Оборудование

Возможность запуска узлов на слабом оборудовании критически важна для сохранения децентрализации Ethereum. Поэтому активно ведутся исследования, касающиеся снижения требований к оборудованию для запуска узлов.

Дополнительные материалы

Недавние исследования

Безопасность

Безопасность — это обширная тема, которая включает предотвращение спама/мошенничества, безопасность кошельков, оборудования и криптоэкономическую безопасность, поиск ошибок, тестирование приложений и клиентского ПО, управление ключами. Расширение знаний в этих областях поможет стимулировать массовое внедрение.

Криптография и ZKP

Доказательства с нулевым разглашением (ZKP) и криптография критически важны для обеспечения конфиденциальности и безопасности Ethereum и его приложений. Нулевое разглашение — относительно новое, но быстро развивающееся направление с массой возможностей для исследований и разработок. К ним относятся разработка более эффективной реализации алгоритма хэширования Keccak(opens in a new tab), поиск лучших по сравнению с существующими полиномиальных обязательств или же снижение стоимости генерации публичных ключей ECDSA и схем верификации подписей.

Дополнительные материалы

Недавние исследования

Кошельки

Кошельки Ethereum могут быть расширениями для браузера, приложениями для компьютеров или мобильных устройств и даже смарт-контрактами в Ethereum. Активно ведутся исследования кошельков с возможностью социального восстановления, которые снижают риски, связанные с управлением ключами одним пользователем. С разработкой кошельков связано исследование альтернативных форм абстрагирования аккаунтов, что является важным направлением перспективных исследований.

Дополнительные материалы

Недавние исследования

Сообщество, образование и охват

Знакомство новых пользователей с Ethereum требует новых образовательных ресурсов и способов охвата. Сюда могут входить публикации в блогах и статьи, книги, подкасты, мемы, образовательные ресурсы, мероприятия и все остальное, что помогает строить сообщества, приветствовать новичков и рассказывать людям об Ethereum.

UX/UI

Чтобы сделать Ethereum доступнее для большего круга людей, экосистема нуждается в улучшении пользовательского опыта (UX) и интерфейса (UI). Это требует от дизайнеров и экспертов в области разработки продуктов пересмотреть текущий дизайн кошельков и приложений.

Дополнительные материалы

Недавние исследования

Экономика

Экономические исследования Ethereum часто затрагивают два направления: валидация безопасности механизмов, отвечающих за экономическое поощрение ("микроэкономика") и анализ потоков ценности между протоколами, приложениями и пользователями ("макроэкономика"). Существуют сложные криптоэкономические факторы, касающиеся базовой валюты Ethereum (эфира) и токенов, построенных на его основе (например, NFT и ERC20).

Дополнительные материалы

Недавние исследования

Рынки блочного пространства и комиссий

Рынки блочного пространства регулируют включение транзакций конечных пользователей, непосредственно в Ethereum (уровень 1) или в мостовых сетях, например в свертках (уровень 2). В Ethereum транзакции отправляются на рынок комиссий, развернутый в протоколе EIP-1559, что защищает цепочку от спама и чрезмерного роста стоимости транзакций. На обоих уровнях транзакции могут порождать внешние эффекты, известные как максимальная извлекаемая ценность (MEV). Это привело к созданию новых рыночных структур для отслеживания таких эффектов и управления ими.

Дополнительные материалы

Недавние исследования

Поощрения при использовании доказательства доли владения

Валидаторы используют нативный актив сети Ethereum (эфир) как залог на случай нечестного поведения. Криптоэкономика этого процесса определяет безопасность в сети. Опытные валидаторы могут попробовать злоупотребить особенностями на уровне поощрений для проведения атак.

Дополнительные материалы

Недавние исследования

Ликвидный стейкинг и деривативы

Ликвидный стейкинг позволяет пользователям с балансом менее 32 ETH получать доход от стейкинга, обменивая эфир на токен, представляющий размещенный в стейкинге эфир. Этот токен также можно использовать в DeFi. Однако поощрения и динамика рынка, связанные с ликвидным стейкингом, все еще изучаются, как и их влияние на безопасность Ethereum (например, риски централизации).

Дополнительные материалы

Недавние исследования

Тестирование

Формальная верификация

Формальная верификация — это написание кода, проверяющего спецификации консенсуса Ethereum. Существует исполняемая версия спецификации, написанная на Python, которая требует обслуживания и разработки. Дальнейшие исследования помогут улучшить реализацию спецификации на языке Python и добавить инструменты, которые смогут более надежно проверять правильность и выявлять проблемы.

Дополнительные материалы

Недавние исследования

Наука о данных и аналитика

Нужно больше инструментов для анализа и панелей, которые предоставят подробную информацию об активности и состоянии сети Ethereum.

Дополнительные материалы

Недавние исследования

Приложения и инструменты

Уровень приложений поддерживает разнообразную экосистему с программами, которые обрабатывают транзакции на основном уровне Ethereum. Команды разработчиков постоянно ищут новые способы создания компонуемых, не требующих разрешений и устойчивых к цензурированию версий важных приложений Web2 или совершенно новых концептов, нативных для Web3, используя Ethereum. В то же время разрабатываются новые инструменты. Они позволят строить децентрализованные приложения на Ethereum без лишних сложностей.

DeFi

Децентрализованные финансы (DeFi) — это один из основных классов приложений, созданных на основе Ethereum. Целью DeFi является создание компонуемых "денежных лего", которые позволят пользователям хранить, передавать, давать взаймы, одалживать и инвестировать криптоактивы, используя смарт-контракты. DeFi — направление, которое быстро развивается и постоянно совершенствуется. Исследования в области безопасности, эффективности и доступности протоколов требуются постоянно.

Дополнительные материалы

Недавние исследования

DAO

Важнейший сценарий применения Ethereum — это возможность организовываться децентрализованным образом через DAO. Сейчас проводится много исследований, которые касаются разработки и использования DAO в Ethereum, чтобы применять усовершенствованные формы управления, в качестве инструмента для координации с минимумом доверия. Это значительно расширит возможности людей в сравнении с традиционными структурами корпораций и организаций.

Дополнительные материалы

Недавние исследования

Инструменты для разработчиков

Инструменты для разработчиков Ethereum стремительно улучшаются. В этой области предстоит провести много исследований и разработок.

Дополнительная литература

Недавние исследования

Оракулы

Оракулы импортируют данные из офчейна в блокчейн децентрализованным и не требующим разрешений способом. Получение этих данных ончейн позволяет децентрализованным приложениям взаимодействовать с такими явлениями реального мира, как колебания цен реальных активов, события в офчейн-приложениях и даже перемены погоды.

Дополнительные материалы

Недавние исследования

Безопасность приложений

Взломы в Ethereum обычно используют уязвимости в отдельных приложениях, а не в самом протоколе. Хакеры и разработчики приложений ведут гонку вооружений, разрабатывая новые средства атаки и защиты. Это означает, что всегда необходимо вести исследования и разработки для защиты приложений от взломов.

Дополнительные материалы

Недавние исследования

Технологический стек

Децентрализация всего технологического стека Ethereum — это важное направление исследований. Сейчас децентрализованные приложения в Ethereum частично централизованы, потому что зависят от централизованных инструментов или инфраструктуры.

Дополнительные материалы

Недавние исследования

Была ли эта статья полезной?