Перейти до основного вмісту

Активні напрямки досліджень Етеріуму

Однією з головних переваг Етеріуму є те, що активна спільнота дослідників та інженерів постійно його вдосконалює. Багато ентузіастів і кваліфікованих фахівців у всьому світі хотіли б долучитися до вирішення актуальних проблем Етеріуму, але не завжди легко дізнатися, що це за проблеми. На цій сторінці окреслено ключові активні напрямки досліджень, що слугують орієнтовним путівником по передових розробках Етеріуму.

Як працюють дослідження Етеріуму

Дослідження Етеріуму є відкритими та прозорими. Культура полягає в тому, щоб робити дослідницькі інструменти та результати максимально відкритими та інтерактивними, наприклад, за допомогою виконуваних блокнотів. Дослідження Етеріуму просуваються швидко: нові результати публікуються та відкрито обговорюються на форумах, таких як ethresear.ch (відкривається в новій вкладці), а не доходять до спільноти через традиційні публікації після кількох раундів рецензування. Фундація Ethereum також публікує свої пріоритети та їх обґрунтування, щоб кожен міг бачити, які проблеми наразі вважаються нагальними.

Загальні ресурси для досліджень

Незалежно від конкретної теми, безліч інформації про дослідження Етеріуму можна знайти на ethresear.ch (відкривається в новій вкладці) та в каналі Eth R&D у Discord (відкривається в новій вкладці). Це основні місця, де дослідники Етеріуму обговорюють найновіші ідеї та можливості для розробки.

Щоб отримати загальне уявлення про те, куди рухається протокол, почніть із дорожньої карти Етеріуму, а потім прочитайте Оновлення пріоритетів протоколу на 2026 рік (відкривається в новій вкладці) від Фундації Ethereum та оновлення кластерів протоколу (відкривається в новій вкладці), які звітують про прогрес у цьому напрямку. Ethereum Protocol Studies (відкривається в новій вкладці) — це структурована точка входу для тих, хто хоче працювати над самим протоколом.

Джерела фінансування

Ви можете долучитися до досліджень Етеріуму та отримувати за це гроші. Фундація Ethereum фінансує дослідження та суспільні блага через свою Програму підтримки екосистеми (відкривається в новій вкладці), яка публікує списки побажань і запити на пропозиції з описом проблем, які вона хотіла б вирішити. Інформацію про активні та майбутні можливості фінансування можна знайти на сторінці грантів Етеріуму.

Дослідження протоколу

Дослідження протоколу стосуються базового рівня Етеріуму: набору правил, що визначають, як вузли підключаються, спілкуються, обмінюються та зберігають дані Етеріуму, а також досягають консенсусу щодо стану блокчейну. Його дві давні категорії — це консенсус і виконання, і кілька тем досліджень зараз охоплюють обидві.

Консенсус

Дослідження консенсусу стосуються механізму доказу частки (PoS) Етеріуму: безпеки правила вибору форку та механізму фінальності, криптоекономіки стейкінгу, однорангової мережі, яка передає блоки, атестації та дані блобів, а також криптографії, за допомогою якої валідатори ставлять підписи. Деякі приклади тем досліджень консенсусу:

  • виявлення та усунення вразливостей;
  • кількісна оцінка криптоекономічної безпеки;
  • скорочення часу, необхідного для досягнення фінальності блоку;
  • та підвищення ефективності, безпеки й моніторингу однорангової мережі між клієнтами консенсусу.

Значна частина цієї роботи перейшла від теорії до специфікацій. Вибірка доступності даних (DAS) була впроваджена в оновленні Фусака, зміни в тому, як будуються блоки та як гарантується включення транзакцій, визначені для майбутніх оновлень, а довгостроковий редизайн, відомий як lean consensus (ощадливий консенсус), досліджує швидшу фінальність разом із постквантовими підписами.

Додаткова література

Останні дослідження

Виконання

Рівень виконання відповідає за виконання транзакцій, запуск віртуальної машини Етеріуму (EVM) та генерування корисного навантаження виконання для передачі на рівень консенсусу. Дослідження тут поділяються на два напрямки: здешевлення зберігання та доведення стану, а також підвищення пропускної здатності без збільшення витрат для людей, які запускають вузли. Існує багато активних напрямків досліджень, зокрема:

  • перегляд вартості газу для операцій, що створюють стан;
  • експірація історії, яку вузлам більше не потрібно обслуговувати;
  • списки доступу на рівні блоку, які дозволяють паралельно валідувати транзакції;
  • багатовимірні ринки комісій, які окремо оцінюють стан, дані та обчислення;
  • та доведення виконання блоків рівня 1 (l1) за допомогою zkEVM.

Додаткова література

Останні дослідження

Стійкість до цензури та створення блоків

Більшість блоків Етеріуму наразі збирається невеликою кількістю спеціалізованих будівельників, що концентрує владу вирішувати, які транзакції будуть включені. Дослідження в цій галузі охоплюють інтеграцію ринку будівельників у сам протокол, щоб ролі пропонування та створення блоку були розділені правилами консенсусу, а не позапротокольним програмним забезпеченням, а також надання валідаторам можливості примусово включати транзакції, які будівельники пропускають.

Додаткова література

Останні дослідження

Зростання стану та безстановість

Кожен повний вузол зберігає стан Етеріуму, тому швидкість зростання цього стану встановлює нижню межу вартості його запуску. У короткостроковій перспективі дослідження зосереджені на перегляді вартості операцій, що створюють стан, та на експірації історії, яку вузлам більше не потрібно зберігати. У довгостроковій перспективі планується замінити шістнадцяткове дерево Меркла-Патрісії в Етеріумі на бінарне дерево, яке створює набагато менші доведення, і перейти до безстановості, щоб вузол міг перевіряти блоки, не зберігаючи весь стан. Попередні роботи в цій галузі передбачали дерева Веркла; поточна пропозиція — це уніфіковане бінарне дерево, яке переносить графік газу для свідка, визначений для попереднього напрямку роботи.

Додаткова література

Останні дослідження

Постквантова криптографія

Підписи валідаторів Етеріуму та значна частина його прикладного рівня покладаються на криптографію на еліптичних кривих, яку достатньо потужний квантовий комп'ютер міг би зламати. Зробити Етеріум квантово-стійким означає замінити ці підписи на альтернативи на основі хешів або решіток, зберігши агрегацію підписів достатньо ефективною для великого набору валідаторів, і надати існуючим акаунтам шлях для міграції. Фундація Ethereum має спеціальну команду з постквантових технологій, і це одна з найбільш довгострокових програм у дорожній карті.

Додаткова література

Останні дослідження

Розробка клієнтів

Клієнти Етеріуму — це реалізації протоколу Етеріуму. Розробка клієнтів втілює результати досліджень протоколу в реальність, інтегруючи їх у ці клієнти. Розробка клієнтів включає оновлення специфікацій клієнтів, а також створення конкретних реалізацій.

Вузол Етеріуму повинен запускати дві частини програмного забезпечення:

  1. клієнт консенсусу для відстеження вершини блокчейну, поширення блоків та обробки логіки консенсусу
  2. клієнт виконання для підтримки віртуальної машини Етеріуму та виконання транзакцій і смарт-контрактів

Поряд із цими двома створюються прототипи нових класів клієнтів, зокрема клієнтів, які доводять виконання блоків рівня 1 (l1), та клієнтів ощадливого консенсусу (lean consensus), побудованих на основі постквантових підписів.

Дивіться сторінку вузлів і клієнтів для отримання додаткової інформації про вузли та клієнти, а також для перегляду списку всіх поточних реалізацій клієнтів. Ви також можете знайти історію всіх оновлень Етеріуму на сторінці історії.

Клієнти виконання

Клієнти консенсусу

Клієнти zkEVM

Масштабування та продуктивність

Масштабування Етеріуму є великим напрямком уваги для дослідників Етеріуму, і воно відбувається двома шляхами одночасно: підвищення пропускної здатності самого рівня 1 (l1) та перенесення виконання на ролапи, які публікують свої дані в Етеріумі. Поточна робота включає збільшення ліміту газу блоку, перегляд вартості зростання стану, розширення ємності блобів для даних ролапів та зменшення обсягу того, що вузол повинен зберігати та перевіряти. Вступна інформація про масштабування Етеріуму доступна на нашій сторінці масштабування та в дорожній карті масштабування.

Рівень 2 (l2)

Зараз існує кілька протоколів рівня 2 (l2), які масштабують Етеріум, використовуючи різні методи для пакетування транзакцій та їх захисту на рівні 1 (l1) Етеріуму. Відкриті дослідження включають зменшення затримки та вартості доведення, скорочення часу, необхідного для досягнення транзакцією бездовірчої фінальності, та надання користувачам єдиного узгодженого досвіду в багатьох ролапах.

Додаткова література

Останні дослідження

Інтероперабельність

Користувачі та активи розподілені між рівнем 1 (l1) Етеріуму та багатьма рівнями 2 (l2), і дослідницька проблема полягає в тому, щоб дозволити їм переміщатися та діяти між цими ланцюгами без довіри до посередника. Робота тут охоплює перекази на основі намірів, стандартизовану кросчейн-адресацію та іменування, загальну передачу повідомлень і абстракцію ланцюгів на рівні гаманця. Це замінює модель, у якій кастодіальні мости зберігали активи, а мости історично були одним із найбільших джерел втрат в екосистемі, тому безпека будь-якого кросчейн-механізму залишається головною проблемою.

Додаткова література

Останні дослідження

Доступність даних і масштабування блобів

Ролапи публікують свої дані в Етеріумі у вигляді блобів, і масштабування цього рівня даних є окремою дослідницькою проблемою, незалежною від масштабування виконання. Етеріум тепер використовує вибірку доступності даних, тому валідатори можуть перевірити, що дані блобу були опубліковані, вибираючи їх частини замість завантаження всього обсягу, а ємність блобів поступово збільшується через спеціальні форки лише для параметрів блобів. Відкриті питання включають те, наскільки далеко можна просунути вибірку, як зберегти вимоги до пропускної здатності прийнятними для людей, які займаються стейкінгом вдома, і як ціноутворення блобів має реагувати на попит.

Додаткова література

Останні дослідження

Апаратне забезпечення

Запуск вузлів на скромному апаратному забезпеченні є фундаментальним для збереження децентралізації Етеріуму, тому кожне збільшення пропускної здатності має зважуватися з витратами оператора вузла. Зі зростанням ліміту газу блоку та запланованими подальшими збільшеннями, активні дослідження охоплюють зростання стану та його ціноутворення, продуктивність синхронізації та баз даних на більшому стані, економію дискового простору завдяки експірації історії та, зрештою, безстановість.

Додаткова література

Останні дослідження

Безпека

Безпека — це широка тема, яка може включати запобігання спаму та шахрайству, безпеку гаманців, апаратну безпеку, криптоекономічну безпеку, стійкість до цензури, готовність до постквантової ери, пошук помилок, а також тестування та верифікацію застосунків і клієнтського програмного забезпечення. Дорожня карта безпеки Етеріуму охоплює роботу на рівні протоколу.

Криптографія та ZKP

Доведення з нульовим розголошенням (ZKP) та криптографія є критично важливими для забезпечення приватності та безпеки в Етеріумі та його застосунках. Доведення з нульовим розголошенням перейшло від досліджень до виробничої інфраструктури: прувери, які доводять реальні блоки Етеріуму, тепер публічно тестуються на затримку, вартість і надійність. Відкриті проблеми відповідно змістилися в бік доведення блоків рівня 1 (l1) достатньо швидко, щоб робити це в реальному часі, суворого обліку безпеки використовуваних систем доведення та підготовки до постквантової криптографії.

Додаткова література

Останні дослідження

Гаманці

Гаманці Етеріуму можуть бути розширеннями для браузера, десктопними та мобільними застосунками або смарт-контрактами в Етеріумі. Абстракція облікового запису більше не є експериментальною: ERC-4337 забезпечує смарт-акаунти без змін протоколу, а EIP-7702 дозволяє звичайному акаунту встановлювати код, щоб пакетування транзакцій, спонсорування газу та соціальне відновлення працювали з адресою, яку користувач уже має. Відкриті дослідження тепер зосереджені на нативній абстракції облікового запису в самому протоколі, на модульних архітектурах акаунтів, що піддаються аудиту, а також на управлінні ключами та їх відновленні, якими звичайні люди можуть безпечно користуватися.

Додаткова література

Останні дослідження

Спільнота, освіта та популяризація

Онбординг нових користувачів в Етеріум вимагає нових освітніх ресурсів і підходів до популяризації. Це може включати публікації в блогах і статті, книги, подкасти, меми, навчальні ресурси, події та все інше, що створює спільноти, вітає новачків і навчає людей про Етеріум.

Дизайн та UX

Щоб залучити більше людей до Етеріуму, екосистема повинна покращити свій дизайн і користувацький досвід. Це вимагає від дизайнерів і продуктових експертів переглянути те, як працюють гаманці та застосунки, і це все частіше означає проєктування з урахуванням уже існуючих стандартів: пакетних викликів гаманців, спонсорування газу, акаунтів, які можна відновити, і зрозумілих для людини адрес, які містять інформацію про ланцюг, до якого вони належать. Існує порівняно небагато канонічних майданчиків для досліджень UX у Web3, тому опубліковані дослідження та рекомендації з дизайну, як правило, розкидані.

Додаткова література

Останні дослідження

Економіка

Економічні дослідження в Етеріумі загалом дотримуються двох підходів: перевірка безпеки механізмів, що покладаються на економічні стимули («мікроекономіка»), та аналіз потоків цінності між протоколами, застосунками та користувачами («макроекономіка»). Існують складні криптоекономічні фактори, пов'язані з нативним активом Етеріуму (етером) і токенами, побудованими на його основі (наприклад, NFT і токени ERC-20).

Додаткова література

Останні дослідження

Блоковий простір і ринки комісій

Ринки блокового простору регулюють включення транзакцій кінцевих користувачів, як безпосередньо в Етеріумі (рівень 1 (l1)), так і в об'єднаних мережах, наприклад, ролапах (рівень 2 (l2)). В Етеріумі транзакції подаються на ринок комісій, розгорнутий у протоколі як EIP-1559, що захищає ланцюг від спаму та оцінює перевантаження. На обох рівнях транзакції можуть створювати екстерналії, відомі як максимально видобувна цінність (MEV), які спонукають до створення нових ринкових структур для захоплення або управління цими екстерналіями. Поточна робота розширює це до ціноутворення кількох ресурсів одночасно, оскільки стан, дані та обчислення перевантажуються незалежно, а також до зміни того, хто збирає блоки та на яких умовах.

Додаткова література

Останні дослідження

Стимули доказу частки (PoS)

Валідатори використовують нативний актив Етеріуму (етер) як заставу проти нечесної поведінки. Криптоекономіка цього процесу визначає безпеку мережі. Досвідчені валідатори можуть використовувати нюанси рівня стимулів для здійснення явних атак. Після оновлення Пектра валідатори також можуть утримувати та заробляти на набагато більшому ефективному балансі та консолідувати кілька валідаторів в один, що змінює економіку їх запуску.

Додаткова література

Останні дослідження

Ліквідний стейкінг і деривативи

Ліквідний стейкінг дозволяє користувачам, які мають менше 32 ETH, отримувати дохід від стейкінгу, обмінюючи етер на токен, що представляє застейканий етер, який можна використовувати в децентралізованих фінансах (DeFi). Однак стимули та ринкова динаміка, пов'язані з ліквідним стейкінгом, все ще досліджуються, як і його вплив на безпеку Етеріуму (наприклад, ризики централізації).

Додаткова література

Останні дослідження

Тестування

Тестування клієнтів і мережі

Специфікації Етеріуму є виконуваними, і тестові набори, згенеровані з них, — це те, за чим команди клієнтів перевіряють свої реалізації. Поряд із цим, спільні тестові середовища запускають клієнти один проти одного та в навмисно ворожих умовах мережі, а публічні тестові мережі перевіряють оновлення до того, як вони потраплять у Головну мережу. Покращення цієї інфраструктури є однією з найбільш ефективних робіт, оскільки саме так виявляються помилки до того, як вони дійдуть до користувачів.

Додаткова література

Останні дослідження

Формальна верифікація

Формальна верифікація використовує математичне доведення, перевірене машиною, щоб встановити, що специфікація або реалізація поводиться так, як задумано. В Етеріумі це охоплює доведення того, що реалізації EVM відповідають формальній семантиці, доведення надійності схем і систем доведення, на які покладаються прувери з нульовим розголошенням, а також верифікацію криптографічних примітивів, що лежать в їх основі. Подальші дослідження можуть посилити ці доведення та поширити їх на більшу частину стеку.

Додаткова література

Останні дослідження

Наука про дані та аналітика

Існує потреба в більшій кількості інструментів аналізу даних і дашбордів, які надають детальну інформацію про активність в Етеріумі та стан мережі. Значна частина базових даних є загальнодоступною та доступною для запитів, тому прогалина зазвичай полягає в аналізі та поданні, а не в доступі.

Додаткова література

Останні дослідження

Застосунки та інструменти

Прикладний рівень підтримує різноманітну екосистему програм, які здійснюють розрахунки за транзакціями на базовому рівні Етеріуму. Команди розробників постійно знаходять нові способи використання Етеріуму для створення компонованих, бездозвільних і стійких до цензури версій важливих застосунків Веб2 або створення абсолютно нових концепцій, нативних для Web3. Водночас розробляються нові інструменти, які роблять створення децентралізованих застосунків (dapp) в Етеріумі менш складним.

DeFi

Децентралізовані фінанси (DeFi) — це один із основних класів застосунків, побудованих на базі Етеріуму. DeFi має на меті створити компоновані «грошові лего», які дозволяють користувачам зберігати, переказувати, позичати, брати в борг та інвестувати криптоактиви за допомогою смарт-контрактів. DeFi — це простір, що швидко розвивається та постійно оновлюється. Постійно потрібні дослідження безпечних, ефективних і доступних протоколів.

Додаткова література

Останні дослідження

DAO

Впливовим варіантом використання Етеріуму є можливість організовуватися децентралізовано за допомогою DAO. Існує багато активних досліджень щодо того, як DAO в Етеріумі можуть бути розроблені та використані для виконання вдосконалених форм управління, як інструмент координації з мінімізованою довірою, що значно розширює можливості людей за межі традиційних корпорацій та організацій.

Додаткова література

Останні дослідження

Інструменти розробника

Інструменти для розробників Етеріуму швидко вдосконалюються. У цій загальній галузі проводиться багато активних досліджень і розробок.

Додаткова література

Останні дослідження

Оракули

Оракули імпортують позамережеві дані в блокчейн у бездозвільний і децентралізований спосіб. Отримання цих даних ончейн дозволяє децентралізованим застосункам (dapp) реагувати на явища реального світу, такі як коливання цін на реальні активи, події в позамережевих застосунках або навіть зміни погоди.

Додаткова література

Останні дослідження

Безпека застосунків

Зломи в Етеріумі зазвичай використовують вразливості в окремих застосунках, а не в самому протоколі. Хакери та розробники застосунків ведуть гонку озброєнь у розробці нових атак і засобів захисту. Це означає, що завжди потрібні важливі дослідження та розробки, щоб убезпечити застосунки від зломів.

Додаткова література

Останні дослідження

Технологічний стек

Децентралізація всього технологічного стеку Етеріуму є важливим напрямком досліджень. Наразі децентралізовані застосунки (dapp) в Етеріумі зазвичай мають деякі точки централізації, оскільки вони покладаються на централізовані інструменти або інфраструктуру. Зменшення цієї залежності означає зробити практичним для застосунків читання Етеріуму без довіри до єдиного провайдера, і саме тут у нагоді стають легкі клієнти та бездовірчий доступ до даних вузла.

Додаткова література

Останні дослідження