Важным краткосрочным вопросом в дорожной карте Ethereum является вопрос о том, насколько следует увеличить лимит газа L1. Недавно лимит газа L1 был увеличен с 30 миллионов до 36 миллионов, что увеличило пропускную способность сети на 20%. Многие поддерживают дальнейшее существенное увеличение этого лимита в ближайшем будущем. Эти улучшения стали возможны благодаря недавним и предстоящим техническим усовершенствованиям, таким как повышение эффективности клиентов Ethereum, предложение EIP-4444 по сокращению необходимости хранения исторических данных (подробности см. в дорожной карте) и будущая технология клиентов без сохранения состояния.
Однако прежде чем сделать этот шаг, нам нужно подумать над ключевым вопросом: при пути развития, ориентированном на накопление, является ли повышение лимита газа L1 правильным выбором в долгосрочной перспективе? Лимиты на газ легко увеличить, но трудно снизить — и даже если они будут снижены в будущем, влияние на децентрализацию может оказаться постоянным. Если L1 используется чрезмерно и создает риски централизации, и мы не уверены, что такое использование принесет достаточные выгоды, это будет нежелательным результатом.
В этой статье будет доказано, что даже в мире, где большинство пользователей и приложений работают на уровне L2, все равно имеет смысл значительно расширить уровень L1, поскольку это сделает модель разработки приложений более простой и безопасной.
В этой статье не будет сделана попытка доказать, что больше приложений должны постоянно работать на уровне L1. Вместо этого цель данной статьи — доказать, что независимо от исхода этих дебатов, увеличение емкости L1 примерно в 10 раз будет иметь значительную ценность в долгосрочной перспективе.
Сопротивление цензуре
Цель — противостоять цензуре.
Примечание Mars Finance: Текст на картинке взят из романа (1984) «Война — это мир, свобода — это рабство, невежество — это сила».
Одним из основных ценностных предложений блокчейна является устойчивость к цензуре: если транзакция действительна и пользователь может заплатить за газ по рыночной ставке, то транзакция должна быть надежно и быстро включена в цепочку.
В некоторых случаях сопротивление цензуре должно оказываться в чрезвычайно короткие сроки. Например, позиции пользователей, удерживающих позиции в протоколах DeFi, могут быть ликвидированы, если рыночные цены будут быстро колебаться, даже если задержка в транзакциях в цепочке составляет всего 5 минут.
Сильно децентрализованный набор стейкеров L1 крайне затрудняет цензурирование транзакций в течение длительных периодов времени, обычно задерживая транзакции максимум на несколько слотов. Существуют также предложения по дальнейшему повышению устойчивости Ethereum к цензуре, чтобы гарантировать, что транзакции по-прежнему могут быть успешно включены в цепочку, даже если процесс построения блоков высокоцентрализован и передан на аутсорсинг.
Напротив, L2 опирается на относительно более централизованных производителей блоков или централизованных секвенсоров — субъектов, которые могут легко выбирать цензуру транзакций определенных пользователей. Некоторые L2 (например, Optimism и Arbitrum, подробности см. в их официальной документации) предоставляют механизм принудительного включения, который позволяет пользователям отправлять транзакции напрямую через L1. Однако практическая осуществимость этого механизма зависит от двух ключевых факторов:
- Комиссии за транзакции L1 достаточно низкие, чтобы пользователи могли позволить себе отправлять транзакции непосредственно на L1;
- L1 имеет достаточно места в блоках, так что даже если L2 подвергает цензуре пользовательские транзакции в больших масштабах, L1 все равно может обрабатывать транзакции, отправленные пользователями напрямую, минуя L2.
Таким образом, увеличение емкости L1 не только снизит комиссии, но и расширит возможности пользователей L2 по реагированию на цензуру, гарантируя сохранение основной ценности блокчейна — устойчивости к цензуре.
Основные математические предположения
Мы можем провести некоторые математические расчеты, чтобы оценить фактическую стоимость использования механизма принудительного включения. Сначала давайте перечислим некоторые предположения, которые мы будем использовать в других разделах:
- В настоящее время транзакция депозита L1 → L2 стоит приблизительно 120 000 L1 газа. Возьмем, к примеру, случай оптимизма.
- Минимальная операция L1, например, изменение значения слота хранения, стоит 7500 L1 газа (холодный SSTORE плюс стоимость вызова данных адреса, плюс некоторые вычислительные накладные расходы).
- Цена ETH составляет 2500 долларов.
- Цена на газ составляет 15 гвэй, что является разумным приближением к долгосрочному среднему показателю.
- Эластичность спроса близка к 1 (т.е. когда лимит газа удваивается, цена падает вдвое). Этот момент находит некоторое подтверждение в предыдущем анализе данных, но на практике следует отметить, что фактическая эластичность может варьироваться в обоих направлениях.
- Мы хотим, чтобы стоимость реагирования на атаку была менее 1 доллара. Комиссия за «обычные» операции не должна превышать 0,05 доллара за транзакцию. Необычные операции, попадающие в этот диапазон (например, смена ключей), должны стоить менее 0,25 долл. США. Очевидно, это интуитивное оценочное суждение.
Исходя из этих предположений, стоимость обхода цензуры сегодня составляет: 120000 * 15 * 10**-9 * 2500 = 4,5 доллара.
Чтобы получить значение ниже целевого, нам необходимо будет масштабировать L1 в 4,5 раза (хотя важно отметить, что это очень грубая оценка, поскольку эластичность трудно оценить, и даже абсолютные уровни использования трудно предсказать).
Необходимо перенести активы между L2
Пользователям часто приходится переносить активы из одного уровня 2 в другой. Для обычных, объемных активов наиболее практичным подходом является использование протокола намерений (например, ERC-7683). В действительности, только нескольким маркет-мейкерам необходимо переводить активы напрямую между двумя L2; остальные пользователи просто торгуют с маркет-мейкерами. Однако этот подход нецелесообразен для активов малого объема или NFT, поэтому для перевода этих активов из одного уровня 2 в другой отдельным пользователям необходимо отправлять транзакции через уровень 1.
В настоящее время снятие средств со счета L2 стоит около 250 000 L1 газа, а пополнение — 120 000 L1 газа. Теоретически этот процесс можно было бы значительно оптимизировать. Например, чтобы перевести NFT из Ink в Arbitrum, базовое право собственности на NFT должно быть передано из моста Ink в мост Arbitrum, что происходит на уровне L1. Это операция по хранению, стоимость которой составляет около 5000 газа. Остальные операции в основном представляют собой вызовы и доказательства, и при наличии соответствующей логики стоимость может быть очень низкой; предположим, что общая стоимость составляет 7500 единиц газа.
Давайте посчитаем затраты для обоих сценариев.
Текущая ситуация: 370000 * 15 * 10**-9 * 2500 = 13,87 долл.
Идеальный проект: 7500 * 15 * 10**-9 * 2500 = 0,28 долл.
Наша идеальная цель — 0,05 доллара, поэтому L1 необходимо масштабировать примерно в 5,5 раз.
В качестве альтернативы мы можем провести более прямой анализ на основе пропускной способности. Предположим, что каждому пользователю необходимо передавать NFT (или редкие ERC20) через L2 в среднем один раз в месяц. Общая емкость газа Ethereum в месяц составляет: 18 000 000 × (1286 400 × 30) = 3,88 триллиона газа, что достаточно для поддержки 518 миллионов таких переводов. Таким образом, если Ethereum хочет обслуживать глобальную пользовательскую базу (предположим, что у Facebook 3,1 миллиарда пользователей), ему необходимо расширить свою емкость примерно в 6 раз, и это касается только использования L1.
L2 массовые выходы
Важной особенностью L2 является то, что он позволяет пользователям выходить на L1 в случае сбоя L2, чего нет у «альтернативных L1». Что же произойдет, если все пользователи не смогут успешно выйти из системы в течение недели? Для оптимистичных накоплений это может не быть большой проблемой: пока есть хотя бы один честный участник, можно предотвратить подтверждение вредоносного корня состояния. Однако в системе Plasma, если данные становятся недоступными, выходы обычно необходимо выполнить в течение недели. Даже при оптимистичном сценарии, если произойдет враждебное обновление управления, у пользователей будет 30-дневное окно для вывода своих активов (см.: Определение Фазы 2).
Что это значит? Предположим, что плазменная цепь вышла из строя, а стоимость выхода составляет 120 000 газа. Итак, сколько пользователей смогут завершить выход в течение недели? Мы можем сделать расчет: 86400 * 7 / 12 * 18000000 / 120000 = 7,56 миллиона пользователей.
Если это оптимистичный прогноз с враждебным обновлением управления, отложенным на 30 дней, то число пользователей увеличится до 32,4 млн. Предположим, что можно создать протокол массового выхода, который позволит большому количеству пользователей выйти одновременно. Если мы доведем эффективность до предела и потребуем только одну операцию SSTORE на пользователя и немного дополнительных вычислений (т. е. 7500 единиц газа), то оба числа возрастут до 121 миллиона и 518 миллионов пользователей соответственно.
Сегодня у Sony есть L2 на Ethereum, а у PlayStation около 116 миллионов активных пользователей в месяц. Если бы все эти пользователи стали пользователями Soneium, то на этом этапе Ethereum не смог бы масштабироваться в достаточной степени, чтобы поддержать событие массового выхода. Однако это вряд ли будет возможно, если мы достигнем более разумного соглашения о массовом выводе средств.
Если мы хотим избежать технически сложного протокола фиксации хэша, мы можем зарезервировать 7500 единиц газа на актив. У меня есть 9 активов значительной стоимости в моем основном кошельке Arbitrum; если это приблизительная оценка, то L1 может потребоваться масштабировать примерно в 9 раз.
Еще одно опасение пользователей заключается в том, что даже если L1 будет достаточно безопасно масштабироваться, они потеряют много денег из-за чрезвычайно высоких затрат на газ.
Давайте проанализируем стоимость газа при выходе, используя для сравнения существующую и «идеальную» стоимость выхода:
Текущая ситуация: 120000 * 15 * 10**-9 * 2500 = 4,5 доллара
Идеальный случай: 7500 * 15 * 10*-9 * 2500 = 0,28 долл.
Однако проблема с этими оценками заключается в том, что в случае массового выхода все попытаются выйти одновременно, поэтому расходы на газ значительно возрастут. Были дни, когда средняя дневная стоимость газа для L1 превышала 100 gwei. Если мы возьмем 100 gwei в качестве базового значения, то получим стоимость вывода в размере 1,88 доллара США, что означает, что L1 необходимо масштабировать в 1,9 раза, чтобы сохранить доступность выводов (т. е. менее 1 доллара США). В качестве альтернативы, если вы хотите, чтобы пользователи могли выводить все свои активы одновременно, не используя технически сложный протокол хэш-коммита, то это может потребовать 7500 газа на актив, что увеличит стоимость вывода до 2,50 или 16,80 долларов США соответственно, в зависимости от ваших параметров и соотношения, в котором L1 должен масштабироваться, чтобы гарантировать, что стоимость вывода останется доступной.
Выпуск токенов ERC20 на L1
Сегодня на L2 выпущено много токенов. Но это поднимает недооцененную проблему безопасности: если L2 подвергается враждебному обновлению управления, то токены ERC20, выпущенные на этом L2, могут начать выпускать новые токены в течение неопределенного времени, и нет никакого способа предотвратить проникновение этих новых токенов во всю экосистему. Если токены выпускаются на уровне L1, то последствия сбоя одного из уровней L2 в первую очередь ограничиваются самим этим уровнем L2.
На сегодняшний день на L1 выпущено более 200 000 токенов ERC20. Реально поддержать даже в 100 раз большее количество выпущенных токенов. Однако для того, чтобы выпуск токенов ERC20 на L1 стал популярным вариантом, стоимость должна быть достаточно низкой. Возьмем, к примеру, токен Railgun — крупный протокол конфиденциальности. Стоимость его развертывания составляет 16,47 тыс. единиц газа, что, по нашим предположениям, составляет около 61,76 долл. США. Для компании эта стоимость приемлема. В принципе, эту стоимость можно существенно снизить за счет оптимизации, особенно для проектов, выпускающих большое количество токенов с одинаковой логикой. Однако даже если мы снизим стоимость до 120 000 газа, стоимость все равно составит 4,5 доллара.
Если наша цель — вывести Polymarket на уровень L1 (по крайней мере, выпуск активов; торговля по-прежнему может осуществляться на уровне L2) и мы хотим, чтобы появилось большое количество микрорынков, то при указанной выше цели в 0,25 доллара нам потребуется масштабировать уровень L1 примерно в 18 раз.
Операции с кошельком Keystore
Кошелек Keystore — это тип кошелька, который имеет изменяемую логику проверки (для изменения ключей, алгоритмов подписи и т. д.), и эти изменения автоматически распространяются на все L2. Логика проверки расположена на L1 и считывается L2 с помощью синхронных чтений (например, L1SLOAD, REMOTESTATICCALL). Кошельки-хранилища ключей могут разместить логику проверки на уровне L2, но это значительно усложнит задачу.
Предположим, что каждому пользователю необходимо выполнять операцию по смене ключа или обновлению учетной записи один раз в год, а у нас 3,1 миллиарда пользователей. Если каждая операция стоит 50 000 газа, то потребление газа на слот составит: 50000 * 3100000000 / (31556926 / 12) ~= 59 миллионов, что примерно в 3,3 раза превышает текущую цель.
Мы можем сократить эти затраты, выполнив значительную оптимизацию, например, инициируя операции по смене ключей на L2, но сохраняя данные на L1 (респект команде Scroll за эту идею). Это сократит потребление газа до одной операции записи в хранилище и небольшого количества дополнительных вычислений (предполагая 7500 газа), что позволит обновлениям хранилища ключей использовать около половины текущей емкости газа Ethereum.
Мы также можем оценить стоимость операций хранилища ключей: 7500 * 15 * 10**-9 * 2500 = 0,28 долл. США. С этой точки зрения масштабирования 1,1x L1 будет достаточно, чтобы сделать кошельки хранилища ключей доступными.
Подача доказательства L2
Чтобы обеспечить быстрое, универсальное и надежное взаимодействие между L2, нам необходимо, чтобы L2 часто связывались с L1, чтобы они могли напрямую понимать состояние друг друга. Для достижения оптимально низкой задержки L2 должен подчиняться L1 в каждом блоке.
При использовании современных технологий (например, ZK-SNARK) стоимость фиксации каждого L2 составляет около 500 тыс. газа, поэтому Ethereum может поддерживать максимум 36 L2 (для сравнения, L2beat отслеживает около 150 L2, включая валидации и оптимии). Но что еще важнее, этот подход едва ли экономически жизнеспособен: если предположить, что долгосрочная средняя цена на газ составляет 15 gwei, а цена ETH — 2500 долларов США, то годовая стоимость коммитов составит: 500 000 * 15 * 10**-9 * (31 556 926 / 12) * 2500 = 49 миллионов долларов США в год.
Если мы используем протокол агрегации, стоимость может быть снижена еще больше, потенциально примерно до 10 000 единиц газа за фиксацию, поскольку механизм агрегации более сложен, чем просто обновление одного слота. Это означает, что годовая стоимость обязательств на L2 составит около 1 миллиона долларов.
В идеале мы хотели бы, чтобы каждый блок был привязан к L1, и это должно быть само собой разумеющимся. Для достижения этого необходимо будет значительно увеличить пропускную способность L1. Расходы в размере 100 000 долларов США в год относительно невелики для команды L2, но расходы в размере 1 миллиона долларов США в год нельзя игнорировать.
в заключение
Мы можем организовать вышеперечисленные варианты использования в следующую таблицу:
Обратите внимание, что первый и второй столбцы суммируются. Например, если операции с кошельком хранилища ключей занимают половину текущего потребления газа, необходимо иметь достаточно места для выполнения операции массового выхода L2.
Также, пожалуйста, еще раз обратите внимание, что оценки, основанные на затратах, крайне приблизительны. Эластичность спроса (то, как тарифы на газ реагируют на изменения лимитов на газ, особенно в долгосрочной перспективе) очень сложно оценить, и даже при фиксированном уровне потребления все еще существует большая неопределенность относительно того, как будет развиваться рынок тарифов.
В целом этот анализ показывает, что 10-кратное масштабирование газа L1 по-прежнему имеет значительную ценность даже в мире, где доминирует L2. Это, в свою очередь, означает, что краткосрочное расширение L1, которое может быть достигнуто в течение следующих 1-2 лет, по-прежнему будет иметь ценность независимо от долгосрочной перспективы.
P.S подписывайтесь на мой блог, там вы найдете много других новостей на тему криптовалют с ежедневным обновлением контента, так же не забывайте делиться своим мнением в комментариях