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Futuro desarrollo de Ethereum: la actualización de EVM y la abstracción de cuentas lideran la prosperidad del protocolo
El posible futuro del protocolo Ethereum ( seis ): prosperidad
El diseño del protocolo Ethereum tiene muchos "detalles" que son cruciales para su éxito. De hecho, aproximadamente la mitad del contenido se refiere a diferentes tipos de mejoras de EVM, mientras que el resto consiste en varios temas de nicho, de ahí el significado de "prosperidad".
Prosperidad: objetivo clave
Mejora de EVM
¿Qué problema se resolvió?
Actualmente, el EVM es difícil de analizar estáticamente, lo que dificulta la creación de implementaciones eficientes, la verificación formal del código y la realización de futuras expansiones. Además, la eficiencia del EVM es baja, lo que dificulta la implementación de muchas formas de criptografía avanzada, a menos que se soporte explícitamente a través de precompilaciones.
¿Qué es y cómo funciona?
El primer paso en la hoja de ruta de mejora de EVM actual es el formato de objeto EVM (EOF), que se planea incluir en la próxima bifurcación dura. EOF es una serie de EIP que especifica una nueva versión del código EVM, con muchas características únicas, la más notable es:
Los contratos antiguos seguirán existiendo y podrán ser creados, aunque eventualmente podrían ser descontinuados gradualmente a favor de los contratos antiguos ( e incluso podrían ser forzados a convertirse en código EOF ). Los contratos nuevos se beneficiarán de las mejoras en eficiencia que trae EOF: primero mediante un bytecode ligeramente reducido gracias a las características de subrutinas, y luego con nuevas funcionalidades específicas de EOF o costos de gas reducidos.
Tras la introducción del EOF, las actualizaciones adicionales se vuelven más fáciles. Actualmente, lo más desarrollado es la extensión aritmética del módulo EVM ( EVM-MAX ). EVM-MAX crea un conjunto de nuevas operaciones específicamente para la operación de módulo y las coloca en un nuevo espacio de memoria que no se puede acceder a través de otros códigos de operación, lo que hace posible el uso de optimizaciones como la multiplicación de Montgomery.
Una idea más reciente es combinar EVM-MAX con la característica de múltiples datos de una sola instrucción (SIMD). SIMD, como un concepto de Ethereum, ha existido durante mucho tiempo, siendo propuesto por primera vez por Greg Colvin en el EIP-616. SIMD puede ser utilizado para acelerar muchas formas de criptografía, incluyendo funciones hash, STARKs de 32 bits y criptografía basada en rejillas. La combinación de EVM-MAX y SIMD hace que estas dos extensiones orientadas al rendimiento sean una pareja natural.
Un diseño aproximado de una combinación de EIP comenzará con EIP-6690 y luego:
python for i in range(count): mem[z_start + z_skip * count] = op( mem[x_start + x_skip * count], mem[y_start + y_skip * count] )
En la implementación real, esto se procesará de manera paralela.
Enlace de investigación existente
El trabajo restante y las compensaciones
Actualmente, se planea incluir EOF en la próxima bifurcación dura. Aunque siempre existe la posibilidad de eliminarlo en el último momento — en bifurcaciones duras anteriores se eliminaron funciones temporalmente, pero hacerlo enfrentará grandes desafíos. Eliminar EOF significa que cualquier actualización futura al EVM deberá realizarse sin EOF, aunque es posible, podría ser más difícil.
El principal compromiso del EVM radica en la complejidad de L1 y la complejidad de la infraestructura. El EOF requiere la adición de una gran cantidad de código a la implementación del EVM, y la verificación de código estático también es relativamente compleja. Sin embargo, a cambio, podemos simplificar los lenguajes de alto nivel, simplificar la implementación del EVM y otros beneficios. Se puede argumentar que la hoja de ruta para la mejora continua de Ethereum L1 debe incluir y construirse sobre el EOF.
Una tarea importante que debe realizarse es implementar funciones similares a EVM-MAX más SIMD y llevar a cabo pruebas de referencia sobre el consumo de gas de varias operaciones criptográficas.
¿Cómo interactuar con otras partes de la hoja de ruta?
L1 ajusta su EVM para que L2 también pueda realizar ajustes correspondientes más fácilmente. Si ambos no se sincronizan, puede haber incompatibilidades que generen efectos adversos. Además, EVM-MAX y SIMD pueden reducir los costos de gas de muchos sistemas de prueba, lo que hace que L2 sea más eficiente. También facilita el reemplazo de más precompilados por código EVM que puede ejecutar las mismas tareas, lo que podría no afectar significativamente la eficiencia.
abstracción de cuentas
¿Qué problema se resolvió?
Actualmente, las transacciones solo se pueden verificar de una manera: firma ECDSA. Inicialmente, la abstracción de cuentas estaba destinada a ir más allá de esto, permitiendo que la lógica de verificación de cuentas fuera cualquier código EVM. Esto puede habilitar una serie de aplicaciones:
Permitir que el protocolo de privacidad funcione sin intermediarios, reduciendo significativamente su complejidad y eliminando un punto de dependencia central clave.
Desde que se propuso la abstracción de cuentas en 2015, su objetivo también se ha ampliado para incluir una gran cantidad de "objetivos de conveniencia", por ejemplo, una cuenta que no tiene ETH pero posee algunos ERC20 puede utilizar ERC20 para pagar el gas.
MPC( el cálculo multiparte) es una tecnología con 40 años de historia, utilizada para dividir claves en múltiples partes y almacenarlas en varios dispositivos, utilizando tecnología criptográfica para generar firmas, sin necesidad de combinar directamente estas partes de clave.
EIP-7702 es una propuesta que se planea introducir en la próxima bifurcación dura. EIP-7702 es el resultado de un reconocimiento creciente de la necesidad de proporcionar abstracción de cuentas para beneficiar a todos los usuarios (, incluidos los usuarios de EOA ), y tiene como objetivo mejorar la experiencia de todos los usuarios a corto plazo y evitar la división en dos ecosistemas.
Este trabajo comenzó con EIP-3074 y finalmente se convirtió en EIP-7702. EIP-7702 proporciona la "funcionalidad conveniente" de la abstracción de cuentas a todos los usuarios, incluyendo las cuentas externas de propiedad (EOA) ( de hoy, es decir, cuentas controladas por firma ECDSA ).
Aunque algunos desafíos (, especialmente el desafío de la "conveniencia" ), pueden resolverse a través de tecnologías progresivas como la computación multipartita o EIP-7702, el principal objetivo de seguridad del que se propuso inicialmente la propuesta de abstracción de cuentas solo puede lograrse volviendo atrás y resolviendo el problema original: permitir que el código de contratos inteligentes controle la verificación de transacciones. La razón por la que aún no se ha logrado hasta ahora radica en la implementación segura, lo cual es un desafío.
¿Qué es y cómo funciona?
El núcleo de la abstracción de cuentas es simple: permite que los contratos inteligentes inicien transacciones, y no solo los EOA. Toda la complejidad proviene de implementar esto de una manera que sea amigable para el mantenimiento de la red descentralizada y prevenir ataques de denegación de servicio.
Un desafío clave típico es el problema de múltiples fallos:
Si hay una función de validación de 1000 cuentas que depende de un único valor S, y el valor S actual hace que las transacciones en el pool de memoria sean válidas, entonces una única transacción que invierta el valor de S podría hacer que todas las demás transacciones en el pool de memoria sean inválidas. Esto permite que un atacante envíe transacciones basura al pool de memoria a un costo muy bajo, bloqueando así los recursos de los nodos de la red.
Después de años de esfuerzo, destinado a expandir las funcionalidades mientras se limita el riesgo de denegación de servicio (DoS), finalmente se llegó a la solución para lograr "abstracción ideal de cuentas": ERC-4337.
El funcionamiento de ERC-4337 consiste en dividir el procesamiento de las operaciones de los usuarios en dos etapas: verificación y ejecución. Todas las verificaciones se procesan primero, y todas las ejecuciones se procesan después. En el pool de memoria, solo se aceptarán las operaciones de los usuarios cuya etapa de verificación solo involucre su propia cuenta y no lea variables de entorno. Esto puede prevenir ataques de doble fallo. Además, se imponen límites estrictos de gas en los pasos de verificación.
ERC-4337 fue diseñado como un estándar de protocolo adicional (ERC), porque en ese momento los desarrolladores de clientes de Ethereum estaban enfocados en la fusión (Merge), y no tenían energía adicional para manejar otras funciones. Por eso, ERC-4337 utiliza un objeto llamado operación de usuario, en lugar de transacciones convencionales. Sin embargo, recientemente nos hemos dado cuenta de la necesidad de incorporar al menos parte de su contenido en el protocolo.
Las dos razones clave son las siguientes:
Además, ERC-4337 también amplía dos funciones:
![Vitalik sobre el posible futuro de Ethereum (seis): The Splurge])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-c0f722db75e53f4ff37ef40f5547dfc4.webp(
)# Enlace de investigación existente
)# El trabajo restante y las compensaciones
Actualmente, lo que se necesita resolver principalmente es cómo introducir completamente la abstracción de cuentas en el protocolo. El EIP de abstracción de cuentas que ha ganado popularidad recientemente es el EIP-7701, que implementa la abstracción de cuentas sobre el EOF. Una cuenta puede tener una sección de código separada para la verificación; si la cuenta ha establecido esta sección de código, dicho código se ejecutará en el paso de verificación de las transacciones provenientes de esa cuenta.
Este método de