Перейти к основному содержанию

Последнее обновление страницы: 25 января 2024 г.

Активные области исследования Ethereum

Одно из ключевых преимуществ Ethereum — активное сообщество исследователей и разработчиков, которые постоянно совершенствуют сеть. Много увлеченных людей с хорошими навыками по всему миру хотели бы взяться за нерешенные проблемы Ethereum, но не всегда легко понять, в чем именно заключаются эти проблемы. На этой странице описаны ключевые активные области исследований, и она выступает в качестве примерного руководства по передовым возможностям Ethereum.

Как происходят исследования в 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 книг. Исследования в Ethereum происходят быстро, новые находки публикуют и обсуждают открыто на форумах, таких как ethresear.ch(opens in a new tab), вместо того чтобы пытаться донести до сообщества информацию посредством традиционных публикаций после прохождения нескольких этапов экспертной оценки.

Основные ресурсы по исследованиям

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

Этот отчет, опубликованный DelphiDigital(opens in a new tab) в мае 2022 года, представляет собой хороший обзор ориентиров для Ethereum.

Источники финансирования

Вы можете участвовать в исследованиях Ethereum и получать за это плату! Например, фонд Ethereum Foundation недавно запустил раунд финансирования академических грантов(opens in a new tab). Информацию о действующих и будущих возможностях финансирования можно найти на странице грантов Ethereum.

Исследования протокола

Исследования протокола связаны с основным уровнем Ethereum — набором правил, определяющих, каким образом узлы подключаются, взаимодействуют между собой, обмениваются информацией и хранят данные Ethereum, а также приходят к консенсусу касательно состояния блокчейна. Исследования протокола разделены на высшем уровне на две категории: консенсус и исполнение.

Консенсус

Исследования консенсуса связаны с механизмом доказательства доли владения в Ethereum. Вот некоторые примеры тем исследований консенсуса:

  • обнаружение и исправление уязвимостей;
  • количественная оценка криптоэкономической безопасности;
  • увеличение безопасности или производительности исполнений клиентов;
  • и разработка легковесных клиентов.

Параллельно с исследованиями, ориентированными на будущее, ведутся и некоторые фундаментальные переработки протокола, такие как финализация в одной ячейке, которые позволят значительно улучшить Ethereum. Кроме того, эффективность, безопасность и мониторинг одноранговой сети между консенсус-клиентами — тоже важные темы для исследования.

Справочные материалы

Новейшие исследования

Исполнение

Уровень исполнения связан с выполнением транзакций, работой виртуальной машины Ethereum (EVM) и созданием полезных нагрузок исполнения для передачи на уровень консенсуса. Существует много активных областей исследований, включая следующие:

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

Справочные материалы

Новейшие исследования

Разработка клиентов

Клиенты Ethereum — это реализации протокола Ethereum. Разработка клиентов воплощает в жизнь результаты исследований протокола, внедряя их в клиенты. Она включает обновление спецификаций клиентов и создание конкретных реализаций.

Узел Ethereum должен поддерживать работу двух элементов программного обеспечения:

  1. Консенсус-клиент, который следит за вершиной блокчейна, обрабатывает данные о блоках и логику консенсуса.
  2. Клиент-исполнитель, который поддерживает виртуальную машину Ethereum, выполняет транзакции и смарт-контракты.

Ознакомьтесь со страницей об узлах и клиентах, где вы найдете дополнительную информацию об узлах и клиентах, а также список всех текущих реализаций клиентов. Вы также можете найти историю всех обновлений Ethereum на странице истории.

Клиенты-исполнители

Консенсус-клиенты

Масштабирование и производительность

Масштабирование Ethereum — это большая область для концентрации внимания исследователей Ethereum. Текущие подходы включают перенос транзакций в свертки и их удешевление с помощью блобов (больших бинарных объектов) данных. Вводная информация о масштабировании Ethereum доступна на странице масштабирования.

Слой 2

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

Справочные материалы

Новейшие исследования

Мосты

Одна из самых требовательных к изучению областей сетей уровня 2 — это безопасные и эффективные мосты. Сюда входят мосты между разными сетями уровня 2, а также между сетями уровней 1 и 2. Это очень важная область исследования, потому что мосты часто становятся мишенью хакеров.

Справочные материалы

Новейшие исследования

Шардинг

Шардинг блокчейна Ethereum долгое время был частью дорожной карты разработки. Но новые решения в масштабировании, такие как «данкшардинг», сейчас заняли ведущую позицию.

Справочные материалы

Новейшие исследования

Аппаратное обеспечение

Возможность запуска узлов на слабом оборудовании критически важна для сохранения децентрализации Ethereum. Поэтому проводится активное исследование возможностей по минимизации аппаратных требований для запуска узла.

Справочные материалы

Новейшие исследования

Безопасность

Безопасность — это обширная тема, которая включает противостояние спаму и мошенничеству, защиту кошельков, оборудования и криптоэкономики, поиск ошибок, тестирование приложений и клиентского ПО, управление ключами. Расширение знаний в этих областях поможет стимулировать широкое внедрение.

Криптография и ZKP

Доказательства с нулевым разглашением (ZKP) и криптография критически важны для встраивания безопасности в Ethereum и его приложения. Нулевое разглашение — относительно новое, но быстро развивающееся направление с массой возможностей в областях исследований и разработок. Возможности здесь включают разработку более эффективной реализации алгоритма хэширования Keccak(opens in a new tab), поиск лучших полиномиальных обязательств по сравнению с существующими, снижение стоимости генерации публичных ключей ECDSA и схем верификации подписей.

Справочные материалы

Новейшие исследования

Кошельки

Кошельки Ethereum могут быть расширениями для браузера, настольными или мобильными приложениями и даже смарт-контрактами в Ethereum. Активная разработка в области кошельков с возможностью социального восстановления снижает риски, связанные с одиночным управлением ключами. С разработкой кошельков связано исследование альтернативных форм абстрагирования аккаунтов, что является важной областью перспективных исследований.

Справочные материалы

Новейшие 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 мероприятия и все остальное, что помогает строить сообщества, приветствовать новичков и рассказывать 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.

Справочные материалы

Новейшие 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).

Справочные материалы

Новейшие исследования

Рынки комиссий и блочного пространства

Рынки блочного пространства регулируют включение транзакций конечных пользователей, непосредственно на уровне 1 Ethereum или в мостовых сетях, например в свертках (уровень 2). В Ethereum транзакции отправляются на открытый рынок, который работает согласно протоколу EIP-1559, защищая сеть 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 lzk отслеживания таких эффектов и управления ими.

Справочные материалы

Новейшие исследования

Поощрения при доказательстве владения

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

Справочные материалы

Новейшие исследования

Ликвидный стейкинг и деривативы

Ликвидный стейкинг позволяет пользователям с балансом менее 32 ETH получать награды за стейкинг путем обмена эфиров на токен, представляющий использованный в стейкинге эфир. Этот токен также можно использовать в DeFi. Но поощрения и динамика рынка, связанные с ликвидным стейкингом, все еще изучаются, как и их влияние на безопасность Ethereum (пример — риски централизации).

Справочные материалы

Новейшие исследования

Тестирование

Формальная верификация

Формальная верификация — это написание кода, подтверждающего, что спецификации консенсуса Ethereum корректны и лишены ошибок. Существует исполняемая версия спецификации, написанная на Python, которая требует обслуживания и разработки. Дальнейшие исследования могут улучшить реализацию этой спецификации на Python и добавить инструменты, которые укрепят корректность верификации и помогут с идентификацией проблем.

Справочные материалы

Новейшие исследования

Наука о данных и аналитика

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

Справочные материалы

Новейшие исследования

Приложения и инструменты

Уровень приложений поддерживает разнообразную экосистему с программами, которые обрабатывают транзакции на основном уровне Ethereum. Команды разработчиков постоянно ищут новые способы использования Ethereum, чтобы создать подходящие для сборок, не требующие разрешений и устойчивые к цензурированию версии важных приложений Web2, а также создают совершенно новые концепты, нативные для Web3. В то же время разрабатывается новый инструментарий. Он позволит строить децентрализованные приложения на Ethereum без лишних сложностей.

DeFi

Децентрализованные финансы (DeFi) — это один из основных видов приложений, построенных на Ethereum. DeFi нацелены на создание гибких «денег в виде лего», что позволит всем 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.

Справочные материалы

Новейшие исследования

DAO

Важнейший сценарий применения Ethereum — это возможность организовываться децентрализованным образом через DAO. Существует множество активных исследований о том, как DAO в Ethereum можно разрабатывать и использовать, чтобы применять усовершенствованные формы управления, такие как инструменты для координации с минимумом доверия. Это значительно расширит возможности людей в сравнении с традиционными структурами корпораций и организаций.

Справочные материалы

Новейшие исследования

Инструменты для разработчиков

Инструменты для разработчиков Ethereum стремительно улучшаются. В этой области общего плана есть множество активных исследований и разработок.

Справочные материалы

Новейшие исследования

Оракулы

Оракулы импортируют офчейн-данные в блокчейн децентрализованным и лишенным разрешений образом. 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.

Справочные материалы

Последние исследования

Безопасность приложений

Взломы в Ethereum обычно используют уязвимости частных приложений, а не самого протокола. Хакеры и разработчики приложений вступили в гонку вооружений, создавая новые методы атаки и защиты. Это означает, что всегда требуется изучать и разрабатывать новые методы защиты приложений от взломов.

Справочные материалы

Новейшие исследования

Технологический стек

Децентрализация всего технологического стека Ethereum — это важная область для исследований. Сейчас децентрализованные приложения в Ethereum частично централизованы, потому что зависят от централизованных инструментов и инфраструктуры.

Справочные материалы

Новейшие исследования

Была ли эта статья полезной?