Nagyot változhatnak az Ethereum-tranzakciók: új szerepet kap az EIP-8141

A megközelítés hosszabb távon egyszerűbbé teheti az Ethereum tranzakciós rendszerének fejlesztését, miközben olyan funkciókat nyithat meg, mint az alternatív aláírási módszerek, a kulcscsere, a támogatott gasfizetés, a tranzakciók kötegelése vagy akár különböző adatvédelmi bizonyítékok használata. Az EIP-8141 ugyanakkor még nem végleges: a technikai részletek tovább változhatnak, miközben a fejlesztők az EIP-8130-cal való együttműködés lehetőségeit is vizsgálják.

Új irányt kapott az Ethereum EIP-8141 fejlesztése

Derek Chiang Ethereum-fejlesztő és az EIP-8141 egyik társszerzője szerint a javaslat mögött álló csapat egy fontos tervezési áttöréshez jutott. A fejlesztők arra jutottak, hogy több tranzakciós funkciót nem feltétlenül kell új, különálló mezőként beépíteni az Ethereum tranzakciós struktúrájába.

Ehelyett ezeket úgynevezett programozható frame-ekkel lehetne megvalósítani. A frame ebben az összefüggésben lényegében egy meghatározott szerződéshívás, amely egy tranzakción belül valamilyen konkrét feladatot hajt végre, például ellenőriz egy feltételt, jóváhagyja a gasfizetést vagy végrehajt egy felhasználói műveletet.

Chiang szerint ilyen módon kezelhető lehet például a tranzakciók lejárati ideje, az összevont digitális aláírások, bizonyos adatvédelmi rendszerekhez kapcsolódó Merkle-gyökerek vagy éppen a tranzakció végrehajtása után ellenőrizendő feltételek.

A lényeg tehát nem egyszerűen az, hogy az Ethereum újabb tranzakciótípust kapna. A fejlesztők inkább egy általánosabb rendszert szeretnének létrehozni, amelybe később több új funkció is beilleszthető anélkül, hogy minden alkalommal újra kellene tervezni a teljes tranzakciós formátumot.

Mik azok a frame-ek az Ethereumban?

Az EIP-8141 jelenlegi tervezete a Frame Transaction, vagyis frame-alapú tranzakció fogalmát szerződéshívások sorozataként határozza meg. Ezek a hívások különböző szerepeket tölthetnek be ugyanazon tranzakción belül.

A javaslat jelenlegi változata három fő működési módot különböztet meg: DEFAULT, VERIFY és SENDER. A VERIFY frame feladata például annak ellenőrzése lehet, hogy egy előre meghatározott feltétel teljesül-e, míg a SENDER frame egy olyan műveletet hajthat végre, amely a tranzakció küldőjeként azonosított fiókból indul.

Ez első hallásra technikai részletnek tűnhet, valójában azonban komoly változásokat tehet lehetővé az Ethereum felhasználói élményében. Egy tranzakció például külön lépésben ellenőrizhetné az aláírásokat, egy másik frame dönthetne a gasdíj megfizetésének módjáról, majd egy harmadik hajthatná végre a tényleges felhasználói műveletet.

A frame-ek ráadásul úgynevezett atomi kötegekbe is rendezhetők. Az atomikus végrehajtás azt jelenti, hogy a csoportba tartozó műveletek vagy mind sikeresen lefutnak, vagy ha bármelyik hibázik, a teljes csomag visszavonásra kerül.

Ez különösen összetett DeFi-műveleteknél vagy több lépésből álló tranzakcióknál lehet hasznos. A felhasználónak így nem kell attól tartania, hogy egy összetett műveletsor egyik része sikerül, miközben egy későbbi lépés elbukik és kellemetlen köztes állapotot hagy maga után.

Nem kellene minden funkcióhoz új tranzakciós formátum

Az Ethereum jelenlegi tranzakciói egy alapvető „borítékot”, vagyis transaction envelope-ot használnak. Ebben találhatók többek között a hálózat azonosítójára, a nonce-ra, a küldőre, a díjakra és az aláírásokra vonatkozó adatok.

Az EIP-8141 ezt az alapstruktúrát nem tüntetné el. A változás inkább abban állna, hogy az új képességek egy része a frame-ekben jelenhetne meg, így nem lenne szükség arra, hogy minden új Ethereum-funkció számára teljesen új tranzakciós borítékot hozzanak létre.

Ez azért lehet fontos, mert egy tranzakciós formátum módosítása jóval több szereplőt érint, mint pusztán az Ethereum végrehajtási klienseit. A változásokhoz alkalmazkodniuk kell a kriptotárcáknak, a Layer 2 hálózatoknak, a blokkfelfedezőknek, a hardveres aláíróeszközöknek, a programkönyvtáraknak és számos infrastruktúra-szolgáltatónak is.

Minden új tranzakciós formátum ezért komoly koordinációt igényel. Chiang szerint, mivel az Ethereum jelentősebb frissítései nagyjából kilenchavonta követik egymást, a rendszer folyamatos átalakítása túlságosan lassúvá és összetetté tehetné az új képességek bevezetését.

Egy általános frame-rendszer ezzel szemben stabilabb interfészt adhatna a fejlesztők számára. Az új validációs vagy végrehajtási módszereket később szerződések vagy meghatározott protokollelemek segítségével lehetne hozzáadni.

Az EIP-8141 nem szüntetné meg az Ethereum frissítéseit

Fontos ugyanakkor, hogy a javaslat nem teszi szükségtelenné a jövőbeli hard forkokat. Maga az EIP-8141 is módosítja az Ethereum konszenzusszabályait, így végrehajtási kliensszintű támogatást és hálózati frissítést igényel.

A jövőben új opcode-ok, precompile-ok vagy a gaselszámolás módosítása szintén olyan változtatásokat tehet szükségessé, amelyekhez protokollszintű frissítés kell. A cél tehát nem az, hogy minden új fejlesztést smart contract szinten lehessen megvalósítani.

A fő előny inkább az lenne, hogy egy-egy új funkció miatt nem feltétlenül kellene magát a tranzakciós tárolót és annak szerkezetét újratervezni. Ez csökkenthetné az ökoszisztéma egészét terhelő fejlesztési és koordinációs munkát.

Ha a modell beválik, az Ethereum tranzakciós formátuma hosszabb ideig stabil maradhatna, miközben a hozzá kapcsolódó képességek tovább fejlődnek.

Az account abstraction az EIP-8141 egyik fő célja

Az EIP-8141 egyik legfontosabb célkitűzése a natív account abstraction, vagyis a fiókabstrakció támogatása. Ez az Ethereum egyik régóta fejlesztett koncepciója, amelynek célja, hogy a felhasználói fiókok működése sokkal programozhatóbbá váljon.

A hagyományos Ethereum-fiókok, az úgynevezett externally owned accountok jelenleg erősen támaszkodnak egy konkrét kriptográfiai aláírási rendszerre és a privát kulcsokra. Az account abstraction lehetővé teheti, hogy a felhasználók és tárcák rugalmasabban határozzák meg, milyen feltételek mellett tekinthető érvényesnek egy tranzakció.

Ez olyan funkciók előtt nyithatja meg az utat, mint a kulcsok egyszerűbb cseréje, alternatív aláírási rendszerek használata, több aláíró együttes jóváhagyása, a gasdíjak harmadik fél általi finanszírozása vagy több tranzakció egyetlen kötegben történő végrehajtása.

A kulcscsere például jelentősen javíthatná a felhasználói biztonságot. A jelenlegi kriptovilág egyik legnagyobb problémája, hogy egy elvesztett privát kulcs végleges hozzáférésvesztést eredményezhet, míg egy programozhatóbb fiókrendszerben megvalósíthatók lennének kifinomultabb helyreállítási vagy jogosultságkezelési mechanizmusok.

Az EIP-8141 céljai között szerepel az is, hogy csökkentse az Ethereum-fiókok függőségét a hagyományos secp256k1 aláírási rendszertől. Ez hosszabb távon megkönnyítheti új hitelesítési megoldások bevezetését.

Új aláírási módszerek is megjelenhetnek

A programozható validáció egyik legnagyobb előnye az lehet, hogy az Ethereum nem kényszerülne egyetlen, örökre rögzített aláírási mechanizmus használatára. Ehelyett különböző hitelesítési módszerek működhetnének egymás mellett.

Ez egyre fontosabb kérdés, ahogy a blokklánc-infrastruktúra fejlődik. A jövőben például hardveres biztonsági modulok, biometrikus hitelesítéshez kapcsolódó megoldások, többkulcsos rendszerek vagy akár új, kvantumbiztosabb kriptográfiai technikák is nagyobb szerepet kaphatnak.

A programozható validáció lehetővé teheti, hogy az Ethereum fokozatosan alkalmazkodjon ezekhez a változásokhoz. A hálózatnak így nem feltétlenül kellene az egyik mereven rögzített aláírási rendszer helyére egy másik ugyanilyen merev megoldást bevezetnie.

Ez jelentős előnyt adhatna az Ethereum hosszú távú technológiai rugalmassága szempontjából, különösen akkor, ha a hálózat évtizedeken keresztül szeretne globális pénzügyi infrastruktúraként működni.

A túl nagy rugalmasság új problémákat is teremthet

A programozható tranzakcióknak ugyanakkor ára van. Minél rugalmasabb egy rendszer, annál nehezebb lehet előre meghatározni, hogy pontosan hogyan fog viselkedni egy adott tranzakció.

Ez komoly kihívás lehet például a tárcák, sequencerek és egyéb infrastruktúra-szolgáltatók számára. Egy Layer 2 hálózat sequencere olyan rendszerkomponens, amely összegyűjti, rendezi és feldolgozza a felhasználói tranzakciókat, mielőtt azok véglegesítése megtörténne.

Egy ilyen rendszer számára fontos lehet előre tudni, hogy egy adott hitelesítési folyamat mekkora számítási terhelést jelent. Ha bármilyen tetszőleges programkód használható validációként, akkor nehezebbé válhat a tranzakciók költségének, biztonságának és erőforrásigényének előzetes felmérése.

A túlságosan absztrakt tranzakciók ezért kevésbé „olvashatók” az infrastruktúra számára. Ez különösen nagy áteresztőképességű Layer 2 hálózatok esetében lehet probléma, amelyek kiszámítható teljesítményre és alacsony késleltetésre törekednek.

Az EIP-8130 segíthet strukturálni a frame-eket

A fejlesztők emiatt az EIP-8141 és az EIP-8130 összekapcsolásának lehetőségét is vizsgálják. Az EIP-8130 egy másik account abstraction javaslat, amely némileg eltérő megközelítést alkalmaz a hitelesítés kezelésére.

Az EIP-8130 egy on-chain keystore, vagyis blokkláncon tárolt kulcs- és jogosultságkezelési rendszer használatát javasolja. A fiókok ebben különböző szereplőket és hitelesítő szerződéseket regisztrálhatnának, a tranzakció pedig egyértelműen megjelölhetné, milyen hitelesítési módszert kíván alkalmazni.

Ennek egyik nagy előnye, hogy a hálózati csomópont vagy a Layer 2 sequencer már a tetszőleges wallet-kód lefuttatása előtt képes lehet meghatározni, milyen validációra van szükség. Ez nagyobb kiszámíthatóságot teremthet.

Egy Layer 2 hálózat például engedélyezhetne egy szűkebb, szabványosított hitelesítőlistát a gyors és olcsó tranzakciókhoz. A bonyolultabb hitelesítési formák továbbra is használhatók lennének, de az általános Ethereum Virtual Machine végrehajtási útvonalán keresztül.

Az EIP-8141 és EIP-8130 már nem feltétlenül rivális

Az Ethereum fejlesztői korábban részben egymással versengő megoldásként kezelték az EIP-8141-et és az EIP-8130-at. A Hegotá frissítés korábbi tervezési folyamatában felmerült, hogy a két account abstraction irány közül melyik kapjon hangsúlyosabb szerepet.

A legfrissebb fejlemények azonban arra utalnak, hogy a két javaslat bizonyos elemei jól kiegészíthetik egymást. Az EIP-8141 biztosíthatná a frame-ek által kínált nagyfokú rugalmasságot, az EIP-8130 pedig strukturáltabb formát adhatna a hitelesítési folyamatoknak.

Chiang szerint az EIP-8130 képes lehet előre meghatározott struktúrát helyezni az EIP-8141 frame-jei köré. Így megőrizhető lenne a programozhatóság, miközben a tárcák és a nagy teljesítményű hálózatok számára könnyebben elemezhető maradna a tranzakció.

A kombinált modell azonban egyelőre nincs véglegesítve. Mindkét EIP tervezet státuszú, ezért a konkrét megvalósítás még számottevően változhat.

Vitalik Buterin a párhuzamos validációban lát lehetőséget

Vitalik Buterin, az Ethereum társalapítója szintén hozzászólt a technikai irányhoz. Megközelítésében különválasztotta a tranzakciók „műveleteit” és azok „függőségeit”.

A művelet egy olyan lépés, amely módosítja az Ethereum állapotát, például ETH-t küld egy másik címre vagy adatot ír egy smart contractba. A függőség ezzel szemben olyan feltétel, amelynek teljesülnie kell a művelet elfogadása előtt, például egy digitális aláírás, Merkle-bizonyíték vagy zero-knowledge proof.

A zero-knowledge proof, vagyis zéró tudású bizonyítás olyan kriptográfiai eljárás, amellyel egy fél bizonyítani tudja egy állítás helyességét anélkül, hogy minden alapul szolgáló információt nyilvánosságra hozna.

Buterin szerint az egymástól független függőségek akár párhuzamosan is ellenőrizhetők lennének. Ez potenciálisan gyorsabbá tehetné a tranzakciók validálását, különösen akkor, ha az ellenőrzések nem igénylik az Ethereum aktuális állapotának módosítását vagy lekérdezését.

A mempoolban is elvégezhetők lennének bizonyos ellenőrzések

Buterin felvetése szerint egyes állapotfüggetlen feltételeket már a mempoolban lehetne ellenőrizni. A mempool az a tranzakciós váróterület, ahol a még blokkba nem került Ethereum-tranzakciók találhatók.

Ha egy bizonyítás vagy aláírás ellenőrzése nem függ a blokklánc pillanatnyi állapotától, azt elméletileg nem szükséges minden egyes végrehajtási lépésnél újra kiszámítani. Bizonyos ellenőrzéseket egyszer lehetne elvégezni, majd az eredményt később felhasználni.

Buterin ennél tovább is ment, és felvetette, hogy több ellenőrzés eredménye hosszabb távon akár egyetlen rekurzív STARK-bizonyításban is összefoglalható lehetne. A STARK egy fejlett kriptográfiai bizonyítási technológia, amely lehetővé teszi számítások helyességének tömör igazolását.

Ez azonban jelenleg kutatási irány, nem elfogadott Ethereum-funkció. A technológiai lehetőség ettől függetlenül jól mutatja, milyen irányban gondolkodnak a fejlesztők a tranzakciók jövőbeli feldolgozásáról.

Az egyszerűbb tranzakciók akár olcsóbbak is lehetnek

A műveletek és függőségek különválasztása az Ethereum gasrendszerére is hatással lehetne. Ha egy tranzakció előre jól elemezhető és kiszámítható módon működik, akkor a hálózat potenciálisan hatékonyabban tudná feldolgozni.

Buterin szerint a statikusan jobban elemezhető tranzakciók hosszabb távon akár alacsonyabb gasdíjat is kaphatnának. Ez ösztönözhetné az olyan tranzakciós minták használatát, amelyek kisebb számítási kockázatot és kevesebb dinamikus végrehajtást igényelnek.

Fontos hangsúlyozni, hogy ilyen díjszabásról egyelőre nem született döntés. Jelenleg inkább arról van szó, hogy a frame-alapú modell technikailag lehetővé tehet egy ilyen differenciált megközelítést.

A potenciális előny ugyanakkor jelentős. Ha az egyszerűbb Ethereum-tranzakciók olcsóbban és párhuzamosabban dolgozhatók fel, az hosszabb távon növelheti a hálózat skálázhatóságát.

A Hegotá frissítésben már helyet kapott az EIP-8141

Az EIP-8141 jelenleg az Ethereum Hegotá nevű tervezett frissítésének részeként szerepel. A Hegotá Meta EIP már ütemezett elemként sorolja fel a Frame Transactions megoldást, valamint a FOCIL-t is.

Ez fontos előrelépést jelent, mert a javaslat státusza erősebb annál, mintha pusztán ötletként vagy mérlegelés alatt álló fejlesztésként szerepelne. Ugyanakkor az ütemezés még nem jelenti azt, hogy az EIP-8141 jelenlegi specifikációja végleges lenne.

A javaslat továbbra is draft, vagyis tervezet státuszban van. A fejlesztők még módosíthatják a frame-típusokat, az aláíráskezelést, a gaselszámolást és az EIP-8130-cal való kapcsolatot is.

A teszthálózati és mainnet aktiválás pontos dátumai sincsenek még véglegesítve. Ez azt jelenti, hogy a technológia útja a jelenlegi formától az éles Ethereum hálózatig még több fejlesztési és tesztelési szakaszból áll.

Komoly biztonsági tesztek várnak még a frame-ekre

A következő lépések között szerepelnek a specifikációk frissítései, az Ethereum végrehajtási klienseinek implementációi, különböző fejlesztői hálózatok és az interoperabilitási tesztek. Különösen fontos lesz annak vizsgálata, hogy a tárcák és Layer 2 rendszerek mennyire könnyen tudják kezelni az új tranzakciós struktúrát.

A fejlesztőknek biztonsági szempontból is komoly kihívásokkal kell foglalkozniuk. A programozható validáció például potenciálisan növelheti a mempoolt érintő denial-of-service, vagyis szolgáltatásmegtagadásos támadások kockázatát.

Ennek oka, hogy egy rosszindulatú felhasználó elméletileg olyan tranzakciókat küldhet, amelyek érvénytelenségének megállapítása már önmagában is jelentős számítási kapacitást igényel. Ha ezt megfelelő korlátok nélkül lehetne megtenni, a támadó feleslegesen terhelhetné a hálózati csomópontokat.

A fejlesztőknek ezért meg kell találniuk az egyensúlyt a programozhatóság és az előre kiszámítható erőforrásigény között. Ebben is fontos szerepe lehet az EIP-8130 által kínált strukturáltabb hitelesítési modellnek.

Mit jelenthet mindez az Ethereum felhasználóinak?

Az EIP-8141 első pillantásra rendkívül technikai protokollmódosításnak tűnik, de a hosszabb távú következményei nagyon is gyakorlatiak lehetnek. Ha sikerül natív szinten rugalmasabbá tenni az Ethereum-fiókokat, a felhasználóknak egyszerűbb és biztonságosabb tárcák állhatnak rendelkezésükre.

Elképzelhetővé válhat például, hogy egy tárca elveszett kulcs esetén előre meghatározott helyreállítási folyamatot használjon. Más esetben egy alkalmazás vagy szolgáltató átvállalhatja a felhasználó gasdíját, így az ügyfélnek nem feltétlenül kell előre ETH-t tartania pusztán egy tranzakció végrehajtásához.

A tranzakciók kötegelése szintén javíthatja a felhasználói élményt. Egy összetett DeFi-művelet vagy tokenügylet több külön jóváhagyás helyett egyetlen műveleti csomagként hajtható végre.

Az alternatív aláírási rendszerek pedig lehetővé tehetik, hogy az Ethereum-tárcák jobban integrálódjanak a hagyományos mobileszközök, biztonsági modulok vagy akár jövőbeli hitelesítési szabványok világába.

Az Ethereum tranzakciós rendszere hosszabb távra készül

Az EIP-8141 jelentősége végső soron nem egyetlen új funkcióban rejlik. Sokkal inkább abban, hogy az Ethereum fejlesztői egy olyan tranzakciós modellt próbálnak kialakítani, amely képes befogadni a következő évek technológiai változásait anélkül, hogy minden új ötletnél alapjaiban kellene átalakítani a tranzakciós formátumot.

A frame-ek ehhez egy általános, programozható interfészt adhatnak. Az EIP-8130 strukturált hitelesítési megoldása eközben segíthet abban, hogy ez a rugalmasság ne tegye kezelhetetlenné a tranzakciókat a tárcák és Layer 2 hálózatok számára.

Vitalik Buterin párhuzamos validációról és a tranzakciós függőségek szétválasztásáról szóló elképzelése még tovább mutat. Ha ezekből a kutatási irányokból később konkrét protokollfunkciók születnek, az Ethereum tranzakciófeldolgozása gyorsabbá, olcsóbbá és jobban párhuzamosíthatóvá válhat.

Ezek azonban egyelőre lehetőségek, nem kész eredmények. Az EIP-8141 specifikációja továbbra is változhat, a Hegotá pontos aktiválási dátumai pedig még nyitottak.

A következő időszak ezért az implementációról, a tesztelésről és a különböző Ethereum-infrastruktúrák közötti kompatibilitás bizonyításáról szólhat. Ha a frame-alapú modell sikeresen teljesíti ezeket a próbákat, az EIP-8141 az Ethereum következő nagy technikai korszakának egyik fontos építőeleme lehet.