Aggiornamento Pectra di Ethereum

L’aggiornamento Pectra punta a migliorare le prestazioni della mainnet di Ethereum con tre obiettivi principali: (1) risolvere i problemi di rete esistenti, (2) ottimizzare l’esperienza utente e (3) preparare la rete per futuri aggiornamenti.

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Panoramica generale

• Pectra, il prossimo aggiornamento della rete Ethereum (ETH) dopo Dencun di marzo 2024, è previsto per l’attivazione sulla mainnet all’inizio del 2025. Questo aggiornamento punta a migliorare le prestazioni della mainnet di Ethereum con tre obiettivi principali: risolvere i problemi di rete esistenti, ottimizzare l’esperienza utente e preparare la rete per futuri aggiornamenti.
• Al momento della stesura di questo articolo, l’aggiornamento Pectra include undici EIP, soggetti a possibili modifiche. I principali EIP includono:
  • EIP-7702: permette agli account posseduti esternamente (EOA) di trasformarsi temporaneamente in smart account, offrendo vantaggi come il raggruppamento delle transazioni e la sponsorizzazione delle commissioni gas.
  • EIP-7251: aumenta il saldo massimo che i validatori possono mettere in staking da 32 ETH a 2.048 ETH, con l’obiettivo di consolidare i validatori esistenti e ridurre la pressione sulla rete Ethereum.
  • EIP-7742: abilita la regolazione dinamica del conteggio massimo e del target dei blob, preparando il terreno per future modifiche ai blob.
• Guardando al futuro, l’aggiornamento Fusaka, che seguirà Pectra, include EIP-7594 come EIP principale per affrontare i problemi di disponibilità dei dati su Ethereum. Mira a ridurre il carico su ogni nodo, consentendo loro di campionare porzioni di dati per la verifica, garantendo al contempo un alto livello di certezza sulla disponibilità dei dati completi.
• Ethereum ha uno degli effetti di rete, delle attività di sviluppo e degli ecosistemi più grandi nel settore delle criptovalute; perciò, gli aggiornamenti della rete Ethereum sono eventi molto attesi. Vale la pena notare che l’ambito e la tempistica di Pectra non sono ancora definitivi. Tuttavia, non vediamo l’ora di assistere a miglioramenti nell’efficienza della rete Ethereum e a funzionalità potenziate, come l’astrazione degli account, che avranno un impatto positivo su tutto l’ecosistema Ethereum.

1. Introduzione

Pectra è il prossimo aggiornamento della rete Ethereum (ETH), che seguirà Dencun, previsto per marzo 2024. Combina due aggiornamenti distinti, Prague ed Electra, che si concentrano rispettivamente sui cambiamenti al livello di esecuzione della rete (EL) e al livello di consenso (CL).

Ci sono state modifiche e discussioni in corso riguardo alla portata dell’aggiornamento Pectra. L’ultima pianificazione di rilascio prevista per l’attivazione della mainnet è l’inizio del 2025.

Mentre il precedente aggiornamento Dencun ha portato importanti miglioramenti alle soluzioni di scalabilità layer2 (L2) su Ethereum, l’aggiornamento Pectra mira a migliorare le prestazioni della mainnet di Ethereum, potenziando la scalabilità e l’esperienza utente, oltre a preparare la rete per futuri aggiornamenti.

Questo report fornisce una panoramica di Pectra, comprese le sue EIP principali, e offre uno sguardo all’imminente aggiornamento Fusaka.

2. Aggiornamento Pectra

2.1 Panoramica

Al momento della scrittura di questo articolo, 11 EIP sono inclusi nell’ambito dell’aggiornamento Pectra, soggetti a ulteriori cambiamenti.

Gli obiettivi delle EIP possono essere suddivisi in tre principali aree:

• Risoluzione dei problemi esistenti della rete: mira ad affrontare i colli di bottiglia più critici e urgenti attualmente presenti sulla rete Ethereum.
• Miglioramento dell’esperienza utente: apporta miglioramenti in vari ambiti, come l’efficienza della rete, l’interoperabilità e la sicurezza, a beneficio dei diversi stakeholder (utenti, validatori, applicazioni decentralizzate, ecc.).
• Preparazione per i futuri aggiornamenti: getta le basi per le prossime EIP che verranno implementate nei futuri aggiornamenti (ad esempio, la disponibilità dei dati).

Esaminiamo più da vicino tre EIP chiave: EIP-7702, EIP-7251 e EIP-7742, che avranno un impatto significativo sulle esperienze degli utenti. EIP-7702 consente agli account posseduti esternamente (EOA) di aggiornarsi temporaneamente in smart account, permettendo agli utenti di usufruire di vantaggi come il raggruppamento delle transazioni o la sponsorizzazione delle commissioni gas. EIP-7251 aumenta il saldo massimo che i validatori possono mettere in staking da 32 ETH a 2.048 ETH, con l’obiettivo di consolidare il numero esistente di validatori su Ethereum e ridurre la pressione sulla rete. EIP-7742 consente aggiustamenti dinamici del numero massimo e dell’obiettivo dei blob, ponendo le basi per le modifiche future pianificate ai blob.

2.2 EIP-7702 — Configurare il codice dell’account EOA

Ethereum ha due tipi di account:

• Account di proprietà esterna (EOA) — Controllato da chiavi private; tipicamente utilizzato da individui o entità per detenere e gestire Ether (ETH) e token.
• Smart account — Uno smart contract implementato sulla rete, controllato dal codice.

EIP-7702 permette agli EOA di aggiornare temporaneamente un account di contratto con la capacità di eseguire codice. Su Ethereum, la roadmap per l’astrazione dell’account (AA) mira a consentire agli smart contract di avviare autonomamente le transazioni, integrando le funzionalità degli account di proprietà esterna (EOA) e degli account di contratto.

Caratteristiche principali

• Raggruppamento: permette di eseguire più operazioni all’interno della stessa transazione (ad es. combinare l’approvazione e la spesa di token ERC-20 in un’unica transazione).
• Sponsorizzazione: permette all’account X di pagare le spese di gas per conto dell’account Y, con la possibilità di utilizzare altri token ERC-20 (ad esempio, stablecoin) per il pagamento.
• De-escalation dei privilegi: consente agli utenti di firmare sub-key, ovvero chiavi con autorizzazioni specifiche (ad es. che permettono di autorizzare solo il 5% del saldo totale del wallet per spese giornaliere).

Implicazioni

EIP-7702 è significativo, poiché consente agli utenti di sfruttare le funzionalità avanzate menzionate sopra nelle loro transazioni, mantenendo lo stesso EOA e indirizzo. Immagina di poter eseguire transazioni sulla blockchain anche senza fondi o commissioni di gas sufficienti, o di poter eseguire transazioni multiple con una sola firma, o delegare il wallet per automatizzare determinate operazioni: questo EIP porta praticità ed efficienza agli utenti. I wallet (ad es., MetaMask) e le DApp probabilmente supporteranno anche questa funzione, migliorando così l’esperienza utente.

Inoltre, l’EIP-7702 migliorerà la sicurezza con la sua funzione sub-key, consentendo agli utenti di dare autorizzazioni specifiche invece di delegare il controllo completo dell’account. Tuttavia, con questo EIP, gli utenti devono comunque proteggere le loro chiavi private.

EIP-7702 è considerato un passo avanti verso l’astrazione dell’account su Ethereum, migliorando il precedente EIP-3074 e rimuovendo la necessità di introdurre nuovi opcodes. Tuttavia, c’è ancora molto lavoro da fare prima che l’astrazione dell’account (AA) sia completamente integrata in Ethereum, con gli EOA che vengono pienamente convertiti in account di contratto.

2.3 EIP-7251 — Saldo massimo effettivo del validatore

EIP-7251 aumenta il saldo massimo che i validatori possono mettere in stake, portandolo da 32 ETH a 2.048 ETH, mantenendo invariato il minimo di 32 ETH. Questo aggiornamento mira a migliorare l’efficienza della rete.

Attualmente ci sono più di 1 milione di validatori su Ethereum. Uno dei motivi per questo grande set di validatori è il limite massimo (e anche minimo) di staking di 32 ETH. La motivazione iniziale per stabilire questo limite era garantire un numero sufficiente di validatori nel meccanismo di consenso Proof of Stake (PoS) e ridurre il rischio di concentrazione dei validatori di grandi dimensioni. Tuttavia, ciò ha portato a un gran numero di validatori “ridondanti” controllati da un singolo ente; ad esempio, Lido gestisce circa 305.000 validatori, con una quota del 28%. Inoltre, secondo quanto riportato da Galaxy, simulazioni condotte dagli ingegneri della Ethereum Foundation hanno rivelato che Ethereum potrebbe incontrare problemi di rete con 1,4 milioni di validatori. Questo include la necessità di un periodo di aggregazione dell’attestazione più lungo (per creare e finalizzare i blocchi), il che potrebbe causare ritardi nella finalizzazione delle transazioni, potenziali interruzioni della rete a causa delle maggiori esigenze di larghezza di banda e difficoltà nel raggiungere la finalità di un singolo slot in futuro, dove i blocchi vengono proposti e finalizzati nello stesso slot. Pertanto, è necessario modificare il limite di staking per migliorare l’efficienza.

Implicazioni

Con questo EIP, la rete ETH sarebbe in grado di consolidare il numero di validatori, ridurre la pressione sulla rete e migliorare l’efficienza. I grandi validatori e gli operatori di nodi possono consolidarsi per gestire un numero ridotto di validatori, riducendo così i costi complessivi. La probabilità di selezione del proponente del blocco sarà ponderata in base al rapporto tra saldo effettivo e saldo massimo effettivo, garantendo che i grandi validatori abbiano probabilità simili di essere scelti dopo la consolidazione. I piccoli validatori possono beneficiare delle ricompense composte e avere la possibilità di mettere in stake importi più flessibili, ad esempio 40 ETH invece di 64 ETH per gestire due validatori.

Inoltre, con un saldo minimo e massimo, gli staker possono beneficiare delle ricompense composte e di una maggiore flessibilità per i prelievi parziali. Attualmente, i saldi superiori a 32 ETH vengono automaticamente trasferiti al wallet dello staker attraverso un processo di sweep. Con questo EIP, gli staker possono accumulare ricompense oltre i 32 ETH, massimizzando i potenziali guadagni. Gli staker potranno anche effettuare prelievi parziali a loro discrezione dopo l’implementazione EIP, a differenza della situazione attuale in cui manca flessibilità, dato che il saldo minimo e massimo è fissato a 32 ETH. Questo garantisce un maggiore controllo sui prelievi.

In definitiva, spetta ai validatori decidere se preferiscono consolidare o meno. Perciò, affinché questo EIP raggiunga gli effetti desiderati di ridurre la pressione sulla rete, è necessario definire i dettagli dell’implementazione riguardanti l’elaborazione di ricompense, penalità e prelievi post-consolidazione. Ad esempio, sono in corso discussioni sulla meccanica delle penalità di slashing dopo la consolidazione dei validatori, dato che attualmente sono proporzionali al saldo effettivo di ETH.

2.4 EIP-7742 — Ottimizzare il numero dei blob

I blob, introdotti con EIP-4844 tramite l’aggiornamento Dencun, sono progettati per memorizzare temporaneamente grandi quantità di dati e rendere le transazioni L2 più economiche riducendo i costi di archiviazione dei dati. Il numero dei blob rappresenta la quantità dei blob che può essere inclusa in ogni blocco ETH. Attualmente, c’è un massimo di sei, e l’obiettivo è raggiungere un valore fisso di tre. Come menzionato da Vitalik Buterin, l’attuale capacità dei blob è pericolosamente vicina a un limite, il che potrebbe influenzare la scalabilità.

Attualmente, sia il massimo che l’obiettivo del numero dei blob sono codificati nella EL, mentre il massimo dei blob è codificato separatamente nella CL. EIP-7742, appena incluso in Pectra nell’ottobre 2024, mira a scollegare questi valori tra EL e CL per facilitare il dispiegamento delle modifiche al conteggio dei blob. Il CL verificherà ora il massimo dei blob e sarà in grado di impostare dinamicamente l’obiettivo del numero dei blob, invece di avere un valore fisso in relazione al massimo.

EIP-7742 pone anche le basi per future modifiche ai blob. Il 5 dicembre, gli sviluppatori di Ethereum hanno incluso EIP-7691 in Pectra per aumentare l’obiettivo e il massimo dei blob da 3/6 a 6/9. Questo obiettivo mira a migliorare il throughput delle transazioni L2 e a ridurre le commissioni di transazione. Una delle preoccupazioni riguardanti l’aumento del throughput dei blob è il possibile aumento dei requisiti di larghezza di banda per i soli staker, necessari per proporre blocchi con un numero maggiore di blob. Una riduzione dei solo staker, a sua volta, influenzerebbe la decentralizzazione della rete. Tuttavia, la Ethereum Foundation ha condotto uno studio recente, che ha mostrato che le prestazioni di questi stakers non sono negativamente influenzate se l’obiettivo e il massimo dei blob aumentano rispettivamente a sei e nove.

3. Successivo: aggiornamento Fusaka

Uno dei principali EIP in Fusaka è EIP-7594 (PeerDAS), che mira a risolvere i problemi di disponibilità dei dati su Ethereum.

EIP-7594 Campionamento della disponibilità dei dati peer (DAS)

EIP-7594 riduce il carico su ciascun nodo consentendo ai nodi di campionare porzioni di dati per la verifica e insieme fornire un alto livello di certezza che tutti i dati siano disponibili. Abbiamo precedentemente discusso il problema della capacità insufficiente dei blob dopo EIP-4844. Invece di aumentare semplicemente il numero di blob per includere più transazioni, il che aumenterebbe il carico sull’hardware, PeerDAS affronta il problema verificando l’accuratezza e la disponibilità dei blob di dati senza la necessità di scaricarne l’intero contenuto. Ipoteticamente, se ciascun nodo memorizza solo ⅛ dei dati del blob, il conteggio dei blob potrebbe teoricamente aumentare da quattro a otto volte (4-8x), mantenendo comunque un utilizzo simile della larghezza di banda. I nodi possono mantenere connessioni con altri peer nella rete per campionare altre porzioni di dati, se necessario.

Le implicazioni di questo EIP includono l’aspettativa di migliorare la scalabilità della rete Ethereum per soddisfare l’aumento previsto del numero di rollup e transazioni su L2 e ridurre ulteriormente la commissione di transazione L2. Inoltre, migliora l’efficienza poiché la funzione di disponibilità dei dati (DA) è distribuita tra più nodi, riducendo potenzialmente l’utilizzo della larghezza di banda per ciascun nodo. Inoltre, migliorare il conteggio dei DA e dei blob potrebbe ridurre i picchi delle commissioni di gas attualmente riscontrati durante l’acquisto di blob aggiuntivi.

4. Conclusione

A causa della divisione nell’ambito dell’aggiornamento di Pectra, il numero di EIP inclusi è stato ridotto, concentrandosi maggiormente sui miglioramenti della rete ETH, in particolare sull’esperienza utente e sulla risoluzione dei problemi esistenti della rete. Vale la pena notare che l’ambito e la tempistica di Pectra non sono definiti al momento della stesura di questo documento, e sarà necessario seguire gli aggiornamenti più recenti dai team di sviluppo.

Poiché ETH ha una roadmap di scalabilità incentrata sui rollup, con l’obiettivo di raggiungere i 100.000 tps, e con le attività degli utenti che migrano gradualmente verso L2, il mercato potrebbe tendere a guardare favorevolmente ai miglioramenti delle L2 e dei rollup (ad esempio, PeerDAS, che è stato ritardato da Pectra a Fusaka).

Tuttavia, i miglioramenti nell’efficienza di ETH e le funzionalità avanzate (come l’astrazione dell’account) apporterebbero benefici all’ecosistema, comprese le applicazioni sui rollup. Inoltre, Ethereum è uno dei progetti con il maggiore impatto di rete, attività degli sviluppatori ed ecosistemi nel settore delle criptovalute; perciò, gli aggiornamenti su Ethereum continuano a essere eventi molto attesi.

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Autori

Crypto.com team di Ricerca e Insights

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