Fusaka: Еволюційний стрибок Ethereum до безмежної масштабованості після Pectra

Після успіху оновлення Pectra спільнота Ethereum готується до наступного великого кроку. 3 грудня 2025 року з’явиться Fusaka — хард-форк, який втілює бачення мережі досягти практично необмеженої масштабованості. Саме ім’я відображає цю амбіцію: Fusaka поєднує «Fulu» (шар виконання) та «Osaka» (шар консенсусу), символізуючи інтеграцію двох стовпів протоколу.

Чому Fusaka є критичним для майбутнього Layer 2

Останні роки показали, що Rollup Layer 2 стали основним рішенням для високих витрат у мережі Ethereum mainnet. Однак ці протоколи все ще стикаються з важливими перешкодами: комісії залишаються надто високими під час заторів, а архітектура мережі ще не оптимізована для обробки великих обсягів даних. Fusaka безпосередньо вирішує ці проблеми через дев’ять пропозицій покращень (EIP), кожна з яких спрямована на підсилення окремого аспекту мережі.

PeerDAS (EIP-7594): Як Ethereum перевірятиме дані без перевантаження вузлів

Впровадження EIP-4844 революціонізувало доступність даних, але створило нове обмеження: кожен вузол має завантажувати величезні обсяги blob-даних для їхньої перевірки. Це ставить під загрозу децентралізацію мережі. Вимоги до пропускної здатності зростають, рівень децентралізації знижується, а дрібні валідатори важко йдуть у ногу.

PeerDAS (Вибірка доступності даних від peer) вирішує цю дилему, дозволяючи вузлам перевіряти цілісність даних, завантажуючи лише випадкові фрагменти, а не весь набір даних. Механізм працює шляхом поділу кожного blob на маленькі одиниці, звані «клітинки», організовані у колонки. Кожен вузол відповідає за кілька конкретних колонок і бере зразки інші у peer-ах. Якщо вузол збирає щонайменше 50% всіх колонок (наприклад, 32 з 64), він може повністю відновити blob за допомогою коду стирання, який додає надмірність до даних.

Цей підхід створює баланс: валідатори з більш потужним обладнанням можуть зберігати більші обсяги і слугувати як опорні точки мережі. Звичайні вузли залишаються активними учасниками без необхідності повного обчислювального навантаження. Наслідок? Ethereum може суттєво збільшити пропускну здатність blob, зберігаючи низькі вимоги до апаратного забезпечення для учасників.

Важливе правило: жодна транзакція не може містити більше 6 blob-ів. Це обмеження захищає систему від зловживань і рівномірно розподіляє навантаження по мережі.

Переформування цін на газ: MODEXP і межі безпеки

Три EIP-и порушують делікатну тему ціноутворення газу, кожен з яких вирішує конкретні проблеми у механізмі попередньої компіляції MODEXP.

EIP-7823: Обмеження даних MODEXP

Попередньо скомпільована функція MODEXP в Ethereum історично приймала вхідні дані необмеженого розміру. Це спричинило численні вразливості консенсусу: кожен клієнт реалізовував функцію по-своєму, тести ставали неможливими, а формула ціноутворення була непередбачуваною.

EIP-7823 вводить просте, але фундаментальне правило: базовий, експоненційний та модуль не можуть перевищувати 1024 байти (8192 біт). Це обмеження безпечне для всіх практичних застосувань — RSA-шифрування використовує ключі до 4096 біт, а еліптичні криві — ще менше. Аналізуючи історію блокчейну з 2018 по січень 2025 року, жоден успішний виклик MODEXP не перевищував 513 байт. Тому зміна не скасовує історичні транзакції і не вводить нові ризики, а навпаки — усуває патологічні випадки, що загрожували стабільності мережі.

EIP-7825: Максимальна межа газу на транзакцію

Ще одна структурна вразливість: одна транзакція може спожити майже весь доступний газ у блоці (40 мільйонів). Якщо хтось відправить транзакцію на 38 мільйонів газу, блок стане практично непрацездатним для інших транзакцій, створюючи ефект, схожий на атаку відмови у обслуговуванні.

EIP-7825 встановлює сувору межу у 16 777 216 газ (2²⁴) на одну транзакцію, незалежно від загального ліміту блоку. Це гарантує, що кожен блок міститиме більше транзакцій, запобігаючи монополії однієї операції. Вибір 2²⁴ не випадковий: це ступінь двійки (легко реалізувати), достатньо великий для складних контрактів і приблизно половина типового розміру блоку.

Вплив на спільноту мінімальний — майже всі поточні транзакції споживають значно менше 16 мільйонів газу. Лише рідкісні екстремальні операції доведеться розбити на кілька кроків.

EIP-7883: Перерахунок реальної вартості MODEXP

Операції MODEXP історично були недооцінені відносно їхньої фактичної обчислювальної складності. Це створювало вузьке місце: виробники блоків обробляли важкі обчислення за мізерні винагороди, а зловмисники могли заповнювати блоки дорогими операціями, не витрачаючи багато.

Використовуючи оновлену емпіричну формулу, EIP-7883 збільшує мінімальну вартість з 200 до 500 газ і потроює загальні витрати, з ще більшою штрафною ставкою для операцій з вхідними даними понад 32 байти. Вартість операцій з великими числами може зрости аж до 76-80 разів. 99,69% історичних викликів матимуть принаймні тричі більшу ціну. Це не змінює функціонування MODEXP, але узгоджує ціну з фактичними витратами.

Стабільність blob-ів і прогнозування пропонентів

EIP-7918: Зв’язати ціну blob-ів із вартістю виконання

Ціни blob-ів (введені EIP-4844) коливаються дуже сильно. Коли газ за виконання домінує у загальній вартості Rollup-ів, зниження базової ціни blob-ів не підвищує попит — це економічний феномен, званий еластичністю попиту. Протокол продовжує знижувати ціну до 1 гвей (мінімально можливої), після чого механізм перестає працювати.

EIP-7918 вводить «ціна резерву» — мінімальну ціну, обчислену як BLOB_BASE_COST × базова ціна за газ ÷ GAS_PER_BLOB. Це гарантує, що базова ціна blob-ів завжди матиме логічний зв’язок із вартістю виконання, створюючи стабільність і передбачуваність для Rollup-ів. Емпіричний аналіз чотиримісячних даних блокчейну підтверджує, що новий механізм запобігає падінню до 1 гвей і значно зменшує волатильність.

EIP-7917: Зробити планування пропонентів цілком детермінованим

Поточний процес вибору валідаторів-пропонентів для майбутніх epoch непередбачуваний. Навіть знаючи seed RANDAO, зміни у фактичних балансах (EB) під час epoch можуть змінити список пропонентів наступного epoch. Це створює проблеми для протоколів попередньої підтверджувальної фази і відкриває можливості маніпуляцій.

EIP-7917 вирішує цю проблему, вводячи детермінований механізм, який обчислює і зберігає планування пропонентів на наступні два повних epoch на початку кожного epoch. Після визначення список більше не змінюється через пізні оновлення EB. Ця передбачуваність важлива для стабільності Layer 2 і запобігає «баланс-брюсінгу» — спробам валідаторів маніпулювати своїми балансами після перегляду RANDAO.

Безпека та ефективність мережі

EIP-7934: Обмеження розміру блоків

Без обмежень на розмір RLP блоків, зловмисник може створювати гігантські блоки, що паралізують вузли і сповільнюють поширення. EIP-7934 встановлює максимальний ліміт у 10 МБ (з запасом безпеки 2 МБ), узгоджуючись із вже існуючим лімітом у протоколі gossip для consensus layer. Це усуває розбіжності між шарами і запобігає DoS-атакам на основі надмірних розмірів.

EIP-7939: Операнд CLZ для швидких операцій з бітами

Раніше розробники змушені були вручну реалізовувати функції підрахунку початкових нулів у Solidity, що споживало багато газу і займало багато байт коду. EIP-7939 вводить новий вбудований opcode CLZ (0x1e) за 5 газів, так само, як ADD. Це прискорить математичні бібліотеки, алгоритми стиснення, bitmap, схеми підписів і криптографічні операції, зменшуючи комісії і вартість доказів нульової знання.

EIP-7951: Вбудована підтримка сучасних апаратних підписів

Apple Secure Enclave, Android Keystore, FIDO2/WebAuthn і апаратні пристрої безпеки використовують криву secp256r1 (P-256). EIP-7951 вводить попередньо скомпільовану функцію P256VERIFY за адресою 0x100, дозволяючи Ethereum безпечно і нативно перевіряти підписи ECDSA на кривій P-256, за вартістю 6900 газів. Це виправляє вразливості попередньої пропозиції (RIP-7212) і дає змогу користувачам легко використовувати сучасні апаратні гаманці з такою ж простотою, як і Ethereum.

Висновок: Масштабована інфраструктура майбутнього

Fusaka — це не один революційний зміна, а скоординований набір покращень, що вирішують конкретні обмеження мережі. PeerDAS забезпечує масштабованість даних, переформування цін на газ гарантує економічну стабільність, детермінізм пропонентів підсилює передбачуваність, а нові примітиви оптимізують ефективність.

Результат — Ethereum, готовий до майбутнього: Layer 2 Rollup зможуть працювати дешевше і швидше, вузли залишаються децентралізованими завдяки механізмам вибірки, а безпека мережі закріплена обмеженнями і правильно налаштованими інцентівами. Коли Fusaka буде активовано 3 грудня 2025 року, це офіційно ознаменує перехід до інфраструктури безмежної масштабованості, яку Ethereum обіцяв завжди.