Pengantar

Multidimensional EIP-1559 muncul sebagai topik penelitian setelah diperkenalkan oleh Vitalik Buterin dalam sebuah penelitian. Pos EthResearchpada Januari 2022. Meskipun belum menerima perhatian sebanyak topik penelitian lain seperti rollups, MEV, atau solusi ketersediaan data, ini merupakan area studi yang aktif. Makalah penelitian yang baru-baru ini diterbitkan oleh Guillermo AngerisdanTheo Diamandis Jelajahi fondasi teoritis dan ketahanan pasar biaya multidimensi dan usulkan bagaimana mereka harus dibangun.

Sebenarnya, pasar biaya multidimensional sudah digunakan saat ini. Dengan adopsi EIP-4844 pada Maret 2024, Ethereum memperkenalkan gas blob, menciptakan pasar biaya terpisah untuk transaksi blob. Ini menandai pergeseran dari model gas satu dimensi ke pasar biaya dua dimensi.

Namun, masih diperlukan peningkatan jumlah dimensi sumber daya untuk mengoptimalkan penggunaan sumber daya transaksi. Memperluas pasar biaya multidimensional adalah solusi skalabilitas untuk meningkatkan kemampuan Ethereum dalam mengelola sumber daya yang beragam dengan lebih efisien.

Artikel ini mengeksplorasi pentingnya dan mekanisme pasar biaya gas multidimensional, menjelaskan bagaimana mereka meningkatkan skalabilitas Ethereum dan alokasi sumber daya.

Mari kita mulai dengan menjelajahi apa sebenarnya harga gas multidimensi itu.

Apa yang dimaksud dengan penetapan harga gas multidimensional?

Penghitungan gas multidimensi adalah solusi penskalaan L1, seperti meningkatkan batas gasbaru-baru iniDilaksanakandi Ethereum. Meskipun hal ini tidak langsung meningkatkan kapasitas transaksi total Ethereum, namun memaksimalkan pemanfaatan sumber daya dalam batasan yang ada. Ini memungkinkan lebih banyak aplikasi terdesentralisasi (DApps) dan pengguna untuk melakukan transaksi pada lapisan dasar Ethereum tanpa kemacetan yang tidak perlu.

Saati ini, Ethereum menggabungkan semua biaya sumber daya, seperti komputasi, penyimpanan, dan bandwidth, ke dalam satu unit gas tunggal. Sebaliknya, penentuan harga gas multidimensional memisahkan sumber daya ini, mengoptimalkan alokasinya sambil menjaga keamanan dan desentralisasi Ethereum.

Untuk memahami mengapa ini bermanfaat, mari kita pertimbangkan analogi dunia nyata.

Klub kebugaran sebagai analogi

Bayangkan sebuah klub kebugaran dengan berbagai fasilitas, seperti treadmill untuk kardio, rak jongkok untuk latihan beban, dan dumbel untuk penggunaan umum. Anggota memiliki preferensi yang berbeda: beberapa secara eksklusif menggunakan treadmill, yang lain fokus pada rak jongkok, dan beberapa bergantian di antara keduanya.

Dalam sistem di mana gym mengenakan biaya masuk tetap berdasarkan jumlah total anggota, inefisiensi muncul. Pada hari-hari ketika treadmill penuh sesak tetapi rak jongkok kurang dimanfaatkan, biaya tetap melonjak untuk semua orang, memaksa pelatih beban untuk membayar kemacetan yang tidak mereka sebabkan. Demikian pula, ketika rak jongkok sangat diminati, tetapi treadmill kosong, pengguna kardio menanggung biaya yang tidak perlu. Harga satu dimensi ini mengikat kapasitas gym dengan sumber dayanya yang paling padat, menciptakan fasilitas lain yang kurang dimanfaatkan. Ini dapat dianggap sebagai model penetapan harga satu dimensi.

Sekarang, bayangkan gim memperkenalkan model harga multidimensi. Alih-alih biaya tetap, ia mengenakan biaya terpisah untuk treadmill dan squat racks. Pengguna kardio dan pelatih berat tidak lagi terpengaruh oleh penggunaan satu sama lain, dan gim dapat mengoptimalkan kapasitasnya dengan mengelola sumber daya ini secara independen. Dengan penggunaan yang lebih seimbang, gim dapat menampung lebih banyak pengguna tanpa meningkatkan kemacetan secara keseluruhan.

Pendekatan ini menunjukkan esensi penetapan harga multidimensi: membagi sumber daya ke pasar yang terpisah untuk meningkatkan keadilan dan efisiensi. Namun, terlalu banyak granularitas, seperti harga terpisah untuk setiap peralatan, dapat menimbulkan kompleksitas yang tidak perlu dan membuat sistem lebih sulit digunakan. Inilah sebabnya, dalam praktiknya, klub kebugaran sebagian besar memiliki harga tetap dari biaya masuk dan bersikeras pada model penetapan harga satu dimensi.

Dengan cara yang sama bahwa biaya terpisah untuk treadmill dan rak jongkok dapat mengurangi kemacetan, Ethereum dapat menggunakan pasar terpisah untuk sumber daya, seperti perhitungan dan penggunaan data.

Bagaimana hal ini berlaku untuk Ethereum

Sebelum EIP-4844, Ethereum menggunakan model harga gas satu dimensi, di mana semua sumber daya transaksi, termasuk komputasi, penyimpanan, dan bandwidth, digabungkan ke dalam metrik tunggal: gas. Model ini secara inheren mengarah pada ketidakcukupan, mirip dengan analogi klub kebugaran:

• Jika satu sumber daya, seperti perhitungan, digunakan secara intensif, biaya akan meningkat bagi semua pengguna, bahkan jika sumber daya lain tetap tidak terpakai.
• Jika sumber daya tertentu memiliki kapasitas berlebih, mereka tetap tidak terpakai karena batas gas yang kaku.

Contoh kunci dari ketidak efisienan ini adalah bagaimana rollups sebelumnya menyimpan data transaksi. Sebelum EIP-4844, rollups memposting data transaksi mereka ke dalam bidang calldata Ethereum dan membayar biaya gas berdasarkan penetapan harga calldata. Namun, dengan adopsi EIP-4844 pada Maret 2024, rollups kini menggunakan unit terpisah yang disebut gas blob, yang memungkinkan mereka untuk menyimpan data dalam struktur yang didedikasikan yang disebut blob.

Meskipun EIP-4844 memperkenalkan dimensi gas kedua (gas gumpalan) untuk data rollup, cakupannya tetap terbatas: Gas blob hanya berlaku untuk transaksi blob. Komponen transaksi lainnya — termasuk eksekusi EVM, calldata, dan penyimpanan, masih dihargai di bawah model gas tunggal. Transaksi Ethereum masih mengkonsumsi banyak sumber daya independen, namun semuanya dihargai dalam gas, yang mengarah ke skenario terburuk yang tidak efisien.

Misalnya, misalkan satu transaksi mengonsumsi seluruh batas gas (saat ini 36M) dalam eksekusi EVM. Bahkan jika node Ethereum bisa aman menangani ukuran data yang lebih besar, transaksi tidak dapat menyebarkan data tambahan karena gas diperlakukan sebagai kendala tunggal daripada batas independen ganda.

Masalah ini menjadi lebih jelas saat melihat distribusi ukuran blok Ethereum. Dari Juli 2024 hingga Desember 2024, ukuran blok rata-rata adalah ~73KB, dengan sebagian besar blok jauh di bawah 100 KB. Namun, pada blok #21419230, ukuran blok maksimum mencapai 1,48 MB, 20 kali lebih besar dari rata-rata.

Penghitungan gas multidimensional mengatasi masalah ini dengan memperlakukan setiap sumber daya secara independen: komputasi, penyimpanan, dan bandwidth mendapatkan harga dan batasan yang terpisah. Pemisahan ini mencegah bottleneck di mana satu sumber daya mendominasi biaya gas dan mengoptimalkan kapasitas tanpa meningkatkan risiko keamanan.

Artikel Vitalik Buterin mengusulkan beberapa jenis sumber daya utama untuk pemisahan. Mari kita jelajahi sumber daya kandidat ini dan mengapa memisahkannya dapat meningkatkan skalabilitas Ethereum.

Sumber daya apa yang dapat dipisahkan melalui penetapan harga gas multidimensi?

Ketika merancang pasar biaya multidimensional, kemandirian sumber daya adalah salah satu faktor yang paling kritis. Jika dua sumber daya yang sangat saling bergantung ditempatkan ke dalam pasar biaya yang terpisah, dapat menyebabkan ketidaksempurnaan, kesalahan penetapan harga, dan kompleksitas yang tidak perlu. Sebagai contoh, jika komputasi (siklus CPU) dan penggunaan memori (RAM) dipatok secara terpisah, namun satu tergantung pada yang lain, pengguna mungkin memanipulasi sistem dengan memindahkan biaya di antara mereka sendiri, menyebabkan penetapan harga yang kurang optimal.

Jadi, sebelum mengklasifikasikan sumber daya Ethereum ke dalam pasar gas yang terpisah, pertama-tama kita harus mengidentifikasi sumber daya mana yang cukup independen untuk diberi harga secara terpisah tanpa mendistorsi ekonomi jaringan.

Pada intinya, sebuah node Ethereum adalah komputer yang mengelola berbagai sumber daya secara paralel. Sumber daya hardware tradisional dikategorikan ke dalam komponen yang berbeda yang dapat dioptimalkan secara independen:

• Komputasi (CPU) – Melakukan operasi seperti TAMBAH, KALI, dan eksekusi kontrak pintar.
• Memory I/O (RAM) – Membaca/menulis data sementara, mempengaruhi kecepatan eksekusi.
• Akses I/O Penyimpanan (Baca/Tulis SSD/HDD) – Akses keadaan persisten, mempengaruhi efisiensi penyimpanan jangka panjang.
• Pertumbuhan Penyimpanan (Peningkatan Ruang Disk) - Perluasan data yang disimpan, memengaruhi keberlanjutan node.
• Bandwidth (Network Data Transfer) – Kemampuan untuk mengirimkan transaksi dan memblokir data.

Prinsip kunci di sini adalah paralelisasi: Jika sebuah sistem dapat memproses sumber daya ini secara independen, memisahkannya untuk penetapan harga memiliki makna. Mengaplikasikan hal ini ke Ethereum, kita seharusnya bertujuan untuk mengklasifikasikan sumber daya Ethereum dengan cara yang memungkinkan node Ethereum untuk beroperasi seefisien mungkin tanpa ketergantungan yang tidak perlu.

Tidak seperti komputer, operasi Ethereum tidak cocok dengan baik ke dalam satu kategori. Banyak operasi mengonsumsi beberapa sumber daya secara bersamaan, sehingga sulit untuk memisahkannya dengan sempurna. Sebagai contoh,

• Calldata transaksi terutama mengkonsumsi bandwidth karena harus ditransmisikan melalui jaringan., Ini juga berkontribusi pada pertumbuhan penyimpanan karena tetap berada di blockchain secara permanen.
• SLOAD (Storage Read) menggunakan I/O penyimpanan, tetapi jika sebuah node tidak memiliki status, maka juga memerlukan bandwidth untuk mengambil bukti status dari node penuh.
• Storage writes (SSTORE) lebih mahal daripada membaca karena mereka meningkatkan status persisten Ethereum, berkontribusi pada penggembungan penyimpanan jangka panjang.

Ketergantungan ini membuat memisahkan setiap sumber daya menjadi pasar harga sendiri menjadi tidak praktis. Sebaliknya, kita seharusnya fokus pada bottleneck paling signifikan yang secara langsung memengaruhi skalabilitas Ethereum.

Sementara operasi Ethereum melibatkan berbagai sumber daya, kandidat untuk penetapan harga multidimensi yang saat ini sedang dibahas adalah:

• Komputasi (EVM Eksekusi) – Operasi sederhana seperti TAMBAH dan KALI adalah tugas CPU murni.
• Penyimpanan I/O (SSTORE/SLOAD) – Bacaan dan tulisan persisten yang mempengaruhi pembengkakan status Ethereum.
• Data Panggilan Transaksi - Pada dasarnya menggunakan bandwidth tetapi juga berkontribusi terhadap penyimpanan.
• Data Saksi – Memengaruhi bandwidth dan I/O penyimpanan, terutama untuk klien stateless.

Dengan menyelaraskan kategori-kategori ini dengan cara sistem komputer mengelola sumber daya, kami dapat membuat struktur biaya Ethereum lebih intuitif dan efisien.

Sementara, secara teori, kita dapat membagi sumber daya Ethereum ke dalam kategori yang lebih terperinci, hal itu akan meningkatkan kompleksitas tanpa manfaat yang proporsional. Sebaliknya, kita harus fokus pada kemacetan utama yang membatasi kinerja Ethereum hari ini.

Sebagai contoh, ukuran data panggilan transaksi secara langsung menentukan ukuran blok maksimum, menjadikannya sebagai bottleneck penting untuk lapisan konsensus Ethereum. Selain itu, pertumbuhan penyimpanan harus dikendalikan untuk mencegah node penuh menjadi terlalu mahal untuk dijalankan, menjaga desentralisasi.

Jadi, daripada memperkenalkan terlalu banyak dimensi, berfokus pada beberapa sumber daya utama yang mendominasi efisiensi Ethereum adalah praktis.

Dengan sumber daya utama ini diidentifikasi, kita dapat mengeksplorasi dua cara berbeda untuk mewujudkan penetapan harga multidimensi: pasar biaya terpisah atau unit gas tunggal yang dimodifikasi.

Implementasi penetapan harga gas multidimensi 1: Pasar biaya terpisah untuk setiap sumber daya

Salah satu pendekatan untuk menerapkan penetapan harga gas multidimensi adalah dengan membuat pasar biaya independen untuk setiap sumber daya, memastikan alokasi yang lebih efisien. Metode ini sudah sebagian diterapkan melalui EIP-4844, yang memperkenalkan gas blob sebagai unit terpisah untuk penyimpanan data rollup.

Konsep ini dapat diperluas ke sumber daya lain, seperti pertumbuhan status atau ukuran saksi, memungkinkan Ethereum untuk mengelola batas masing-masing sumber daya secara terpisah daripada mengelompokkan semua biaya di bawah metrik gas tunggal.

Untuk memformalkan pendekatan ini, mari tentukan bi sebagai biaya dasar untuk sumber daya i, gi sebagai konsumsi sumber daya i dalam sebuah transaksi, dan ki sebagai batasan untuk sumber daya i dalam satu blok tunggal.

Biaya total transaksi akan dihitung sebagai ibi*gi, dan sebuah blok harus memenuhi batasan semua txbi ki, untuk semua i untuk semua sumber daya i. Seperti model EIP-1559 saat ini, bi disesuaikan secara dinamis berdasarkan penggunaan blok sebelumnya. Ethereum bisa mengadopsi model harga eksponensial (seperti yang digunakan untuk gas blob) atau mekanisme pembaruan biaya lainnya untuk mengatur konsumsi sumber daya.

Model pasar biaya terpisah menawarkan keuntungan utama. Ini memberikan kontrol yang tepat atas setiap sumber daya dengan memungkinkan pembatasan independen, yang membantu menghindari estimasi kasus terburuk yang tidak efisien di bawah model gas saat ini. Ini juga mencegah kemacetan yang tidak perlu, memastikan bahwa permintaan tinggi untuk satu sumber daya tidak secara tidak proporsional meningkatkan biaya untuk operasi yang tidak terkait. Selain itu, pendekatan ini mengoptimalkan penggunaan jaringan dengan memungkinkan batasan langsung pada faktor-faktor seperti penyebaran data, seperti membatasinya pada 1MB atau pertumbuhan status, daripada bergantung pada penyesuaian harga gas yang tidak langsung untuk mengatur konsumsi sumber daya.

Sementara pasar biaya terpisah menawarkan alokasi sumber daya yang lebih baik, membagi sumber daya terlalu terperinci memperkenalkan kompleksitas yang signifikan. Menciptakan pasar independen untuk setiap jenis sumber daya akan membutuhkan modifikasi protokol besar, berpotensi mendestabilisasi lapisan dasar Ethereum. DApps dan dompet juga akan menghadapi tantangan tambahan, karena mereka perlu melacak beberapa pasar biaya dan memprediksi fluktuasi biaya dasar untuk setiap sumber daya, membuat penyertaan transaksi yang hemat biaya dan tepat waktu menjadi lebih sulit.

Masalah lain muncul ketika satu sumber daya mengalami lonjakan harga yang tidak dapat diprediksi. Bahkan jika dompet mengoptimalkan biaya untuk semua sumber daya lainnya, lonjakan tiba-tiba hanya dalam satu pasar biaya dapat mencegah transaksi dimasukkan dalam blok, yang menyebabkan ketidakpastian dan inefisiensi bagi pengguna.

Validator menghadapi tantangan serupa, karena tujuan mereka adalah memaksimalkan penghasilan sambil tetap berada dalam batasan setiap batas sumber daya. Ketika jumlah pasar sumber daya independen meningkat, situasi ini menjadi masalah optimasi yang kompleks, menyerupai masalah ransel multidimensi di mana memilih transaksi yang paling menguntungkan menjadi semakin sulit.

Beberapa berpendapat bahwa kompleksitas ini mungkin bukan masalah utama karena Pendapatan Nilai Ekstraksi Maksimal (MEV) berkontribusi secara signifikan terhadap keuntungan validator, membuat biaya prioritas kurang kritis dalam pengambilan keputusan mereka. Namun, kelayakan secara keseluruhan dari penerapan pasar biaya yang sepenuhnya terpisah untuk setiap sumber tetap menjadi pertanyaan penelitian terbuka, membutuhkan eksplorasi lebih lanjut tentang trade-off antara efisiensi, kegunaan, dan stabilitas jaringan.

Implementasi penetapan harga gas multidimensi 2: Menjaga gas sebagai unit utama

Sebuah alternatif yang lebih sederhana untuk sepenuhnya memisahkan pasar biaya adalah dengan mempertahankan gas sebagai unit utama sambil menyesuaikan bagaimana biaya dihitung. Alih-alih memperkenalkan unit baru untuk setiap sumber daya, biaya transaksi total ditentukan oleh sumber daya yang paling banyak mengonsumsi gas.

Mari tentukan biaya gas untuk sumber i sebagai ci dan jumlah sumber yang digunakan sebagai gi. Biaya transaksi kemudian ditentukan oleh:

(c1g1 , c2g2 , c3*g3,…)

Alih-alih menjumlahkan penggunaan gas di seluruh sumber daya, transaksi dibebankan hanya berdasarkan sumber daya paling mahal yang dikonsumsinya.

Misalnya, pertimbangkan transaksi yang menggunakan 50.000 gas untuk eksekusi EVM dan 200.000 gas untuk calldata. Di bawah model ini, biaya transaksi adalah 200.000 gas karena calldata adalah sumber daya dominan, dan biaya eksekusi diabaikan secara efektif.

Meskipun metode ini menyederhanakan penetapan harga, namun memperkenalkan masalah potensial:

• Kekhawatiran tentang keadilan: Sebuah transaksi yang menggunakan 200K gas untuk calldata dan 50K untuk eksekusi membayar biaya yang sama dengan transaksi yang menggunakan 200K gas untuk calldata dan 150K untuk eksekusi. Ini mendorong penggabungan, di mana beberapa transaksi secara strategis digabungkan untuk memanfaatkan keuntungan biaya. Akibatnya, pengoptimalisasian yang canggih dapat mendapatkan manfaat, sehingga biaya transaksi kurang dapat diprediksi bagi pengguna reguler dan DApps.
• Inefisiensi sumber daya: Karena hanya sumber daya yang paling banyak dikonsumsi yang penting, pengguna mungkin dengan sengaja menggunakan berlebihan sumber daya lain tanpa biaya tambahan. Pada contoh sebelumnya, eksekusi EVM hingga 150K gas tidak memerlukan biaya tambahan, menciptakan transaksi yang boros yang membesarkan jaringan tanpa menambah biaya.

Meskipun ada kekhawatiran ini, keuntungan utama dari pendekatan ini adalah kesederhanaannya. Dengan menjaga gas sebagai unit harga universal, Ethereum menghindari kompleksitas dalam mengelola unit sumber daya yang berbeda sementara masih membedakan antara jenis penggunaan sumber daya yang berbeda.

EIP-7623, yang akan diimplementasikan dalam Peningkatan Pectra, mengikuti pendekatan yang serupa namun sedikit dimodifikasi. Ini memperkenalkan mekanisme penentuan harga ganda untuk transaksi berat calldata, memastikan bahwa transaksi dengan penggunaan calldata yang tidak proporsional membayar biaya lebih tinggi. Meskipun bukan model penentuan harga gas multidimensi penuh, ini merupakan langkah menuju diferensiasi sumber daya yang lebih baik tanpa mengubah struktur gas Ethereum.

Bagaimana EIP-7623 terkait dengan penetapan harga gas multidimensional?

EIP-7623 memperkenalkan biaya lebih tinggi untuk transaksi ketersediaan data (DA), terutama ketika penggunaan calldata secara signifikan melebihi penggunaan gas eksekusi. Mekanisme ini memastikan bahwa transaksi yang mengonsumsi calldata berlebihan membayar biaya lebih tinggi, menolak penyimpanan data yang tidak perlu tanpa memerlukan unit harga baru.

Versi sederhana dari perhitungan gas EIP-7623 adalah sebagai berikut:

total_gas_used max(4tokens_in_calldata + evm_gas_used, 10*tokens_in_calldata)

Yang lebih disederhanakan menjadi:

total_gas_used 4tokens_in_calldata + maks(evm_gas_used, 6*tokens_in_calldata)

Formula ini menentukan total penggunaan gas dengan mengambil maksimum antara gas eksekusi dan gas calldata. Jika transaksi terutama menggunakan calldata, itu akan dikenakan biaya yang lebih tinggi untuk calldata daripada disubsidi oleh biaya eksekusi yang lebih rendah. Ini mencegah penyimpanan data yang berlebihan sambil memastikan bahwa transaksi komputasi berat tidak dihukum secara tidak adil.

EIP-7623 adalah versi disederhanakan dari harga gas multidimensional karena memperkenalkan perbedaan implisit antara gas eksekusi dan gas calldata, mendorong alokasi sumber daya jaringan yang lebih seimbang.

Kesimpulan

Meskipun penentuan harga gas multidimensi sering dianggap sebagai peningkatan ekonomi atau UI/UX, ini adalah peningkatan skalabilitas fundamental yang memungkinkan alokasi sumber daya yang dioptimalkan. Namun, implementasinya menghadapi tantangan signifikan, terutama karena modifikasi lapisan protokol yang substansial diperlukan dan kesulitan dalam memisahkan sepenuhnya jenis sumber daya. Akibatnya, penentuan harga gas multidimensi yang lebih tinggi kemungkinan tidak akan segera diadopsi.

Meskipun menghadapi tantangan-tantangan ini, penetapan harga gas multidimensional menawarkan manfaat-manfaat besar, termasuk peningkatan pemanfaatan sumber daya, peningkatan keamanan jaringan, dan operasi node yang berkelanjutan. Memungkinkan penggunaan kapasitas komputasi dan penyimpanan Ethereum yang lebih efisien menawarkan jalan yang layak bagi Ethereum untuk berkembang sambil mempertahankan desentralisasi dan keamanan.

Disclaimer:

1. Artikel ini diambil dari [ Penelitian 2077]. Semua hak cipta milik penulis asli [Taman Seongwan]. Jika ada keberatan terhadap cetak ulang ini, silakan hubungi Gerbang Belajartim, dan mereka akan menanganinya dengan segera.
2. Penolakan Tanggung Jawab: Pandangan dan opini yang terdapat dalam artikel ini semata-mata merupakan pendapat dari penulis dan tidak merupakan saran investasi apa pun.
3. Tim Belajar gate melakukan terjemahan artikel ke dalam bahasa lain. Menyalin, mendistribusikan, atau melakukan plagiarisme terhadap artikel terjemahan dilarang kecuali disebutkan.