На саміті розробників ETH Shanghai Web 3.0 20 травня 2022 року засновник Ethereum Віталік сказав, що першою великою подією після злиття Ethereum може стати впровадження EIP-4844, який відомий як Proto-danksharding, і що Proto-danksharding це ще одна серія оновлень — перший крок Danksharding в іншій серії оновлень. Після успішного завершення злиття 15 вересня наступні оновлення, включаючи EIP-4844, нарешті стоять на порядку денному.

Оновлення Shanghai є першим і найважливішим оновленням після злиття Ethereum і включатиме такі ключові елементи, як розблокування ставки ETH, яке, як очікується, буде офіційно оформлено, можливо, протягом 2023 року. 24 листопада 2022 року розробники Ethereum заявили на зустрічі спільноти, що вісім EIP, включаючи EIP-4844, були включені до розгляду оновлення Shanghai. У той же час Віталік також знову написав у Twitter, повторивши, що впровадження EIP-4844 стане ключовим початком значного зниження плати за рівень 2 для Ethereum, що зробить доступним для користувачів пряме використання додатків у ланцюжку без необхідності покладатися на інших посередників CeFi.

Отже, що ж таке EIP-4844 і що це означає для екосистеми Ethereum в цілому? Ця стаття детально розповість вам ці запитання.

Рішення для масштабування на основі сегментування та зведення

Злиття, завершене у вересні 2022 року, лише вирішило проблему енергоспоживання Ethereum шляхом переходу на механізм PoS, але воно не вирішило проблему недостатньої потужності обробки в мережі Ethereum; Що дійсно може забезпечити вищу продуктивність обробки для Ethereum, так це шардинг, який буде розгорнуто в мережі пізніше. Після завершення фази злиття Ethereum перейшов у фазу сплеску, яка значно покращить масштабованість завдяки використанню технології шардингу.

Джерело: Твіттер Віталіка

Щоб нарешті вирішити протиріччя, викликані трійкою неможливості блокчейну, Ethereum запланував план розширення, зосереджений на технологіях Sharding і Rollup. Після завершення розширення потужність обробки транзакцій Ethereum буде значно покращена, а поточна проблема високих комісій буде значно покращена. бути вирішеним. Технологія шардингу є рішенням для масштабування рівня 1, тоді як Beacon Chain виконуватиме роль зв’язку з усіма основними мережами шардингу. Ланцюжок шардингу Ethereum є ізоморфним і пов’язаний з різними композиціями рівня 2 на додаток до всієї структури «Ланцюг маяків + ланцюг шардингу».

У цій майбутній системі Beacon Chain є ядром, надаючи доказ ставки для всього Ethereum, формуючи консенсусний рівень і синхронізуючи з іншими перехресними зв’язками сегментів. Ланцюг маяків діє як серце мережі, координуючи всю мережу через 12-секундний слот і епоху з 32-х часових інтервалів. Крім того, Beacon Chain також забезпечує однакову безпеку для всіх основних ланцюжків шардингу, генеруючи випадкові числа для призначення верифікаторів ланцюгам шардингу. Для кожного часового інтервалу Beacon Chain випадковим чином вибирає вузол із верифікаторів, щоб стати пропонатором блоку, а для ланцюга шардингу кожен часовий слот також генерує пропонента блоку. Для кожного часового інтервалу Beacon Chain також рівномірно розподіляє верифікатори між часовими інтервалами, а потім випадковим чином вибирає принаймні 128 вузлів із кожної групи верифікаторів часових інтервалів, щоб стати комітетами для спостереження за блоками та перевірки блоків Beacon Chain і сегментних блоків.

Що таке технологія шардингу

Технологія шардингу походить від технології шардингу бази даних, яка зараз відноситься до шардингу даних.

Планується, що ланцюг маяків Ethernet спочатку об’єднає 64 дробові ланцюги, які, за консервативними оцінками, матимуть у 64 рази більшу обчислювальну потужність, ніж Ethernet 1.0, тоді як у початковому плані кількість дробових ланцюгів може досягати 1024.

Серед них кожен великий ланцюжок Sharding є відносно незалежним, а адреси Ethereum будуть розділені на кілька класів відповідно до їх початкових літер. Кожен шардинг оброблятиме транзакції з одного класу адрес. Тому кожному вузлу потрібно буде зберігати лише частину всіх транзакцій у мережі Ethereum і перевіряти лише ту частину, за яку він відповідає.

Малюнок: схематична діаграма шардингу Ethereum

Якщо вузлу потрібно використовувати дані, що зберігаються на інших вузлах, він може обмінюватися даними та координуватись через Beacon Chain, головним чином для отримання кореневого хешу інших шардингів, але щоб уникнути великого навантаження на Beacon Chain, цей зв’язок здійснюється раз на 6 хвилин. У той же час Beacon Chain призначає валідатори ланцюжку Sharding, генеруючи випадкові числа, так що Beacon Chain забезпечує однакову безпеку для кожного великого ланцюга Sharding.

Технологія шардингу може значно підвищити продуктивність без шкоди для безпеки.

Шардинг забезпечує ємність даних для Rollup

Шардинг бази даних — це поточна технологія шардингу, яка використовується Ethereum, у якій кожен ланцюжок шардингу лише забезпечує ємність даних і не несе відповідальності за обробку транзакцій або виконання смарт-контрактів. Рівень 2 займатиметься двома останніми, зокрема великими проектами Rollup.

Зведення — це агрегація пакету інформації про транзакції у виклик даних транзакції, який потім періодично упаковується в блоки, які надсилаються до кожного основного ланцюга сегментування (рівень 1) для завершення запису. Згідно з поточним планом, кожен шардинг може забезпечити приблизно 250 КБ виділеної ємності даних для Rollup, а 64 сегменти можуть досягти ємності 16 МБ. Чим більше шардингу використовуватиметься в майбутньому, тим більшу ємність даних може використати Rollup і тим нижчою буде вартість операції.

Що таке Danksharding

З моменту появи рішення масштабування Ethereum Sharding у 2016 році відповідні технологічні рішення Sharding розвивалися, причому однією з найпомітніших змін став перехід від повного виконання Sharding до простішого Sharding даних. Danksharding — це рішення для масштабування, яке раніше просувала група розробників Ethereum, назване на честь Данкрада Фейста, члена групи, і має на меті збалансувати децентралізацію та безпеку.

Віталік та інші вважають, що в майбутньому, якщо жодна технологія Rollup не зможе зайняти весь ринок і будуть співіснувати кілька Rollups, тоді з’являться складні торгові та арбітражні можливості для кількох Rollups через існування можливостей міждоменного майнера, які можна видобути, і врешті-решт , невелика кількість людей, які шукають MEV, контролюватиме весь блокчейн, що виробляє блоки.

Оскільки централізоване виробництво блоків неминуче, єдиним рішенням є розділення ролей конструктора блоків і пропонента, який відомий як конструктор блоків Proposer-Builder Separation (PBS), щоб отримати максимальний прибуток, сортує пул транзакцій від високого до низького умови плати за газ. Конструктор блоків, щоб максимізувати прибуток, упорядковує вміст блоків конструктора блоків у пулі транзакцій від найвищої до найнижчої комісії за газ, а потім робить ставку пропоненту (тобто валідатору), який може вибрати лише учасника найвищої ставки для створення блоку. . Однак у попередньому дизайні сегментування кожен основний шардинг і Beacon Chain перевірялися незалежно, що перешкоджало реалізації PBS.

Danksharding переробив свою систему навколо проблеми міждоменного MEV, намагаючись протистояти тенденції централізації, викликаної MEV. У Danksharding Beacon Chain міститиме всі блоки, а дані будуть уніфіковані та автентифіковані комітетом. Завдяки цьому новому дизайну система шардингу значно спрощена, Layer1 і Rollup можна синхронізувати безпосередньо один з одним, обсяг даних, що надається шардингом для Rollup для обробки, збільшено, і проблеми підтвердження затримки уникають.

«Конвентивний захід»: протоданксхардінг

Очікується, що Danksharding буде «оптимальним рішенням» для масштабування Ethereum, але існують численні технічні та комерційні проблеми з його фактичним впровадженням. Тому надзвичайно важливий тимчасовий план, який може тимчасово пом’якшити проблеми продуктивності шляхом раннього запуску.

Віталік Бутерін, засновник Ethereum, поділився своїми відповідями на поширені запитання про EIP-4844, або Proto-danksharding, у Twitter 19 березня 2022 року. Віталік та інші пропонують використовувати Proto-danksharding як ранній дизайн шардингу Ethereum, щоб збільшити простір даних для проекту Rollup, одночасно відкриваючи шлях для майбутнього шардингу даних. Очікується, що ця пропозиція знизить вимоги до продуктивності мережі Ethereum для зберігання та пам’яті, а також потенційно знизить усі комісії Rollup до одного відсотка від сьогоднішнього рівня.

Джерело: Twitter@Vitalik.eth

По суті, EIP-4844, який включає Proto-danksharding, є тимчасовим рішенням. До впровадження повного шардингу бази даних, який збільшує доступний простір для даних на блок Ethereum Beacon Chain до 16 МБ, EIP-4844 міг збільшити доступний простір на блок до максимум 2 МБ. Префікс «Proto-» позначає «оригінальний» і «примітивний», тоді як Proto-danksharding позначає «початкову версію» до запуску Danksharding. Офіційне розгортання Danksharding може зайняти кілька років через його технічні труднощі, тоді як Proto-danksharding, який може бути запущений якомога швидше, може вирішити нагальну проблему недостатньої масштабованості мережі Ethereum до офіційного розгортання Sharding. Очікується, що впровадження Danksharding підвищить масштабованість Ethereum до нових висот.

Нові Blob-перенесення транзакцій

EVM означає віртуальну машину Ethereum, роллю якої є середовище виконання для всіх облікових записів Ethereum і смарт-контрактів у мережі Ethereum. і розгортає цінні обчислювальні ресурси в мережі за рахунок споживання плати за газ. У EVM дані викликів є важливим ресурсом зберігання, і вартість використання даних викликів становить значну частину витрат, понесених транзакціями рівня 2. Після EIP-4844 дані рівня 2 більше не потрібно зберігати в дорогій даті виклику, а в унікальній формі даних Blob, яка називається транзакцією з перенесенням blob.

Транзакції з перенесенням блобів — це нова форма транзакцій, раніше запропонована Віталіком, яка може значно зменшити споживання даних викликів і споживання зведених даних. Рівень виконання EVM не може отримати доступ до транзакцій, що передають blob-об’єкти, їх можна лише перевірити, але користувачі та валідатори можуть завантажувати дані blob-об’єктів. З цієї причини EIP-4844 також називається Shard Blob Transactions, і Rollup використовуватиме простір у цих blob-об’єктах для зберігання в них стислих даних транзакцій.

Однак слід зазначити, що Proto-danksharding лише завершує мережеву логіку та специфікацію для майбутнього шардингу даних (тобто danksharding), і навіть після оновлення Proto-danksharding мережа Ethereum не підключатиметься до жодного фактично запущеного шардингу. У Proto-danksharding усі валідатори та користувачі повинні безпосередньо перевіряти доступність повних даних. У результаті, щоб зменшити навантаження на вузли консенсусу, Ethereum встановить обмеження часу зберігання даних Blob (ймовірно, від 30 до 90 днів), і ці історичні дані можуть зберігатися в BitTorrent або IPFS у майбутньому.

Висновок

Джерело: eip4844.com

За даними сайту eip4844.com, існує шість основних переваг EIP-4844: зручний для згортання, нижча плата за газ, сумісність з попередніми даними, наявність у вузлах-маяках, зменшене використання жорсткого диска та коротший час зберігання даних Blob. Очікується, що в 2023 році EIP-4844 буде офіційно розгорнуто в системі ETH після оновлення хардфорку в Шанхаї. Очікується, що після завершення оновлення проекти Layer2, такі як Arbitrum і Optimism, отримають вигоду.

У той час EIP-4844, ймовірно, стане ще одним великим вузлом в історії розвитку Ethereum, одночасно відкриваючи шлях для повного шардингу в майбутньому.