Proto-danksharding: Kavram ve çalışma prensibi

Birleşim ve Shanghai yükseltmesinin tamamlanmasıyla birlikte, Ethereum, iş kanıtı (PoW) sisteminden hisse kanıtı (PoS) konsensüs protokolüne geçiş yaptı. Ethereum'un yol haritasındaki bir sonraki önemli proje, Ethereum İyileştirme Önerisi (EIP)4844 olarak adlandırılan "yerel veri blobs". Bu kod değişikliği, Ethereum üzerinde inşa edilen rollup'ların ölçeklenebilirliğini artırmayı amaçlıyor. EIP 4844, Ethereum'un ana geliştiricilerinden "Protolambda" ve Dankrad Feist'in ismiyle anılmakta olup, blobs adı verilen yeni bir işlem türünü tanıtmakta, Ethereum bloklarının veri ve depolama gereksinimlerini artırmakta ve blobs ile normal işlemleri ayrı fiyatlandıran yeni bir ücret piyasası oluşturmaktadır.

Rolluplar, Ethereum gibi ( Layer 2 blok zincirlerine dayanarak veri kullanılabilirliği ) DA ( ) işlemlerin veri gruplarını yayma ve geçici olarak depolama işlevselliği sağlayan protokoldür. Genel olarak, akıllı sözleşmelere dayanan rollup, Ethereum'un DA'sına ve işlemlerin doğrulanması ( için de Ethereum'a dayanır. Bu rolluplar, Ethereum gibi DA katmanlarından veri okur ve geçerli işlemler ile akıllı sözleşme kodlarını yürütür. Ethereum üzerinde inşa edilen rolluplar, işlemlerin gerçekliğini sağlamak için Ethereum bloklarında bulunan işlem gruplarına dayanır. Sıralayıcılar, kullanıcı işlemlerini maliyet etkin bir şekilde gruplar ve sıkıştırır, böylece DA katmanındaki aktörlere iletilir.

Genellikle, Ethereum'a büyük miktarda veri göndermenin maliyeti oldukça yüksektir; bunun bir kısmı, ağın verileri "CALLDATA" adlı bir alanda, işlem geçmişinin bir parçası olarak kalıcı bir şekilde saklamasındandır. EIP 4844 ile, her blok için rollup için ek 512kB veya 768kB veri alanı oluşturulacaktır. Ethereum'un ana geliştiricileri, blob işlemleri için ne kadar ek alan yaratılması gerektiğini değerlendiriyorlar. Önemli olan, bu alana yayımlanan verilerin yaklaşık üç hafta süreyle saklanacak olmasıdır. Blob işlemleriyle doğrulanan verilerin geçiciliği ve diğer işlem türlerinden izole bir blob fiyatlandırma bağımsız ücret pazarı nedeniyle, teorik olarak, rollup'ın Ethereum'a veri yayımlama maliyeti önemli ölçüde düşecektir. Zamanla, geliştiricilerin, blob verilerinin Ethereum tam düğümlerine doğrulama için tamamen indirilmesine gerek kalmadan veri örnekleme tekniklerini tanıtmayı planladıkları, böylece rollup maliyetlerini daha da azaltacaklardır. Proto-danksharding, tam danksharding'in öncüsü ve "prototipi"dir; bu, Ethereum düğümlerinin, tam blob'un kullanılabilirliğini belirlemek için blob verilerinin parçalarını indirmelerine olanak tanıyacaktır.

Bu makale, EIP-4844'ün çalışma prensiplerinin detaylarını, proto-danksharding'in sınırlamalarını, EIP-4844'ün tamamen danksharding'e evrim planını derinlemesine incelemekte ve 2023 sonbaharında planlandığı gibi uygulanacak kod değişikliklerinin nihai kullanıcılar ve merkeziyetsiz uygulama ) geliştiricileri üzerindeki doğrudan faydalarını tartışmaktadır. Tamamen danksharding'in odak noktası Layer 2 rollup ekosistemini desteklemek ve Ethereum'u modüler genişletme ile geliştirmek olduğundan, bir sonraki Ethereum yükseltmesinde uygulanacak kod değişiklikleri, dünyanın en büyük kamu blok zincirlerinden birinde modüler blok zincir teorisinin ölçeklenebilir bir şekilde uygulanmasının önemli bir test alanı olacaktır.

Arka Plan

EIP-4844, Ethereum'un ölçeklenebilirlik yükseltmesi olarak kabul edilmektedir. Ancak, bu kod değişikliğinin Ethereum'un kendisinin işlem kapasitesine önemli bir iyileştirme getirmediğini belirtmek gerekir. Proto-danksharding, Ethereum'a büyük miktarda veri yayınlama maliyetini düşürerek rollup'ın işletme maliyetlerini azaltır. EIP-4844, Ethereum'un ölçeklenebilirliğini artırdığı düşünülmektedir çünkü Ethereum üzerine inşa edilen Layer 2 ağlarını daha maliyet etkin hale getirir, ancak bu kod değişikliği, Ethereum'un işlem ve akıllı sözleşme kodu yürütme konusundaki genel blok zinciri ölçeklenebilirliğini artırmamaktadır.

Son dört yılda, Arbitrum, Optimism, StarkNet, zkSync ve Polygon zkEVM gibi Ethereum rollup'larının işlem aktiviteleri artış göstermiştir. Bir veri platformu, tüm Layer 2 ağlarında gerçekleştirilen her saniyelik işlem hacminin (TPS) olarak Ethereum'un günlük ortalama TPS'sinin 3.8 katı olduğunu tahmin ediyor.

Belirli bir araştırma kuruluşunun veri analiz platformu aracılığıyla sağladığı verilere göre, rollup, son kullanıcılar ve dapp geliştiricileri için doğrudan Ethereum'a kod dağıtımı ve işlem yapma maliyetlerine kıyasla %99'dan fazla gaz ücreti tasarrufu sağlamaktadır.

13 Haziran 2023 itibarıyla, en popüler iki Ethereum rollup'ında işlem gönderme maliyeti, bir OP türü rollup ve bir OP türü rollup için, 0,03 dolar ile 0,05 dolar civarında bir eğilim göstermektedir. Ancak, zincir üzerindeki faaliyetlerin yoğun olduğu ve ağın tıkandığı durumlarda, bu maliyetler bazen 1 doları aşabilmektedir.

EIP-4844'ün amacı, rollup maliyetlerini azaltmak için yeni bir işlem türü olan ikili büyük nesneler veya blob'ları tanıtmaktır. Aşağıda EIP-4844 tarafından tanımlanan blob işleminin yaşam döngüsüne ilişkin adım adım bir açıklama bulunmaktadır:

1. Kullanıcı rollup sıralayıcısına işlem gönderir.
2. Sıralayıcı, birden fazla kullanıcının işlemlerini tek bir büyük işlem grubunda toplar.
3. Sıralayıcı, blob verileri içeren bir işlem oluşturur.
4. Sıralayıcı, blob işlemlerini Ethereum hafıza havuzuna gönderir.
5. Ethereum doğrulayıcıları blob işlemlerini bloklara paketler.
6. Blok ağda yayınlanır ve diğer doğrulayıcılar tarafından doğrulanır
7. blob verileri yaklaşık 3 hafta boyunca işaret zincirinde saklanır.
8. blob verileri süresi dolduktan sonra atılır, ancak işlem hash'i blokta korunur.

EIP-4844, Ethereum'un bellek havuzuna sunulan normal işlemlerin bloklara nasıl dahil edildiğini etkilemez ve Ethereum blok alanı fiyatını belirleyen maliyet pazarını da etkilemez, ancak EIP-4844, Ethereum bloklarının depolama gereksinimlerini artırmaktadır. Ek veri alanı, blob işlemlerinin bloklara eklenmesi içindir. Blob, normal işlemleri işlemek için mevcut blok alanını etkilemeden veya sıkıştırmadan Ethereum bloklarına eklenebilen bir yan araç gibidir. Blob blok alanı, EIP 1559'un maliyet pazarı tasarımına benzer şekilde, kendi maliyet pazarına göre açık artırma ile belirlenecektir. EIP 1559 hakkında daha fazla bilgi için ilgili araştırma raporunu okuyun. İlk başta, blob işlemleri neredeyse maliyetsiz olacaktır. Daha sonra, her blok onaylandığında, eğer blob blok alanının ( en az 256kB)'i kullanılıyorsa, blob işleminin maliyeti %12.5 artacaktır. Yeterince kullanılmayan her blob blok alanı için, yani blob blok alanı %50'den daha az doldurulmuşsa, blob'un maliyeti %12.5 azalacaktır.

Blob işlemleri Ethereum üzerinde süresiz depolanmaz, bunun yerine Ethereum'un konsensüs katmanı (CL), yani Beacon Chain üzerinde depolanır ve üç hafta sonra CL düğümünden atılır. Proto-danksharding her blokta en fazla dört blob olmasını sağlayacak ve her blob en fazla 128kB ek veri içerebilecek. 512kB'lik blob alanının maksimum sınırı, devam eden EIP-4844 testlerine bağlı olarak değişebilir. Geliştiriciler bu sınırı 4 blobdan 6 blob'a artırma olasılığını aktif olarak tartışıyorlar. Her blob, bir grup işlemi Ethereum'a onaylamak için tek bir rollup sıralayıcısının bir fırsatıdır. Ethereum'da her gün yaklaşık 7094 blok üretiliyor, EIP 4484 sonrasında, 4 blob/blok kısıtlaması varsayıldığında, günde en fazla 28376 blob işlenebilir. ( bu teorik bir maksimum değerdir ve blob ücretlerindeki dinamik değişim nedeniyle pratikte asla ulaşılamayabilir. Her blokta maksimum sayıda blob'un sürekli işlenmesinin maliyeti bir sıralayıcı için oldukça pahalıdır ).

Son altı ayda, belirli bir OP türü rollup üzerinde çalışan sıralayıcı, işlem aktivitesine göre en popüler ikinci Ethereum rollup'ıdır ve her gün Ethereum'a yaklaşık 3126 işlem grubu göndermektedir.

Bir OP türü rollup'un onaylanan işlem hacmi, diğer bir OP türü rollup'un yaklaşık iki katıdır ve diğer bir OP türü rollup gibi, işlem yapmak için sıralayıcı aracılığıyla CALLDATA kullanarak Ethereum'a veri yayınlamaktadır. Ethereum'da popüler olan diğer rollup örnekleri arasında, fakat bunlarla sınırlı olmamak üzere bir ZK rollup, bir ZK rollup ve bir ZK rollup bulunmaktadır. Bir OP türü rollup'ta, ücretlerin %90'ından fazlası Layer 1 CALLDATA ücretlerinden gelmektedir.

Özelleşmiş veri depolama alanının tanıtımı, başlangıçta ne kadar küçük olursa olsun, Ethereum'u tüm Ethereum tabanlı rollupların DA katmanı olarak kullanmanın maliyetini düşürmek içindir. Temkinli bir tahminle, rollup geliştiricileri EIP 4844'ün etkinleştirilmesinden itibaren rollup maliyetlerinin %100'den %900'e kadar azalacağını öngörüyor. Ancak, bu tahminler, orijinal veritabanının etkinleştirilmesinden önce ve sonraki birkaç ayda rollup benimsemesi ve etkinliğindeki artışa bağlı olarak değişebilir.

blob işlemlerinin maliyeti, EIP 4844 etkinleştirildiğinde normal işlemlerden daha ucuz olabilir, ancak Ethereum üzerinde oluşturulan rollup sayısı arttıkça hızla yükselebilir. Ayrıca, her bir blob'un tek bir sıralayıcıya 128kB veri yayınlama fırsatı sağlaması amaçlansa da, rollup sıralayıcıları, tek bir blob'un birden fazla rolluptan veri içermesini sağlamak için koordine olma potansiyeline sahiptir. Ethereum geliştiricileri, her blokta sınırlı sayıda işlem olduğu ve tek bir işlem grubunun her blob işleminde tam 128kB veri alanını kullanamaması nedeniyle blob'ların fiyatlandırılması için ikincil bir pazar oluşabileceğinin farkındadır. Zincir dışı ikincil pazarların ortaya çıkmasını önlemek bir öncelikken, bu olasılığı engellemek için daha yüksek düzeyde protokol karmaşıklığı getirmek yerine, geliştiriciler şu anda EIP 4844 aracılığıyla blob'ları tanıtarak "bekle ve gözlemle" yaklaşımını benimsemekte ve gelecekte EIP 4844'ü daha da optimize etmeyi planlamaktadır.

Proto-danksharding, düğüm hesaplama yükünü artırmadan blob maliyetlerini daha da düşürmek için daha ileri düzey teknolojilerin tanıtımına temel oluşturdu. Tam danksharding olarak adlandırılan blob'un tam tasarımı, her blokta blob'un maksimum sayısını 4'ten 64'e çıkarmayı amaçlamaktadır.

Tam Danksharding

Dört blob, Ethereum blok boyutunu 512kB artırır. Altı blob, Ethereum blok boyutunu ek olarak 768kB artırır. Daha önce belirtildiği gibi, ek blok alanı yalnızca blob işlemleri için katı bir şekilde kullanılır ve normal blok alanı gibi kalıcı veri depolamaz. EIP 4844'ün tam vizyonu, Ethereum'a en fazla 64 blob tanıtmaktır ve bunu blok doğrulamanın düğüm hesaplama yükünü önemli ölçüde artırmadan başarmaktır. Tam bir danksharding gerçekleştirmek için, Ethereum'un iki teknolojiyi uygulaması gerekir: veri kullanılabilirliği örnekleme (DAS) ve silme kodlama.

( Veri Erişilebilirliği Örnekleme )DAS (

Layer 2 rollup işlemlerinin doğrulanması bağlamında, DAS'ın amacı, sıralayıcı tarafından paketlenmiş olan tüm veri parçalarının zincire gönderildiğini sağlamaktır. Tam düğümler rastgele seçilir, blob'dan bir veri parçası indirir ve veri kullanılabilirlik kanıtı oluşturur. Tam düğümlerin veri örnekleme sayısı arttıkça, sıralayıcıdan sağlanan tüm verilerin mevcut olduğuna dair güvenilirlik artar.