Прото-данкшардинг: концепція та принцип роботи

Завершення злиття та оновлення Шанхая означає, що Ethereum перейшов від механізму консенсусу Proof of Work до Proof of Stake. Наступним важливим проектом на дорожній карті Ethereum є пропозиція покращення Ethereum (EIP)4844, відома як "блоби рідних даних". Ця зміна коду спрямована на підвищення масштабованості роллапів, які базуються на Ethereum. EIP 4844 названа на честь основних розробників Ethereum "Protolambda" та Dankrad Feist, вводить новий тип транзакцій, званий blobами, збільшує дані та вимоги до зберігання блоків Ethereum і створює новий ринок зборів, що окремо оцінює blobи та звичайні транзакції.

Rollups - це протокол, що покладається на Layer 2 блокчейни (, такі як Ethereum ), для забезпечення доступності даних ( DA ), що дозволяє широко розповсюджувати та тимчасово зберігати пакети транзакційних даних (. Загалом, rollup на основі смарт-контрактів покладається на DA Ethereum, а також на Ethereum для розрахунку транзакцій ) та верифікації (. Ці rollup спеціально зчитують дані з DA-слоїв, таких як Ethereum, і виконують дійсні транзакції та код смарт-контрактів. Rollup, що базується на Ethereum, покладається на пакетні дані транзакцій, що містяться в блоках Ethereum, для забезпечення достовірності транзакцій. Сортер обробляє та стискає транзакції користувачів у економічно вигідний спосіб для подання їх акторам DA-слою.

Зазвичай витрати на публікацію великої кількості даних в Ethereum є високими, частково через те, що мережа назавжди зберігає дані як частину історії транзакцій у полі, яке називається "CALLDATA". Завдяки EIP 4844, кожен блок створюватиме додатковий простір даних об'ємом 512kB або 768kB для rollup. Основні розробники Ethereum зважують, скільки додаткового простору слід створити для транзакцій blob. Важливо, що дані, опубліковані в цьому просторі, зберігатимуться приблизно три тижні. Через короткочасність даних, що перевіряються через транзакції blob, а також незалежний ринковий механізм ціноутворення blob, теоретично витрати на публікацію даних rollup в Ethereum значно зменшаться. З часом розробники мають намір впровадити технології вибірки даних, так що дані blob не потрібно завантажувати повністю на повні вузли Ethereum для перевірки, що ще більше зменшить витрати на rollup. Proto-danksharding є повною передумовою та "прототипом" для danksharding, який дозволить вузлам Ethereum завантажувати фрагменти даних blob, щоб визначити доступність повного blob.

Ця стаття глибоко аналізує деталі роботи EIP-4844, обмеження proto-danksharding, план еволюції EIP-4844 до повного danksharding, а також обговорює прямі переваги змін у коді для кінцевих користувачів та розробників децентралізованих додатків ) dapp (, коли ці зміни будуть реалізовані в осінньому оновленні 2023 року. Враховуючи, що повний danksharding зосереджений на підтримці екосистеми Layer 2 rollup та модульному масштабуванні Ethereum, зміни в коді, які будуть впроваджені під час наступного оновлення Ethereum, стануть важливим тестовим майданчиком для теорії модульних блокчейнів у масштабах однієї з найбільших публічних блокчейн-мереж у світі.

![Перший крок до модульності Ethereum: Основи Proto-danksharding та принцип його роботи])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-d0796da09571f967d32b5b2b2e83fee5.webp(

Фон

EIP-4844 вважається оновленням масштабованості Ethereum. Однак варто зазначити, що зміни в коді не призвели до суттєвого збільшення або впровадження покращень для торгової здатності самого Ethereum. Proto-danksharding знижує витрати на публікацію великої кількості даних в Ethereum, що, у свою чергу, знижує експлуатаційні витрати rollup. EIP-4844 вважається підвищенням масштабованості Ethereum, оскільки робить мережі Layer 2, що базуються на Ethereum, більш економічно ефективними, але зміни в коді не підвищили масштабованість Ethereum як універсальної блокчейн-платформи для транзакцій та виконання коду смарт-контрактів.

Протягом останніх чотирьох років торгова активність Ethereum rollup, така як Arbitrum, Optimism, StarkNet, zkSync та Polygon zkEVM, постійно зростала. Згідно з оцінками однієї аналітичної платформи, загальний обсяг транзакцій на всіх мережах Layer 2 становить )TPS(, що в 3,8 рази перевищує середній добовий TPS Ethereum.

![Перший крок до модульності Ethereum: Основи Proto-danksharding та його принципи роботи])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-15347a793fd78fa34f148220776e8c98.webp(

Згідно з даними, наданими певною дослідницькою установою через платформу аналізу даних, rollup заощаджує понад 99% витрат на газ для кінцевих користувачів і розробників dapp в порівнянні з витратами на безпосереднє розгортання коду та торгівлю в Ethereum.

Станом на 13 червня 2023 року, вартість відправки транзакцій на двох найпопулярніших Ethereum rollup, одному з класу OP і іншому з класу OP, коливалася від 0,03 до 0,05 долара. Однак у випадках частих активностей в мережі та її перевантаження ці витрати іноді можуть перевищувати 1 долар.

Мета EIP-4844 полягає в зменшенні витрат на rollup шляхом впровадження нового типу транзакцій, а саме бінарних великих об'єктів, або blob. Нижче наведено покроковий опис життєвого циклу blob-транзакцій, визначених у EIP-4844:

1. Користувач надсилає транзакцію до рулінгового сортувальника
2. Сортувальник об'єднує кілька угод користувачів в один великий пакет угод.
3. Генерація транзакцій з даними blob за допомогою сортувальника
4. Сортувальник відправляє blob-транзакцію в мемпул Ethereum
5. Верифікатори Ethereum упаковують blob-транзакції в блоки
6. Блок транслюється в мережу і перевіряється іншими валідаторами
7. дані blob зберігаються на сигнальному ланцюгу приблизно 3 тижні
8. blob дані після закінчення терміну дії викидаються, але хеш транзакції все ще зберігається в блоці

![Перший крок модульності Ethereum: Основи Proto-danksharding та його принцип роботи])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-60098db654843962e4f98395f9eecbef.webp(

EIP-4844 не впливає на те, як звичайні транзакції, подані до мемпулу Ethereum, включаються до блоків, і не впливає на ринкові витрати, які визначають ціну простору блоків Ethereum, але EIP-4844 дійсно збільшує вимоги до зберігання блоків Ethereum. Додатковий простір даних призначений для приєднання blob-транзакцій до блоків. Blob подібний до додаткового автомобіля, який можна приєднати до блоку Ethereum, не впливаючи на використання або зайняття існуючого простору блоків для обробки звичайних транзакцій. Простір блоків для blob буде аукціонуватися відповідно до власного ринку витрат, аналогічно дизайну ринку витрат EIP 1559. Для отримання додаткової інформації про EIP 1559, будь ласка, читайте відповідні дослідницькі звіти. Спочатку blob-транзакції будуть майже безкоштовними. Після цього, з кожним підтвердженим блоком, якщо більше половини простору blob-блоків ) принаймні 256kB ( буде використано, вартість blob-транзакцій зросте на 12,5%. Для кожного блоку, де простір blob не був у повній мірі використаний, тобто заповнено менш ніж на 50%, вартість blob зменшиться на 12,5%.

![Перший крок модульності Ethereum: Основи Proto-danksharding та його принцип роботи])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-2a1a9989aaff538cb0a0ee804a324ed1.webp(

Blob транзакції не зберігаються на Ethereum безкінечно, а зберігаються на консенсусному рівні Ethereum )CL(, тобто на Beacon Chain, і через три тижні відкидаються з вузлів CL. Proto-danksharding дозволить кожному блоку мати максимум чотири blob, кожен з яких може містити максимум 128kB додаткових даних. Максимальний ліміт простору blob у 512kB може змінюватися в залежності від тестування EIP-4844. Розробники активно обговорюють можливість збільшення цього обмеження з 4 blob до 6. Кожен blob є можливістю для єдиного сортувальника rollup підтвердити одну партію транзакцій на Ethereum. Щодня на Ethereum створюється близько 7094 блоків, після EIP 4484, за умови обмеження 4 blob/блок, щодня можна обробляти максимум 28376 blob. ) це теоретичне максимальне значення, яке на практиці може ніколи не бути досягнуте через динамічні зміни вартості blob. Витрати на безперервну обробку максимального числа blob у кожному блоці є дуже дорогими для одного сортувальника (.

За останні шість місяців, сортировщик, що працює на певному OP класі rollup, за обсягом торгової активності є другим найпопулярнішим Ethereum rollup, щоденно подаючи приблизно 3126 пакетів транзакцій до Ethereum.

![Перший крок до модульності Ethereum: Основи Proto-danksharding та його принцип роботи])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-00bc67a3f9af7e59bfa45ea2f5144725.webp(

Обсяг підтверджених транзакцій певного OP-типу rollup приблизно вдвічі більший, ніж у іншого OP-типу rollup, і, як і інший OP-тип rollup, покладається на сортувальник для публікації даних в Ethereum через CALLDATA для виконання транзакцій. Інші приклади rollup, які популярні в Ethereum, включають, але не обмежуються певним ZK rollup, певним ZK rollup і певним ZK rollup. На певному OP-типу rollup понад 90% зборів походять з зборів CALLDATA Layer 1.

Введення спеціального простору для зберігання даних, незалежно від того, яким маленьким він спочатку є, спрямоване на зниження витрат на використання Ethereum як DA-шар для всіх rollup, базованих на Ethereum. Консервативно кажучи, розробники rollup оцінюють, що з активацією EIP 4844 витрати на rollup зменшаться на 100% до 900%. Однак ці оцінки можуть змінюватись залежно від зростання використання і активності rollup протягом кількох місяців до і після активації оригінальної бази даних.

Вартість транзакцій з blob, хоча на початку активації EIP 4844 може бути дешевшою, ніж звичайні транзакції, проте, якщо кількість rollup-ів, що базуються на Ethereum, зросте, вона може швидко зрости. Крім того, хоча кожен blob має на меті забезпечити можливість публікації до 128 кБ даних для одного сортувальника, rollup-сортувальники можуть скоординуватися, щоб один blob містив дані з кількох rollup-ів. Розробники Ethereum усвідомлюють, що через обмежену кількість транзакцій у кожному блоці, а також те, що один пакет транзакцій може не повністю використовувати весь обсяг даних 128 кБ для кожної blob-транзакції, може виникнути вторинний ринок для ціноутворення blob. Хоча запобігання виникненню вторинного ринку поза ланцюгом є пріоритетом, а не впровадженням більш високого рівня складності протоколу для запобігання цій можливості, наразі розробники вживають "методу очікування та спостереження", впроваджуючи blob через EIP 4844 і плануючи в майбутньому подальшу оптимізацію EIP 4844.

Proto-danksharding закладає основи для впровадження більш просунутих технологій, щоб подальше зниження вартості blob відбулося без збільшення навантаження на обчислювальні потужності вузлів. Називається повним danksharding, повна концепція blob полягає в збільшенні максимальної кількості blob в кожному блоці з 4 до 64.

![Перший крок модульності Ethereum: Основи Proto-danksharding та його принцип роботи])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-455aedf02ac5a991dab405b3f7e9b766.webp(

Повний Danksharding

Чотири блоби збільшують розмір блоку Ethereum на 512 кБ. Шість блобів додатково збільшують розмір блоку Ethereum на 768 кБ. Як вже зазначалося, додатковий блоковий простір строго призначений для транзакцій блобів і не зберігає дані так, як звичайний блоковий простір. Повна концепція EIP 4844 полягає в тому, щоб ввести до 64 блобів в Ethereum, і зробити це без значного збільшення обчислювального навантаження на вузли верифікації блоків. Для досягнення повного данкшардингу Ethereum потрібно реалізувати дві технології: вибірковість доступності даних )DAS( та стискання з витісненням.

) Зразкове використання даних ### DAS (

У контексті верифікації транзакцій Layer 2 rollup, мета DAS полягає в тому, щоб забезпечити, що всі фрагменти даних, упаковані сортувальником, були опубліковані в ланцюзі. Повні вузли вибираються випадковим чином, завантажують блок даних з blob і генерують доказ доступності даних. Чим більше разів повний вузол здійснює вибірку даних, тим більше даних було надано сортувальником без.