Proto-danksharding: ما هو المعالجة الأولية للبيانات وكيف تعمل

انتقلت الإيثيريوم بنجاح من إثبات العمل إلى آلية توافق الآراء القائمة على إثبات الحصة بعد إكمال الدمج وترقية شنغهاي. المشروع الكبير التالي في خارطة طريق الإيثيريوم هو EIP-4844، المعروف أيضًا باسم "معالجة البيانات الأصلية". تهدف هذه التغييرات في الشيفرة إلى تحسين قابلية التوسع لحلول التوسع الثانية على الإيثيريوم. تم تسمية EIP-4844 باسم مطوري الإيثيريوم الرئيسيين "Protolambda" وDankrad Feist، ويقدم نوعًا جديدًا من المعاملات يسمى blob، مما يزيد من متطلبات البيانات والتخزين لكتل الإيثيريوم، ويخلق سوق رسوم جديدة تفصل بين blob والمعاملات العادية.

حلول التوسع من الطبقة 2 تعتمد على Blockchain من الطبقة 1 ( مثل إيثيريوم ) من أجل توفر البيانات ( DA ) بروتوكول، أي القدرة على نشر وتخزين بيانات المعاملات بشكل مؤقت. عادةً ما تعتمد حلول الطبقة 2 المستندة إلى العقود الذكية على DA الخاصة بإيثيريوم وتستند أيضًا إلى إيثيريوم لتسوية المعاملات ( والتحقق ). هذه الحلول من الطبقة 2 تقرأ البيانات من طبقة DA مثل إيثيريوم، وتنفيذ المعاملات الفعالة وكود العقود الذكية. تعتمد حلول الطبقة 2 المبنية على إيثيريوم على بيانات المعاملات المجمعة الموجودة في كتل إيثيريوم لتحقيق مصداقية المعاملات. يقوم المُرتب بمعالجة وتجميع معاملات المستخدمين بطريقة فعالة من حيث التكلفة لتقديمها إلى المشاركين في طبقة DA.

عادةً، تكون تكلفة نشر كميات كبيرة من البيانات على إيثريوم مرتفعة، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن الشبكة تخزن البيانات كجزء من تاريخ المعاملات بشكل دائم في حقل يُسمى "CALLDATA". من خلال EIP-4844، سيتم إنشاء مساحة بيانات إضافية تبلغ 512 كيلوبايت أو 768 كيلوبايت لكل كتلة لحلول الطبقة الثانية. يقوم المطورون الأساسيون لإيثريوم بتقييم مقدار المساحة الإضافية التي ينبغي إنشاؤها لمعاملات blob. من المهم أن البيانات التي تُنشر في هذه المساحة ستُخزن لمدة تقارب الثلاثة أسابيع. نظرًا لقصور البيانات التي تُحقق من خلال معاملات blob، بالإضافة إلى سوق التكلفة المستقل لتسعير blob المعزول عن أنواع المعاملات الأخرى، فإن تكلفة نشر البيانات من حلول الطبقة الثانية إلى إيثريوم ستنخفض بشكل كبير. بمرور الوقت، يعتزم المطورون إدخال تقنيات أخذ عينات البيانات، بحيث لا تحتاج بيانات blob إلى أن يتم تنزيلها بالكامل للتحقق من قبل عقد إيثريوم الكاملة، مما يقلل من تكاليف الطبقة الثانية بشكل أكبر. Proto-danksharding هو مقدمة و"نموذج أولي" لـ danksharding بالكامل، والذي سيمكن عقد إيثريوم من تنزيل شظايا بيانات blob لتحديد توفر blob الكامل.

تستكشف هذه التقرير تفاصيل كيفية عمل EIP-4844، وقيود معالجة البيانات الأصلية، وتحول EIP-4844 إلى خطة الشاردينغ الكامل، ويتضمن بعض الاعتبارات حول الفوائد المباشرة للتغييرات البرمجية المقررة للتنفيذ في خريف 2023 للمستخدمين النهائيين ومطوري التطبيقات اللامركزية (dapp). بالنظر إلى أن التركيز على الشاردينغ الكامل هو دعم نظام Layer 2 البيئي والتوسع المعياري لإيثريوم، فإن تغييرات البرمجيات التي سيتم تنفيذها في الترقية القادمة لإيثريوم ستكون بمثابة اختبار مهم لنظرية blockchain المعيارية على نطاق واسع في واحدة من أكبر blockchains العامة في العالم.

الخلفية

يعتبر EIP-4844 ترقية قابلة للتوسع لإيثريوم. ومع ذلك، يجب ملاحظة أن تغيير الكود هذا لم يزد أو يقدم تحسينات جوهرية على قدرة إيثريوم نفسها في إجراء المعاملات. لقد خفض Proto-danksharding تكلفة نشر كميات كبيرة من البيانات إلى إيثريوم، مما يقلل من تكلفة تشغيل حلول Layer 2. يُعتبر EIP-4844 تحسينًا لقابلية التوسع لإيثريوم، لأنه يجعل الشبكات Layer 2 المبنية على إيثريوم أكثر فعالية من حيث التكلفة، ولكن تغيير الكود هذا لم يحسن قابلية التوسع لإيثريوم ككتلة عامة للمعاملات وتنفيذ كود العقود الذكية.

على مدار الأربع سنوات الماضية، كانت أنشطة التداول لحلول Layer 2 الخاصة بالإيثريوم في تزايد. تقدر L2Beat.com أن مجموع حجم التداول لكل ثانية على جميع الشبكات Layer 2 هو (TPS)، وهو ما يعادل 3.8 أضعاف متوسط TPS اليومي للإيثريوم.

وفقًا للبيانات المقدمة من منصة البيانات من خلال Dune Analytics، فإن حلول Layer 2 قد وفرت أكثر من 99% من تكاليف الغاز لمستخدمي الطرف النهائي ومطوري التطبيقات اللامركزية مقارنةً بتكاليف نشر التعليمات البرمجية والتداول مباشرةً على Ethereum.

حتى 13 يونيو 2023، كانت اتجاهات تكلفة إرسال المعاملات على أكثر حلين رائجين من Layer 2 على الإيثيريوم تتراوح حوالي 0.03 دولار إلى 0.05 دولار. ومع ذلك، في حالات النشاط العالي على الشبكة والازدحام، يمكن أن ترتفع هذه التكاليف أحيانًا إلى أكثر من 1 دولار.

الهدف من EIP-4844 هو تقليل تكاليف Layer 2 من خلال إدخال نوع جديد من المعاملات، وهو كائن ثنائي كبير، أو ما يسمى blob. فيما يلي شرح خطوة بخطوة لدورة حياة معاملات blob المعرفة في EIP-4844:

EIP-4844 لا يؤثر على كيفية إدراج المعاملات العادية المقدمة إلى ميمبول الإيثيريوم في الكتل، ولا يؤثر على سوق الرسوم الذي يحدد أسعار مساحة الكتل في الإيثيريوم، ولكن EIP-4844 يزيد من متطلبات التخزين لكتل الإيثيريوم. المساحة الإضافية للبيانات هي لإرفاق معاملات blob بالكتل. تعتبر blob كعربة إضافية، يمكن إرفاقها بكتل الإيثيريوم دون التأثير أو احتلال مساحة الكتل الموجودة لمعالجة المعاملات العادية. ستُباع مساحة blob في السوق الخاصة بها، على غرار تصميم سوق الرسوم في EIP-1559. في البداية، ستكون معاملات blob تقريبًا بدون تكلفة. بعد ذلك، مع تأكيد كل كتلة، إذا تم استخدام أكثر من نصف مساحة blob ( على الأقل 256kB )، ستزداد تكلفة معاملات blob بنسبة 12.5%. لكل كتلة حيث لم يتم استخدام مساحة blob بشكل كافٍ، أي أن مساحة blob لم يتم ملؤها بأكثر من 50%، ستنخفض تكلفة blob بنسبة 12.5%.

لن يتم تخزين معاملات Blob لفترة غير محدودة على Ethereum، بل سيتم تخزينها على طبقة الإجماع الخاصة بـ Ethereum (CL)، أي على Beacon Chain، وسيتم التخلص منها من عقد CL بعد ثلاثة أسابيع. ستتيح تقنية Proto-danksharding أن يحتوي كل كتلة على أربعة Blobs كحد أقصى، حيث يمكن أن يحتوي كل Blob على بيانات إضافية تصل إلى 128 كيلوبايت. قد يتغير الحد الأقصى لمساحة Blob التي تبلغ 512 كيلوبايت بناءً على الاختبارات الجارية لـ EIP-4844. يقوم المطورون بنقاش نشط حول إمكانية زيادة هذا الحد من 4 Blobs إلى 6 Blobs. كل Blob هو فرصة لمصفوفة Layer 2 واحدة لتأكيد دفعة واحدة من المعاملات على Ethereum. يتم إنتاج حوالي 7094 كتلة يوميًا على Ethereum، وبعد EIP-4484، وعلى افتراض حد 4 Blobs لكل كتلة، يمكن معالجة 28376 Blob كحد أقصى يوميًا. ( هذه قيمة نظرية قصوى، ومن المحتمل ألا يتم الوصول إليها في الممارسة العملية بسبب التغيرات الديناميكية في رسوم Blob. تكلفة معالجة الحد الأقصى من عدد Blobs لكل كتلة بشكل متواصل تكون مرتفعة جدًا بالنسبة لمصفوفة.

خلال الأشهر الستة الماضية، كان الترتيب الذي يعمل على حل Layer 2 معين، وفقًا لنشاط التداول، هو ثاني أكثر حلول Ethereum Layer 2 شعبية، حيث يقدم حوالي 3126 دفعة معاملات يوميًا إلى Ethereum.

![الخطوة الأولى في تجزئة الإيثيريوم: مقدمة أساسية عن Proto-danksharding وآلية عمله])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-2a1a9989aaff538cb0a0ee804a324ed1.webp(

حجم المعاملات المعتمد على حل Layer 2 آخر هو حوالي ضعف هذا، ويعتمد أيضًا على المنظمين لإرسال البيانات إلى إيثريوم عبر CALLDATA لإتمام المعاملات. هناك العديد من الأمثلة الأخرى على حلول Layer 2 الشهيرة على إيثريوم. في أحد حلول Layer 2، تأتي أكثر من 90% من الرسوم من رسوم CALLDATA على Layer 1.

![الخطوة الأولى في تجزئة الإيثيريوم: مقدمة أساسية عن Proto-danksharding وآلية عمله])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-00bc67a3f9af7e59bfa45ea2f5144725.webp(

إدخال مساحة تخزين البيانات المخصصة، بغض النظر عن حجمها في البداية، هو من أجل خفض تكلفة استخدام الإيثيريوم كطبقة DA لجميع حلول Layer 2 المبنية على الإيثيريوم. يقدر مطورو Layer 2 بشكل محافظ أنه من تفعيل EIP-4844، ستنخفض رسوم Layer 2 بنسبة تتراوح بين 100% إلى 900%. ومع ذلك، قد تتغير هذه التقديرات بناءً على زيادة التبني والنشاط في Layer 2 خلال الأشهر التي تلي تفعيل معالجة البيانات الأصلية.

تكلفة معاملات blob، على الرغم من أنها قد تكون أرخص من المعاملات العادية في بداية تفعيل EIP-4844، إلا أنه مع زيادة عدد حلول Layer 2 المبنية على إيثيريوم، قد ترتفع بسرعة. علاوة على ذلك، على الرغم من أن كل blob مصمم لتوفير فرصة لترتيب بيانات تصل إلى 128 كيلوبايت لمجدول واحد، فإن مجدولي Layer 2 قد يكون لديهم القدرة على التنسيق، مما يسمح لblob واحد بتضمين بيانات من عدة حلول Layer 2. يدرك مطورو إيثيريوم أنه نظرًا للعدد المحدود من الكتل، وأن دفعة واحدة من المعاملات قد لا تستفيد تمامًا من المساحة الكاملة البالغة 128 كيلوبايت لكل blob، قد يظهر سوق ثانوي لتسعير blobs. على الرغم من أن منع ظهور سوق ثانوي خارج السلسلة هو أولوية، بدلاً من إدخال مستوى أعلى من تعقيد البروتوكول لمنع هذه الإمكانية، فإن المطورين يتبنون حاليًا "نهج الانتظار والمراقبة" من خلال تقديم blobs عبر EIP-4844، ويعتزمون إجراء تحسينات إضافية على EIP-4844 في المستقبل.

لقد وضعت معالجة البيانات الأصلية أساسًا لإدخال تقنيات أكثر تقدمًا، وذلك لتقليل تكاليف blob بشكل أكبر دون زيادة عبء حساب العقد. وتسمى الدانك شاردينغ الكامل، الفكرة الكاملة للblob هي زيادة العدد الأقصى من كل blob من 4 إلى 64.

أكمل Danksharding

تؤدي أربعة من الكتل إلى زيادة حجم كتلة إيثريوم بمقدار 512 كيلوبايت. وستؤدي ستة كتل إلى زيادة إضافية في حجم كتلة إيثريوم بمقدار 768 كيلوبايت. كما ذُكر سابقًا، فإن المساحة الإضافية للكتل مخصصة فقط لتداول الكتل، ولا تُستخدم لتخزين البيانات بشكل دائم مثل المساحة العادية للكتل. الرؤية الكاملة لـ EIP-4844 هي إدخال ما يصل إلى 64 كتلة في إيثريوم، وتحقيق ذلك دون زيادة كبيرة في الحمل الحسابي على عقد التحقق من الكتل. لتحقيق التقسيم الكامل (danksharding)، يحتاج إيثريوم إلى تنفيذ تقنيتين: أخذ عينات من توفر البيانات )DAS( والترميز القابل للمحو.

) عينة توفر البيانات ### DAS (

في سياق التحقق من معاملات Layer 2، فإن هدف DAS هو التأكد من أن جميع قطع البيانات التي تم تجميعها بواسطة الترتيب قد تم نشرها على السلسلة. يتم اختيار العقد الكاملة عشوائياً، وتحميل قطعة من البيانات من blob وتوليد إثبات توفر البيانات. كلما زاد عدد مرات أخذ العينات من البيانات بواسطة العقد الكاملة، زادت احتمالية التأكد من أن جميع البيانات قد تم تقديمها من الترتيب دون حجب بيانات مهمة. بالنسبة للعقد، فإن عملية أخذ عينة البيانات أقل تعقيداً من تحميل بيانات blob بالكامل، لكنها نظرياً ستقدم نفس ضمان توفر البيانات. كما هو الحال في معالجة البيانات الأصلية، فإن أخذ عينات بيانات blob تحت danksharding الكامل سيضمن أن المعاملات من الترتيب قد تم التحقق منها ونشرها على السلسلة، لتقييمها من قبل أي مستخدم أو أصحاب المصلحة في الشبكة. بعد ذلك، سيكون لدى المستخدمين وأصحاب المصلحة فترة لمراجعة هذه المعاملات، والتأكد من أنها قد اكتملت نهائياً على طبقة DA مثل إيثيريوم، وبناء دفعات معاملات جديدة بناءً على الدفعة السابقة.

من خلال DAS، يتمتع مطورو Ethereum بالثقة في زيادة عدد وكمية Blobs التي يتم نشرها على Ethereum دون زيادة عبء حساب العقد. بالإضافة إلى ذلك، يخطط المطورون في التحديثات المستقبلية لتقليل عبء حساب العقد بشكل أكبر من خلال تنفيذ اقتراحات مثل انتهاء الصلاحية التاريخية. كما قال باحث Ethereum Dankrad Feist، مع مرور الوقت، ستصبح Ethereum مثل "لوحة إعلانات عامة بدلاً من نظام أرشفة"، حيث ستتحمل المسؤولية عن الاحتفاظ بنسخة كاملة من تاريخ المعاملات على عاتق أصحاب المصلحة في الشبكة الذين يستخدمون هذه البيانات بشكل متكرر، مثل حلول Layer 2 وشركات البنية التحتية للبلوكشين. على الرغم من أن EIP-4844 قدم Blobs، إلا أن هذه حالة مبكرة توضح أن جميع المعاملات قد تصبح يوماً ما تخزيناً على Ethereum.

![الخطوة الأولى في نمذجة الإيثريوم: مقدمة أساسية عن Proto-danksharding وآلية عمله])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-455aedf02ac5a991dab405b3f7e9b766.webp(

) مسح الشفرة

تعززت تقنية مسح التشفير من جمع البيانات