الخطوة الأولى في نظام إثيريوم القابل للتجزئة: مقدمة أساسية عن Proto-danksharding وكيفية عمله

مع الانتهاء من الدمج والترقية إلى شنغهاي، نجح إثيريوم في الانتقال من إثبات العمل إلى بروتوكول إجماع إثبات الحصة. المشروع الكبير التالي في خارطة طريق تطوير إثيريوم هو اقتراح تحسين إثيريوم (EIP)4844، المعروف أيضًا باسم "قاعدة البيانات الأصلية". تهدف تغييرات الكود هذه إلى تحسين قابلية التوسع للrollups المبنية على إثيريوم. تم تسمية EIP 4844 على اسم مطوري إثيريوم الأساسيين "Protolambda" وDankrad Feist، حيث يقدم نوعًا جديدًا من المعاملات يسمى blobs، مما يزيد من بيانات واحتياجات التخزين لكتل إثيريوم، وينشئ سوق رسوم جديدة، تفصل بين blobs والمعاملات العادية في التسعير.

الـ Rollups هي بروتوكول يعتمد على سلسلة الكتل Layer 2 ( مثل إثيريوم ) لتوفير إمكانية الوصول إلى البيانات ( DA ) ( وانتشار واسع وتخزين مؤقت لمجموعات بيانات المعاملات ). عادةً، يعتمد الـ rollup القائم على العقود الذكية ليس فقط على DA الخاص بإثيريوم، ولكن أيضاً على إثيريوم لتسوية المعاملات ( والتحقق ). هذه الـ rollups تستمد بياناتها بشكل خاص من طبقات DA مثل إثيريوم، وتنفذ معاملات فعالة وكود عقود ذكية. تعتمد الـ rollups المبنية على إثيريوم على بيانات المعاملات المجمعة التي تتضمنها كتل إثيريوم لتحقيق مصداقية المعاملات. يقوم الـ sorter بمعالجة وضغط معاملات المستخدمين بطريقة فعالة من حيث التكلفة، لتقديمها إلى الفاعلين في طبقة DA.

عادةً ما تكون تكلفة نشر كميات كبيرة من البيانات على إثيريوم مرتفعة، جزئيًا لأن الشبكة تخزن البيانات كجزء من تاريخ المعاملات بشكل دائم في حقل يُعرف باسم "CALLDATA". من خلال EIP 4844، سيتم إنشاء مساحة بيانات إضافية قدرها 512 كيلوبايت أو 768 كيلوبايت لكل كتلة لاستخدامها في rollup. يقوم مطورو إثيريوم الأساسيون بتقييم مقدار المساحة الإضافية التي يجب إنشاؤها بالضبط لمعاملات blob. من المهم أن البيانات التي تنشر في هذه المساحة ستُخزن لمدة ثلاثة أسابيع تقريبًا. نظرًا لقصور البيانات التي تم التحقق منها من خلال معاملات blob، وسوق الأسعار المستقل لمعاملات blob المعزولة عن أنواع المعاملات الأخرى، فإن تكلفة نشر البيانات إلى إثيريوم من خلال rollup ستنخفض بشكل كبير. مع مرور الوقت، يعتزم المطورون تقديم تقنيات أخذ عينات البيانات، بحيث لا يحتاج blob data إلى تنزيل كافة البيانات للتحقق من قبل عقد إثيريوم الكامل، مما يقلل من تكلفة rollup بشكل أكبر. Proto-danksharding هو مقدمة و"نموذج" لـ danksharding الكامل، والذي سيمكن عقد إثيريوم من تنزيل أجزاء من بيانات blob لتحديد توفر blob الكامل.

تستكشف هذه التقرير بالتفصيل كيفية عمل EIP-4844، وقيود قاعدة البيانات الأصلية، وتطور خطة EIP-4844 نحو قاعدة بيانات كاملة، وتشمل بعض الاعتبارات حول الفوائد المباشرة للتغييرات البرمجية عند تنفيذها كما هو مخطط له في خريف 2023 للمستخدمين النهائيين ومطوري التطبيقات اللامركزية (dapp). بالنظر إلى أن التركيز في النسخة الأصلية من danksharding هو دعم نظام بيئي rollup Layer 2 والتوسع من خلال التمديد المعياري لإيثر، فإن التغييرات البرمجية التي سيتم تنفيذها في ترقية إيثر التالية ستكون بمثابة اختبار مهم لتطبيق نظرية blockchain المعيارية على نطاق واسع في واحدة من أكبر سلاسل الكتل العامة في العالم.

الخلفية

يعتبر EIP-4844 ترقية في قابلية التوسع لإثيريوم. ومع ذلك، من المهم ملاحظة أن التغيير في الكود لم يزد أو يقدم بشكل ملموس تحسينات على قدرة إثيريوم نفسها في المعاملات. تقلل Proto-danksharding من تكلفة نشر كميات كبيرة من البيانات على إثيريوم، مما يقلل من تكلفة تشغيل rollup. يُعتبر EIP-4844 تحسينًا في قابلية التوسع لإثيريوم، لأنه يجعل الشبكات Layer 2 المبنية على إثيريوم أكثر فعالية من حيث التكلفة، ولكن التغيير في الكود لم يحسن من قابلية التوسع لإثيريوم ككتلة عامة للمعاملات وتنفيذ كود العقود الذكية.

على مدى السنوات الأربع الماضية، كانت أنشطة التداول لتجميعات إيثريوم مثل Arbitrum وOptimism وStarkNet وzkSync وPolygon zkEVM في ازدياد. تقدر منصة بيانات معينة أن إجمالي حجم المعاملات لكل ثانية على جميع الشبكات من الطبقة الثانية هو (TPS)، وهو ما يعادل 3.8 أضعاف متوسط TPS اليومي لإيثريوم.

وفقًا للبيانات المقدمة من قبل إحدى مؤسسات الأبحاث عبر منصة تحليل بيانات معينة، فإن تقنية الـ rollup توفر أكثر من 99% من تكاليف الغاز لمستخدمي النهاية ومطوري تطبيقات الـ dapp مقارنة بتكاليف نشر الشيفرة والتداول مباشرة على إثيريوم.

حتى 13 يونيو 2023، كانت تكلفة إرسال المعاملات على أكثر اثنين من rollup إيثيريوم شعبية، منصة معينة ومنصة أخرى، تتراوح حول 0.03 دولار إلى 0.05 دولار. ومع ذلك، في حالة النشاط العالي على الشبكة والازدحام، قد ترتفع هذه التكاليف أحيانًا إلى أكثر من 1 دولار.

الهدف من EIP-4844 هو تقليل تكلفة rollup من خلال إدخال نوع جديد من المعاملات، وهو الكائنات الثنائية الكبيرة، أو ما يسمى blob. فيما يلي توضيح خطوة بخطوة لدورة حياة معاملات blob المحددة في EIP-4844:

! الخطوة الأولى من نمطية Ethereum: مقدمة أساسية ل Proto-danksharding وكيف يعمل

EIP-4844 لا يؤثر على كيفية إدراج المعاملات العادية المقدمة إلى ميمبول إيثريوم في الكتل، ولا يؤثر على سوق الرسوم الذي يحدد سعر مساحة الكتلة في إيثريوم، ولكنه يزيد بالفعل من متطلبات التخزين في كتل إيثريوم. المساحة الإضافية للبيانات هي لإضافة معاملات blob إلى الكتل. الـ Blob يشبه عربة إضافية، يمكن إضافتها إلى كتل إيثريوم دون التأثير أو احتلال مساحة الكتلة الحالية لمعالجة المعاملات العادية. ستطرح مساحة كتل blob في مزاد بناءً على سوق الرسوم الخاص بها، على غرار تصميم سوق الرسوم EIP 1559. في البداية، ستكون معاملات blob تقريبًا بلا تكلفة. بعد ذلك، مع تأكيد كل كتلة، إذا تم استخدام أكثر من نصف مساحة كتلة blob ( على الأقل 256kB )، ستزداد تكلفة معاملات blob بنسبة 12.5%. بالنسبة لكل كتلة تم استخدامها بشكل غير كامل لمساحة blob، أي أن مساحة blob قد تم ملؤها بأقل من 50%، ستقل تكلفة blob بنسبة 12.5%.

! الخطوة الأولى من نمطية Ethereum: مقدمة أساسية ل Proto-danksharding وكيف يعمل

لن يتم تخزين معاملات Blob بشكل غير محدود على إثيريوم، بل ستخزن على طبقة الإجماع لإثيريوم (CL)، أي على Beacon Chain، وسيتم التخلص منها من عقد CL بعد ثلاثة أسابيع. سيمكن Proto-danksharding من وجود أربعة blobs كحد أقصى في كل كتلة، حيث يمكن أن تحتوي كل blob على بيانات إضافية تصل إلى 128kB. قد يتغير الحد الأقصى لمساحة blob البالغة 512kB بناءً على اختبارات EIP-4844 الجارية. يناقش المطورون بنشاط إمكانية زيادة هذا الحد من 4 blobs إلى 6 blobs. تمثل كل blob فرصة لمجمع ترتيب واحد لتأكيد دفعة من المعاملات على إثيريوم. يتم إنتاج حوالي 7094 كتلة يوميًا على إثيريوم، وبعد EIP 4484، ومن المفترض أنه مع حد 4 blobs لكل كتلة، يمكن معالجة ما يصل إلى 28376 blob يوميًا. ( هذه قيمة نظرية قصوى، وقد لا يتم الوصول إليها في الممارسة بسبب التغيرات الديناميكية في رسوم blob. تكلفة معالجة الحد الأقصى من عدد blobs لكل كتلة بشكل مستمر مرتفعة جدًا بالنسبة لمجمع ترتيب واحد ).

! [الخطوة الأولى من نمطية Ethereum: مقدمة أساسية ل Proto-danksharding وكيف يعمل](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-00bc67a3f9af7e59bfa45ea2f5144725.webp019283746574839201

في الأشهر الستة الماضية، كان الفرز الذي يعمل على منصة معينة هو ثاني أكثر rollup إيثريوم شعبية من حيث نشاط التداول، حيث يقدم حوالي 3126 دفعة معاملات إلى إيثريوم يوميًا.

حجم التداول المؤكد من قبل某平台 هو تقريباً ضعف حجم某平台، وتماماً مثل某平台، يعتمد على المترتب لنشر البيانات إلى إيثيريوم من خلال CALLDATA لإكمال المعاملات. تشمل أمثلة أخرى على rollup الشائعة على إيثيريوم، ولكن لا تقتصر على某平台،某平台 و某平台. على某平台، أكثر من 90% من الرسوم تأتي من رسوم CALLDATA على Layer 1.

إن إدخال مساحة تخزين بيانات مخصصة، بغض النظر عن مدى صغرها في البداية، يهدف إلى تقليل تكلفة استخدام إثيريوم كطبقة DA لجميع rollup المعتمدة على إثيريوم. بشكل متحفظ، يقدر مطورو rollup أنه اعتبارًا من تفعيل EIP 4844، ستنخفض رسوم rollup بنسبة تتراوح بين 100% إلى 900%. ومع ذلك، قد تتغير هذه التقديرات وفقًا لزيادة الاعتماد والنشاط بعد أشهر من تفعيل قاعدة البيانات الأصلية.

تكلفة معاملات blob، على الرغم من أنها قد تكون أرخص من المعاملات العادية في بداية تفعيل EIP 4844، إلا أنه إذا زاد عدد الـ rollups المبنية على إيثريوم، فقد ترتفع بسرعة. بالإضافة إلى ذلك، على الرغم من أن كل blob مصمم لتوفير فرصة لفرز بيانات تصل إلى 128kB لمُرتب واحد، إلا أن مُرتبي الـ rollup قد يكون لديهم القدرة على التنسيق، مما يجعل blob واحد يحتوي على بيانات من عدة rollups. أدرك مطورو إيثريوم أنه نظرًا للعدد المحدود من الكتل، وأن مجموعة معاملات واحدة قد لا تستفيد بالكامل من المساحة الكاملة البالغة 128kB لكل معاملة blob، فقد تظهر سوق ثانوية لتسعير الـ blobs. على الرغم من أن منع ظهور السوق الثانوية خارج السلسلة هو أولوية، بدلاً من إدخال مستوى أعلى من تعقيد البروتوكول لمنع هذه الإمكانية، يقوم المطورون حاليًا باتباع "نهج الانتظار والمراقبة"، من خلال إدخال blobs مع EIP 4844، ويعتزمون تحسين EIP 4844 بشكل أكبر في المستقبل.

أسس التجزئة الأصلية لتقديم تقنيات أكثر تقدمًا، بحيث يمكن تقليل تكلفة blob بشكل أكبر دون زيادة عبء حسابات العقد. يُطلق عليه اسم التخلي الكامل، والتصور الكامل لل blob هو زيادة الحد الأقصى لعدد blob في كل كتلة من 4 إلى 64.

أكمل Danksharding

أربعة blobs تزيد من حجم كتلة إيثريوم بمقدار 512 كيلوبايت. ستة blobs ستزيد من حجم كتلة إيثريوم بمقدار إضافي قدره 768 كيلوبايت. كما ذكر سابقًا، فإن المساحة الإضافية للكتل مخصصة فقط لمعاملات blobs، ولا تُستخدم لتخزين البيانات بشكل دائم مثل مساحة الكتل العادية. الرؤية الكاملة لـ EIP 4844 هي إدخال ما يصل إلى 64 blob في إيثريوم، وتحقيق ذلك دون زيادة كبيرة في عبء حسابات العقد لتأكيد الكتل. لتحقيق الشاردينغ الكامل، تحتاج إيثريوم إلى تطبيق تقنيتين: أخذ عينات من توفر البيانات )DAS( وترميز المحو.

) عينة توفر البيانات ### DAS (

في سياق التحقق من معاملات Layer 2 rollup، الهدف من DAS هو ضمان أن جميع أجزاء البيانات التي تم تجميعها بواسطة المنظم قد تم نشرها على السلسلة. يتم اختيار العقد الكاملة عشوائيًا، حيث تقوم بتحميل كتلة من البيانات من blob وتولد إثبات توفر البيانات. كلما زادت مرات أخذ العينات من البيانات من قبل العقد الكاملة، زادت احتمالية التأكد من أن جميع البيانات قد تم توفيرها من المنظم دون حجب بيانات مهمة. بالنسبة للعقد، فإن عملية أخذ العينات للبيانات تتطلب قدرة حسابية أقل من تحميل بيانات blob بالكامل، ولكن من الناحية النظرية ستقدم نفس ضمان توفر البيانات. مثل التنازل الأصلي، ستضمن أخذ عينات بيانات blob تحت التنازل الكامل أن المعاملات من المنظم قد تم التحقق منها ونشرها على السلسلة، لتقييمها من قبل أي مستخدم أو أصحاب المصلحة في الشبكة. ثم، سيكون لدى المستخدمين وأصحاب المصلحة فترة من الوقت لمراجعة هذه المعاملات، لتأكيد أنها قد اكتملت نهائيًا على طبقة DA مثل إثيريوم، وبناء دفعات معاملات جديدة على أساس الدفعة السابقة.

من خلال DAS ، يشعر مطورو إثيريوم بالثقة في زيادة عدد وحجم Blobs المرسلة إلى إثيريوم دون زيادة عبء الحساب على العقد. بالإضافة إلى ذلك ، يخطط المطورون في التحديثات المستقبلية لتقليل العبء الحسابي على العقد بشكل أكبر من خلال تنفيذ اقتراحات مثل انتهاء الصلاحية التاريخية. كما قال باحث إثيريوم دانكراد فيست ، مع مرور الوقت ، سيصبح إثيريوم مثل "لوحة إعلانات عامة بدلاً من نظام الأرشفة" ، حيث سيتم نقل مسؤولية الاحتفاظ بنسخة كاملة من تاريخ المعاملات إلى أصحاب المصلحة في الشبكة الذين يستخدمون هذه البيانات بشكل متكرر ، مثل Layer 2 rollup وبعض شركات البنية التحتية للبلوكشين. على الرغم من أن EIP 4844 قد قدم Blobs ، إلا أن هذه مثال مبكر يوضح كيف أن جميع المعاملات قد تصبح يومًا ما تخزينًا على إثيريوم.

! [الخطوة الأولى من نمطية Ethereum: مقدمة أساسية ل Proto-danksharding وكيف يعمل])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-455aedf02ac5a991dab405b3f7e9b766.webp(

) مسح الترميز

تقنية الإلغاء المشفر تعزز من قدرة أخذ العينات للبيانات. إذا احتجز مرتبة خبيثة عددًا قليلاً من كتل البيانات، في 1%