Proto-danksharding: Ham veri işleme nedir ve nasıl çalışır

Ethereum, birleşim ve Shanghai güncellemesini tamamladıktan sonra, çalışma kanıtından hisse kanıtı konsensüs mekanizmasına başarıyla geçiş yaptı. Ethereum yol haritasındaki bir sonraki büyük proje EIP-4844, aynı zamanda "ham veri işleme" olarak da bilinir. Bu kod değişikliği, Ethereum üzerindeki ikinci katman ölçeklendirme çözümlerinin ölçeklenebilirliğini geliştirmeyi amaçlamaktadır. EIP-4844, Ethereum'un ana geliştiricilerinden "Protolambda" ve Dankrad Feist'in adını alarak, blob olarak adlandırılan yeni bir işlem türü tanıtmaktadır; bu, Ethereum bloklarının veri ve depolama gereksinimlerini artırmakta ve blob ile normal işlemleri ayrı fiyatlandıran yeni bir ücret piyasası oluşturmaktadır.

Layer 2 genişletme çözümleri, Ethereum gibi Layer 1 blok zincirlerine (, veri kullanılabilirliği ) DA ( protokolüne dayanır; yani, işlem verilerinin toplu olarak yayılması ve geçici depolanması işlevine. Genellikle, akıllı sözleşmelere dayalı Layer 2 çözümleri, Ethereum'un DA'sına dayanır ve aynı zamanda işlemlerin ) onaylanması ( için Ethereum'a bağlıdır. Bu Layer 2 çözümleri, Ethereum gibi DA katmanlarından veri okur ve geçerli işlemleri ve akıllı sözleşme kodunu yürütür. Ethereum üzerinde inşa edilen Layer 2 çözümleri, işlemlerin geçerliliğini sağlamak için Ethereum bloklarında yer alan toplu işlem verilerine dayanır. Sıralayıcılar, kullanıcı işlemlerini maliyet etkin bir şekilde toplar ve sıkıştırır, böylece DA katmanına sunulmak üzere hareket eder.

Genellikle, Ethereum'a büyük miktarda veri göndermenin maliyeti yüksektir, bunun bir kısmı ağın verileri, "CALLDATA" adı verilen bir alanda işlem geçmişinin bir parçası olarak kalıcı bir şekilde saklamasından kaynaklanmaktadır. EIP-4844 ile her blok, Layer 2 çözümleri için ek 512kB veya 768kB veri alanı yaratacaktır. Ethereum temel geliştiricileri, blob işlemleri için ne kadar ek alan yaratılması gerektiğini tartışıyor. Önemli olan, bu alana gönderilen verilerin yaklaşık üç hafta süreyle saklanacağıdır. Blob işlemleriyle doğrulanan verilerin geçiciliği ve diğer işlem türlerinden izole edilmiş blob fiyatlandırması için bağımsız bir ücret piyasası nedeniyle, teorik olarak, Layer 2 çözümlerinin Ethereum'a veri göndermenin maliyeti önemli ölçüde düşecektir. Zamanla, geliştiriciler veri örnekleme tekniklerini tanıtmayı planlamaktadır, böylece blob verileri Ethereum tam düğümlerine doğrulama için tamamen indirilmek zorunda kalmaz, böylece Layer 2 maliyetlerini daha da düşürür. Proto-danksharding, tamamen danksharding'in öncüsü ve "prototipi" olup, Ethereum düğümlerinin blob verilerinin parçalarını indirerek tam blob'un kullanılabilirliğini belirlemesine olanak tanıyacaktır.

Bu rapor, EIP-4844'ün nasıl çalıştığını, ham veri işleme sınırlamalarını, EIP-4844'ün tamamen danksharding planına evrimini derinlemesine incelemekte ve 2023 sonbaharında planlandığı gibi uygulanacak kod değişikliklerinin son kullanıcılar ve merkeziyetsiz uygulama ) geliştiricileri üzerindeki doğrudan faydaları hakkında bazı değerlendirmeleri içermektedir. Tamamen danksharding'in odak noktası Layer 2 ekosistemini desteklemek ve Ethereum'u modüler olarak ölçeklendirmek olduğundan, bir sonraki Ethereum yükseltmesinde uygulanacak kod değişiklikleri, dünyanın en büyük kamu blok zincirlerinden birine ölçek olarak modüler blok zincir teorisinin uygulanması için önemli bir test alanı olacaktır.

Arka Plan

EIP-4844, Ethereum'un ölçeklenebilirlik güncellemesi olarak kabul edilmektedir. Ancak, bu kod değişikliğinin Ethereum'un kendisinin işlem kapasitesini artırmak veya geliştirmek açısından kayda değer bir etkisi olmadığına dikkat edilmelidir. Proto-danksharding, Ethereum'a büyük miktarda veri yayınlama maliyetini düşürerek, Layer 2 çözümlerinin işletme maliyetlerini azaltmaktadır. EIP-4844, Ethereum'un ölçeklenebilirliğini artırdığı düşünülmektedir, çünkü bu, Ethereum üzerinde inşa edilen Layer 2 ağlarının maliyet etkinliğini artırmaktadır, ancak bu kod değişikliği, Ethereum'un işlem ve akıllı sözleşme kodu yürütme konusunda genel bir blok zinciri olarak ölçeklenebilirliğini artırmamaktadır.

Son dört yılda, Ethereum Layer 2 çözümlerinin işlem aktiviteleri artış gösterdi. L2Beat.com'a göre, tüm Layer 2 ağlarında gerçekleştirilen her saniye işlem hacmi (TPS) toplamda Ethereum'un günlük ortalama TPS'inin 3.8 katıdır.

Dune Analytics tarafından sağlanan verilere göre, Layer 2 çözümleri, son kullanıcılar ve dapp geliştiricileri için, Ethereum'a doğrudan kod dağıtma ve işlem yapma maliyetlerine kıyasla %99'dan fazla gaz ücreti tasarrufu sağlamaktadır.

13 Haziran 2023 itibarıyla, en popüler iki Ethereum Layer 2 çözümünde işlem gönderme maliyetinin trendi yaklaşık 0.03 dolar ile 0.05 dolar arasındadır. Ancak, zincir üzerindeki faaliyetlerin yoğun olduğu ve ağın tıkandığı durumlarda, bu maliyetler bazen 1 doların üzerine çıkabilmektedir.

EIP-4844'ün hedefi, Layer 2 maliyetlerini azaltmak için yeni bir işlem türü olan ikili büyük nesneleri veya blob olarak adlandırılan bir yapıyı tanıtmaktır. İşte EIP-4844'ün tanımladığı blob işleminin yaşam döngüsünün adım adım açıklaması:

EIP-4844, Ethereum mempool'üne sunulan normal işlemlerin bloklara nasıl dahil edildiğini etkilemez ve Ethereum blok alanı fiyatını belirleyen ücret piyasasını da etkilemez, ancak EIP-4844 gerçekten Ethereum bloklarının depolama gereksinimlerini artırır. Ek veri alanı, bloklara blob işlemlerinin eklenmesi içindir. Blob, normal işlemleri işlemek için mevcut blok alanını etkilemeden veya daraltmadan Ethereum bloklarına eklenebilen bir yan araç gibidir. Blob blok alanı, EIP-1559'un ücret piyasası tasarımına benzer şekilde, kendi ücret piyasası üzerinden ihale edilecektir. Başlangıçta, blob işlemlerinin neredeyse hiç maliyeti olmayacaktır. Daha sonra, her blok onaylandığında, eğer blob blok alanının %50'sinden fazlası ( en az 256kB ) kullanılıyorsa, blob işleminin maliyeti %12.5 artacaktır. Yeterince kullanılmayan bir blob blok alanına sahip bloklar için, yani blob blok alanı %50 oranında doldurulmamışsa, blob'un maliyeti %12.5 azalacaktır.

Blob işlemleri Ethereum'da süresiz olarak saklanmayacak, bunun yerine Ethereum'un konsensüs katmanı (CL), yani Beacon Chain üzerinde saklanacak ve üç hafta sonra CL düğümünden atılacaktır. Proto-danksharding, her blokta en fazla dört blob olmasını sağlayacak, her blob ise en fazla 128kB ek veri içerebilecektir. Her blokta 512kB'lık blob alanının maksimum sınırı, devam eden EIP-4844 testlerine bağlı olarak değişebilir. Geliştiriciler, bu sınırı 4 blobdan 6 blob'a çıkarmanın olasılığını aktif olarak tartışıyorlar. Her blob, Ethereum'a bir grup işlemi onaylamak için tek bir Layer 2 sıralayıcı için bir fırsattır. Ethereum'da günde yaklaşık 7094 blok üretiliyor ve EIP-4484 sonrasında, 4 blob/blok sınırı varsayıldığında, günde en fazla 28376 blob işlenebilir. ( bu teorik bir maksimum değerdir ve blob ücretlerindeki dinamik değişimler nedeniyle pratikte asla ulaşılmayabilir. Her blokta maksimum sayıda blob işlemek için maliyet, bir sıralayıcı için oldukça pahalıdır ).

Son altı ayda, belirli bir Layer 2 çözümünde çalışan sıralayıcı, işlem etkinliğine göre ikinci en popüler Ethereum Layer 2 çözümü olup, her gün Ethereum'a yaklaşık 3126 işlem paketi sunmaktadır.

Diğer bir Layer 2 çözümü, işlem hacminin yaklaşık iki katı kadar onaylanmıştır ve aynı zamanda işlemleri tamamlamak için verileri Ethereum'a CALLDATA aracılığıyla yayınlamak için sıralayıcılara dayanmaktadır. Ethereum'da popüler olan diğer Layer 2 çözümlerinin birçok örneği bulunmaktadır. Belirli bir Layer 2 çözümünde, ücretlerin %90'ından fazlası Layer 1 CALLDATA ücretlerinden gelmektedir.

Özel veri depolama alanının tanıtımı, başlangıçta ne kadar küçük olursa olsun, Ethereum'un tüm Ethereum tabanlı Layer 2 çözümleri için DA katmanı olarak kullanılmasının maliyetini düşürmek içindir. İddialı bir şekilde, Layer 2 geliştiricileri, EIP-4844'ün etkinleştirilmesinden itibaren, Layer 2 ücretlerinin %100 ile %900 arasında azalacağını tahmin ediyor. Ancak, bu tahminler, orijinal veri işleme etkinleştirilmeden önce ve sonra birkaç ay boyunca Layer 2 benimseme ve etkinliğindeki artışa göre değişebilir.

Blob işlemlerinin maliyeti, EIP-4844'ün etkinleştirildiği ilk dönemde sıradan işlemlerden daha ucuz olabilir, ancak Ethereum üzerinde inşa edilen Layer 2 çözümlerinin sayısı arttıkça hızla yükselebilir. Ayrıca, her blob'un tek bir sıralayıcıya 128kB veriyi yayınlama fırsatı sunması amaçlansa da, Layer 2 sıralayıcılarının koordinasyon sağlaması, tek bir blob'un birden fazla Layer 2 çözümünden veri içermesine olanak tanıyabilir. Ethereum geliştiricileri, her blokta sınırlı sayıda işlem olması ve tek bir işlem grubunun her blob işlemindeki 128kB veri alanını tam olarak kullanamayabileceği için blob'ların fiyatlandırılması için ikincil bir pazarın ortaya çıkabileceğini fark ettiler. Zincir dışı ikincil pazarların ortaya çıkmasını önlemek bir öncelik olsa da, bu olasılığı önlemek için daha yüksek bir protokol karmaşıklığı getirmek yerine, geliştiriciler şu anda EIP-4844 aracılığıyla blob'ları tanıtmak için "bekle ve gözlem" yaklaşımını benimsemekte ve gelecekte EIP-4844'ü daha da optimize etmeyi planlamaktadırlar.

Ham verilerin işlenmesi, düğüm hesaplama yükünü artırmadan blob maliyetlerini daha da azaltmak için daha gelişmiş teknolojilerin benimsenmesine zemin hazırladı. Tam danksharding olarak adlandırılan blobların tamamına dair fikir, her bir blobun en fazla sayısını 4'ten 64'e çıkarmaktır.

Tam Danksharding

Dört blob, Ethereum blok boyutunu 512 kB artırır. Altı blob, Ethereum blok boyutunu ek olarak 768 kB artırır. Daha önce belirtildiği gibi, ek blok alanı yalnızca blob işlemleri için katı bir şekilde kullanılmakta olup, normal blok alanı gibi kalıcı veri depolamaz. EIP-4844'ün tam vizyonu, Ethereum'a en fazla 64 blob getirmektir ve bunu blok doğrulama düğümleri üzerindeki hesaplama yükünü önemli ölçüde artırmadan başarmaktır. Tam danksharding'i gerçekleştirmek için, Ethereum'un iki teknolojiyi uygulaması gerekmektedir: veri kullanılabilirliği örnekleme (DAS) ve silme kodlaması.

( Veri Erişilebilirliği Örnekleme ) DAS ###

Layer 2 işlemlerinin doğrulanması bağlamında, DAS'ın hedefi sıralayıcı tarafından paketlenmiş tüm veri parçalarının zincire yayıldığından emin olmaktır. Tam düğümler rastgele seçilir, blobdan bir veri parçası indirir ve veri kullanılabilirlik kanıtı oluşturur. Tam düğümlerin veri örnekleme sayısı ne kadar fazla olursa, tüm verilerin sıralayıcıdan sağlandığı ve önemli verilerin tutulmadığı olasılığı o kadar yüksek olur. Düğümler için, örnekleme süreci, tüm blob verilerini indirmekten daha az hesaplama gerektirir, ancak teorik olarak aynı veri kullanılabilirlik garantisini sağlar. Orijinal veri işleme ile aynı şekilde, tam danksharding altındaki blob veri örnekleme, sıralayıcıdan gelen işlemlerin doğrulandığını ve zincire yayıldığını garantileyecek, böylece herhangi bir kullanıcı veya ağ paydaşının değerlendirmesi için hazır hale gelecektir. Ardından, kullanıcılar ve paydaşlar bu işlemleri gözden geçirmek için bir süreye sahip olurlar, bunların Ethereum gibi bir DA katmanında nihai olarak tamamlandığını onaylarlar ve önceki işlem grubuna dayanarak yeni işlem grupları oluştururlar.

DAS sayesinde, Ethereum geliştiricileri, düğüm hesaplama yükünü artırmadan Ethereum'a Blob'ların sayısını ve veri miktarını artırma konusunda kendilerine güveniyorlar. Ayrıca, geliştiricilerin gelecekteki güncellemelerde, geçmişin sona ermesi gibi önerileri uygulayarak düğümlerin hesaplama yükünü daha da azaltmayı planladıkları belirtiliyor. Ethereum araştırmacısı Dankrad Feist'in sözleriyle, zamanla Ethereum, "bir arşiv sisteminden ziyade kamu ilan panosu" haline gelecek ve işlem geçmişinin tam kopyasını, bu verileri sıkça kullanan ağ paydaşlarına, örneğin Layer 2 çözümlerine ve blok zinciri altyapı şirketlerine devredecektir. EIP-4844 Blob'ları tanıtsa da, bu, bir gün tüm işlemlerin Ethereum üzerindeki depolama haline gelebileceğinin erken bir örneğidir.

( Silme Kodu

Silme kodlama teknolojisi, verilerin örneklenmesini güçlendirdi.