Перший крок до модульності Ethereum: Основи Proto-danksharding та його принцип роботи

Завдяки завершенню злиття та оновлення Шанхай, Ethereum успішно перейшов від консенсусу на основі доказу роботи до консенсусу на основі доказу частки. Наступним значним проектом на дорожній карті розвитку Ethereum є пропозиція вдосконалення Ethereum (EIP)4844, також відома як "оригінальна база даних". Зміна коду має на меті покращення масштабованості rollup, що базуються на Ethereum. EIP 4844, названий на честь основних розробників Ethereum "Protolambda" та Данкрада Файста, вводить новий тип транзакцій, відомий як блоби, що збільшує вимоги до даних та зберігання блоків Ethereum, і створює новий ринок зборів, який відокремлює ціни на блоби від звичайних транзакцій.

Rollups - це протокол, який покладається на Layer 2 блокчейн (, такий як Ethereum ), для забезпечення доступності даних ( DA ), широкого розповсюдження та тимчасового зберігання пакетів даних про транзакції (. Зазвичай rollup на основі смарт-контрактів покладається не лише на DA Ethereum, але й на Ethereum для розрахунку транзакцій ) і верифікації (. Ці rollup спеціально читають дані з DA шарів, таких як Ethereum, та виконують дійсні транзакції і код смарт-контрактів. Rollup, побудовані на Ethereum, покладаються на пакетні дані транзакцій, що містяться в блоках Ethereum, для забезпечення справжності транзакцій. Сортер обробляє та стискає транзакції користувачів економічним способом для подання їх до агентів DA шару.

Зазвичай, вартість публікації великої кількості даних в Ethereum є високою, частково через те, що мережа постійно зберігає дані як частину історії трансакцій у полі, що називається "CALLDATA". Завдяки EIP 4844, кожен блок створюватиме додатковий 512kB або 768kB простір для даних для rollup. Основні розробники Ethereum зважують, скільки саме додаткового простору слід створити для blob-транзакцій. Важливо, що дані, опубліковані в цьому просторі, зберігатимуться приблизно три тижні. Через короткочасність даних, перевірених за допомогою blob-транзакцій, а також незалежний ринковий механізм ціноутворення для blob, який ізольований від інших типів транзакцій, теоретично вартість публікації даних через rollup в Ethereum значно знизиться. Згодом розробники планують впровадити технології вибірки даних, таким чином blob-дані не потрібно буде повністю завантажувати на повні вузли Ethereum для перевірки, що ще більше знизить витрати на rollup. Proto-danksharding є повною передумовою та "прототипом" повного danksharding, що дозволить вузлам Ethereum завантажувати фрагменти blob-даних для визначення доступності повного blob.

Цей звіт докладно розглядає, як працює EIP-4844, обмеження оригінальної бази даних, еволюцію EIP-4844 до повної бази даних і включає деякі міркування про безпосередні вигоди для кінцевих користувачів і розробників децентралізованих додатків )dapp(, коли зміни в коді заплановано на впровадження восени 2023 року. Враховуючи, що оригінальний danksharding зосереджений на підтримці екосистеми Layer 2 rollup і модульного розширення Ethereum, зміни в коді, які будуть впроваджені в наступному оновленні Ethereum, стануть важливим випробувальним полем для теорії модульних блокчейнів на масштабах одного з найбільших публічних блокчейнів у світі.

Фон

EIP-4844 вважається оновленням масштабованості Ethereum. Однак слід зазначити, що зміни в коді не призвели до суттєвого збільшення або впровадження поліпшень у торговельних можливостях самого Ethereum. Proto-danksharding знижує витрати на публікацію великої кількості даних в Ethereum, що, в свою чергу, знижує витрати на експлуатацію rollup. EIP-4844 вважається підвищенням масштабованості Ethereum, оскільки він робить Layer 2 мережі, побудовані на Ethereum, більш економічними, але зміни в коді не підвищують масштабованість Ethereum як загального блокчейну для торгівлі та виконання смарт-контрактів.

Протягом останніх чотирьох років торговельна активність rollup-ів Ethereum, таких як Arbitrum, Optimism, StarkNet, zkSync та Polygon zkEVM, постійно зростала. Один з інформаційних платформ оцінює, що загальний обсяг транзакцій на всіх мережах Layer 2 становить )TPS(, що в 3,8 рази більше середньодобового TPS Ethereum.

![Ethereum модульна архітектура: основні відомості про Proto-danksharding та його принципи роботи])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-15347a793fd78fa34f148220776e8c98.webp(

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

Станом на 13 червня 2023 року, вартість транзакцій на двох найпопулярніших роллапах Ethereum, на одній торговій платформі та на іншій, становила приблизно від 0,03 до 0,05 долара. Однак у разі частих онлайнових активностей та перевантаження мережі ці витрати іноді можуть підніматися до понад 1 долара.

Метою EIP-4844 є зменшення витрат на rollup шляхом впровадження нового типу транзакцій, а саме двійкових великих об'єктів, або blob. Нижче наведено покроковий опис життєвого циклу blob транзакцій, визначених EIP-4844:

![Ethereum модульна архітектура: Основи Proto-danksharding та його принципи 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 блоку, і не впливає на ринок зборів, що визначає ціну на простір блоків Ethereum, але EIP-4844 дійсно збільшує вимоги до зберігання блоків Ethereum. Додатковий простір для даних призначений для прикріплення blob-транзакцій до блоку. Blob подібний до супутника, який може бути прикріплений до блоку Ethereum, не впливаючи або не займаючи існуючий простір блоку для обробки звичайних транзакцій. Простір блоків blob буде аукціонуватися згідно зі своїм власним ринком зборів, наслідуючи дизайн ринку зборів EIP 1559. Спочатку blob-транзакції будуть практично безкоштовними. Після цього, з кожним підтвердженням блоку, якщо більше половини простору blob-блоку ) принаймні 256kB ( використано, вартість blob-транзакцій зросте на 12,5%. Для кожного блоку, в якому простір blob-блоку не був достатньо використаний, тобто простір blob-блоку заповнений менш ніж на 50%, вартість blob зменшиться на 12,5%.

![Ethereum модульна архітектура: Основи Proto-danksharding та його принципи роботи])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-2a1a9989aaff538cb0a0ee804a324ed1.webp(

Торги Blob не будуть зберігатися на Ethereum протягом невизначеного часу, а зберігатимуться на рівні консенсусу Ethereum )CL(, а саме на Beacon Chain, і через три тижні будуть скинуті з вузлів CL. Proto-danksharding дозволить мати до чотирьох blob у кожному блоці, кожен blob зможе містити до 128kB додаткових даних. Максимальне обмеження простору blob у 512kB на блок 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 одного сортувальника rollup підтвердити групу транзакцій на Ethereum. Щодня на Ethereum генерується близько 7094 блоків, після EIP 4484, за умови обмеження в 4 blob/блок, щодня можна обробити до 28376 blob. ) це теоретичний максимум, який на практиці може ніколи не бути досягнутий через динамічні зміни вартості blob. Витрати на безперервну обробку максимальної кількості blob у кожному блоці є дуже дорогими для одного сортувальника (.

![Ethereum модульна архітектура: Основи Proto-danksharding та його принципи роботи])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-00bc67a3f9af7e59bfa45ea2f5144725.webp(

Протягом останніх шести місяців на певній платформі працював сортувальник, який за обсягом торгівлі є другим найпопулярнішим rollup на Ethereum, щодня подаючи близько 3126 пакетів транзакцій до Ethereum.

Торговий обсяг, підтверджений певною платформою, приблизно вдвічі більший, ніж у певної платформи, і, як і певна платформа, покладається на сортувальники для публікації даних в Ethereum через CALLDATA для завершення угод. Іншими прикладами rollup, популярними в Ethereum, є, але не обмежуються, певною платформою, певною платформою та певною платформою. На певній платформі понад 90% комісій походять з витрат на CALLDATA Layer 1.

Введення спеціалізованого простору для зберігання даних, незалежно від того, наскільки малим воно було спочатку, має на меті знизити витрати на використання Ethereum як шару DA для всіх rollup на базі Ethereum. Консервативно, розробники rollup оцінюють, що з активацією EIP 4844, збори rollup зменшаться на 100% до 900%. Проте ці оцінки можуть змінюватися в залежності від збільшення використання та активності rollup в місяцях до та після активації оригінальної бази даних.

Вартість транзакцій з blob, хоча на початку активації EIP 4844 вона може бути дешевшою за звичайні транзакції, може швидко зрости, якщо зросте кількість rollup, що базуються на Ethereum. Крім того, хоча кожен blob призначений для надання можливості одиничному сортувальнику публікувати дані обсягом до 128 кБ, сортувальники rollup можуть координувати свої дії, щоб один blob містив дані з кількох rollup. Розробники Ethereum усвідомлюють, що через обмежену кількість блоків і те, що один пакет транзакцій може не повністю використовувати весь обсяг даних кожної транзакції blob у 128 кБ, може виникнути вторинний ринок для ціноутворення blob. Хоча запобігання появі вторинного ринку поза ланцюгом є пріоритетом, а не введення більш високого рівня складності протоколу для запобігання такій можливості, наразі розробники використовують "метод чекання та спостереження", впроваджуючи blob через EIP 4844 і планують у майбутньому провести подальшу оптимізацію EIP 4844.

Вихідний хеш заклав основу для впровадження більш сучасних технологій, щоб ще більше знизити витрати на блоби без збільшення навантаження на обчислення вузлів. Це називається повним відмовленням, і повна концепція блобів полягає в тому, щоб збільшити максимальну кількість блобів на блок з 4 до 64.

Повний Danksharding

Чотири блоби збільшують розмір блоку Ethereum на 512kB. Шість блобів додатково збільшать розмір блоку Ethereum на 768kB. Як вже зазначалося, додатковий простір блоку суворо призначений для транзакцій з блобами і не зберігає дані так, як звичайний блоковий простір. Повна концепція EIP 4844 полягає в тому, щоб ввести до 64 блобів в Ethereum, не збільшуючи при цьому значно навантаження на обчислення вузлів для перевірки блоків. Для досягнення повного данкшардингу Ethereum потрібно реалізувати дві технології: вибірковість доступності даних )DAS( та кодування стирання.

) Зразки доступності даних ### DAS (

У контексті верифікації транзакцій Layer 2 rollup, метою DAS є забезпечення того, щоб усі фрагменти даних, упаковані сортером, були опубліковані в ланцюзі. Повні вузли випадковим чином вибираються для завантаження частини даних з blob і генерації доказів доступності даних. Чим більше разів повний вузол здійснює вибірку даних, тим більша ймовірність того, що всі дані були надані з сортеру без утримання важливих даних. Для вузлів процес вибірки даних є менш обчислювально витратним, ніж завантаження всіх даних blob, але теоретично забезпечує таку ж гарантію доступності даних. Як і при первісній відмові, вибірка даних blob під повною відмовою забезпечить, що транзакції від сортеру були перевірені та опубліковані в ланцюзі, щоб будь-який користувач або зацікавлена сторона мережі могли оцінити їх. Потім користувачі та зацікавлені сторони мають певний час для перегляду цих транзакцій, щоб підтвердити, що вони були остаточно завершені на DA-слоях, таких як Ethereum, і на основі попередньої партії транзакцій формувати нові партії транзакцій.

За допомогою DAS розробники Ethereum впевнені, що зможуть збільшити кількість та обсяг даних Blobs, які публікуються в Ethereum, не збільшуючи навантаження на обчислення вузлів. Крім того, розробники планують у майбутніх оновленнях ще більше зменшити навантаження на обчислення вузлів шляхом впровадження таких пропозицій, як історичне термінування. За словами дослідника Ethereum Данкрада Файста, з часом Ethereum стане схожим на "публічний інформаційний щит, а не архівну систему", покладаючи відповідальність за збереження повних копій історії транзакцій на мережевих учасників, які часто використовують ці дані, таких як Layer 2 rollup та деякі компанії з інфраструктури блокчейнів. Хоча EIP 4844 вводить Blobs, це є раннім прикладом того, що всі транзакції одного дня можуть стати сховищем в Ethereum.

![Ethereum модульна архітектура перший крок: Основи Proto-danksharding та його принципи роботи])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-455aedf02ac5a991dab405b3f7e9b766.webp(

) Стерти кодування

Технологія стирання коду підвищила здатність до вибірки даних. Якщо зловмисний сортувальник утримає кілька блоків даних, на 1%