Proto-danksharding: المفهوم وآلية العمل

مع اكتمال الدمج وترقية شنغهاي، نجحت Ethereum في الانتقال من إثبات العمل إلى بروتوكول إجماع إثبات الحصة. المشروع المهم التالي في خارطة طريق تطوير Ethereum هو اقتراح تحسين Ethereum (EIP) 4844، المعروف أيضًا باسم "تقسيم البيانات النموذجية". تهدف تغييرات الكود هذه إلى تعزيز قابلية التوسع للـ rollups المبنية على Ethereum. تم تسمية EIP 4844 على اسم مطوري Ethereum الرئيسيين "Protolambda" و Dankrad Feist، حيث يقدم نوعًا جديدًا من المعاملات يسمى blobs، مما يزيد من متطلبات البيانات والتخزين في كتل Ethereum، ويخلق سوق رسوم جديد يفصل بين blobs والمعاملات العادية.

Rollups هي بروتوكولات تعتمد على شبكة البلوكشين الطبقة الثانية ( مثل الإيثيريوم ) لإمكانية توافر البيانات ( DA ) ( لنشر وتخزين بيانات المعاملات بشكل مؤقت. بشكل عام، تعتمد rollup المستندة إلى العقود الذكية ليس فقط على DA من الإيثيريوم، ولكن أيضًا على الإيثيريوم للتسوية والتحقق من المعاملات ) (. هذه rollup تقرأ البيانات بشكل خاص من طبقات DA مثل الإيثيريوم، وتنفذ معاملات فعالة ورموز العقود الذكية. تعتمد rollup المبنية على الإيثيريوم على بيانات المعاملات المجمعة التي تحتوي عليها كتل الإيثيريوم لتحقيق صحة المعاملات. يقوم المنظم بجدولة المعاملات الخاصة بالمستخدم ومعالجتها بطريقة فعالة من حيث التكلفة، لتقديمها إلى الجهات الفاعلة في طبقة DA.

عادةً ما تكون تكلفة نشر كميات كبيرة من البيانات على إيثريوم مرتفعة، جزئيًا لأن الشبكة تخزن البيانات كجزء من تاريخ المعاملات في حقل يسمى "CALLDATA" بشكل دائم. من خلال EIP 4844، سيتم إنشاء مساحة بيانات إضافية تبلغ 512 كيلوبايت أو 768 كيلوبايت لكل كتلة للاستخدام في rollup. يقوم مطورو إيثريوم الأساسيون بتقييم مقدار المساحة الإضافية التي يجب إنشاؤها لمعاملات blob. من المهم أن البيانات المنشورة في هذه المساحة ستُخزن لمدة تصل إلى حوالي ثلاثة أسابيع. نظرًا لقصور البيانات التي تم التحقق منها من خلال معاملات blob، بالإضافة إلى السوق المستقلة لرسوم التسعير لمعاملات blob المعزولة عن أنواع المعاملات الأخرى، من الناحية النظرية، ستنخفض تكلفة نشر البيانات إلى إيثريوم عبر rollup بشكل كبير. مع مرور الوقت، يعتزم المطورون إدخال تقنيات أخذ عينات البيانات، بحيث لا يتعين تنزيل جميع بيانات blob للتحقق من قبل عقد إيثريوم الكاملة، مما يقلل من تكلفة rollup أكثر. Proto-danksharding هو مقدمة و"نموذج" لـ danksharding بالكامل، والذي سيمكن عقد إيثريوم من تنزيل أجزاء من بيانات blob لتحديد توافر blob الكامل.

تستكشف هذه التقرير تفاصيل كيفية عمل EIP-4844 ، وقيود التجزئة الأولية ، وخطة تطور EIP-4844 نحو التجزئة الكاملة ، وتشمل بعض الاعتبارات حول الفوائد المباشرة للتغييرات البرمجية عند تنفيذها كما هو مخطط في خريف 2023 للمستخدمين النهائيين ومطوري التطبيقات اللامركزية )dapp(. وبالنظر إلى أن التركيز الأساسي على danksharding الأصلي هو دعم نظام Layer 2 rollup البيئي والتوسع المعياري لإيثيريوم ، فإن التغييرات البرمجية التي سيتم تنفيذها في الترقية القادمة لإيثيريوم ستكون بمثابة مكان اختبار مهم لتطبيق نظرية blockchain المعيارية على نطاق واسع في واحدة من أكبر شبكات blockchain العامة في العالم.

![الخطوة الأولى في تجزئة الإيثيريوم: مقدمة أساسية عن Proto-danksharding وآلية عمله])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-d0796da09571f967d32b5b2b2e83fee5.webp(

الخلفية

يعتبر EIP-4844 ترقية لزيادة قابلية التوسع في الإيثيريوم. ومع ذلك، من المهم ملاحظة أن التغييرات في الكود لم تضف بشكل ملموس أو تقدم تحسينات على قدرة الإيثيريوم نفسها على المعاملات. يقلل Proto-danksharding من تكلفة نشر كميات كبيرة من البيانات إلى الإيثيريوم، مما يقلل من تكلفة تشغيل rollup. يُعتبر EIP-4844 تحسينًا لقابلية التوسع في الإيثيريوم، لأنه يجعل الشبكات Layer 2 المبنية على الإيثيريوم أكثر فعالية من حيث التكلفة، ولكن تغير الكود لم يعزز قابلية التوسع في الإيثيريوم ككتلة عامة للمعاملات وتنفيذ كود العقود الذكية.

على مدى السنوات الأربع الماضية، كانت أنشطة التداول على إيثيريوم رول أب في تزايد. تقدر منصة بيانات معينة أن إجمالي حجم المعاملات لكل ثانية على جميع الشبكات من المستوى الثاني هو )TPS(، وهو ما يعادل 3.8 مرة من متوسط معاملات إيثيريوم اليومية.

![الخطوة الأولى في تجزئة إيثريوم: مقدمة أساسية عن Proto-danksharding وآلية عملها])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-15347a793fd78fa34f148220776e8c98.webp(

وفقًا للبيانات المقدمة من قبل إحدى المؤسسات البحثية عبر منصة تحليل معينة، فإن rollup يوفر أكثر من 99% من تكاليف الغاز لمستخدمي الطرف النهائي ومطوري dapp مقارنة بالتكاليف المرتبطة بنشر الأكواد وإجراء المعاملات مباشرة على الإيثريوم.

![الخطوة الأولى في تعديل إيثيريوم: مقدمة أساسية حول Proto-danksharding وآلية عملها])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-60098db654843962e4f98395f9eecbef.webp(

حتى 13 يونيو 2023، كانت تكلفة إرسال المعاملات على أكثر rollups الإيثيريوم شعبية تتراوح بين 0.03 دولار و 0.05 دولار تقريبًا. ومع ذلك، في حالات النشاط العالي على الشبكة والازدحام، قد ترتفع هذه التكاليف أحيانًا إلى أكثر من 1 دولار.

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

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

EIP-4844 لا يؤثر على كيفية تضمين المعاملات العادية المقدمة إلى ميمبولي الإيثيريوم في الكتل، ولا يؤثر على سوق الرسوم الذي يحدد سعر مساحة كتلة الإيثيريوم، ولكن EIP-4844 يزيد فعلاً من متطلبات التخزين لكتل الإيثيريوم. المساحة الإضافية للبيانات مخصصة لإرفاق معاملات blob بالكتل. الـ Blob يشبه العربة الجانبية، يمكن إرفاقه بكتل الإيثيريوم دون التأثير على أو احتلال مساحة الكتل الحالية لمعالجة المعاملات العادية. سيتم مزاد مساحة كتل blob وفقًا لسوق الرسوم الخاص بها، على غرار تصميم سوق الرسوم EIP 1559. في البداية، ستكون معاملات blob تقريبًا بدون تكلفة. بعد ذلك، مع كل تأكيد كتلة، إذا تم استخدام أكثر من نصف مساحة blob ) على الأقل 256kB(، ستزيد تكلفة معاملات blob بنسبة 12.5%. بالنسبة لكل كتلة لم يتم استغلال مساحة blob فيها بشكل كافٍ، أي إذا كانت مساحة blob ممتلئة بأقل من 50%، ستنخفض تكلفة blob بنسبة 12.5%.

تتم معالجة معاملات Blob على شبكة الإيثيريوم لفترة محدودة، حيث يتم تخزينها في طبقة الإجماع الخاصة بالإيثيريوم )CL(، أي سلسلة Beacon، ثم يتم التخلص منها من عقد CL بعد ثلاثة أسابيع. ستتيح تقنية Proto-danksharding لكل كتلة أن تحتوي على ما يصل إلى أربعة Blobs، حيث يمكن لكل Blob أن يحتوي على بيانات إضافية تصل إلى 128 كيلو بايت. قد يتغير الحد الأقصى لمساحة Blob البالغة 512 كيلو بايت حسب الاختبارات الجارية لـ EIP-4844. يناقش المطورون بنشاط إمكانية زيادة هذا الحد من 4 Blobs إلى 6. يمثل كل Blob فرصة لمجموعة فرز واحدة لتأكيد دفعة واحدة من المعاملات على الإيثيريوم. يتم إنشاء حوالي 7094 كتلة يوميًا على الإيثيريوم، وبعد EIP 4484، مع فرض حد 4 Blobs لكل كتلة، يمكن معالجة ما يصل إلى 28376 Blob يوميًا. ) هذه هي القيمة القصوى النظرية، ومن المحتمل أن لا يتم الوصول إليها في الممارسة العملية بسبب التغيرات الديناميكية في رسوم Blobs. تكلفة معالجة الحد الأقصى من عدد Blobs في كل كتلة متكررة باهظة جدًا لمجموعة الفرز (.

على مدار الأشهر الستة الماضية، كانت المُرتبة التي تعمل على بعض rollup، من حيث النشاط المعاملات، هي ثاني أكثر rollup شهرة على إيثريوم، حيث تقوم بتقديم حوالي 3126 دفعة معاملات إلى إيثريوم يوميًا.

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

تؤكد القيمة المحتسبة ما يقرب من ضعف عدد المعاملات مثل القيمة المحتسبة ، ومثل القيمة المحتسبة ، تعتمد على جهاز التسلسل لنشر البيانات على Ethereum عبر CALLDATA لإكمال المعاملة. تتضمن الأمثلة الأخرى للمجموعات الإجمالية الشائعة على Ethereum ، على سبيل المثال لا الحصر ، بعض المجموعات المحتسبة. في القيمة المحتسبة، يأتي أكثر من 90٪ من الرسوم من رسوم CALLDATA من الطبقة 1.

إن إدخال مساحة التخزين المخصصة للبيانات، بغض النظر عن حجمها في البداية، يهدف إلى تقليل تكلفة استخدام الإيثريوم كطبقة DA لجميع عمليات rollup المعتمدة على الإيثريوم. وبشكل محافظ، يقدر مطورو rollup أنه مع تفعيل EIP 4844، ستنخفض تكاليف rollup بنسبة تتراوح بين 100% إلى 900%. ومع ذلك، قد تتغير هذه التقديرات بناءً على زيادة التبني والنشاط خلال الأشهر التي تسبق وتلي تفعيل قاعدة البيانات الأصلية.

تكلفة معاملات blob، على الرغم من أنها قد تكون أرخص من معاملات العادية في بداية تفعيل EIP 4844، إلا أنه إذا زاد عدد rollups المبنية على Ethereum، فمن المحتمل أن ترتفع بسرعة. بالإضافة إلى ذلك، على الرغم من أن كل blob تهدف إلى توفير فرصة لمصفوفة واحدة لنشر بيانات تصل إلى 128 كيلوبايت، فإن من الممكن لمصفوفات rollup أن تتعاون لجعل blob واحد يحتوي على بيانات من عدة rollups. يدرك مطورو Ethereum أنه نظرًا لوجود عدد محدود من الكتل، وقد لا تتمكن دفعة المعاملات الواحدة من الاستفادة بالكامل من كل مساحة بيانات blob البالغة 128 كيلوبايت، فقد يظهر سوق ثانوي لتسعير blobs. على الرغم من أن منع ظهور سوق ثانوي خارج السلسلة هو أولوية، بدلاً من إدخال مستويات أعلى من تعقيد البروتوكول لمنع هذه الإمكانية، إلا أن المطورين يتبنون حاليًا "نهج الانتظار والمراقبة" لإدخال blobs من خلال EIP 4844، وينوون تحسين EIP 4844 في المستقبل.

أسس تقسيم النموذج الأساس لإدخال تقنيات أكثر تقدمًا، من أجل خفض تكلفة blob بشكل أكبر دون زيادة عبء حساب العقد. يُطلق عليه اسم التقسيم الكامل، والتصور الكامل لل blob هو زيادة الحد الأقصى لعدد كل كتلة blob من 4 إلى 64.

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

الشاردينغ التام

أربعة blobs تزيد من حجم كتلة الإيثريوم بمقدار 512kB. ستة blobs ستزيد من حجم كتلة الإيثريوم بمقدار إضافي قدره 768kB. كما ذُكر سابقًا، يتم استخدام المساحة الإضافية للكتل بشكل صارم لتداول blobs، ولا تُخزن البيانات بشكل دائم مثل المساحة العادية للكتل. الرؤية الكاملة لـ EIP 4844 هي إدخال ما يصل إلى 64 blob في الإيثريوم، وأن يتم ذلك دون زيادة كبيرة في عبء حسابات عقد التحقق من الكتل. لتحقيق الشاردينغ الكامل، يحتاج الإيثريوم إلى تنفيذ تقنيتين: عينة توفر البيانات )DAS( وترميز المحو.

) عينة توفر البيانات ### DAS (

في سياق التحقق من معاملات Layer 2 rollup، فإن هدف DAS هو ضمان أن جميع قطع البيانات التي تم تجميعها بواسطة المنظم قد تم نشرها على السلسلة. يتم اختيار العقد الكاملة عشوائيًا، لتنزيل كتلة من البيانات من blob وتوليد إثبات توفر البيانات. كلما زادت مرات أخذ عينات البيانات من العقد الكاملة، زادت احتمالية التأكد من أن جميع البيانات قد تم توفيرها من المنظم دون حجب بيانات مهمة. بالنسبة للعقد، فإن عملية أخذ عينات البيانات تتطلب حسابات أقل من تحميل بيانات blob كاملة، ولكنها ستقدم نظريًا نفس ضمان توفر البيانات. مثل التجزئة الأولية، فإن أخذ عينات بيانات blob تحت التجزئة الكاملة سيضمن أن المعاملات من المنظم 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 من الوقت لمراجعة هذه المعاملات، والتأكد من أنها قد اكتملت بشكل نهائي على طبقة DA مثل Ethereum، وبناء دفعات معاملات جديدة استنادًا إلى دفعة المعاملات السابقة.

![الخطوة الأولى في وحدة الإيثيريوم: مقدمة أساسية عن Proto-danksharding وكيفية عملها])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-635c6fc63ee9ee6d8ba798661ca050b1.webp(

من خلال DAS، يتمتع مطورو إيثيريوم بالثقة دون زيادة