Proto-danksharding: Konsep dan Prinsip Kerja

Dengan selesainya penggabungan dan peningkatan Shanghai, Ethereum telah berhasil beralih dari konsensus proof-of-work ke proof-of-stake. Proyek penting berikutnya dalam peta jalan pengembangan Ethereum adalah proposal perbaikan Ethereum (EIP) 4844, yang juga dikenal sebagai "sharding data prototipe". Perubahan kode ini bertujuan untuk meningkatkan skalabilitas rollup yang dibangun di atas Ethereum. EIP 4844 dinamai berdasarkan pengembang inti Ethereum "Protolambda" dan Dankrad Feist, memperkenalkan jenis transaksi baru yang disebut blobs, meningkatkan data dan persyaratan penyimpanan blok Ethereum, dan menciptakan pasar biaya baru yang memisahkan penetapan harga blobs dari transaksi reguler.

Rollups adalah protokol yang bergantung pada blockchain Layer 2 ( seperti Ethereum ) untuk ketersediaan data ( DA ) yang memungkinkan penyebaran luas dan penyimpanan sementara batch data transaksi (. Secara umum, rollup berbasis kontrak pintar tidak hanya bergantung pada DA Ethereum, tetapi juga bergantung pada Ethereum untuk penyelesaian transaksi ) verifikasi (. Rollup ini secara khusus membaca data dari lapisan DA seperti Ethereum dan menjalankan transaksi yang valid serta kode kontrak pintar. Rollup yang dibangun di atas Ethereum mengandalkan data transaksi batch yang terdapat dalam blok Ethereum untuk memastikan keaslian transaksi. Sorter memproses dan mengompresi transaksi pengguna dengan cara yang hemat biaya, untuk diserahkan kepada aktor di lapisan DA.

Dalam keadaan normal, biaya untuk menerbitkan sejumlah besar data ke Ethereum sangat tinggi, sebagian karena jaringan menyimpan data sebagai bagian dari riwayat transaksi secara permanen di bidang yang disebut "CALLDATA". Melalui EIP 4844, setiap blok akan menghasilkan ruang data tambahan sebesar 512kB atau 768kB untuk rollup. Pengembang inti Ethereum sedang mempertimbangkan berapa banyak ruang tambahan yang seharusnya dibuat untuk transaksi blob. Penting untuk dicatat bahwa data yang diterbitkan ke ruang ini akan disimpan selama sekitar tiga minggu. Karena sifat sementara data yang divalidasi melalui transaksi blob, serta pasar biaya terpisah yang mengenakan biaya untuk penetapan harga blob yang terisolasi dari jenis transaksi lainnya, secara teori, biaya untuk menerbitkan data rollup ke Ethereum akan berkurang secara signifikan. Seiring waktu, pengembang berencana untuk memperkenalkan teknik pengambilan data, sehingga data blob tidak perlu diunduh sepenuhnya untuk divalidasi oleh node penuh Ethereum, yang lebih lanjut akan mengurangi biaya rollup. Proto-danksharding adalah pendahulu dan "prototipe" dari danksharding sepenuhnya, yang akan memungkinkan node Ethereum untuk mengunduh potongan data blob untuk menentukan ketersediaan blob yang lengkap.

Laporan ini membahas secara mendalam rincian cara kerja EIP-4844, keterbatasan prototipe sharding, rencana evolusi EIP-4844 menuju sharding penuh, serta beberapa pertimbangan tentang manfaat langsung bagi pengguna akhir dan pengembang aplikasi desentralisasi )dapp( saat perubahan kode diimplementasikan sesuai rencana pada musim gugur 2023. Mengingat fokus asli danksharding adalah untuk mendukung ekosistem Layer 2 rollup dan memperluas Ethereum secara modular, perubahan kode yang diimplementasikan dalam peningkatan Ethereum berikutnya akan menjadi tempat pengujian penting untuk teori blockchain modular yang diterapkan secara skala di salah satu blockchain publik terbesar di dunia.

![Langkah Pertama Modularisasi Ethereum: Pengenalan Dasar Proto-danksharding dan Prinsip Kerjanya])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-d0796da09571f967d32b5b2b2e83fee5.webp(

Latar Belakang

EIP-4844 dianggap sebagai peningkatan skalabilitas Ethereum. Namun, perlu dicatat bahwa perubahan kode tersebut tidak secara substansial meningkatkan atau memperkenalkan perbaikan pada kemampuan transaksi Ethereum itu sendiri. Proto-danksharding mengurangi biaya untuk menerbitkan sejumlah besar data ke Ethereum, sehingga menurunkan biaya operasi rollup. EIP-4844 dianggap sebagai peningkatan terhadap skalabilitas Ethereum, karena ini membuat jaringan Layer 2 yang dibangun di atas Ethereum lebih efisien biaya, tetapi perubahan kode tersebut tidak meningkatkan skalabilitas Ethereum sebagai blockchain umum untuk transaksi dan eksekusi kode kontrak pintar.

Dalam empat tahun terakhir, aktivitas transaksi rollup Ethereum telah meningkat. Sebuah platform data memperkirakan bahwa jumlah transaksi per detik yang dicapai di semua jaringan Layer 2 adalah )TPS(, yang merupakan 3,8 kali rata-rata TPS harian Ethereum.

![Langkah Pertama Modularisasi Ethereum: Pengenalan Dasar Proto-danksharding dan Cara Kerjanya])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-15347a793fd78fa34f148220776e8c98.webp(

Menurut data yang disediakan oleh suatu lembaga penelitian melalui platform analisis tertentu, rollup menghemat lebih dari 99% biaya gas untuk pengguna akhir dan pengembang dapp dibandingkan dengan biaya langsung untuk menerapkan kode dan melakukan transaksi di Ethereum.

![Langkah Pertama Modularisasi Ethereum: Pengenalan Dasar Proto-danksharding dan Prinsip Kerjanya])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-60098db654843962e4f98395f9eecbef.webp(

Hingga 13 Juni 2023, biaya untuk mengirim transaksi di dua rollup Ethereum yang paling populer adalah sekitar 0,03 dolar hingga 0,05 dolar. Namun, dalam situasi aktivitas on-chain yang tinggi dan kemacetan jaringan, biaya ini kadang-kadang dapat melonjak di atas 1 dolar.

Tujuan EIP-4844 adalah untuk mengurangi biaya rollup dengan memperkenalkan jenis transaksi baru, yaitu objek besar biner, atau disebut blob. Berikut adalah penjelasan langkah demi langkah tentang siklus hidup transaksi blob yang didefinisikan oleh EIP-4844:

![Langkah Pertama Modulus Ethereum: Pengenalan Dasar Proto-danksharding dan Cara Kerjanya])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-2a1a9989aaff538cb0a0ee804a324ed1.webp(

EIP-4844 tidak mempengaruhi bagaimana transaksi biasa yang diajukan ke mempool Ethereum dimasukkan ke dalam blok, dan tidak mempengaruhi pasar biaya yang menentukan harga ruang blok Ethereum, tetapi EIP-4844 memang meningkatkan persyaratan penyimpanan blok Ethereum. Ruang data tambahan ini dimaksudkan untuk melampirkan transaksi blob ke dalam blok. Blob seperti trailer, dapat dilampirkan ke blok Ethereum tanpa mempengaruhi atau mengganggu ruang blok yang ada untuk memproses transaksi biasa. Ruang blok blob akan dilelang berdasarkan pasar biaya mereka sendiri, terinspirasi oleh desain pasar biaya EIP 1559. Pada awalnya, transaksi blob hampir tidak memiliki biaya. Setelah itu, setiap kali satu blok dikonfirmasi, jika lebih dari setengah ruang blok blob ) setidaknya 256kB ( digunakan, biaya transaksi blob akan meningkat 12,5%. Untuk setiap blok yang tidak memanfaatkan ruang blok blob dengan baik, yaitu ruang blok blob terisi kurang dari 50%, biaya blob akan berkurang 12,5%.

Transaksi Blob tidak akan disimpan secara permanen di Ethereum, melainkan disimpan di lapisan konsensus Ethereum )CL(, yaitu di Beacon Chain, dan akan dibuang dari node CL setelah tiga minggu. Proto-danksharding akan memungkinkan setiap blok memiliki maksimum empat blob, di mana setiap blob dapat menyimpan hingga 128kB data tambahan. Batas maksimum ruang blob 512kB per blok mungkin akan berubah berdasarkan pengujian EIP-4844 yang sedang berlangsung. Para pengembang sedang aktif mendiskusikan kemungkinan untuk meningkatkan batas ini dari 4 blob menjadi 6 blob. Setiap blob adalah kesempatan bagi satu penyortir rollup untuk mengonfirmasi satu batch transaksi ke Ethereum. Sekitar 7094 blok dihasilkan setiap hari di Ethereum, setelah EIP 4484, dengan asumsi batas 4 blob/blok, maksimum 28376 blob dapat diproses setiap hari. ) ini adalah nilai maksimum teoritis, yang mungkin tidak pernah tercapai dalam praktiknya karena fluktuasi biaya blob yang dinamis. Biaya untuk memproses maksimum jumlah blob per blok secara berurutan sangat mahal bagi seorang penyortir (.

Dalam enam bulan terakhir, sorter yang berjalan di rollup tertentu, berdasarkan aktivitas transaksi, adalah rollup Ethereum kedua yang paling populer, dengan sekitar 3126 batch transaksi dikirim ke Ethereum setiap harinya.

![Langkah Pertama Modularitas Ethereum: Pengenalan Dasar Proto-danksharding dan Cara Kerjanya])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-00bc67a3f9af7e59bfa45ea2f5144725.webp(

Volume transaksi yang dikonfirmasi oleh suatu rollup sekitar dua kali lipat dari rollup tersebut, dan seperti rollup tersebut, bergantung pada sorter untuk menyelesaikan transaksi dengan menerbitkan data ke Ethereum melalui CALLDATA. Contoh rollup lain yang populer di Ethereum termasuk, tetapi tidak terbatas pada beberapa rollup. Di suatu rollup, lebih dari 90% biaya berasal dari biaya CALLDATA Layer 1.

Pengenalan ruang penyimpanan data khusus, tidak peduli seberapa kecil pada awalnya, adalah untuk mengurangi biaya penggunaan Ethereum sebagai lapisan DA untuk semua rollup berbasis Ethereum. Secara konservatif, pengembang rollup memperkirakan, setelah aktivasi EIP 4844, biaya rollup akan berkurang 100% hingga 900%. Namun, perkiraan ini mungkin akan berubah berdasarkan adopsi dan peningkatan aktivitas rollup dalam beberapa bulan sebelum dan setelah aktivasi database asli.

Biaya transaksi blob, meskipun mungkin lebih murah daripada transaksi biasa pada awal aktivasi EIP 4844, dapat dengan cepat meningkat jika jumlah rollup yang dibangun di atas Ethereum meningkat. Selain itu, meskipun setiap blob dirancang untuk memberikan kesempatan kepada satu penyortir untuk menerbitkan hingga 128kB data, penyortir rollup memiliki kemungkinan untuk berkoordinasi, sehingga satu blob dapat berisi data dari beberapa rollup. Para pengembang Ethereum menyadari bahwa, karena jumlah blok terbatas dan satu batch transaksi mungkin tidak sepenuhnya memanfaatkan seluruh ruang data 128kB dari setiap transaksi blob, pasar sekunder untuk penetapan harga blob mungkin muncul. Meskipun mencegah munculnya pasar sekunder di luar rantai adalah prioritas, dan bukan memperkenalkan tingkat kompleksitas protokol yang lebih tinggi untuk mencegah kemungkinan ini, saat ini, para pengembang mengambil pendekatan "menunggu dan mengamati" dengan memperkenalkan blob melalui EIP 4844, dan berniat untuk melakukan optimasi lebih lanjut terhadap EIP 4844 di masa depan.

Prototipe sharding telah meletakkan dasar untuk memperkenalkan teknologi yang lebih canggih, sehingga dapat lebih lanjut mengurangi biaya blob tanpa meningkatkan beban komputasi node. Dikenal sebagai sharding lengkap, gagasan lengkap tentang blob adalah meningkatkan jumlah maksimum setiap blok blob dari 4 menjadi 64.

![Langkah Pertama Modularisasi Ethereum: Pengenalan Dasar Proto-danksharding dan Prinsip Kerja])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-455aedf02ac5a991dab405b3f7e9b766.webp(

Sepenuhnya Danksharding

Empat blob meningkatkan ukuran blok Ethereum sebesar 512kB. Enam blob akan meningkatkan ukuran blok Ethereum tambahan sebesar 768kB. Seperti yang disebutkan sebelumnya, ruang blok tambahan secara ketat digunakan untuk transaksi blob, dan tidak menyimpan data secara permanen seperti ruang blok biasa. Visi lengkap EIP 4844 adalah untuk memperkenalkan hingga 64 blob ke Ethereum, dan melakukannya tanpa meningkatkan beban komputasi node verifikasi blok secara signifikan. Untuk mencapai danksharding yang sepenuhnya, Ethereum perlu menerapkan dua teknologi: sampling ketersediaan data )DAS( dan pengkodean penghapusan.

) sampling ketersediaan data ### DAS (

Dalam konteks memverifikasi transaksi Layer 2 rollup, tujuan DAS adalah untuk memastikan bahwa semua potongan data yang dibundel oleh penyusun telah diterbitkan ke rantai. Node penuh dipilih secara acak, mengunduh satu blok data dari blob dan menghasilkan bukti ketersediaan data. Semakin banyak kali node penuh melakukan pengambilan sampel data, semakin besar kepastian probabilitas bahwa semua data telah disediakan dari penyusun tanpa menahan data penting. Bagi node, proses pengambilan sampel data memerlukan lebih sedikit komputasi dibandingkan mengunduh seluruh data blob, namun secara teori akan memberikan jaminan ketersediaan data yang sama. Seperti pengirisan prototipe, pengambilan sampel data blob di bawah pengirisan penuh akan memastikan bahwa transaksi dari penyusun telah diverifikasi dan dipublikasikan di rantai, untuk dievaluasi oleh pengguna atau pemangku kepentingan jaringan mana pun. Kemudian, pengguna dan pemangku kepentingan memiliki waktu untuk melihat transaksi ini, mengonfirmasi bahwa mereka telah selesai secara final di lapisan DA seperti Ethereum, dan membangun batch transaksi baru berdasarkan batch transaksi sebelumnya.

![Langkah Pertama Modularisasi Ethereum: Pengenalan Dasar Proto-danksharding dan Cara Kerjanya])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-635c6fc63ee9ee6d8ba798661ca050b1.webp(

Dengan DAS, pengembang Ethereum memiliki keyakinan untuk tidak menambah