Прото-данкшардинг: концепция и принцип работы

С завершением слияния и обновления Шанхая, Эфириум успешно перешел от консенсусного протокола на основе доказательства работы к консенсусному протоколу на основе стейка. Следующим важным проектом в дорожной карте развития Эфириума является предложение по улучшению Эфириума (EIP) 4844, также известное как "прототипирование данных с учетом шардирования". Это изменение кода направлено на улучшение масштабируемости rollup, построенных на Эфириуме. EIP 4844 назван в честь основных разработчиков Эфириума "Protolambda" и Данкрада Файста, и вводит новый тип транзакций, называемый blobs, который увеличивает требования к данным и хранению блоков Эфириума, а также создает новый рынок сборов, отделяющий blobs от обычных транзакций.

Rollups — это протокол, который полагается на Layer 2 блокчейны (, такие как Ethereum ), для функций доступности данных ( DA ), которые обеспечивают широкое распространение и временное хранение пакетных данных о транзакциях (. В общем, rollup на основе смарт-контрактов полагается не только на DA Ethereum, но и на Ethereum для расчетов по транзакциям ) и верификации (. Эти rollup специально считывают данные из DA-уровня, такого как Ethereum, и выполняют действительные транзакции и код смарт-контрактов. Rollup, построенные на Ethereum, зависят от пакетных данных о транзакциях, содержащихся в блоках Ethereum, для обеспечения подлинности транзакций. Сортировщик обрабатывает и сжимает транзакции пользователей экономически эффективно, чтобы отправить их участникам DA-уровня.

В обычных условиях стоимость публикации большого объема данных в Ethereum высока, отчасти из-за того, что сеть навсегда хранит данные как часть истории транзакций в поле, называемом "CALLDATA". С помощью EIP 4844 каждый блок будет создавать дополнительное пространство данных объемом 512 кБ или 768 кБ для роллапа. Основные разработчики Ethereum взвешивают, сколько дополнительного пространства следует создать для транзакций с блобами. Важно отметить, что данные, опубликованные в этом пространстве, будут храниться примерно три недели. Из-за кратковременности данных, валидируемых через транзакции с блобами, а также из-за независимого рынка ценообразования блобов, изолированного от других типов транзакций, теоретически стоимость публикации данных в Ethereum для роллапов значительно снизится. Со временем разработчики намерены ввести технологии выборки данных, чтобы данные блобов не нужно было загружать полностью на полные узлы Ethereum для проверки, что еще больше снизит стоимость роллапов. Proto-danksharding является полным предшественником и "прототипом" danksharding, который позволит узлам Ethereum загружать фрагменты данных блобов для определения доступности полного блоба.

В этом отчете подробно рассматриваются детали работы EIP-4844, ограничения прототипного шардирования, планы по эволюции EIP-4844 к полному шардированию, а также некоторые соображения о прямых преимуществах для конечных пользователей и разработчиков децентрализованных приложений )dapp( при запланированном внедрении изменений в код осенью 2023 года. Учитывая, что оригинальный danksharding сосредоточен на поддержке экосистемы Layer 2 rollup и модульном расширении Ethereum, изменения в коде, внедряемые в следующем обновлении Ethereum, станут важной испытательной площадкой для применения теории модульных блокчейнов в масштабе одной из крупнейших общественных блокчейнов в мире.

![Первый шаг к модульному Ethereum: Основное введение в Proto-danksharding и его принцип работы])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-d0796da09571f967d32b5b2b2e83fee5.webp(

Фон

EIP-4844 считается обновлением масштабируемости Эфириума. Однако следует отметить, что изменения в коде не привели к существенному увеличению или внедрению улучшений в торговые возможности самого Эфириума. Proto-danksharding снижает стоимость публикации большого объема данных в Эфириум, тем самым уменьшая операционные расходы rollup. EIP-4844 рассматривается как улучшение масштабируемости Эфириума, поскольку оно делает сети второго уровня, построенные на Эфириуме, более экономически эффективными, но изменения в коде не повысили масштабируемость Эфириума как универсальной блокчейн-платформы для выполнения торговых операций и кода смарт-контрактов.

За последние четыре года торговая активность с использованием Ethereum rollup неуклонно росла. По оценкам одной из платформ данных, суммарный объем транзакций, реализуемый на всех Layer 2 сетях, составляет )TPS(, что в 3.8 раза превышает средний дневной TPS Ethereum.

![Первый шаг к модульности Ethereum: Основное введение в Proto-danksharding и его рабочий принцип])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-15347a793fd78fa34f148220776e8c98.webp(

Согласно данным, предоставленным некоторым исследовательским институтом через одну из аналитических платформ, rollup экономит более 99% комиссии за газ для конечных пользователей и разработчиков dapp по сравнению с затратами на прямое развертывание кода и транзакции в Ethereum.

![Первый шаг к модульности Ethereum: Основное введение в Proto-danksharding и его принцип работы])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-60098db654843962e4f98395f9eecbef.webp(

По состоянию на 13 июня 2023 года, стоимость отправки транзакций на двух самых популярных Ethereum rollup составляет примерно от 0,03 до 0,05 долларов. Однако в условиях высокой активности в сети и перегруженности эти затраты иногда могут вырасти до более чем 1 доллара.

Цель EIP-4844 состоит в снижении затрат на rollup за счет введения нового типа транзакций, а именно двоичных больших объектов, или blob. Ниже приведено пошаговое описание жизненного цикла blob-транзакций, определенных в EIP-4844:

![Первый шаг к модульности Эфириума: Основные сведения о Proto-danksharding и его механизме работы])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-2a1a9989aaff538cb0a0ee804a324ed1.webp(

EIP-4844 не влияет на то, как обычные транзакции, отправленные в mempool Ethereum, включаются в блоки, и не влияет на рынок сборов, определяющий цену на пространство блоков Ethereum, но EIP-4844 действительно увеличивает требования к хранению блоков Ethereum. Дополнительное пространство данных предназначено для прикрепления blob-транзакций к блокам. Blob - это как прицеп, который можно прикрепить к блокам Ethereum, не влияя на или не занимая существующее пространство блоков для обработки обычных транзакций. Пространство для blob будет аукционироваться в соответствии с собственным рынком сборов, аналогично дизайну рынка сборов EIP 1559. Изначально транзакции blob будут почти без затрат. После этого, с каждым подтвержденным блоком, если более половины пространства блоков blob ) используется, по крайней мере 256kB (, стоимость транзакций blob увеличится на 12,5%. Для каждого блока, где пространство blob не было полностью использовано, то есть если пространство blob заполнено менее чем на 50%, стоимость blob будет снижена на 12,5%.

Blob транзакции не будут храниться на Ethereum бесконечно, а будут храниться на согласованном уровне Ethereum )CL(, то есть на Beacon Chain, и через три недели будут удалены с узлов CL. Proto-danksharding позволит каждому блоку иметь максимум четыре blob, каждый из которых может содержать максимум 128kB дополнительных данных. Максимальный лимит на 512kB пространства для blob может измениться в зависимости от тестирования EIP-4844. Разработчики активно обсуждают возможность увеличения этого лимита с 4 до 6 blob. Каждый blob представляет собой возможность единственного сортировщика rollup подтвердить одну партию транзакций в Ethereum. На Ethereum ежедневно создается около 7094 блоков, после EIP 4484, при условии ограничения в 4 blob/блок, ежедневно можно обработать максимум 28376 blob. ) это теоретический максимум, который на практике никогда не может быть достигнут из-за динамических изменений цен на blob. Стоимость непрерывной обработки максимального количества blob в каждом блоке для сортировщика является очень дорогой (.

За последние шесть месяцев сортировщик, работающий на определенном rollup, по объему транзакционной активности стал вторым по популярности Ethereum rollup, ежедневно отправляя около 3126 пакетных транзакций в Ethereum.

![Первый шаг к модульности Ethereum: Основное введение в Proto-danksharding и его принцип работы])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-00bc67a3f9af7e59bfa45ea2f5144725.webp(

Объем подтвержденных транзакций в определенном rollup примерно в два раза больше, чем у этого rollup, и, как и этот rollup, он полагается на сортировщик для публикации данных в Ethereum через CALLDATA для завершения транзакций. Другие примеры популярных rollup на Ethereum включают, но не ограничиваются некоторыми rollup. В определенном rollup более 90% сборов поступает из сборов за CALLDATA в уровне 1.

Введение специализированного пространства для хранения данных, независимо от того, насколько оно маленькое в начале, направлено на снижение затрат на использование Ethereum в качестве слоя DA для всех rollup на основе Ethereum. По консервативным оценкам разработчиков rollup, после активации EIP 4844, сборы rollup могут сократиться на 100% до 900%. Тем не менее, эти оценки могут изменяться в зависимости от увеличения адаптации и активности после активации оригинальной базы данных в течение нескольких месяцев.

Стоимость транзакции blob, хотя в начале активации EIP 4844 она может быть дешевле, чем у обычных транзакций, может быстро возрасти, если количество rollup, построенных на Ethereum, увеличится. Кроме того, хотя каждый blob предназначен для предоставления возможности одному сортировщику публиковать данные объемом до 128kB, сортировщики rollup могут координировать свои действия, чтобы один blob содержал данные из нескольких rollup. Разработчики Ethereum осознают, что из-за ограниченного количества блоков и того, что отдельная партия транзакций может не полностью использовать все 128kB пространства данных каждого blob-транзакции, может возникнуть вторичный рынок для ценообразования на blob. Хотя предотвращение появления вторичного рынка вне цепи является приоритетом, а не введение более высокого уровня сложности протокола для предотвращения этой возможности, в настоящее время разработчики принимают "метод ожидания и наблюдения", вводя blob через EIP 4844 и планируя в будущем дальнейшую оптимизацию EIP 4844.

Прототипное шардирование заложило основу для внедрения более современных технологий, чтобы дополнительно снизить стоимость блобов без увеличения вычислительной нагрузки на узлы. Называемое полным шардированием, полное представление о блобе заключается в увеличении максимального количества блобов с 4 до 64.

![Первый шаг модульной структуры Ethereum: Основное введение в Proto-danksharding и его принцип работы])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-455aedf02ac5a991dab405b3f7e9b766.webp(

Полный Данкшардинг

Четыре блоба увеличивают размер блока Ethereum на 512 кБ. Шесть блобов дополнительно увеличивают размер блока Ethereum на 768 кБ. Как уже упоминалось, дополнительное пространство блока строго предназначено для трансакций блобов и не хранит данные так же, как обычное пространство блока. Полное видение EIP 4844 заключается в том, чтобы ввести до 64 блобов в Ethereum, не увеличивая значительно вычислительные нагрузки на узлы, проверяющие блоки. Для достижения полного данкшардинга Ethereum необходимо реализовать две технологии: выборка доступности данных )DAS( и стирающее кодирование.

) выборка доступности данных ### DAS (

В контексте проверки транзакций Layer 2 rollup цель DAS заключается в обеспечении того, чтобы все фрагменты данных, упакованные сортировщиком, были опубликованы в цепочке. Полные узлы выбираются случайным образом, загружают фрагмент данных из blob и генерируют доказательство доступности данных. Чем больше раз полные узлы выполняют выборку данных, тем выше вероятность, что все данные были предоставлены сортировщиком без задержки важных данных. Для узлов процесс выборки данных требует меньше вычислительных ресурсов, чем загрузка всего blob данных, но теоретически предоставляет такие же гарантии доступности данных. Как и в случае с прототипным шардированием, выборка данных blob в полном шардировании обеспечит проверку и публикацию транзакций от сортировщика в цепочке, что позволит любому пользователю или заинтересованной стороне сети оценить их. Затем пользователи и заинтересованные стороны имеют некоторое время, чтобы просмотреть эти транзакции, подтвердить, что они окончательно завершены на DA-уровне, таком как Ethereum, и на основе предыдущей партии транзакций создать новые пакеты транзакций.

![Первый шаг к модульности Эфириума: Основные сведения о Proto-danksharding и принцип его работы])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-635c6fc63ee9ee6d8ba798661ca050b1.webp(

С помощью DAS разработчики Ethereum уверены, что не увеличат