Прото-данкшардинг: первый шаг к модульности Ethereum
Ethereum успешно перешел от механизма доказательства работы к механизму доказательства доли. Следующий важный проект в дорожной карте развития - EIP-4844, также известный как "прототип данных Блуна". Это изменение кода направлено на улучшение масштабируемости rollup, построенных на Ethereum.
EIP-4844 вводит новый тип транзакции, называемый blob, увеличивает требования к данным и хранению блоков Ethereum и создает новый рынок сборов, отделяя ценообразование blob от обычных транзакций.
Rollup — это протокол, который зависит от Layer 2 блокчейна (, такого как Ethereum ), для обеспечения доступности данных ( DA ). Обычно rollup, основанный на смарт-контрактах, зависит не только от DA Ethereum, но и от Ethereum для расчета транзакций. Эти rollup считывают данные из уровней DA, таких как Ethereum, и выполняют действительные транзакции и код смарт-контрактов.
Обычно, стоимость публикации большого объема данных в Ethereum очень высока, отчасти потому, что сеть хранит данные как часть истории транзакций в поле "CALLDATA" навсегда. С помощью EIP-4844 каждый блок будет создавать дополнительное пространство данных объемом 512 кБ или 768 кБ для роллапов. Важно отметить, что данные, опубликованные в этом пространстве, будут храниться примерно три недели.
Из-за кратковременности данных, проверяемых через blob-транзакции, а также из-за отдельного механизма ценообразования blob, теоретически стоимость публикации данных rollup в Ethereum значительно снизится. Со временем разработчики намерены внедрить технологии выборки данных, чтобы данные blob не нужно было загружать полностью для проверки полными узлами Ethereum, что еще больше снизит стоимость rollup.
Proto-danksharding является полным прелюдией и "прототипом" danksharding, который позволит узлам Ethereum загружать фрагменты данных blob для определения доступности полного blob.
Фон
EIP-4844 считается обновлением масштабируемости Ethereum. Однако следует отметить, что изменения в коде не привели к существенному увеличению или улучшению торговых возможностей самого Ethereum. Proto-danksharding снижает стоимость публикации большого объема данных в Ethereum, что, в свою очередь, снижает операционные расходы rollup. EIP-4844 рассматривается как улучшение масштабируемости Ethereum, поскольку он делает сети второго уровня, построенные на Ethereum, более экономически эффективными, но изменения в коде не повысили масштабируемость Ethereum как универсальной блокчейна для выполнения транзакций и кода смарт-контрактов.
За последние четыре года торговая активность Ethereum rollup, такая как Arbitrum, Optimism, StarkNet, zkSync и Polygon zkEVM, продолжала расти. По оценкам L2Beat.com, общее количество транзакций в секунду, реализованных на всех сетях второго уровня, составляет (TPS), что в 3,8 раза превышает среднее дневное значение TPS Ethereum.
Согласно данным Blockworks Research, предоставленным через Dune Analytics, rollup экономит более 99% затрат на газ для конечных пользователей и разработчиков dapp по сравнению с прямым развертыванием кода и транзакциями в Эфире.
По состоянию на 13 июня 2023 года, стоимость отправки транзакций на двух самых популярных rollup на Эфире, Optimism и Arbitrum, составляет примерно от 0,03 до 0,05 долларов. Однако в условиях частой активности в сети и ее перегруженности эти расходы иногда могут резко подняться выше 1 доллара.
Цель EIP-4844 заключается в снижении затрат на роллап путем введения нового типа транзакции, называемого двоичными большими объектами, или blob. Ниже приведено пошаговое описание жизненного цикла blob-транзакций, определенных в EIP-4844:
Пользователь отправляет транзакцию в rollup
Rollup сортировщик пакетных транзакций
Сортировщик отправляет пакет транзакций в виде blob в Эфир
Эфир валидаторы прикрепляют blob к блоку
Данные Blob хранятся на уровне консенсуса примерно 3 недели
Rollup использует данные blob для обновления состояния
EIP-4844 не влияет на то, как обычные транзакции, отправляемые в мемпул Эфира, включаются в блоки, и не влияет на платный рынок, определяющий цену на пространство блоков Эфира, однако EIP-4844 действительно увеличивает требования к хранению блоков Эфира. Дополнительное пространство данных предназначено для добавления blob-транзакций в блоки. Blob подобен прицепу, который может быть присоединен к блокам Эфира, не влияя на или не занимая существующее пространство блока для обработки обычных транзакций. Пространство блока для blob будет аукционироваться в соответствии с собственным платным рынком, аналогично дизайну платного рынка EIP-1559.
Сначала транзакции blob будут практически без затрат. После этого, за каждое подтверждение блока, если более половины пространства блока blob ( используется хотя бы на 256kB ), стоимость транзакций blob увеличится на 12.5%. Для каждого блока, в котором пространство блока blob не было полностью использовано, то есть пространство блока blob заполнено менее чем на 50%, стоимость blob уменьшится на 12.5%.
Торговля Blob не будет храниться бессрочно на Ethereum, а будет храниться на слое консенсуса Ethereum (CL), то есть на Beacon Chain, и будет удалена с узлов CL через три недели. Proto-danksharding позволит каждому блоку иметь максимум четыре blob, каждый из которых может содержать до 128 кБ дополнительных данных. Максимальный предел пространства blob размером 512 кБ может измениться в зависимости от тестов, проводимых в рамках EIP-4844. Разработчики активно обсуждают возможность увеличения этого ограничения с 4 blob до 6. Каждый blob представляет собой возможность для одного сортировщика rollup подтвердить одну партию транзакций на Ethereum. Каждый день на Ethereum создается около 7094 блоков, и после EIP-4484, при условии ограничения в 4 blob/блок, можно обрабатывать максимум 28376 blob в день.
В последние шесть месяцев, сортировщик, работающий на Optimism, по объему торговых операций является вторым по популярности rollup в сети Ethereum, ежедневно отправляя примерно 3126 пакетных транзакций в Ethereum.
Объем транзакций, подтвержденный Arbitrum, примерно в два раза больше, чем у Optimism, и, как и Optimism, он полагается на сортировщики для отправки данных в Ethereum через CALLDATA для завершения транзакций. Другие примеры rollup, популярных на Ethereum, включают, но не ограничиваются, Polygon zkEVM, zkSync и StarkNet. На Optimism более 90% сборов поступают из сборов Layer 1 CALLDATA.
Введение специализированного пространства для хранения данных, независимо от того, насколько оно изначально мало, направлено на снижение стоимости использования Ethereum в качестве слоя DA для всех rollup, основанных на Ethereum. По консервативным оценкам разработчиков rollup, после активации EIP-4844, расходы на rollup уменьшатся на 100% до 900%. Однако эти оценки могут измениться в зависимости от увеличения использования и активности rollup за несколько месяцев до и после активации исходной базы данных.
Стоимость blob-транзакций, хотя в начале активации EIP-4844 может быть ниже, чем у обычных транзакций, может быстро возрасти, если количество rollup, построенных на Эфире, увеличится. Кроме того, хотя каждый blob предназначен для предоставления возможности одному сортировщику публиковать данные объемом до 128kB, существует вероятность, что сортировщики rollup смогут 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 использовать полностью все 128kB пространства данных каждого blob-транзакции, может возникнуть вторичный рынок для ценообразования blob. Хотя предотвращение появления внецепочного вторичного рынка является приоритетом, а не введение более высокого уровня сложности протокола для предотвращения этой возможности, в настоящее время разработчики применяют "ожидание и наблюдение", вводя blob через EIP-4844, и планируют в будущем оптимизировать EIP-4844.
Протоданкшардинг заложил основу для внедрения более продвинутых технологий, чтобы дополнительно снизить стоимость blob без увеличения вычислительной нагрузки на узлы. Полное данкшардинг предполагает увеличение максимального количества blob в каждом блоке с 4 до 64.
Полный Данкшардинг
Четыре blob увеличивают размер блока Ethereum на 512 кБ. Шесть blob дополнительно увеличат размер блока Ethereum на 768 кБ. Как уже упоминалось, дополнительное пространство блока строго используется для транзакций blob и не хранит данные постоянно, как обычное пространство блока. Полное видение EIP-4844 заключается в том, чтобы ввести для Ethereum до 64 blob и сделать это без значительного увеличения вычисленной нагрузки на узлы валидации блока. Для достижения полного danksharding Ethereum необходимо реализовать две технологии: выборка доступности данных (DAS) и кодирование с удалением.
Данные доступности выборки (DAS )
В контексте проверки транзакций Layer 2 rollup цель DAS – гарантировать, что все фрагменты данных, собранные сортировщиком, были опубликованы в цепочке. Полные узлы выбираются случайным образом, загружают блок данных из blob и генерируют доказательство доступности данных. Чем больше раз полные узлы проводят выборку данных, тем выше вероятность того, что все данные были предоставлены сортировщиком без удержания важных данных. Процесс выборки данных для узлов менее вычислительно затратен, чем загрузка всего blob-данных, но теоретически предоставит такую же гарантию доступности данных. Как и в случае с proto-danksharding, выборка blob-данных при полном danksharding обеспечит проверку и публикацию транзакций от сортировщика в цепочке, чтобы любой пользователь или заинтересованная сторона сети могли их оценить. Затем пользователи и заинтересованные стороны имеют определенное время, чтобы просмотреть эти транзакции, подтвердить, что они окончательно завершены на DA-уровне, таком как Ethereum, и создать новые пакеты транзакций на основе предыдущих.
С помощью DAS разработчики Ethereum уверены, что могут увеличить количество и объем данных blob, публикуемых в Ethereum, не увеличивая вычислительную нагрузку на узлы. Кроме того, разработчики планируют в будущих обновлениях дополнительно снизить вычислительную нагрузку на узлы, внедряя такие предложения, как истечение срока исторических данных. Как сказал исследователь Ethereum Данкрат Файст, со временем Ethereum станет "общественным информационным щитом, а не архивной системой", переложив ответственность за хранение полных копий истории транзакций на сетевых заинтересованных сторон, которые часто используют эти данные, такие как Layer 2 rollup и блокчейн-инфраструктурные компании, такие как Infura, Alchemy и Blockdaemon. Хотя EIP-4844 ввел blob, это ранний пример того, как все транзакции однажды могут стать хранилищем в Ethereum.
Стирание кода
Технология стирающего кодирования усиливает способность к выборке данных. Если злонамеренный сортировщик удерживает небольшое количество блоков данных, где-то между 1% и 49% blob-данных, выборка транзакций может вероятностно привести к тому, что некоторые образцы окажутся правильными с самого начала, а не ошибочными. Стирающее кодирование гарантирует, что если хотя бы половина blob будет проверена, оставшиеся blob могут быть восстановлены. Эта технология эффективна только когда данные представлены в виде многочлена, то есть выражения с двумя и более алгебраическими терминами. Наиболее распространенная форма стирающего кодирования основывается на кодах Рида-Соломона (RS), которые являются сложной математической формулой, позволяющей восстанавливать недостающие данные на основе достаточного количества известных фрагментов данных. Интуитивно, только с помощью выборки может быть недостаточно эффективно гарантировать доступность больших объемов данных, особенно если предположить, что злонамеренный сортировщик удержал единственный элемент данных из одного blob. Стирающее кодирование вводит избыточность данных в blob, таким образом, злонамеренный сортировщик должен удерживать заметную долю данных blob, чтобы удержать любое количество данных.
Слияние DAS и кодирования с исправлением ошибок является основой полной технологии danksharding. Эти технологии также лежат в основе некоторых уровней DA, таких как Polygon Avail и Celestia. Во многих отношениях видение поддержки модульных блокчейн-вычислений проходит небольшие испытания через другие блокчейн-проекты и будет тестироваться в масштабе на Ethereum, частично через proto-danksharding и серьезно тестироваться через полное danksharding.
Обещание KZG
Перед тем как DAS и кодирование с удалением могут быть реализованы на Ethereum, закончить
На этой странице может содержаться сторонний контент, который предоставляется исключительно в информационных целях (не в качестве заявлений/гарантий) и не должен рассматриваться как поддержка взглядов компании Gate или как финансовый или профессиональный совет. Подробности смотрите в разделе «Отказ от ответственности» .
EIP-4844 вводит блоб-транзакции, что существенно снижает стоимость Ethereum Уровень 2
Прото-данкшардинг: первый шаг к модульности Ethereum
Ethereum успешно перешел от механизма доказательства работы к механизму доказательства доли. Следующий важный проект в дорожной карте развития - EIP-4844, также известный как "прототип данных Блуна". Это изменение кода направлено на улучшение масштабируемости rollup, построенных на Ethereum.
EIP-4844 вводит новый тип транзакции, называемый blob, увеличивает требования к данным и хранению блоков Ethereum и создает новый рынок сборов, отделяя ценообразование blob от обычных транзакций.
Rollup — это протокол, который зависит от Layer 2 блокчейна (, такого как Ethereum ), для обеспечения доступности данных ( DA ). Обычно rollup, основанный на смарт-контрактах, зависит не только от DA Ethereum, но и от Ethereum для расчета транзакций. Эти rollup считывают данные из уровней DA, таких как Ethereum, и выполняют действительные транзакции и код смарт-контрактов.
Обычно, стоимость публикации большого объема данных в Ethereum очень высока, отчасти потому, что сеть хранит данные как часть истории транзакций в поле "CALLDATA" навсегда. С помощью EIP-4844 каждый блок будет создавать дополнительное пространство данных объемом 512 кБ или 768 кБ для роллапов. Важно отметить, что данные, опубликованные в этом пространстве, будут храниться примерно три недели.
Из-за кратковременности данных, проверяемых через blob-транзакции, а также из-за отдельного механизма ценообразования blob, теоретически стоимость публикации данных rollup в Ethereum значительно снизится. Со временем разработчики намерены внедрить технологии выборки данных, чтобы данные blob не нужно было загружать полностью для проверки полными узлами Ethereum, что еще больше снизит стоимость rollup.
Proto-danksharding является полным прелюдией и "прототипом" danksharding, который позволит узлам Ethereum загружать фрагменты данных blob для определения доступности полного blob.
Фон
EIP-4844 считается обновлением масштабируемости Ethereum. Однако следует отметить, что изменения в коде не привели к существенному увеличению или улучшению торговых возможностей самого Ethereum. Proto-danksharding снижает стоимость публикации большого объема данных в Ethereum, что, в свою очередь, снижает операционные расходы rollup. EIP-4844 рассматривается как улучшение масштабируемости Ethereum, поскольку он делает сети второго уровня, построенные на Ethereum, более экономически эффективными, но изменения в коде не повысили масштабируемость Ethereum как универсальной блокчейна для выполнения транзакций и кода смарт-контрактов.
За последние четыре года торговая активность Ethereum rollup, такая как Arbitrum, Optimism, StarkNet, zkSync и Polygon zkEVM, продолжала расти. По оценкам L2Beat.com, общее количество транзакций в секунду, реализованных на всех сетях второго уровня, составляет (TPS), что в 3,8 раза превышает среднее дневное значение TPS Ethereum.
Согласно данным Blockworks Research, предоставленным через Dune Analytics, rollup экономит более 99% затрат на газ для конечных пользователей и разработчиков dapp по сравнению с прямым развертыванием кода и транзакциями в Эфире.
По состоянию на 13 июня 2023 года, стоимость отправки транзакций на двух самых популярных rollup на Эфире, Optimism и Arbitrum, составляет примерно от 0,03 до 0,05 долларов. Однако в условиях частой активности в сети и ее перегруженности эти расходы иногда могут резко подняться выше 1 доллара.
Цель EIP-4844 заключается в снижении затрат на роллап путем введения нового типа транзакции, называемого двоичными большими объектами, или blob. Ниже приведено пошаговое описание жизненного цикла blob-транзакций, определенных в EIP-4844:
EIP-4844 не влияет на то, как обычные транзакции, отправляемые в мемпул Эфира, включаются в блоки, и не влияет на платный рынок, определяющий цену на пространство блоков Эфира, однако EIP-4844 действительно увеличивает требования к хранению блоков Эфира. Дополнительное пространство данных предназначено для добавления blob-транзакций в блоки. Blob подобен прицепу, который может быть присоединен к блокам Эфира, не влияя на или не занимая существующее пространство блока для обработки обычных транзакций. Пространство блока для blob будет аукционироваться в соответствии с собственным платным рынком, аналогично дизайну платного рынка EIP-1559.
Сначала транзакции blob будут практически без затрат. После этого, за каждое подтверждение блока, если более половины пространства блока blob ( используется хотя бы на 256kB ), стоимость транзакций blob увеличится на 12.5%. Для каждого блока, в котором пространство блока blob не было полностью использовано, то есть пространство блока blob заполнено менее чем на 50%, стоимость blob уменьшится на 12.5%.
Торговля Blob не будет храниться бессрочно на Ethereum, а будет храниться на слое консенсуса Ethereum (CL), то есть на Beacon Chain, и будет удалена с узлов CL через три недели. Proto-danksharding позволит каждому блоку иметь максимум четыре blob, каждый из которых может содержать до 128 кБ дополнительных данных. Максимальный предел пространства blob размером 512 кБ может измениться в зависимости от тестов, проводимых в рамках EIP-4844. Разработчики активно обсуждают возможность увеличения этого ограничения с 4 blob до 6. Каждый blob представляет собой возможность для одного сортировщика rollup подтвердить одну партию транзакций на Ethereum. Каждый день на Ethereum создается около 7094 блоков, и после EIP-4484, при условии ограничения в 4 blob/блок, можно обрабатывать максимум 28376 blob в день.
В последние шесть месяцев, сортировщик, работающий на Optimism, по объему торговых операций является вторым по популярности rollup в сети Ethereum, ежедневно отправляя примерно 3126 пакетных транзакций в Ethereum.
Объем транзакций, подтвержденный Arbitrum, примерно в два раза больше, чем у Optimism, и, как и Optimism, он полагается на сортировщики для отправки данных в Ethereum через CALLDATA для завершения транзакций. Другие примеры rollup, популярных на Ethereum, включают, но не ограничиваются, Polygon zkEVM, zkSync и StarkNet. На Optimism более 90% сборов поступают из сборов Layer 1 CALLDATA.
Введение специализированного пространства для хранения данных, независимо от того, насколько оно изначально мало, направлено на снижение стоимости использования Ethereum в качестве слоя DA для всех rollup, основанных на Ethereum. По консервативным оценкам разработчиков rollup, после активации EIP-4844, расходы на rollup уменьшатся на 100% до 900%. Однако эти оценки могут измениться в зависимости от увеличения использования и активности rollup за несколько месяцев до и после активации исходной базы данных.
Стоимость blob-транзакций, хотя в начале активации EIP-4844 может быть ниже, чем у обычных транзакций, может быстро возрасти, если количество rollup, построенных на Эфире, увеличится. Кроме того, хотя каждый blob предназначен для предоставления возможности одному сортировщику публиковать данные объемом до 128kB, существует вероятность, что сортировщики rollup смогут 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 использовать полностью все 128kB пространства данных каждого blob-транзакции, может возникнуть вторичный рынок для ценообразования blob. Хотя предотвращение появления внецепочного вторичного рынка является приоритетом, а не введение более высокого уровня сложности протокола для предотвращения этой возможности, в настоящее время разработчики применяют "ожидание и наблюдение", вводя blob через EIP-4844, и планируют в будущем оптимизировать EIP-4844.
Протоданкшардинг заложил основу для внедрения более продвинутых технологий, чтобы дополнительно снизить стоимость blob без увеличения вычислительной нагрузки на узлы. Полное данкшардинг предполагает увеличение максимального количества blob в каждом блоке с 4 до 64.
Полный Данкшардинг
Четыре blob увеличивают размер блока Ethereum на 512 кБ. Шесть blob дополнительно увеличат размер блока Ethereum на 768 кБ. Как уже упоминалось, дополнительное пространство блока строго используется для транзакций blob и не хранит данные постоянно, как обычное пространство блока. Полное видение EIP-4844 заключается в том, чтобы ввести для Ethereum до 64 blob и сделать это без значительного увеличения вычисленной нагрузки на узлы валидации блока. Для достижения полного danksharding Ethereum необходимо реализовать две технологии: выборка доступности данных (DAS) и кодирование с удалением.
Данные доступности выборки (DAS )
В контексте проверки транзакций Layer 2 rollup цель DAS – гарантировать, что все фрагменты данных, собранные сортировщиком, были опубликованы в цепочке. Полные узлы выбираются случайным образом, загружают блок данных из blob и генерируют доказательство доступности данных. Чем больше раз полные узлы проводят выборку данных, тем выше вероятность того, что все данные были предоставлены сортировщиком без удержания важных данных. Процесс выборки данных для узлов менее вычислительно затратен, чем загрузка всего blob-данных, но теоретически предоставит такую же гарантию доступности данных. Как и в случае с proto-danksharding, выборка blob-данных при полном danksharding обеспечит проверку и публикацию транзакций от сортировщика в цепочке, чтобы любой пользователь или заинтересованная сторона сети могли их оценить. Затем пользователи и заинтересованные стороны имеют определенное время, чтобы просмотреть эти транзакции, подтвердить, что они окончательно завершены на DA-уровне, таком как Ethereum, и создать новые пакеты транзакций на основе предыдущих.
С помощью DAS разработчики Ethereum уверены, что могут увеличить количество и объем данных blob, публикуемых в Ethereum, не увеличивая вычислительную нагрузку на узлы. Кроме того, разработчики планируют в будущих обновлениях дополнительно снизить вычислительную нагрузку на узлы, внедряя такие предложения, как истечение срока исторических данных. Как сказал исследователь Ethereum Данкрат Файст, со временем Ethereum станет "общественным информационным щитом, а не архивной системой", переложив ответственность за хранение полных копий истории транзакций на сетевых заинтересованных сторон, которые часто используют эти данные, такие как Layer 2 rollup и блокчейн-инфраструктурные компании, такие как Infura, Alchemy и Blockdaemon. Хотя EIP-4844 ввел blob, это ранний пример того, как все транзакции однажды могут стать хранилищем в Ethereum.
Стирание кода
Технология стирающего кодирования усиливает способность к выборке данных. Если злонамеренный сортировщик удерживает небольшое количество блоков данных, где-то между 1% и 49% blob-данных, выборка транзакций может вероятностно привести к тому, что некоторые образцы окажутся правильными с самого начала, а не ошибочными. Стирающее кодирование гарантирует, что если хотя бы половина blob будет проверена, оставшиеся blob могут быть восстановлены. Эта технология эффективна только когда данные представлены в виде многочлена, то есть выражения с двумя и более алгебраическими терминами. Наиболее распространенная форма стирающего кодирования основывается на кодах Рида-Соломона (RS), которые являются сложной математической формулой, позволяющей восстанавливать недостающие данные на основе достаточного количества известных фрагментов данных. Интуитивно, только с помощью выборки может быть недостаточно эффективно гарантировать доступность больших объемов данных, особенно если предположить, что злонамеренный сортировщик удержал единственный элемент данных из одного blob. Стирающее кодирование вводит избыточность данных в blob, таким образом, злонамеренный сортировщик должен удерживать заметную долю данных blob, чтобы удержать любое количество данных.
Слияние DAS и кодирования с исправлением ошибок является основой полной технологии danksharding. Эти технологии также лежат в основе некоторых уровней DA, таких как Polygon Avail и Celestia. Во многих отношениях видение поддержки модульных блокчейн-вычислений проходит небольшие испытания через другие блокчейн-проекты и будет тестироваться в масштабе на Ethereum, частично через proto-danksharding и серьезно тестироваться через полное danksharding.
Обещание KZG
Перед тем как DAS и кодирование с удалением могут быть реализованы на Ethereum, закончить