Foresight Ventures: การวิเคราะห์ที่ครอบคลุมของ EIP-4844 ก้าวแรกของ Ethereum สู่การแยกชิ้นส่วนทั้งหมด

ชื่อระดับแรก

Overview

อีเธอเรียม

EIP-4844 ；

Proto-danksharding；

Danksharding；

KZG Commitment；

KZG Ceremony；

Dynamic state sharding；

เมื่อเร็ว ๆ นี้พิธี KZG ซึ่งเกินมาตรฐานการมีส่วนร่วมของชุมชนถูกรูด พิธีนี้ทำอะไร?

ชื่อระดับแรก

1. Sharding: ทางออกระยะยาวสำหรับการขยายตัวของ Ethereum

• Sharding ขยายจากมุมมองของความพร้อมใช้งานของข้อมูล ในขณะที่ Rollup ส่วนใหญ่ขยายจากระดับการดำเนินการเพื่อบรรเทาปัญหาความแออัดของเครือข่ายหลัก ฉันคิดว่า Sharding อาจเป็นความพยายามที่จะทำลายสามเหลี่ยมที่เป็นไปไม่ได้ของ blockchain

• อีเธอเรียม

• เนื่องจากความซับซ้อนและการพิจารณาด้านความปลอดภัยของกระบวนการใช้งาน ทีมพัฒนา Ethereum จึงแบ่งการชาร์ดดิ้งออกเป็นหลายขั้นตอน รวมถึงโปรโต-แดงค์ชาร์ดดิงและดางชาร์ดดิงที่กล่าวถึงเมื่อเร็วๆ นี้ กระบวนการทั้งหมดจะเป็นการปรับปรุงที่ใช้เวลาหลายปี

• ชื่อระดับแรก

2. EIP-4844: ผลตอบแทนสูงในระยะสั้น เวอร์ชัน Sharding ที่คล่องตัว

EIP-4844 = Proto-Danksharding；

Proto มาจากชื่อของนักวิจัย Ethereum

ชื่อเรื่องรอง

1. ภาพรวมของ Proto-danksharding

Proto-Danksharding ส่วนใหญ่จะแนะนำประเภทธุรกรรมใหม่ ได้แก่ ธุรกรรมที่มีหยด จนถึงตอนนี้ ข้อมูลค่าสะสมจะถูกส่งไปยังเลเยอร์ 1 ด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่าในรูปของ Blob และจัดเก็บแบบไม่ถาวร ในเวลาเดียวกัน blob มีขนาดใหญ่กว่า calldata ปัจจุบันมาก ซึ่งสามารถรองรับ TPS สูงในการยกเลิกได้ดีกว่า

เกี่ยวกับหยด:

• ธุรกรรมแต่ละรายการสามารถแฮงค์ได้สูงสุด 2 blobs;

• แต่ละบล็อกมี 8 blobs ซึ่งมีขนาดประมาณ 1 MB และสามารถบรรจุได้สูงสุด 16 blobs ซึ่งมีขนาดประมาณ 2 MB;

• Blob ไม่จำเป็นต้องจัดเก็บอย่างถาวรเป็นบันทึกประวัติเช่น calldata;

• เมื่อเทียบกับ Danksharding โหนดยังคงต้องตรวจสอบ DA ที่สมบูรณ์

2. การตีความธุรกรรมที่ถือ Blob

อีเธอเรียม

ผล

ค่าใช้จ่าย

ค่าใช้จ่าย

Data Blob ได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับธุรกรรมปริมาณงานสูงแบบ Rollup เมื่อเปรียบเทียบกับ Calldata ที่มีขนาดเท่ากัน ดังนั้น ก๊าซที่ใช้ในการสะสมเพื่อรักษาความพร้อมใช้งานของข้อมูลจะลดลงกว่าเมื่อก่อนอย่างมาก

ความจุ

แต่ละ Blob มีขนาดประมาณ 125 kB (ข้อเท็จจริง: ขนาดบล็อกเฉลี่ยปัจจุบันอยู่ที่ ~90 kB เท่านั้น)

ค่า

• ค่า

Blob สามารถถือเป็นแคชชนิดหนึ่ง และข้อมูลธุรกรรมที่ส่งโดยการยกเลิกจะอยู่ในรูปแบบของแคชนับจากนี้เป็นต้นไป ลดข้อกำหนดด้านฮาร์ดแวร์จัดเก็บข้อมูล เพิ่มการขยายข้อมูลเพิ่มเติมสำหรับ Ethereum และลดค่าใช้จ่ายก๊าซ

• ความท้าทาย: ข้อกำหนดสำหรับประสิทธิภาพของฮาร์ดแวร์โหนด Ethereum

ขนาดบล็อกเฉลี่ยปัจจุบันของ Ethereum อยู่ที่ ~90 kB แต่ blob คือ ~125 kB

ตามการออกแบบของ EIP-4844 แต่ละสล็อตมีขนาดประมาณ 1 MB ดังนั้นปริมาณข้อมูลที่เพิ่มขึ้นต่อปีคือ: 1 MB/บล็อก * 5 บล็อก/นาที * 43200 นาที/เดือน * 12 เดือน/ปี = 2.47 TB ต่อ ปี

สารละลาย

• สารละลาย

จากผลกระทบการขยายตัวในระยะสั้น เนื่องจากแต่ละโหนดยังคงต้องเก็บข้อมูลประวัติเต็มจำนวน ในขณะที่ใช้ EIP-4844 สำหรับ blobs นอกช่วงเวลา (เวลาจำกัดเฉพาะยังไม่สิ้นสุด อาจเป็น 1 เดือน หรือ 1 ปี) เพื่อดำเนินการลบโดยอัตโนมัติ；

จากมุมมองของผลประโยชน์ระยะยาวของการแยกย่อย EIP-4444 ถูกนำมาใช้ นั่นคือ โหนดไม่จำเป็นต้องจัดเก็บข้อมูลประวัติเต็มจำนวน แต่จำเป็นต้องอ้างอิงถึงการหมดอายุของประวัติเท่านั้นเพื่อจัดเก็บข้อมูลหลังจากเวลาที่กำหนด

โซลูชั่นทั้งสองนี้ช่วยลดการแลกเปลี่ยนของการทำธุรกรรมที่มีหยดในพื้นที่จัดเก็บในระดับที่แตกต่างกัน

4. KZG Commitment

KZG Commitment เป็นโครงร่างพันธสัญญาพหุนามที่นำมาใช้ใน EIP-4844

การแยกวิเคราะห์ข้อผูกพันของ KZG

อีเธอเรียม

อ้างอิงจากแผนภาพในสุนทรพจน์ของ Dankrad Feist รูท KZG นั้นคล้ายกับรูท Merkle ความแตกต่างคือรูท KZG สัญญากับพหุนาม นั่นคือตำแหน่งทั้งหมดอยู่ในพหุนามนี้ ตามสถานการณ์ proto-danksharding รูทของ KZG สัญญากับข้อมูลจำนวนมาก ซึ่งข้อมูลใด ๆ สามารถตรวจสอบได้ว่าเป็นของข้อมูลทั้งหมด

นี่คือเหตุผลที่ความมุ่งมั่นของ KZG นั้นเป็นมิตรกับการนำ DAS ไปใช้ในภายหลังในแง่ของความเข้ากันได้

ขั้นตอนของความมุ่งมั่นของ KZG มีดังนี้:

• Prover: จัดเตรียมหลักฐานและคำนวณ Commitment ของข้อมูล Prover ไม่สามารถเปลี่ยนพหุนามที่กำหนดได้ และ Commitment ที่ใช้สำหรับการพิสูจน์จะใช้ได้เฉพาะกับพหุนามปัจจุบันเท่านั้น

• ผู้ตรวจสอบ: รับและตรวจสอบมูลค่าความมุ่งมั่นที่ส่งโดยผู้พิสูจน์เพื่อให้แน่ใจว่าผู้พิสูจน์แสดงหลักฐานที่ถูกต้อง

ข้อดีของความมุ่งมั่นของ KZG

ค่าใช้จ่าย

ค่าใช้จ่าย

• ความมุ่งมั่นของ KZG มีลักษณะของการยืนยันที่รวดเร็ว ความซับซ้อนค่อนข้างต่ำและความเรียบง่าย

• ไม่จำเป็นต้องส่งหลักฐานเพิ่มเติม ดังนั้นค่าใช้จ่ายจึงต่ำกว่าและประหยัดแบนด์วิธ

• ความปลอดภัย

ความปลอดภัย

• สมมติว่าเกิดความล้มเหลวขึ้น จะส่งผลต่อข้อมูลใน Blob ที่สอดคล้องกับข้อผูกมัดเท่านั้น โดยไม่มีผลกระทบอื่นๆ ในวงกว้าง

เข้ากันได้มากขึ้น

• เมื่อพิจารณาถึงโซลูชันโดยรวมของ Sharding ความมุ่งมั่นของ KZG นั้นเข้ากันได้กับโซลูชัน DAS ทำให้ไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการพัฒนาซ้ำ

5. KZG Ceremony(trusted setup)

KZG Ceremony คือการตั้งค่าความน่าเชื่อถือสำหรับ KZG Commitmentอีเธอเรียม

เมื่อเร็ว ๆ นี้ KZG Ceremony ซึ่งกระตือรือร้นเกี่ยวกับการมีส่วนร่วมของชุมชน

อีเธอเรียม

อ้างอิงจากผังงานของ Vitalik ทุกคนสามารถร่วมแบ่งปันความลับในฐานะผู้เข้าร่วมและผสมกับผลลัพธ์ก่อนหน้าเพื่อสร้างผลลัพธ์ใหม่ และอื่น ๆ เพื่อรับ SRS สุดท้ายในรูปแบบของตุ๊กตาทำรัง และช่วยในการตั้งค่าความน่าเชื่อถือให้เสร็จสมบูรณ์ ของความมุ่งมั่นของ KZG

trust setup

• การตั้งค่าความน่าเชื่อถือของผู้เข้าร่วมหลายคนทั่วไป เช่น power-of-tau ถูกนำมาใช้ใน EIP-4844;

• ตามโมเดลที่เชื่อถือได้ 1 ใน 1 ไม่ว่าจะมีกี่คนที่มีส่วนร่วมในกระบวนการสร้าง ตราบใดที่คนๆ หนึ่งไม่เปิดเผยวิธีการสร้างของตัวเอง การเริ่มต้นที่เชื่อถือได้นั้นถูกต้อง

ความจำเป็น

• การตั้งค่าความน่าเชื่อถือของข้อผูกพัน KZG สามารถเข้าใจได้ง่ายๆ ว่า: สร้างพารามิเตอร์ที่ต้องพึ่งพาทุกครั้งที่ดำเนินการโปรโตคอลการเข้ารหัส คล้ายกับ zk-snark ที่ต้องการการเริ่มต้นที่เชื่อถือได้

• เมื่อ Prover แสดงหลักฐาน ข้อผูกมัดของ KZG C = f(s)g 1 ในหมู่พวกเขา f คือฟังก์ชันการประเมิน และ s คือความลับสุดท้ายที่ KZG ได้รับการตั้งค่าที่เชื่อถือได้

• จะเห็นได้ว่าความลับขั้นสุดท้ายคือพารามิเตอร์หลักสำหรับการสร้างการผูกมัดแบบพหุนาม และในฐานะกระบวนการที่น่าเชื่อถือในการรับพารามิเตอร์หลักนี้ พิธี KZG นี้มีความสำคัญมากสำหรับการทำให้การแบ่งส่วนทั้งหมดเป็นจริง

6. การเปลี่ยนแปลงที่เกิดจาก EIP-4844

Rollup

อ้างอิงถึงแผนผังที่ให้ไว้ใน ethresear การยกเลิกจำเป็นต้องรวม state delta และ hash เวอร์ชันของข้อผูกมัด KZG ใน calldata เพื่อส่ง (zk-rollup ต้องส่ง zk proof ด้วย)

พบว่าข้อแตกต่างคือ calldata มีข้อมูลขนาดเล็กบางส่วนเท่านั้น เช่น state delta, KZG Commitment และชุดธุรกรรมที่มีข้อมูลธุรกรรมจำนวนมากวางอยู่ใน Blob

• ลดต้นทุนได้อย่างมีประสิทธิภาพ การใส่ไว้ใน calldata นั้นมีราคาแพงมาก

• ความปลอดภัย

ความปลอดภัย

• ความพร้อมใช้งานของข้อมูล: Blobs ถูกจัดเก็บไว้ในบีคอนเชน เทียบเท่ากับการรักษาความปลอดภัยชั้นที่ 1;

• ค่าใช้จ่าย

ค่าใช้จ่าย

Proto-Danksharding นำเสนอธุรกรรมประเภทใหม่ การเพิ่ม Blob รูปแบบข้อมูลต้นทุนต่ำจะช่วยลดต้นทุนของการยกเลิกลงอีกอย่างไม่ต้องสงสัย ต้นทุนของการยกเลิกที่ปรับให้เหมาะสมอาจลดลง x ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชันจริงและความคืบหน้าของการดำเนินการในห่วงโซ่ 10 หรือแม้แต่ x 50;

ในเวลาเดียวกัน EIP-4844 ได้แนะนำค่าหยด

• Gas และ blob จะมีการปรับราคาและจำกัดของ gas ตามลำดับ;

• หน่วยการชาร์จของ blob ยังคงเป็นก๊าซ และปริมาณก๊าซจะเปลี่ยนไปตามปริมาณการใช้ข้อมูล เพื่อรักษาเป้าหมายโดยเฉลี่ยไว้ที่ 8 blobs ต่อบล็อก (จำกัดจำนวนข้อมูลเพิ่มเติม)

การใช้งานพรีคอมไพล์

ไม่สามารถเข้าถึงข้อมูลใน Blob ได้โดยตรง และ EVM สามารถรับข้อผูกพันของ Data Blob เท่านั้น ดังนั้น การยกเลิกจำเป็นต้องมีคอมไพล์ล่วงหน้าเพื่อตรวจสอบความถูกต้องของข้อผูกมัด

ข้อมูลต่อไปนี้วิเคราะห์อัลกอริธึมการคอมไพล์ล่วงหน้าสองรายการที่กล่าวถึงใน EIP-4844

คอมไพล์การประเมินจุด (สำหรับผู้ที่สนใจหลักการทางคณิตศาสตร์โปรดดูการวิเคราะห์ของ Vitalik)

• พิสูจน์ว่าข้อผูกพันหลายข้อชี้ไปที่ข้อมูลเดียวกัน

• โดยหลักแล้วสำหรับ zk-rollup การยกเลิกจำเป็นต้องมีข้อผูกพัน 2 ประเภท: 1. ข้อผูกพันของ KZG 2. ข้อผูกพันของ zk-rollup เอง;

• สำหรับการยกเลิกในแง่ดี ส่วนใหญ่ได้ใช้กลไกการพิสูจน์การฉ้อโกงหลายรอบ และจำนวนข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการพิสูจน์การฉ้อโกงรอบสุดท้ายมีน้อย ดังนั้นการใช้พรีคอมไพล์การประเมินจุดจึงสามารถลดต้นทุนได้

Blob verification precompile

• พิสูจน์ว่าเวอร์ชันแฮชและหยดมีความสอดคล้องกันอย่างมีประสิทธิภาพ

• การยกเลิกในแง่ดีจำเป็นต้องเข้าถึงข้อมูลเต็มจำนวนเมื่อส่งหลักฐานการฉ้อโกง ดังนั้นก่อนอื่นให้ตรวจสอบว่า hash และ blob เวอร์ชันนั้นถูกกฎหมาย แล้วจึงทำการตรวจสอบหลักฐานการฉ้อโกง

3. Danksharding: ขั้นตอนสำคัญสู่การแยกส่วนทั้งหมด

Danksharding ได้รับการตั้งชื่อตาม Dankrad Feist นักวิจัย Ethereum

1. การขยายความจุ: ขยายพื้นที่แคชของ Rollup เพิ่มเติม

หลังจากใช้งาน proto-danksharding แต่ละบล็อกจะได้รับพื้นที่แคชเพิ่มอีก 1 MB โดยเฉลี่ย เนื่องจากการเปิดตัวของ blobs ในรูปแบบธุรกรรมใหม่ หลังจากติดตั้ง Danksharking แล้ว จะมีพื้นที่เพิ่มเติมอีก 16 MB ต่อบล็อก โดยสูงสุดที่อนุญาตคือ 32 MB

2. ความพร้อมใช้งานของข้อมูล: กลยุทธ์การจัดเก็บและการตรวจสอบมีประสิทธิภาพมากขึ้น

เมื่อเปรียบเทียบกับ proto-danksharding ซึ่งต้องใช้โหนดทั้งหมดเพื่อดาวน์โหลดข้อมูลเต็มจำนวน หลังจากใช้งาน Danksharking แล้ว โหนด Ethereum จำเป็นต้องสุ่มตัวอย่าง blobs เท่านั้น ข้อมูลหลังจากการสุ่มตัวอย่างจะถูกแจกจ่ายในโหนดของเครือข่ายทั้งหมด และสามารถสร้างเป็นหยดข้อมูลที่สมบูรณ์ได้

DAS: การตรวจสอบตัวอย่างที่มีประสิทธิภาพ

• ผ่านรหัสพัวพัน (รหัสลบ) เพื่อช่วยให้โหนดของเครือข่ายทั้งหมดค้นหาความน่าจะเป็นของการสูญเสียข้อมูลต้นฉบับได้ง่ายขึ้นเมื่อดาวน์โหลดข้อมูลบางส่วนซึ่งจะช่วยปรับปรุงความปลอดภัย

3. ความปลอดภัย: โดยทั่วไปไม่เปลี่ยนแปลง

เนื่องจากแต่ละโหนดไม่ได้บันทึกข้อมูลประวัติเต็มจำนวนอีกต่อไป จากมุมมองของความพร้อมใช้งานของข้อมูล การสำรองข้อมูล และการตรวจสอบการสุ่มตัวอย่าง ความปลอดภัยจึงเปลี่ยนจากโหนดอย่างน้อยหนึ่งโหนดที่จัดเก็บข้อมูลเต็มจำนวนเป็นโหนดหลายโหนดที่เก็บส่วนหนึ่งของข้อมูล และสุดท้าย กู้คืนข้อมูลที่สมบูรณ์

แม้ว่าเมื่อมองแวบแรก การพึ่งพาจุดเดียวจะมีความปลอดภัยมากกว่าการพึ่งพาหลายจุด แต่จำนวนโหนดในเครือข่าย Ethereum ก็ใหญ่พอที่จะรับประกันความต้องการในการสำรองข้อมูลได้อย่างเต็มที่ ดังนั้นความปลอดภัยจะไม่เปลี่ยนแปลงมากนัก

4. ความท้าทายใหม่: ข้อกำหนดที่เพิ่มขึ้นสำหรับผู้สร้างบล็อก

อีเธอเรียม

ต่อไปนี้เป็นข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับ PBS (การแยกผู้เสนอ/ผู้สร้าง)โปรดดูแผนภาพการใช้งานของ PBS ในรูปแบบ darksharding ที่กำหนดโดย Dankrad:

• แบ่งบทบาทของผู้รับผิดชอบในการผลิตบล็อกเป็นผู้เสนอและผู้สร้าง เดิมทีเป็นข้อเสนอสำหรับการออกแบบต่อต้าน MEV เพื่อลดความต้องการแบนด์วิธสำหรับการสร้างบล็อกในการออกแบบ Danksharding

4. โซลูชันการแบ่งส่วนอื่นๆ: การแบ่งส่วนย่อยแบบไดนามิกของ Shardeum

ข้อได้เปรียบ

1. Dynamic state sharding

ข้อได้เปรียบ

ข้อได้เปรียบที่ใช้งานง่ายที่สุดจาก Dynamic state sharding คือ linear scaling โหนดที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายสามารถจัดกลุ่มแบบไดนามิกโดยอัลกอริทึม sharding ได้อย่างมีประสิทธิภาพและตอบสนองได้อย่างรวดเร็ว ปรับปรุง TPS ของเครือข่ายบล็อกเชน ในการออกแบบการแบ่งกลุ่มสถานะไดนามิก แต่ละโหนดจะครอบคลุมแอดเดรสของช่วงต่างๆ และความครอบคลุมจะมีการออกแบบที่ซ้ำซ้อนเพื่อให้แน่ใจว่าการแบ่งกลุ่มที่มีประสิทธิภาพและความปลอดภัย

การใช้งานในฉาก

โดยไม่คำนึงถึงความซับซ้อนของระบบนิเวศน์ จากมุมมองของการใช้เทคโนโลยีทั้งสอง การแบ่งกลุ่มสถานะแบบไดนามิกนั้นยากกว่าการแบ่งกลุ่มแบบคงที่ จะเห็นได้ว่าทีมเทคนิคของ Shardeum มีความชำนาญในระดับเทคนิคของ Sharding การวิจัยและพัฒนาก่อนหน้านี้ของทีมเกี่ยวกับเทคโนโลยี Shardus ได้มีส่วนร่วมอย่างมากต่อเทคโนโลยีพื้นฐานของห่วงโซ่สาธารณะนี้ โครงการ สาธิตมาตราส่วนเชิงเส้นที่นำมาโดยการแบ่งส่วนสถานะไดนามิก

ผลิตภัณฑ์

ผลิตภัณฑ์

ทีม

ทีม

เทคโนโลยี

เทคโนโลยี

กำหนดการ

กำหนดการ

จะเปิดตัว betanet ในวันที่ 2023-02-02 ซึ่งน่าสนใจ

5. การคิดและโอกาสในการแบ่งส่วน

• Sharding เป็นแผนระยะยาวสำหรับการขยายตัวของ Ethereum และยังเป็นแผนระยะยาวที่มีมูลค่ามหาศาลและมีความสำคัญอย่างมาก ในกระบวนการของการนำชาร์ดดิ้งไปใช้ โซลูชันที่มีอยู่ทั้งหมดอาจได้รับการทำซ้ำอย่างต่อเนื่อง รวมถึงโปรโต-แดนส์ชาร์ดดิ้ง ดันค์ชาร์ดดิ้ง ฯลฯ ที่กล่าวถึงในตอนนี้ ซึ่งสมควรได้รับความสนใจอย่างต่อเนื่อง

• การทำความเข้าใจทิศทางทั่วไปของการแบ่งส่วนย่อยเป็นสิ่งสำคัญมาก แต่โซลูชันทางเทคนิค (PBS, DAS, ตลาดค่าธรรมเนียมหลายมิติ) ที่นำมาใช้โดยแต่ละข้อเสนอในกระบวนการของการนำการแบ่งส่วนย่อยทั้งหมดไปใช้ก็มีค่าควรแก่ความสนใจเช่นกัน และฉันเชื่อว่าทีมงานและโครงการที่ยอดเยี่ยมที่เกี่ยวข้องจำนวนมาก จะเกิดขึ้น ;

• Sharding เป็นคำทั่วไปสำหรับเทคโนโลยีการขยายตัวประเภทหนึ่ง แต่ไม่มีโซลูชันเฉพาะเพียงวิธีเดียว จำเป็นต้องตระหนักว่าเครือข่ายสาธารณะที่แตกต่างกันมีโซลูชันการแบ่งส่วนข้อมูลที่เหมาะสมสำหรับสถานการณ์ของตนเอง ตัวอย่างเช่น การออกแบบบางอย่างใน Danksharding นั้นเหมาะสำหรับเครือข่าย Ethereum เท่านั้น และการแลกเปลี่ยนด้านความปลอดภัยนั้นต้องการโหนดจำนวนมากเพื่อชดเชย

• การผสมผสานที่เหมาะสมของ Sharding และโซลูชันการขยายอื่นๆ สามารถปรับปรุงความสามารถในการปรับขนาด 1+ 1>2 Danksharding ในปัจจุบันไม่ใช่โซลูชันการขยายตัวแบบเบ็ดเสร็จในตัวเอง แต่ช่วยเสริมการใช้งานอื่นๆ ของระบบนิเวศ Ethereum ตัวอย่างเช่น Danksharding และ Rollup ทำงานร่วมกันเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้นสำหรับการขยายตัวของ Ethereum