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Proto-danksharding基本介绍及其工作原理

2023-06-23

随着两家公司的合并以及上海交易所的升级, Ethernet已经成功地完成了从工作证明到股票证明的转变。Ethernet发展路线图中的下一项重大工程是 Ethernet改进计划(EIP4844),也就是人们所熟知的“原生数据库”。这次代码修改是为了提高基于 Ethernet的 rollup的可伸缩性。EIP4844是以太坊核心开发人员“Protolambda”和“Dankrad Feist”两人的名字命名的。该EIP4844提出了一种新的交易类型,叫做“blobs”,增加了以太坊区块对数据和存储的需求,并建立了一个将“blobs”与传统交易分离开来的新的收费市场。

 

Rollups (Rollups)是一种依靠第二层区块链(如以太坊)实现数据可用性(data authentication, DA)的协议,其功能是广泛分发并暂时存储交易数据的批次。一般而言,在基于智能合约的 rollup中,依赖 Ethernet的 DA在交易结算时也依赖 Ethernet (Ethernet)。这些 rollup专精于从诸如 EthernStreet这样的 DA层中读取数据,并且执行高效的交易和智能合同代码。以太坊为基础的 rollup依赖于以太坊区块内的批量交易数据,以保证交易的真实性。排序器是以一种成本有效的方式批量处理并压缩用户交易,以便将其提交给 DA层的行为者。

 

一般来说,向 Etherkets发布大量数据需要付出高昂的代价,部分原因在于网络会把数据永久保存在一个叫做“CALLDATA”的字段中,作为交易记录的一部分。有了EIP4844,每一块都会为 rollup增加512千兆字节或768千兆字节的数据空间。以太坊的核心开发者们正在权衡到底应该为 blob的交易增加多少额外的空间。重要的一点是,发布在此空间的数据会保存约三个星期。由于 blob交易所验证的数据是暂时性的,并且有一个独立的收费市场,使得 blob价格与其它交易隔离,因此从理论上讲, rollup向 Ethernet发送数据的成本会大大降低。在将来,开发者计划引入数据抽样技术,使 blob数据无需下载到整个以太坊节点以供验证,从而进一步降低 rollup的成本。ProtoDanksharding是完整 Danksharding的前奏,也是一个“原型”,它可以让 Etherkey节点下载一部分 blob数据,从而决定整个 blob的可用性。

 

本文将详细讨论EIP-4844的工作原理、第一代留空量的限制、EIP-4844向全留空量的演变过程,以及在2023年秋天按原计划执行代码修改后,终端用户和分散式应用程序开发人员所能立即获得的利益。由于最初的 Danksharding侧重于支持层2 rollup生态系统以及通过模块化技术对 Ethereum进行扩展,因此, Ethereum下次更新时所进行的代码修改,将成为对模块化区块链研究成果进行大规模应用的一个重要的测试平台。

 

EIP-4844并不会影响到向 EthereumMempool提交的正常交易如何被合并到区块中,它也不会影响到决定Ethereum块空间价格的收费市场。额外的数据空间用于向块添加 blob交易。Blob就像是一辆辅助车,它可以被附加在一个以太坊区块上,而不会影响或者挤占已有的处理正常交易的区块空间。BlobBlockspace将按照EIP1559的标准,按照自己的收费市场进行拍卖。欲了解更多EIP1559的资讯,请参阅本银河研究报告。一开始, blob交易几乎是零成本的。在此之后,在每个已确认的区块中,如果已使用了至少256 kB的区块空间的一半以上,则该区块交易的费用就会提高12.5%。对于每个 blob块空间利用率不高的区块,也就是 blob块空间利用率不高的50%, blob的开销将降低12.5%。

 

Blob交易不是无限存储在 Etherkeley中,而是存储在 Etherkeley中,三个星期之后将其删除。该协议会让每个区块拥有最多4个 blob,每个 blob最多可以容纳128 kB的附加数据。在EIP-4844的测试中,对每块512 kB空间的最大限制可能会发生变化。开发者们正积极地讨论着是否有可能把这个上限从4条提高到6条。每个 blob都是一个单独的 rollup排序器,用来确认到以太坊的单批交易。在EIP4484之后,以太坊每天大约会产生7094个区块,假设每块每块4个区块,那么每天就会有28376个区块被处理。(此为理论上限,但实际上可能永远达不到上限,因为 blob成本的变动。连续处理每一块中最多 blob的代价对排序程序而言是很高的)。

 

完全跳车

 

四个 blobs增加了艾瑟尔姆块512千兆字节的容量。六个 blob可以增加768 KB的以太坊区块的大小。正如前面提到的,附加块空间是严格为 blob交易服务的,并且与正常块空间不同,它不能持久地存储数据。EIP4844的整个愿景是将64 blob引入到Etherkey's中,而不会显著增加对区块验证节点的计算负担。Ethereum需要采用数据可用性抽样(DAS)和纠错编码(decoding)。

 

为了验证层2 rollup交易, DAS的目的是要确保所有被排序程序绑定的数据片段已经被发布到了链上。随机选取完整节点,从 blob上下载数据块,生成数据可用性证明。如果一个完整的节点采集了更多的数据,那么它就会有更高的概率确定所有的数据都来自一个测序器,并且没有遗漏重要的数据。对于节点而言,采集数据的过程比下载 blob数据需要更少的计算时间,但是理论上可以保证数据的有效性。基于完全放弃机制,通过 blob数据采样,保证排序程序产生的交易经过验证,并发布到链上供用户和利益相关者评估。用户和利害关系人随后会在一段时间内检查这些交易,以确认他们已经在DA-层(如以太坊)上完成了,并且新的一批交易建立在前一批交易的基础上。

 

有了 DAS, Ethernet开发人员就有信心在不增加节点计算负担的前提下,增加 Blobs的数量和数据的数量。此外,开发人员还计划在未来的升级过程中,通过引入历史过期机制等措施,进一步减轻节点的计算负担。假以时日,以太坊研究人员丹克拉德·费斯特(Dankrad Feist)认为,“以太坊”将会变成一个“公开告示牌而非一个存档系统”,它会把保存交易记录的完整拷贝交由网络利益相关者来负责。尽管EIP4844介绍了 blobs,但是它却是所有交易都可能在某一天在Ethern's上存储的早期例子。

 

由于EIP4844并没有降低以太坊终端用户的收费,因此对以太坊的扩展性并没有什么实质性的改变。保底交易可以降低 rollup的成本,对 rollup的用户和操作者都有好处。EIP4844通过模块化以及在其它协议中卸载交易执行活动,使得以太坊得以有效地扩展。原始资料库所带来的益处,主要是由以太坊为区块空间支付所使用的滚动式排序程序所证实。第二个影响就是最终用户和应用开发者,他们最终会从Ethernet's迁移到 rollup,从而开始交易。

 

从2022年开始, rollup上的交易活跃度有所提高,但收费却有所下降。另外,一些突破性的创新让 Etherkeeper的核心开发人员和其他 Etherkeeper的利益相关者们更加信任 rollup是一种未来可扩展的区块链设计技术。但是,大规模使用 rollup的所有潜能都不可能在短期内被实现或者已经准备就绪,当然,EIP4844预计将于2023年第3或第4季度启动。在EIP4844之后,如果没有任何有意义的交易活动转移到 rollups=,那么保护标记将不会对以太坊造成任何影响,也不会对以太坊造成任何影响。以太坊的最终用户在提交交易之前,仍然会面临高额的费用波动以及网络拥塞的问题。