Раскрытие масштабирования Эфириума: объяснение EIP-4844

Объясняющее видео от Файнматикс, посвященное EIP-4844 (прото-данкшардингу) — ключевому улучшению в хардфорке Dencun, которое вводит транзакции с блобами для значительного снижения затрат на роллапы уровня 2 (l2) в Эфириуме.

Эта расшифровка является доступной копией оригинальной расшифровки видео (opens in a new tab), опубликованной Файнматикс. Она была слегка отредактирована для удобства чтения.

Введение (0:00)

Масштабирование Эфириума уже некоторое время является предметом горячих споров. Решения уровня 2 (l2) находятся на переднем крае этой битвы, предлагая способ обработки транзакций вне основной цепи для уменьшения перегрузки и снижения комиссий. Но есть один нюанс — даже l2 сталкиваются с ограничениями, которые препятствуют их эффективности и масштабируемости. EIP-4844 — это следующий шаг в увеличении потенциала l2 и приведении Эфириума в соответствие с его дорожной картой масштабирования.

Итак, о чем же EIP-4844? Как именно он помогает с масштабированием l2? Какие новые возможности он открывает? И правда ли, что он может снизить комиссии за транзакции на l2 более чем на 90%?

Что такое EIP-4844 и прото-данкшардинг (0:52)

Напомним, что EIP означает предложение по улучшению Эфириума (Ethereum Improvement Proposal) — процесс, с помощью которого разработчики могут предлагать изменения в протокол Эфириума. В частности, EIP-4844 предлагает новый тип транзакции, который может значительно улучшить способ обработки данных в Эфириуме. Вы также могли слышать название «прото-данкшардинг», которое теперь используется как синоним EIP-4844.

Прото-данкшардинг — это первоначальная реализация полного данкшардинга. Он закладывает основу для дальнейшего масштабирования с помощью данкшардинга в будущем. Это достигается путем реализации большей части логики и «каркаса», составляющих полную спецификацию данкшардинга, без реализации фактического шардинга данных. Такой подход обеспечивает более простой и менее разрушительный переход, который может происходить в течение нескольких обновлений сети, не подвергая Эфириум слишком большому риску за одно обновление.

Основная идея EIP-4844 заключается в поддержке «роллап-центричного» будущего Эфириума. Роллапы — это решения уровня 2 (l2), которые обрабатывают транзакции вне основной цепи Эфириума, но наследуют его безопасность. EIP-4844 направлен на то, чтобы сделать роллапы дешевле и эффективнее за счет внедрения нового типа транзакции, который может использоваться роллапами для снижения их эксплуатационных расходов на порядок. Это, в свою очередь, сделает использование приложений, созданных на базе роллапов, намного дешевле и повысит уровень принятия всей экосистемы Эфириума.

Представьте, что вы совершаете своп на DEX в одном из роллапов. Если текущая стоимость такой операции составляет, скажем, 1 доллар, то после внедрения EIP-4844 она, скорее всего, снизится примерно до 0,10 доллара. Однако влияние в этом примере имеет некоторые оговорки, которые мы рассмотрим позже в видео.

EIP-4844 вместе с несколькими другими EIP будет включен в предстоящее обновление Dencun в сети.

Технические детали (2:50)

Теперь давайте подробнее рассмотрим, как работает EIP-4844.

EIP-4844 вводит в Эфириум новый тип транзакции, который принимает «блобы» данных для сохранения в сигнальном узле на короткий период времени. Эти изменения обладают прямой совместимостью с дорожной картой масштабирования Эфириума, а блобы достаточно малы, чтобы использование диска оставалось управляемым. Транзакции с блобами имеют тот же формат, в котором они, как ожидается, будут существовать в окончательной спецификации данкшардинга.

Это сопровождается «рынком комиссий за блобы», гарантирующим, что пространство блобов используется эффективно и остается экономически целесообразным. Это достигается за счет введения газа для блобов как нового типа газа. Он не зависит от обычного газа. На данный момент в газе для блобов оцениваются только блобы.

Блобы состоят из 4096 элементов поля по 32 байта каждый. Лимит блобов на блок контролируется параметром MAX_BLOBS_PER_BLOCK. Лимит может начинаться с низкого значения и расти в течение нескольких обновлений сети. Изначально обновление Dencun нацелено на 6 блобов на блок. 4096 × 32 байта × 6 на блок = 0,75 МБ на блок.

Блобы сохраняются в сигнальных узлах (уровень консенсуса), а не на уровне исполнения. Будущая работа по шардингу потребует изменений только в сигнальном узле, что позволит уровню исполнения параллельно работать над другими инициативами.

Блобы недолговечны и удаляются примерно через две недели. Они доступны достаточно долго, чтобы все участники роллапа могли их извлечь, но достаточно недолго, чтобы использование диска оставалось управляемым. Это позволяет оценивать блобы дешевле, чем данные вызова, которые хранятся в истории вечно.

Криптографической основой EIP-4844 являются коммитменты KZG. Не вдаваясь в подробности, они обеспечивают эффективное и безопасное включение данных, что имеет решающее значение для функциональности транзакций с блобами. Таким образом, EVM на уровне исполнения должна интерпретировать только коммитменты блобов, а не сами блобы.

Для генерации общего секрета для коммитментов KZG была проведена широкомасштабная браузерная церемония, чтобы все участники сети Эфириум имели возможность убедиться, что он был сгенерирован правильно и безопасно.

EIP-4844 добавляет новый прекомпилированный контракт, называемый оценкой точки (point evaluation), который проверяет доказательство KZG, утверждающее, что блоб (представленный коммитментом) оценивается заданным значением в заданной точке.

Так как же именно все это применимо к роллапам? С новым пространством блобов роллапы смогут помещать данные своих блоков в блобы, а не в более дорогие данные вызова, которые использовались для этой цели до сих пор. Использование недолговечного пространства блобов на уровне консенсуса возможно, поскольку роллапам необходимо, чтобы данные были доступны только в течение времени, достаточного для того, чтобы честные участники могли построить пространство роллапа.

В случае оптимистичных роллапов, таких как Optimism или Arbitrum, им нужно предоставлять базовые данные только до тех пор, пока открыто окно оспаривания мошенничества. Доказательство мошенничества может проверять переход меньшими шагами, загружая не более нескольких значений блоба за раз через данные вызова.

ZK-роллапы (роллапы с нулевым разглашением) будут предоставлять два коммитмента для своих транзакций или данных дельты состояния: коммитмент блоба и собственный коммитмент ZK-роллапа с использованием любой системы доказательств, которую роллап использует внутри. Они также будут использовать протокол доказательства эквивалентности, используя ранее упомянутый прекомпилированный контракт оценки точки, чтобы доказать, что оба коммитмента относятся к одним и тем же данным.

Влияние (6:25)

Влияние EIP-4844 на экосистему Эфириума невозможно переоценить. Для начала, он значительно улучшает масштабируемость решений уровня 2 (l2), снижая их эксплуатационные расходы и делая их более конкурентоспособными по сравнению с другими, дешевыми, альтернативными блокчейнами. Снижение эксплуатационных расходов возможно, поскольку подавляющая часть затрат, которые в настоящее время несут роллапы, связана с комиссиями, уплачиваемыми за данные вызова.

Более того, EIP-4844 закладывает основу для еще большего масштабирования за счет полного данкшардинга. Это будущее обновление разделит сеть Эфириум на несколько цепочек шардов данных, каждая из которых сможет хранить данные независимо, что еще больше увеличит пропускную способность сети.

Со снижением эксплуатационных расходов мы можем стать свидетелями появления волны новых решений уровня 2 (l2), привлекающих разработчиков к созданию инновационных приложений на роллапах.

Что касается снижения транзакционных издержек в роллапах, проиллюстрированного нашим предыдущим примером со свопом на DEX, ситуация сложная. Если предположить, что спрос на роллапы останется неизменным после внедрения EIP-4844, мы действительно можем ожидать значительного снижения затрат для пользователей. Однако улучшения в масштабируемости могут привести к непредвиденным экономическим эффектам. Например, более низкие комиссии за транзакции для конечных пользователей могут побудить больше людей использовать роллапы, что впоследствии увеличит спрос на сетевые ресурсы и потенциально повысит транзакционные издержки.

Одно можно сказать наверняка — даже если главным результатом станет увеличение пропускной способности транзакций, а стоимость транзакций останется прежней, EIP-4844 закладывает основу для еще большей масштабируемости в будущем, что в конечном итоге приведет к более дешевым транзакциям для пользователей.

Итоги (8:04)

Сообщество Эфириума уже завершило тестирование EIP-4844 в различных тестовых сетях, а запуск в Мейннете ожидается 13 марта. Это монументальный шаг к достижению беспрецедентной масштабируемости Эфириума. Мы уже видим, что большинство крупных l2 обязуются начать использовать новое пространство блобов, как только произойдет обновление Dencun.

В заключение, EIP-4844 — это больше, чем просто обновление. Это поворотный момент на пути Эфириума к тому, чтобы стать более масштабируемым, эффективным и удобным для пользователей блокчейном. Снижая затраты и повышая эффективность решений уровня 2 (l2), Эфириум готов укрепить свои позиции в качестве ведущей платформы для децентрализованных приложений.