Pada KTT Pengembang Web 3.0 ETH Shanghai pada 20 Mei 2022, pendiri Ethereum Vitalik mengatakan bahwa peristiwa besar pertama setelah penggabungan Ethereum dapat menjadi implementasi EIP-4844, yang dikenal sebagai Proto-danksharding, dan Proto-danksharding adalah serangkaian pemutakhiran lainnya — langkah pertama Danksharding dalam serangkaian pemutakhiran lainnya. Setelah sukses merampungkan merger pada 15 September, pemutakhiran berikutnya, termasuk EIP-4844, akhirnya masuk dalam agenda.

Peningkatan Shanghai adalah peningkatan pertama dan terpenting setelah penggabungan Ethereum dan akan mencakup item utama seperti membuka kunci saham ETH, yang diharapkan akan diresmikan mungkin selama tahun 2023. Pada 24 November 2022, pengembang Ethereum mengatakan dalam pertemuan komunitas bahwa delapan EIP, termasuk EIP-4844, dimasukkan dalam pertimbangan pemutakhiran Shanghai. Pada saat yang sama, Vitalik juga men-tweet lagi, menegaskan kembali bahwa implementasi EIP-4844 akan menjadi kunci awal dari pengurangan besar-besaran biaya Layer 2 untuk Ethereum, membuatnya terjangkau bagi pengguna untuk menggunakan aplikasi on-chain secara langsung, tanpa harus mengandalkan perantara CeFi lainnya.

Jadi, apa sebenarnya EIP-4844 itu, dan apa artinya bagi ekosistem Ethereum secara keseluruhan? Artikel ini akan membawa Anda melalui pertanyaan-pertanyaan ini secara mendalam.

Solusi penskalaan berbasis Sharding dan Rollup

Penggabungan yang diselesaikan pada September 2022 hanya menyelesaikan masalah konsumsi energi Ethereum dengan bermigrasi ke mekanisme PoS, tetapi tidak menyelesaikan masalah kapasitas pemrosesan jaringan Ethereum yang tidak mencukupi; apa yang benar-benar dapat memberikan kinerja pemrosesan yang lebih tinggi untuk Ethereum adalah sharding, yang nantinya akan diterapkan ke jaringan. Setelah menyelesaikan fase Penggabungan, Ethereum kini memasuki fase Surge, yang secara signifikan akan meningkatkan skalabilitas dengan memanfaatkan teknologi sharding.

sumber: Twitter Vitalik

Untuk akhirnya menyelesaikan kontradiksi yang disebabkan oleh trinitas ketidakmungkinan blockchain, Ethereum telah merencanakan rencana ekspansi yang berpusat pada teknologi Sharding dan Rollup, setelah ekspansi selesai, kapasitas pemrosesan transaksi Ethereum akan sangat ditingkatkan, dan masalah biaya tinggi saat ini akan diselesaikan. Teknologi sharding adalah solusi penskalaan Layer 1, sedangkan Beacon Chain akan memainkan peran untuk berkomunikasi dengan semua rantai sharding utama. Rantai Ethereum Sharding bersifat isomorfik dan terhubung ke berbagai komposisi Layer 2 selain seluruh struktur “Beacon Chain + Sharding Chain”.

Dalam sistem masa depan ini, Beacon Chain adalah intinya, menyediakan Proof of Stake untuk seluruh Ethereum, membentuk lapisan konsensus, dan menyinkronkan dengan tautan silang pecahan lainnya. Rantai suar bertindak sebagai jantung jaringan, mengoordinasikan seluruh jaringan melalui Slot 12 detik dan zaman slot 32 waktu. Selain itu, Beacon Chain juga menyediakan keamanan yang seragam untuk semua rantai sharding utama dengan menghasilkan nomor acak untuk menetapkan pemverifikasi ke rantai sharding. Untuk setiap slot waktu, Rantai Beacon secara acak memilih sebuah node dari pemverifikasi untuk menjadi pengusul blok, dan untuk rantai sharding, setiap slot waktu juga menghasilkan pengusul blok. Untuk setiap slot waktu, Beacon Chain juga mendistribusikan verifikator secara merata di antara slot waktu, dan kemudian secara acak memilih setidaknya 128 node dari setiap grup verifikator slot waktu untuk menjadi komite untuk menyaksikan blok dan memvalidasi blok Beacon Chain dan blok pecahan.

Apa itu Teknologi Sharding

Teknologi sharding berasal dari teknologi sharding database, yang saat ini mengacu pada sharding data.

Rantai suar Ethernet direncanakan untuk menghubungkan 64 rantai fraksional terlebih dahulu, yang diperkirakan secara konservatif, akan memiliki 64 kali kekuatan pemrosesan Ethernet 1.0, sedangkan pada perencanaan awal, jumlah rantai fraksional bisa mencapai 1024.

Di antara mereka, setiap rantai Sharding besar relatif independen, dan alamat Ethereum akan dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan huruf awalnya. Setiap Sharding akan menangani transaksi dari kelas alamat yang sama. Oleh karena itu, setiap node hanya perlu menyimpan sebagian dari semua transaksi di jaringan Ethereum dan hanya memverifikasi bagian yang menjadi tanggung jawabnya.

Gambar: Diagram skematis Ethereum Sharding

Jika sebuah node perlu menggunakan data yang disimpan di node lain, ia dapat berkomunikasi dan berkoordinasi melalui Beacon Chain, terutama untuk mendapatkan Root Hash dari Sharding lain, tetapi untuk menghindari beban besar pada Beacon Chain, komunikasi ini dilakukan setiap 6 kali. menit. Pada saat yang sama, Rantai Beacon menugaskan validator ke rantai Sharding dengan menghasilkan angka acak, sehingga Rantai Beacon memberikan keamanan yang seragam untuk setiap rantai Sharding besar.

Teknologi sharding dapat meningkatkan kinerja secara signifikan tanpa mengorbankan keamanan.

Sharding menyediakan kapasitas data untuk Rollup

Database Sharding adalah teknologi sharding saat ini yang digunakan oleh Ethereum, di mana setiap rantai sharding hanya menyediakan kapasitas data dan tidak bertanggung jawab untuk memproses transaksi atau menjalankan smart contract. Lapisan 2 akan menangani dua yang terakhir, khususnya proyek Rollup utama.

Rollup adalah agregasi kumpulan informasi transaksi ke dalam pemanggilan data transaksi, yang kemudian dikemas secara berkala ke dalam blok untuk dikirimkan ke setiap rantai sharding utama (Lapisan 1) untuk melengkapi catatan. Menurut rencana saat ini, setiap sharding dapat menyediakan sekitar 250kB kapasitas data khusus untuk Rollup, dan 64 sharding dapat mencapai kapasitas 16MB. Semakin banyak sharding yang akan digunakan di masa mendatang, semakin banyak kapasitas data yang dapat digunakan Rollup, dan semakin rendah biaya pengoperasiannya.

Apa itu Danksharding

Sejak diperkenalkannya solusi penskalaan Sharding Ethereum pada tahun 2016, solusi teknologi Sharding terkait telah berevolusi, dengan salah satu perubahan yang paling menonjol adalah peralihan dari Sharding eksekusi penuh ke Sharding data yang lebih sederhana. Danksharding adalah solusi penskalaan yang sebelumnya dipromosikan oleh grup pengembangan Ethereum, dinamai Dankrad Feist, anggota grup, dan bertujuan untuk menyeimbangkan desentralisasi dan keamanan.

Vitalik dan yang lainnya percaya bahwa di masa depan, jika tidak ada teknologi Rollup tunggal yang dapat menempati seluruh pasar dan beberapa Rollup hidup berdampingan, maka ada peluang perdagangan dan arbitrase yang kompleks untuk beberapa Rollup karena adanya peluang nilai yang dapat diekstraksi penambang lintas domain, dan akhirnya , sejumlah kecil orang yang mencari MEV akan mengontrol seluruh blok produksi blockchain.

Karena produksi blok terpusat tidak dapat dihindari, satu-satunya solusi adalah memisahkan peran pembuat blok dan pengusul, yang dikenal sebagai pembuat blok Proposer-Builder Separation (PBS), untuk mendapatkan keuntungan maksimum, mengurutkan kumpulan transaksi dari tinggi ke rendah di ketentuan biaya gas. Pembuat blok, untuk memaksimalkan keuntungan, memesan isi blok pembuat blok di kumpulan transaksi dari biaya gas tertinggi hingga terendah, dan kemudian menawar kepada pengusul (yaitu, validator), yang hanya dapat memilih penawar tertinggi untuk membuat blok . Namun, pada desain sharding sebelumnya, masing-masing sharding utama dan Rantai Beacon divalidasi secara independen, sehingga menghambat implementasi PBS.

Danksharding mendesain ulang sistemnya di sekitar masalah MEV lintas domain untuk melawan tren sentralisasi yang disebabkan oleh MEV. Di Danksharding, Beacon Chain akan berisi semua blok, dan datanya akan disatukan dan diautentikasi oleh sebuah komite. Sistem sharding sangat disederhanakan dengan desain baru ini, Layer1 dan Rollup dapat disinkronkan secara langsung satu sama lain, kapasitas data yang disediakan oleh sharding ke Rollup untuk diproses ditingkatkan, dan masalah konfirmasi latensi dihindari.

"Ukuran stop-gap": Proto-danksharding

Danksharding diharapkan menjadi “solusi optimal” untuk menskalakan Ethereum, tetapi ada banyak tantangan teknis dan komersial untuk penerapannya yang sebenarnya. Oleh karena itu, rencana sementara yang dapat mengatasi masalah kinerja untuk sementara dengan melakukan siaran langsung lebih awal sangatlah penting.

Vitalik Buterin, pendiri Ethereum, membagikan jawabannya atas pertanyaan umum tentang EIP-4844, atau Proto-danksharding, di Twitter pada 19 Maret 2022. Vitalik dan lainnya mengusulkan penggunaan Proto-danksharding sebagai desain Ethereum Sharding awal untuk meningkatkan ruang data untuk proyek Rollup sambil membuka jalan bagi sharding data di masa mendatang. Proposal tersebut diharapkan dapat mengurangi persyaratan kinerja jaringan Ethereum untuk penyimpanan dan memori, dan berpotensi mengurangi semua biaya Rollup hingga satu persen dari level saat ini.

sumber: Twitter@Vitalik.eth

Intinya, EIP-4844, yang mencakup Proto-danksharding, adalah solusi sementara. Sebelum pengenalan Sharding Basis Data penuh, yang meningkatkan ruang ketersediaan data per blok Ethereum Beacon Chain menjadi 16MB, EIP-4844 dapat meningkatkan ruang yang tersedia per blok hingga maksimum 2MB. Awalan "Proto-" menunjukkan "asli" dan "primitif", sedangkan Proto-danksharding menunjukkan "versi awal" sebelum Danksharding ditayangkan. Danksharding mungkin memerlukan beberapa tahun untuk diterapkan secara resmi karena kesulitan teknisnya, sedangkan Proto-danksharding, yang dapat ditayangkan sesegera mungkin, dapat menyelesaikan masalah mendesak berupa skalabilitas jaringan Ethereum yang tidak mencukupi sebelum penyebaran resmi Sharding. Implementasi Danksharding diharapkan dapat meningkatkan skalabilitas Ethereum ke ketinggian baru.

Transaksi Baru yang Membawa Gumpalan

EVM adalah singkatan dari mesin virtual Ethereum, yang perannya adalah lingkungan runtime untuk semua akun Ethereum dan kontrak pintar yang hidup di rantai Ethereum. dan menyebarkan sumber daya komputasi yang berharga di jaringan melalui konsumsi Biaya Gas. Di EVM, Call data adalah sumber daya penyimpanan yang penting, dan biaya penggunaan Call Data menyumbang porsi signifikan dari biaya yang dikeluarkan oleh transaksi Layer 2. Setelah EIP-4844, data Lapisan 2 tidak perlu lagi disimpan dalam Tanggal Panggilan yang mahal, tetapi dalam bentuk data Blob yang unik, yang disebut transaksi pembawa blob.

Transaksi Blob-carrying adalah bentuk transaksi baru yang sebelumnya diusulkan oleh Vitalik, yang secara signifikan dapat mengurangi konsumsi data Panggilan dan konsumsi Rollup. Transaksi pembawa blob tidak dapat diakses oleh lapisan eksekusi EVM, tetapi hanya dapat diperiksa, tetapi pengguna dan validator dapat mengunduh data blob. Untuk alasan ini, EIP-4844 juga disebut Shard Blob Transactions, dan Rollup akan menggunakan ruang di blob ini untuk menyimpan data transaksi terkompresi di dalamnya.

Perlu dicatat, bagaimanapun, bahwa Proto-danksharding hanya melengkapi logika dan spesifikasi jaringan untuk sharding data di masa mendatang (yaitu danksharding), dan bahkan setelah pembaruan Proto-danksharding, jaringan Ethereum tidak akan terhubung ke sharding aktual yang sedang berjalan. Dalam Proto-danksharding, semua validator dan pengguna masih harus langsung memverifikasi ketersediaan data yang lengkap. Akibatnya, untuk mengurangi beban node konsensus, Ethereum akan menetapkan batas waktu penyimpanan untuk data Blob (mungkin antara 30 dan 90 hari), dan data historis ini dapat disimpan di BitTorrent atau IPFS di masa mendatang.

Kesimpulan

Sumber: eip4844.com

Menurut situs web eip4844.com, ada enam keunggulan utama EIP-4844: Ramah rollup, biaya bahan bakar lebih rendah, kompatibilitas ke depan, ada di node beacon, mengurangi penggunaan hard disk, dan waktu penyimpanan data Blob lebih singkat. Diharapkan pada tahun 2023, EIP-4844 akan secara resmi dikerahkan ke sistem ETH setelah pemutakhiran hard fork Shanghai. Setelah pemutakhiran selesai, proyek Layer2 seperti Arbitrum dan Optimism diharapkan mendapat manfaat.

Pada saat itu, EIP-4844 kemungkinan akan menjadi simpul utama lainnya dalam sejarah pengembangan Ethereum, sekaligus membuka jalan untuk sharding penuh di masa mendatang.