ที่งาน ETH Shanghai Web 3.0 Developer Summit เมื่อวันที่ 20 พฤษภาคม 2022 Vitalik ผู้ก่อตั้ง Ethereum กล่าวว่าเหตุการณ์สำคัญครั้งแรกหลังจากการรวม Ethereum อาจเป็นการใช้งาน EIP-4844 ซึ่งรู้จักกันในชื่อ Proto-danksharding และ Proto-danksharding เป็นอีกหนึ่งชุดของการอัปเกรด — ก้าวแรกของ Danksharding ในชุดการอัปเกรดอื่นๆ หลังจากเสร็จสิ้นการควบรวมกิจการเมื่อวันที่ 15 กันยายน การอัปเกรดที่ตามมา รวมถึง EIP-4844 ก็อยู่ในวาระการประชุมในที่สุด

การอัปเกรดในเซี่ยงไฮ้เป็นการอัปเกรดครั้งแรกและสำคัญที่สุดหลังจากการรวม Ethereum และจะรวมรายการสำคัญๆ เช่น การปลดล็อก ETH ซึ่งคาดว่าจะทำให้เป็นทางการในช่วงปี 2023 เมื่อวันที่ 24 พฤศจิกายน 2022 นักพัฒนา Ethereum กล่าวในการประชุมชุมชนว่า EIP แปดรายการ รวมถึง EIP-4844 ได้รวมอยู่ในการพิจารณาอัปเกรด Shanghai ในเวลาเดียวกัน Vitalik ยังทวีตอีกครั้ง โดยย้ำว่าการติดตั้ง EIP-4844 จะเป็นจุดเริ่มต้นสำคัญของการลดค่าธรรมเนียมเลเยอร์ 2 จำนวนมากสำหรับ Ethereum ทำให้ผู้ใช้สามารถใช้แอปพลิเคชันบนเครือข่ายได้โดยตรงโดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่าย พึ่งพาตัวกลาง CeFi อื่น ๆ

EIP-4844 คืออะไรกันแน่ และมีความหมายอย่างไรต่อระบบนิเวศ Ethereum โดยรวม บทความนี้จะนำคุณไปสู่คำถามเหล่านี้ในเชิงลึก

โซลูชันการปรับขนาดตาม Sharding และ Rollup

การผสานเสร็จสิ้นในเดือนกันยายน 2022 แก้ปัญหาการใช้พลังงานของ Ethereum โดยการย้ายไปยังกลไก PoS เท่านั้น แต่ไม่สามารถแก้ปัญหาความสามารถในการประมวลผลที่ไม่เพียงพอของเครือข่าย Ethereum สิ่งที่สามารถให้ประสิทธิภาพการประมวลผลที่สูงขึ้นอย่างแท้จริงสำหรับ Ethereum คือการแบ่งส่วนข้อมูล ซึ่งจะนำไปใช้กับเครือข่ายในภายหลัง หลังจากเสร็จสิ้นขั้นตอนการ Merge ตอนนี้ Ethereum ได้เข้าสู่ช่วง Surge ซึ่งจะปรับปรุงความสามารถในการขยายขนาดได้อย่างมากโดยใช้เทคโนโลยีการแบ่งส่วนข้อมูล

ที่มา: ทวิตเตอร์ของ Vitalik

ในที่สุดเพื่อแก้ปัญหาความขัดแย้งที่เกิดจากไตรลักษณ์ที่เป็นไปไม่ได้ของ blockchain Ethereum ได้วางแผนการขยายโดยมีศูนย์กลางอยู่ที่เทคโนโลยี Sharding และ Rollup หลังจากการขยายตัวเสร็จสิ้น ความสามารถในการประมวลผลธุรกรรมของ Ethereum จะได้รับการปรับปรุงอย่างมาก และปัญหาค่าธรรมเนียมที่สูงในปัจจุบันจะ ได้รับการแก้ไข เทคโนโลยี Sharding เป็นโซลูชันการปรับขนาดเลเยอร์ 1 ในขณะที่ Beacon Chain จะมีบทบาทในการสื่อสารกับห่วงโซ่การแบ่งส่วนที่สำคัญทั้งหมด Ethereum Sharding chain เป็นแบบ isomorphic และเชื่อมต่อกับองค์ประกอบต่างๆ ใน Layer 2 นอกเหนือจากโครงสร้าง “Beacon Chain + Sharding Chain” ทั้งหมด

ในระบบในอนาคตนี้ Beacon Chain เป็นแกนหลัก โดยจัดเตรียม Proof of Stake สำหรับ Ethereum ทั้งหมด สร้างเลเยอร์ฉันทามติ และซิงโครไนซ์กับลิงก์ข้ามส่วนอื่นๆ Beacon Chain ทำหน้าที่เป็นหัวใจของเครือข่าย ประสานงานเครือข่ายทั้งหมดผ่านช่อง 12 วินาทีและช่วงเวลา 32 ช่อง นอกจากนี้ Beacon Chain ยังให้การรักษาความปลอดภัยที่สม่ำเสมอสำหรับเชนการแชร์หลักทั้งหมดด้วยการสร้างตัวเลขสุ่มเพื่อกำหนดผู้ตรวจสอบให้กับเชนการแชร์ สำหรับแต่ละช่วงเวลา Beacon Chain จะสุ่มเลือกโหนดจากผู้ตรวจสอบเพื่อเป็นผู้เสนอบล็อก และสำหรับห่วงโซ่การแบ่งส่วน แต่ละช่วงเวลาจะสร้างผู้เสนอบล็อกด้วย สำหรับแต่ละช่วงเวลา Beacon Chain ยังกระจายตัวตรวจสอบอย่างเท่าเทียมกันระหว่างช่วงเวลา จากนั้นสุ่มเลือกอย่างน้อย 128 โหนดจากแต่ละกลุ่มของตัวตรวจสอบช่วงเวลาเพื่อเป็นคณะกรรมการเพื่อเป็นสักขีพยานในการบล็อกและตรวจสอบความถูกต้องของบล็อก Beacon Chain และบล็อกเศษ

เทคโนโลยี Sharding คืออะไร

เทคโนโลยีการแบ่งส่วนมาจากเทคโนโลยีการแบ่งส่วนฐานข้อมูล ซึ่งปัจจุบันหมายถึงการแบ่งส่วนข้อมูล

อีเทอร์เน็ตบีคอนเชนได้รับการวางแผนให้เชื่อมต่อเชนแฟรกเมนต์ 64 เชนแรก ซึ่งประเมินแบบอนุรักษ์นิยมว่าจะมีพลังการประมวลผล 64 เท่าของอีเทอร์เน็ต 1.0 ขณะที่ในการวางแผนเบื้องต้น จำนวนเชนแฟรกเมนต์อาจสูงถึง 1024

ในหมู่พวกเขา เชน Sharding ขนาดใหญ่แต่ละอันมีความเป็นอิสระต่อกัน และที่อยู่ Ethereum จะถูกแบ่งออกเป็นหลายคลาสตามตัวอักษรขึ้นต้น Sharding แต่ละรายการจะจัดการธุรกรรมจากที่อยู่ระดับเดียวกัน ดังนั้น แต่ละโหนดจะต้องจัดเก็บเพียงส่วนหนึ่งของธุรกรรมทั้งหมดบนเครือข่าย Ethereum และตรวจสอบเฉพาะส่วนที่รับผิดชอบเท่านั้น

ภาพ: แผนผังของ Ethereum Sharding

หากโหนดต้องการใช้ข้อมูลที่จัดเก็บไว้ในโหนดอื่น ก็สามารถสื่อสารและประสานงานผ่าน Beacon Chain ได้ โดยหลักแล้วจะได้รับ Root Hash ของ Sharding อื่นๆ แต่เพื่อหลีกเลี่ยงภาระขนาดใหญ่บน Beacon Chain การสื่อสารนี้จะดำเนินการทุกๆ 6 นาที. ในขณะเดียวกัน Beacon Chain จะกำหนดตัวตรวจสอบความถูกต้องให้กับ Sharding chain โดยการสร้างตัวเลขสุ่ม เพื่อให้ Beacon Chain ให้การรักษาความปลอดภัยแบบเดียวกันสำหรับแต่ละ Sharding chain ขนาดใหญ่

เทคโนโลยี Sharding สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพได้อย่างมากโดยไม่ต้องสูญเสียความปลอดภัย

Sharding ให้ความจุข้อมูลสำหรับ Rollup

การแบ่งส่วนฐานข้อมูลเป็นเทคโนโลยีการแบ่งกลุ่มในปัจจุบันที่ใช้โดย Ethereum ซึ่งแต่ละกลุ่มการแบ่งกลุ่มย่อยจะให้ความจุข้อมูลเท่านั้น และไม่มีหน้าที่ในการประมวลผลธุรกรรมหรือเรียกใช้สัญญาอัจฉริยะ เลเยอร์ 2 จะจัดการกับสองโปรเจ็กต์หลัง โดยเฉพาะโปรเจ็กต์ Rollup ที่สำคัญ

Rollup คือการรวมชุดของข้อมูลธุรกรรมเข้าในการเรียกข้อมูลธุรกรรม ซึ่งจากนั้นจะบรรจุเป็นบล็อกเป็นระยะๆ เพื่อส่งไปยัง Sharding Chain แต่ละรายการหลัก (ชั้น 1) เพื่อทำการบันทึกให้สมบูรณ์ ตามแผนปัจจุบัน แต่ละชาร์ดดิ้งสามารถให้ความจุข้อมูลเฉพาะประมาณ 250kB สำหรับ Rollup และ 64 ชาร์ดดิ้งสามารถมีความจุ 16MB ยิ่งมีการใช้ชาร์ดดิ้งมากขึ้นในอนาคต ความสามารถในการสะสมข้อมูลก็จะยิ่งมากขึ้น และค่าใช้จ่ายในการดำเนินการก็จะยิ่งต่ำลง

Danksharding คืออะไร

นับตั้งแต่เปิดตัวโซลูชัน Sharding Scaling ของ Ethereum ในปี 2559 โซลูชันเทคโนโลยี Sharding ที่เกี่ยวข้องก็ได้พัฒนาไป โดยหนึ่งในการเปลี่ยนแปลงที่โดดเด่นที่สุดคือการเปลี่ยนจากการประมวลผล Sharding เต็มรูปแบบเป็น Sharding ข้อมูลที่เรียบง่ายขึ้น Danksharding เป็นโซลูชันการปรับขนาดที่ได้รับการสนับสนุนก่อนหน้านี้โดยกลุ่มพัฒนา Ethereum ซึ่งตั้งชื่อตาม Dankrad Feist ซึ่งเป็นสมาชิกกลุ่ม และมีเป้าหมายเพื่อสร้างสมดุลระหว่างการกระจายอำนาจและความปลอดภัย

Vitalik และคนอื่นๆ เชื่อว่าในอนาคต หากไม่มีเทคโนโลยี Rollup เดียวที่สามารถครอบครองตลาดทั้งหมดและ Rollups หลายรายการอยู่ร่วมกันได้ ก็จะมีโอกาสในการซื้อขายและการเก็งกำไรที่ซับซ้อนสำหรับ Rollups หลายรายการ เนื่องจากการมีอยู่ของเครื่องมือขุดข้ามโดเมนที่สกัดได้และในที่สุด ผู้คนจำนวนน้อยที่ต้องการ MEV จะควบคุมบล็อกเชนทั้งหมดที่ผลิตบล็อก

เนื่องจากการผลิตบล็อกแบบรวมศูนย์เป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ทางออกเดียวคือการแยกบทบาทของตัวสร้างบล็อกและผู้เสนอ ซึ่งเรียกว่าตัวสร้างบล็อกแบบ Proposer-Builder Separation (PBS) เพื่อให้ได้กำไรสูงสุด เรียงลำดับกลุ่มธุรกรรมจากสูงไปต่ำใน เงื่อนไขค่าน้ำมัน. เครื่องมือสร้างบล็อกเพื่อเพิ่มผลกำไรสูงสุด ให้สั่งเนื้อหาของบล็อกตัวสร้างบล็อกในกลุ่มธุรกรรมจากค่าน้ำมันสูงสุดไปต่ำสุด จากนั้นเสนอราคาให้กับผู้เสนอ (เช่น ผู้ตรวจสอบความถูกต้อง) ซึ่งสามารถเลือกผู้เสนอราคาสูงสุดเท่านั้นในการสร้างบล็อก . อย่างไรก็ตาม ในการออกแบบการแบ่งส่วนย่อยก่อนหน้านี้ แต่ละส่วนหลักและ Beacon Chain ได้รับการตรวจสอบโดยอิสระ ซึ่งขัดขวางการนำ PBS ไปใช้งาน

Danksharding ได้ออกแบบระบบใหม่สำหรับปัญหา MEV ข้ามโดเมนเพื่อไล่ตามแนวโน้มของการรวมศูนย์ที่เกิดจาก MEV ใน Danksharding Beacon Chain จะมีบล็อกทั้งหมด และข้อมูลจะรวมเป็นหนึ่งและรับรองความถูกต้องโดยคณะกรรมการ ระบบ Sharding นั้นง่ายขึ้นอย่างมากด้วยการออกแบบใหม่นี้ Layer1 และ Rollup สามารถซิงโครไนซ์ระหว่างกันโดยตรง ความจุข้อมูลที่ได้รับจากการ Sharding ไปยัง Rollup สำหรับการประมวลผลจะเพิ่มขึ้น และหลีกเลี่ยงปัญหาการยืนยันเวลาแฝง

“มาตรการหยุดช่องว่าง”: Proto-danksharding

Danksharding คาดว่าจะเป็น "โซลูชันที่เหมาะสมที่สุด" สำหรับการปรับขนาด Ethereum แต่มีความท้าทายด้านเทคนิคและเชิงพาณิชย์มากมายในการนำไปใช้จริง ดังนั้น แผน stop-gap ที่สามารถบรรเทาปัญหาด้านประสิทธิภาพได้ชั่วคราวโดยการถ่ายทอดสดก่อนหน้านี้จึงมีความสำคัญ

Vitalik Buterin ผู้ก่อตั้ง Ethereum ได้แชร์คำตอบสำหรับคำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับ EIP-4844 หรือ Proto-danksharding บน Twitter เมื่อวันที่ 19 มีนาคม 2022 Vitalik และคนอื่นๆ เสนอให้ใช้ Proto-danksharding เป็นการออกแบบ Ethereum Sharding รุ่นแรกเพื่อเพิ่มพื้นที่ข้อมูลสำหรับโครงการ Rollup ในขณะที่ปูทางสำหรับการแบ่งส่วนข้อมูลในอนาคต ข้อเสนอนี้คาดว่าจะลดข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของเครือข่าย Ethereum สำหรับพื้นที่จัดเก็บและหน่วยความจำ และอาจลดค่าธรรมเนียมการยกเลิกทั้งหมดลงเหลือร้อยละ 1 ของระดับปัจจุบัน

ที่มา: Twitter@Vitalik.eth

โดยพื้นฐานแล้ว EIP-4844 ซึ่งรวมถึง Proto-danksharding เป็นวิธีแก้ปัญหาชั่วคราว ก่อนที่จะมีการเปิดตัว Database Sharding เต็มรูปแบบ ซึ่งเพิ่มพื้นที่ว่างของข้อมูลต่อบล็อกของ Ethereum Beacon Chain เป็น 16MB EIP-4844 สามารถเพิ่มพื้นที่ว่างต่อบล็อกได้สูงสุด 2MB คำนำหน้า "Proto-" หมายถึง "ต้นฉบับ" และ "ดั้งเดิม" ในขณะที่ Proto-danksharding หมายถึง "เวอร์ชันเริ่มต้น" ก่อนที่ Danksharding จะเผยแพร่ Danksharding อาจใช้เวลาหลายปีในการปรับใช้อย่างเป็นทางการเนื่องจากปัญหาทางเทคนิค ในขณะที่ Proto-danksharding ซึ่งสามารถใช้งานจริงได้โดยเร็วที่สุด สามารถแก้ปัญหาเร่งด่วนของเครือข่าย Ethereum ที่ปรับขนาดได้ไม่เพียงพอก่อนการติดตั้ง Sharding อย่างเป็นทางการ การใช้งาน Danksharding นั้นคาดว่าจะเพิ่มความสามารถในการปรับขนาดของ Ethereum ให้สูงขึ้นไปอีกขั้น

ธุรกรรมที่แบกรับ Blob ใหม่

EVM ย่อมาจากเครื่องเสมือน Ethereum ซึ่งมีบทบาทเป็นสภาพแวดล้อมรันไทม์สำหรับบัญชี Ethereum ทั้งหมดและสัญญาอัจฉริยะที่อยู่บนเครือข่าย Ethereum และปรับใช้ทรัพยากรคอมพิวเตอร์ที่มีค่าในเครือข่ายผ่านการใช้ Gas Fee ใน EVM ข้อมูลการโทรเป็นทรัพยากรที่เก็บข้อมูลที่สำคัญ และต้นทุนของการใช้ข้อมูลการโทรจะคิดเป็นค่าใช้จ่ายส่วนสำคัญที่เกิดจากธุรกรรมเลเยอร์ 2 หลังจาก EIP-4844 ข้อมูลเลเยอร์ 2 ไม่จำเป็นต้องจัดเก็บใน Call Date ที่มีราคาแพงอีกต่อไป แต่อยู่ในรูปแบบเฉพาะของข้อมูล Blob ซึ่งเรียกว่าการทำธุรกรรมที่มีหยด

ธุรกรรมที่มี Blob-carrying เป็นรูปแบบใหม่ของธุรกรรมที่ Vitalik เสนอก่อนหน้านี้ ซึ่งสามารถลดการใช้ข้อมูลการโทรและการใช้ค่าสะสมได้อย่างมาก ธุรกรรมที่มี Blob ไม่สามารถเข้าถึงได้โดยเลเยอร์การดำเนินการ EVM แต่สามารถตรวจสอบได้ แต่ผู้ใช้และผู้ตรวจสอบความถูกต้องสามารถดาวน์โหลดข้อมูล Blob ได้ ด้วยเหตุนี้ EIP-4844 จึงเรียกอีกอย่างว่า Shard Blob Transactions และ Rollup จะใช้พื้นที่ใน Blob เหล่านี้เพื่อเก็บข้อมูลธุรกรรมที่บีบอัดไว้ในนั้น

อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่า Proto-danksharding ทำเฉพาะตรรกะเครือข่ายและข้อมูลจำเพาะสำหรับการแบ่งส่วนข้อมูลในอนาคตเท่านั้น (เช่น danksharding) และแม้หลังจากการอัพเดต Proto-danksharding เครือข่าย Ethereum จะไม่เชื่อมต่อกับ sharding ที่กำลังทำงานอยู่ ใน Proto-danksharding ผู้ตรวจสอบและผู้ใช้ทั้งหมดยังคงต้องยืนยันความพร้อมใช้งานของข้อมูลที่สมบูรณ์โดยตรง ด้วยเหตุนี้ เพื่อลดภาระของ Consensus Nodes Ethereum จะกำหนดขีดจำกัดเวลาในการจัดเก็บข้อมูล Blob (อาจอยู่ระหว่าง 30 ถึง 90 วัน) และข้อมูลย้อนหลังนี้อาจถูกจัดเก็บไว้ใน BitTorrent หรือ IPFS ในอนาคต

บทสรุป

ที่มา: eip4844.com

ตามเว็บไซต์ eip4844.com, EIP-4844 มีข้อได้เปรียบหลัก 6 ประการ: เป็นมิตรกับการโรลอัพ, ค่าธรรมเนียมน้ำมันที่ต่ำกว่า, ความเข้ากันได้แบบส่งต่อ, มีอยู่ในโหนดบีคอน, ลดการใช้ฮาร์ดดิสก์ และเวลาในการจัดเก็บข้อมูล Blob ที่สั้นลง คาดว่าในปี 2023 EIP-4844 จะถูกปรับใช้อย่างเป็นทางการกับระบบ ETH หลังจากการอัพเกรด Shanghai hard fork หลังจากการอัปเกรดเสร็จสิ้น โครงการ Layer2 เช่น Arbitrum และ Optimism คาดว่าจะได้รับประโยชน์

เมื่อถึงเวลานั้น EIP-4844 จะกลายเป็นโหนดหลักอีกโหนดหนึ่งในประวัติศาสตร์ของการพัฒนา Ethereum ในขณะเดียวกันก็เป็นการเปิดทางสำหรับการแบ่งส่วนทั้งหมดในอนาคต