Tại Hội nghị thượng đỉnh dành cho nhà phát triển web 3.0 của ETH Thượng Hải vào ngày 20 tháng 5 năm 2022, Vitalik, người sáng lập Ethereum, đã nói rằng sự kiện lớn đầu tiên sau khi hợp nhất Ethereum có thể là việc triển khai EIP-4844, được gọi là Proto-danksharding và Proto-danksharding. là một loạt nâng cấp khác — bước đầu tiên của Danksharding trong một loạt nâng cấp khác. Sau khi hoàn tất thành công việc sáp nhập vào ngày 15 tháng 9, các bản nâng cấp tiếp theo, bao gồm cả EIP-4844, cuối cùng cũng nằm trong chương trình nghị sự.

Bản nâng cấp Thượng Hải là bản nâng cấp đầu tiên và quan trọng nhất sau khi hợp nhất Ethereum và sẽ bao gồm các hạng mục chính như mở khóa cổ phần ETH, dự kiến sẽ được chính thức hóa trong năm 2023. Vào ngày 24 tháng 11 năm 2022, các nhà phát triển Ethereum cho biết trong một cuộc họp cộng đồng rằng tám EIP, bao gồm cả EIP-4844, đã được đưa vào xem xét nâng cấp Thượng Hải. Đồng thời, Vitalik cũng đã tweet một lần nữa, nhắc lại rằng việc triển khai EIP-4844 sẽ là bước khởi đầu quan trọng trong việc giảm đáng kể phí Lớp 2 cho Ethereum, giúp người dùng có thể sử dụng trực tiếp các ứng dụng trên chuỗi mà không cần phải dựa vào các trung gian CeFi khác.

Vậy, chính xác EIP-4844 là gì và nó có ý nghĩa gì đối với toàn bộ hệ sinh thái Ethereum? Bài viết này sẽ đưa bạn qua những câu hỏi này một cách sâu sắc.

Các giải pháp mở rộng quy mô dựa trên Sharding và Rollup

Việc Hợp nhất hoàn thành vào tháng 9 năm 2022 chỉ giải quyết được vấn đề tiêu thụ năng lượng của Ethereum bằng cách chuyển sang cơ chế PoS, nhưng nó không giải quyết được vấn đề về khả năng xử lý không đủ của mạng Ethereum; thứ thực sự có thể mang lại hiệu suất xử lý cao hơn cho Ethereum là sharding, thứ sẽ được triển khai vào mạng sau này. Sau khi hoàn thành giai đoạn Hợp nhất, Ethereum hiện đã bước vào giai đoạn Surge, giai đoạn này sẽ cải thiện đáng kể khả năng mở rộng bằng cách sử dụng công nghệ sharding.

nguồn: Twitter của Vitalik

Để cuối cùng giải quyết những mâu thuẫn do bộ ba bất khả thi của chuỗi khối gây ra, Ethereum đã lên kế hoạch mở rộng tập trung vào công nghệ Sharding và Rollup, sau khi hoàn thành việc mở rộng, khả năng xử lý giao dịch của Ethereum sẽ được cải thiện đáng kể và vấn đề phí cao hiện tại sẽ được giải quyết. Công nghệ Sharding là giải pháp mở rộng Lớp 1, trong khi Beacon Chain sẽ đóng vai trò giao tiếp với tất cả các chuỗi sharding chính. Chuỗi Ethereum Sharding là đẳng cấu và được kết nối với các thành phần khác nhau Lớp 2 ngoài toàn bộ cấu trúc “Chuỗi Beacon + Chuỗi Sharding”.

Trong hệ thống tương lai này, Beacon Chain là cốt lõi, cung cấp Bằng chứng cổ phần cho toàn bộ Ethereum, tạo thành lớp đồng thuận và đồng bộ hóa với các liên kết chéo phân đoạn khác. Beacon Chain đóng vai trò là trung tâm của mạng, điều phối toàn bộ mạng thông qua một Khe 12 giây và một kỷ nguyên gồm 32 khe thời gian. Ngoài ra, Beacon Chain cũng cung cấp bảo mật thống nhất cho tất cả các chuỗi phân mảnh chính bằng cách tạo các số ngẫu nhiên để gán trình xác minh cho các chuỗi phân mảnh. Đối với mỗi khe thời gian, Beacon Chain chọn ngẫu nhiên một nút từ trình xác minh để trở thành người đề xuất khối và đối với chuỗi sharding, mỗi khe thời gian cũng tạo ra một người đề xuất khối. Đối với mỗi khe thời gian, Beacon Chain cũng phân phối trình xác minh đồng đều giữa các khe thời gian, sau đó chọn ngẫu nhiên ít nhất 128 nút từ mỗi nhóm trình xác minh khe thời gian để trở thành ủy ban chứng kiến các khối và xác thực các khối và khối phân đoạn của Beacon Chain.

Công nghệ Sharding là gì

Công nghệ sharding có nguồn gốc từ công nghệ sharding cơ sở dữ liệu, hiện đang đề cập đến việc sharding dữ liệu.

Chuỗi đèn hiệu Ethernet được lên kế hoạch trước tiên để kết nối 64 chuỗi phân đoạn, theo ước tính thận trọng, sẽ có sức mạnh xử lý gấp 64 lần Ethernet 1.0, trong khi theo kế hoạch ban đầu, số lượng chuỗi phân đoạn có thể lên tới 1024.

Trong số đó, mỗi chuỗi Sharding lớn tương đối độc lập và các địa chỉ Ethereum sẽ được chia thành nhiều lớp theo các chữ cái bắt đầu của chúng. Mỗi Sharding sẽ xử lý các giao dịch từ cùng một loại địa chỉ. Do đó, mỗi nút sẽ chỉ cần lưu trữ một phần của tất cả các giao dịch trên mạng Ethereum và chỉ xác minh phần mà nó chịu trách nhiệm.

Hình: Sơ đồ của Ethereum Sharding

Nếu một nút cần sử dụng dữ liệu được lưu trữ trên các nút khác, thì nút đó có thể giao tiếp và phối hợp thông qua Beacon Chain, chủ yếu để lấy Root Hash của Sharding khác, nhưng để tránh gánh nặng lớn cho Beacon Chain, giao tiếp này được thực hiện cứ sau 6 tháng. phút. Đồng thời, Beacon Chain chỉ định trình xác thực cho chuỗi Sharding bằng cách tạo các số ngẫu nhiên, để Beacon Chain cung cấp bảo mật thống nhất cho từng chuỗi Sharding lớn.

Công nghệ Sharding có thể cải thiện đáng kể hiệu suất mà không ảnh hưởng đến tính bảo mật.

Sharding cung cấp dung lượng dữ liệu cho Rollup

Cơ sở dữ liệu Sharding là công nghệ sharding hiện tại được Ethereum sử dụng, trong đó mỗi chuỗi sharding chỉ cung cấp dung lượng dữ liệu và không chịu trách nhiệm xử lý giao dịch hoặc chạy hợp đồng thông minh. Lớp 2 sẽ xử lý hai lớp sau, đặc biệt là các dự án Tổng số chính.

Rollup là tập hợp một loạt thông tin giao dịch vào một cuộc gọi dữ liệu giao dịch, sau đó được đóng gói định kỳ thành các khối để gửi tới từng chuỗi phân đoạn chính (Lớp 1) để hoàn thành bản ghi. Theo kế hoạch hiện tại, mỗi sharding có thể cung cấp khoảng 250kB dung lượng dữ liệu chuyên dụng cho Rollup và 64 sharding có thể đạt dung lượng 16 MB. Càng nhiều sharding được sử dụng trong tương lai, Rollup càng có thể sử dụng nhiều dung lượng dữ liệu hơn và chi phí vận hành sẽ càng thấp.

Danksharding là gì

Kể từ khi giới thiệu giải pháp mở rộng quy mô Sharding của Ethereum vào năm 2016, các giải pháp công nghệ Sharding liên quan đã phát triển, với một trong những thay đổi đáng chú ý nhất là chuyển từ Sharding thực thi đầy đủ sang Sharding dữ liệu đơn giản hơn. Danksharding là một giải pháp mở rộng quy mô được thúc đẩy trước đây bởi nhóm phát triển Ethereum, được đặt tên theo Dankrad Feist, một thành viên của nhóm và nhằm mục đích cân bằng giữa phân cấp và bảo mật.

Vitalik và những người khác tin rằng trong tương lai, nếu không có công nghệ Rollup đơn lẻ nào có thể chiếm lĩnh toàn bộ thị trường và nhiều Rollup cùng tồn tại, thì sẽ có các cơ hội giao dịch và chênh lệch giá phức tạp cho nhiều Rollup do sự tồn tại của các cơ hội giá trị có thể trích xuất của công cụ khai thác trên nhiều miền và cuối cùng , một số ít người tìm kiếm MEV sẽ kiểm soát toàn bộ chuỗi khối tạo ra các khối.

Vì việc sản xuất khối tập trung là không thể tránh khỏi, nên giải pháp duy nhất là tách biệt vai trò của người xây dựng khối và người đề xuất, được gọi là trình tạo khối Tách biệt giữa người đề xuất và người xây dựng (PBS), để thu được lợi nhuận tối đa, sắp xếp nhóm giao dịch từ cao xuống thấp trong điều khoản về phí gas. Người xây dựng khối, để tối đa hóa lợi nhuận, đặt hàng nội dung của các khối trong nhóm giao dịch từ phí gas cao nhất đến thấp nhất, sau đó đặt giá thầu cho người đề xuất (tức là người xác nhận), người chỉ có thể chọn người đặt giá thầu cao nhất để tạo khối . Tuy nhiên, trong thiết kế sharding trước đó, mỗi sharding chính và Beacon Chain được xác thực độc lập, điều này cản trở việc triển khai PBS.

Danksharding đã thiết kế lại hệ thống của mình xung quanh vấn đề MEV giữa các miền nhằm theo đuổi việc chống lại xu hướng tập trung hóa do MEV gây ra. Trong Danksharding, Beacon Chain sẽ chứa tất cả các khối và dữ liệu sẽ được thống nhất và xác thực bởi một ủy ban. Hệ thống phân đoạn được đơn giản hóa rất nhiều nhờ thiết kế mới này, Lớp 1 và Tổng số có thể được đồng bộ hóa trực tiếp với nhau, dung lượng dữ liệu được cung cấp bằng cách phân đoạn cho Tổng số để xử lý được tăng lên và tránh được vấn đề xác nhận độ trễ.

“Biện pháp ngăn chặn khoảng cách”: Proto-danksharding

Danksharding được kỳ vọng là “giải pháp tối ưu” để mở rộng quy mô Ethereum, nhưng có rất nhiều thách thức về kỹ thuật và thương mại đối với việc triển khai thực tế. Do đó, một kế hoạch tạm thời có thể giảm bớt các vấn đề về hiệu suất bằng cách đưa vào hoạt động sớm hơn là rất quan trọng.

Vitalik Buterin, người sáng lập Ethereum, đã chia sẻ câu trả lời của mình cho các câu hỏi thường gặp về EIP-4844, hay Proto-danksharding, trên Twitter vào ngày 19 tháng 3 năm 2022. Vitalik và những người khác đề xuất sử dụng Proto-danksharding như một thiết kế Ethereum Sharding ban đầu để tăng không gian dữ liệu cho dự án Rollup đồng thời mở đường cho việc bảo vệ dữ liệu trong tương lai. Đề xuất dự kiến sẽ giảm các yêu cầu về hiệu suất của mạng Ethereum đối với bộ nhớ và lưu trữ, đồng thời có khả năng giảm tất cả các khoản phí Rollup xuống một phần trăm so với mức hiện nay.

nguồn: Twitter@Vitalik.eth

Về bản chất, EIP-4844, bao gồm Proto-danksharding, là một giải pháp tạm thời. Trước khi giới thiệu Cơ sở dữ liệu đầy đủ Sharding, giúp tăng dung lượng khả dụng của dữ liệu trên mỗi khối của Chuỗi Ethereum Beacon lên 16 MB, EIP-4844 có thể tăng dung lượng khả dụng trên mỗi khối lên tối đa 2 MB. Tiền tố “Proto-“ biểu thị “bản gốc” và “nguyên thủy”, trong khi Proto-danksharding biểu thị “phiên bản ban đầu” trước khi Danksharding ra mắt. Danksharding có thể mất vài năm để được triển khai chính thức do khó khăn kỹ thuật của nó, trong khi Proto-danksharding, có thể hoạt động càng sớm càng tốt, có thể giải quyết vấn đề cấp bách về khả năng mở rộng không đủ của mạng Ethereum trước khi triển khai Sharding chính thức. Việc triển khai Danksharding dự kiến sẽ tăng khả năng mở rộng Ethereum lên một tầm cao mới.

Các giao dịch mang Blob mới

EVM là viết tắt của máy ảo Ethereum, có vai trò là môi trường thời gian chạy cho tất cả các tài khoản Ethereum và hợp đồng thông minh sống trên chuỗi Ethereum. và triển khai các tài nguyên máy tính có giá trị trong mạng thông qua mức tiêu thụ Phí Gas. Trong EVM, Dữ liệu cuộc gọi là tài nguyên lưu trữ quan trọng và chi phí sử dụng Dữ liệu cuộc gọi chiếm một phần đáng kể chi phí phát sinh từ các giao dịch Lớp 2. Sau EIP-4844, dữ liệu Lớp 2 không còn cần được lưu trữ trong Ngày gọi đắt tiền nữa mà ở dạng dữ liệu Blob duy nhất, được gọi là giao dịch mang blob.

Giao dịch mang theo khối là một hình thức giao dịch mới do Vitalik đề xuất trước đây, có thể giảm đáng kể mức tiêu thụ dữ liệu Cuộc gọi và mức tiêu thụ Rollup. Lớp thực thi EVM không thể truy cập các giao dịch mang blob mà chỉ có thể được kiểm tra, nhưng người dùng và người xác thực có thể tải xuống dữ liệu blob. Vì lý do này, EIP-4844 còn được gọi là Giao dịch Shard Blob và Rollup sẽ sử dụng không gian trong các đốm màu này để lưu trữ dữ liệu giao dịch nén trong đó.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng Proto-danksharding chỉ hoàn thành logic mạng và thông số kỹ thuật cho việc bảo vệ dữ liệu trong tương lai (nghĩa là danksharding), và ngay cả sau khi cập nhật Proto-danksharding, mạng Ethereum sẽ không kết nối với bất kỳ sharding thực tế nào đang chạy. Trong Proto-danksharding, tất cả người xác thực và người dùng vẫn phải trực tiếp xác minh tính khả dụng của dữ liệu hoàn chỉnh. Do đó, để giảm gánh nặng cho các nút đồng thuận, Ethereum sẽ đặt giới hạn thời gian lưu trữ cho dữ liệu Blob (có thể là từ 30 đến 90 ngày) và dữ liệu lịch sử này có thể được lưu trữ trên BitTorrent hoặc IPFS trong tương lai.

Phần kết luận

Nguồn: eip4844.com

Theo trang web eip4844.com, có sáu ưu điểm chính của EIP-4844: Thân thiện với Rollup, phí gas thấp hơn, khả năng tương thích chuyển tiếp, hiện có trong các nút đèn hiệu, giảm mức sử dụng đĩa cứng và thời gian lưu trữ dữ liệu Blob ngắn hơn. Dự kiến vào năm 2023, EIP-4844 sẽ chính thức được triển khai vào hệ thống ETH sau đợt nâng cấp hard fork Thượng Hải. Sau khi nâng cấp hoàn tất, các dự án Layer2 như Arbitrum và Optimism dự kiến sẽ được hưởng lợi.

Vào thời điểm đó, EIP-4844 có thể sẽ trở thành một nút quan trọng khác trong lịch sử phát triển Ethereum, đồng thời mở đường cho việc bảo vệ hoàn toàn trong tương lai.