الخطوة الأولى في نموذج إثيريوم القابل للتجزئة: مقدمة أساسية عن Proto-danksharding وآلية عمله

إثيريوم قد أكمل بنجاح الانتقال من بروتوكول إثبات العمل إلى بروتوكول إثبات الحصة. المشروع المهم التالي هو EIP-4844، المعروف أيضًا باسم "توافر البيانات الأصلية". يهدف هذا التغيير في الشيفرة إلى تحسين قابلية التوسع للـ rollups المبنية على إثيريوم.

EIP-4844 قدم نوعًا جديدًا من المعاملات، يسمى blob. إنه يزيد من متطلبات البيانات والتخزين لكتل إثيريوم، ويخلق سوق رسوم جديد يفصل بين blob والمعاملات العادية في التسعير.

Rollup هو بروتوكول يعتمد على سلسلة الكتل Layer 2 ( مثل إثيريوم ) لتوفير بيانات القابلية ( DA ). عادةً ما يعتمد rollup القائم على العقود الذكية ليس فقط على DA لإثيريوم، ولكن أيضًا على إثيريوم لتسوية المعاملات. تقوم هذه rollup بقراءة البيانات من طبقات DA مثل إثيريوم، وتنفيذ المعاملات الفعالة وكود العقود الذكية.

عادة ما تكون تكلفة نشر كميات كبيرة من البيانات على إثيريوم مرتفعة، جزئيًا لأن الشبكة تخزن البيانات كجزء من سجل المعاملات بشكل دائم. من خلال EIP-4844، سيتم إنشاء مساحة بيانات إضافية بحجم 512 كيلوبايت أو 768 كيلوبايت لكل كتلة للاستخدام في rollup. سيتم تخزين هذه البيانات لمدة تقارب ثلاثة أسابيع. من الناحية النظرية، ستنخفض تكلفة نشر البيانات إلى إثيريوم بشكل كبير.

بروتو-دانكشاردينغ هو مقدمة و"نموذج" كامل للدنكشاردينغ، وسيتيح لعقد إثيريوم تحميل مقاطع من بيانات بلوب لتحديد توفر البلوب الكامل.

تتناول هذه المقالة بالتفصيل تفاصيل آلية عمل EIP-4844، والقيود الأصلية لـ danksharding، وخطة تطور EIP-4844 نحو danksharding الكامل، والفوائد المباشرة للمستخدمين النهائيين ومطوري dapp.

الخلفية

يُعتبر EIP-4844 ترقية لزيادة قابلية التوسع في إثيريوم. ومع ذلك، من المهم ملاحظة أن هذا التغيير في الشيفرة لم يُضف بشكل جوهري أو يُحسن من القدرة على معالجة المعاملات في إثيريوم نفسها. إن Proto-danksharding يقلل من تكلفة نشر كميات كبيرة من البيانات إلى إثيريوم، مما يقلل من تكاليف تشغيل rollup. يُعتبر EIP-4844 مُعززًا لقابلية التوسع في إثيريوم، لأنه يجعل الشبكات من الطبقة الثانية المبنية على إثيريوم أكثر كفاءة من حيث التكلفة، لكن هذا التغيير في الشيفرة لم يُحسن من قابلية التوسع لإثيريوم كبلوك تشين عام.

في السنوات الأخيرة، كانت أنشطة التداول على حلول الـ Rollup الخاصة بإثيريوم مثل Arbitrum وOptimism وStarkNet وzkSync وPolygon zkEVM في تزايد مستمر. تقدر L2Beat.com أن إجمالي حجم المعاملات التي تحققها جميع شبكات Layer 2 يعادل 3.8 أضعاف متوسط TPS اليومي لإثيريوم.

وفقًا للبيانات المقدمة من Blockworks Research عبر Dune Analytics، فإن rollup يوفر للمستخدمين النهائيين ومطوري dapp أكثر من 99٪ من تكاليف الغاز مقارنةً بتكاليف نشر الشيفرة والتداول مباشرةً على إثيريوم.

حتى 13 يونيو 2023، كانت تكلفة إرسال المعاملات على أفضل اثنين من تجميعات إثيريوم، Optimism و Arbitrum، تتراوح بين 0.03 دولار و 0.05 دولار. ومع ذلك، في حالات النشاط العالي على السلسلة والازدحام الشبكي، قد ترتفع هذه التكاليف أحيانًا إلى أكثر من 1 دولار.

الهدف من EIP-4844 هو تقليل تكاليف rollup بشكل أكبر من خلال إدخال معاملات blob. فيما يلي شرح خطوة بخطوة لدورة حياة معاملات blob المحددة في EIP-4844:

1. يقوم المستخدم بتقديم المعاملة إلى rollup
2. مرتبة Rollup تجمع المعاملات في دفعات
3. يقوم المُرتب بإنشاء صفقة blob، ويقوم بترميز بيانات الصفقة المُجمعة إلى blob
4. تم تقديم معاملات Blob إلى ميمبول إثيريوم
5. سيقوم المدققون بإدراج معاملات blob في الكتلة
6. تم بث الكتلة إلى الشبكة وتم تأكيدها في النهاية
7. يتم تخزين بيانات Blob في سلسلة الإشارة لمدة تقارب 3 أسابيع
8. يتم حذف بيانات blob بعد 3 أسابيع
9. لا يزال بإمكان Rollup الوصول إلى الالتزامات المشفرة لبيانات المعاملات

! [الخطوة الأولى من نمطية Ethereum: مقدمة أساسية ل Proto-danksharding وكيف تعمل](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-d0796da09571f967d32b5b2b2e83fee5.webp019283746574839201

EIP-4844 لن يؤثر على كيفية تضمين المعاملات العادية في الكتلة، ولن يؤثر على سوق الرسوم الذي يحدد سعر مساحة الكتلة في إثيريوم، لكنه في الواقع يزيد من متطلبات التخزين للكتل في إثيريوم. المساحة الإضافية للبيانات مخصصة لإرفاق معاملات blob بالكتلة. الـ Blob يشبه المقطورة، يمكن إرفاقه بالكتل في إثيريوم دون التأثير على أو احتلال مساحة الكتلة الحالية.

ستقوم مساحة كتلة Blob بالمزايدة وفقًا لسوق الرسوم الخاص بها، مستوحاة من تصميم سوق الرسوم EIP-1559. في البداية، ستكون رسوم معاملات blob تقريبًا بلا تكلفة. بعد ذلك، مع تأكيد كل كتلة، إذا تم استخدام أكثر من نصف مساحة كتلة blob، ستزداد تكلفة معاملات blob بنسبة 12.5%. لكل كتلة لم يتم استخدام مساحة blob فيها بالكامل، ستنخفض تكلفة blob بنسبة 12.5%.

تخزين معاملات Blob لن يتم إلى أجل غير مسمى على إثيريوم، بل سيتم تخزينها على طبقة الإجماع الخاصة بإثيريوم )CL(، وسيتم التخلص منها من عقد CL بعد ثلاثة أسابيع. ستسمح تقنية Proto-danksharding بوجود 4 Blobs كحد أقصى في كل كتلة، حيث يمكن لكل Blob أن يحتوي على بيانات إضافية تصل إلى 128 كيلو بايت. قد يتغير الحد الأقصى لمساحة 512 كيلو بايت الخاصة بـ Blob وفقًا للاختبارات الجارية لـ EIP-4844. يقوم المطورون بمناقشة إمكانية زيادة هذا الحد من 4 Blobs إلى 6.

يتم إنتاج حوالي 7094 كتلة يومياً على إثيريوم، وبعد EIP-4844، مع فرض حد 4 blobs/كتلة، يمكن معالجة ما يصل إلى 28376 blob يومياً. ) هذه هي القيمة القصوى النظرية، وبسبب التغيرات الديناميكية في رسوم blob، قد لا يتم الوصول إليها أبداً في الممارسة العملية. (

على مدى الأشهر الستة الماضية، قدمت الترتيبات التي تعمل على Optimism حوالي 3126 دفعة معاملات يوميًا إلى إثيريوم. حجم المعاملات المؤكدة من Arbitrum هو تقريبًا ضعف حجم Optimism. في Optimism، يأتي أكثر من 90% من الرسوم من رسوم CALLDATA من الطبقة 1.

إن إدخال مساحة تخزين بيانات مخصصة، بغض النظر عن مدى صغرها في البداية، يهدف إلى خفض تكلفة استخدام إثيريوم كطبقة DA لجميع rollups المعتمدة على إثيريوم. ومن المتوقع أن تقل رسوم rollup بنسبة تتراوح بين 100% و900% بعد تفعيل EIP-4844، وفقًا لتقديرات مطوري rollup. ومع ذلك، قد تتغير هذه التقديرات بناءً على زيادة اعتماد rollup والنشاط خلال الأشهر القليلة التي تلي تفعيل قاعدة البيانات الأصلية.

تكلفة معاملات blob، على الرغم من أنه قد يكون أرخص من المعاملات العادية عند تفعيل EIP-4844 في البداية، إلا أنه إذا زاد عدد rollups المبنية على إثيريوم، فقد ترتفع بسرعة. بالإضافة إلى ذلك، على الرغم من أن كل blob مصمم لتوفير فرصة لفرز واحد لنشر ما يصل إلى 128 كيلو بايت من البيانات، إلا أن فرزات rollup قد تتعاون لجعل blob واحد يحتوي على بيانات من عدة rollups. أدرك مطورو إثيريوم أنه نظرًا لوجود عدد محدود من الكتل، وأن دفعة واحدة من المعاملات قد لا تستغل بالكامل المساحة الكلية البالغة 128 كيلو بايت لكل معاملة blob، فقد يظهر سوق ثانوي لتسعير blob.

بروتو دانكشاردينغ وضع الأساس لإدخال تقنيات أكثر تقدمًا، لخفض تكاليف البلوبيات بشكل أكبر دون زيادة الحمل الحاسوبي على العقد. يُطلق عليه دانكشاردينغ الكامل، حيث يتصور بشكل كامل زيادة العدد الأقصى من البلوبيات في كل كتلة من 4 إلى 64.

أكمل Danksharding

أربعة blobs تزيد حجم الكتلة في إثيريوم بمقدار 512 كيلوبايت. ستة blobs ستزيد حجم الكتلة في إثيريوم بمقدار 768 كيلوبايت إضافية. كما ذُكر سابقًا، فإن المساحة الإضافية للكتل مخصصة فقط لمعاملات blobs، وليست مثل مساحة الكتل العادية التي تخزن البيانات بشكل دائم. الرؤية الكاملة لـ EIP-4844 هي إدخال ما يصل إلى 64 blob في إثيريوم، والقيام بذلك دون زيادة كبيرة في عبء حسابات عقد التحقق من الكتل. لتحقيق الشاردينغ الكامل، يحتاج إثيريوم إلى تنفيذ تقنيتين: أخذ عينات من توافر البيانات )DAS( والترميز المحوّي.

) عينة توفر البيانات ###DAS (

في سياق التحقق من معاملات Layer 2 rollup، فإن هدف DAS هو ضمان أن جميع قطع البيانات التي تم تجميعها بواسطة المجمع قد تم نشرها على السلسلة. يتم اختيار العقد الكاملة بشكل عشوائي، وتنزيل كتلة من البيانات من blob وتوليد إثبات توفر البيانات. كلما زادت مرات عينة البيانات للعقد، زادت احتمالية أن جميع البيانات قد تم تقديمها من المجمع دون حجب بيانات مهمة. بالنسبة للعقد، فإن عملية أخذ عينات البيانات تتطلب حسابات أقل من تنزيل بيانات blob بالكامل، ولكنها ستعطي نظريًا نفس ضمان توفر البيانات. مثل proto-danksharding، فإن أخذ عينات بيانات blob تحت danksharding الكامل سيضمن أن المعاملات القادمة من المجمع قد تم التحقق منها ونشرها على السلسلة، لتكون متاحة لأي مستخدم أو أصحاب المصلحة في الشبكة للتقييم.

! [الخطوة الأولى من نمطية Ethereum: مقدمة أساسية ل Proto-danksharding وكيف يعمل])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-15347a793fd78fa34f148220776e8c98.webp(

من خلال DAS، يتمتع مطورو إثيريوم بالثقة في زيادة عدد وحجم البيانات التي يتم نشرها على إثيريوم دون زيادة عبء حسابات العقد. بالإضافة إلى ذلك، يعتزم المطورون في التحديثات المستقبلية تقليل عبء حسابات العقد أكثر من خلال تنفيذ مقترحات مثل انتهاء الصلاحية التاريخية. كما قال باحث إثيريوم Dankrad Feist، مع مرور الوقت، ستصبح إثيريوم مثل "لوحة إعلانات عامة بدلاً من نظام أرشفة"، حيث سيتم نقل مسؤولية الاحتفاظ بنسخة كاملة من تاريخ المعاملات إلى أصحاب المصلحة في الشبكة الذين يستخدمون هذه البيانات بشكل متكرر، مثل Layer 2 rollup والشركات البنية التحتية للبلوكشين مثل Infura وAlchemy وBlockdaemon. على الرغم من أن EIP-4844 قدمت blob، إلا أنها مثال مبكر يوضح أن جميع المعاملات قد تصبح في يوم من الأيام تخزين blob على إثيريوم.

) مسح الترميز

تقنية تشفير الإزالة تعزز قدرة أخذ عينات البيانات. إذا احتفظ مُرتب ضار بكتل قليلة من البيانات، في أي مكان بين 1% و49% من بيانات blob، فإن أخذ العينات للمعاملات قد يؤدي بشكل احتمالي إلى إثبات أن بعض العينات قد تم إرجاعها في البداية على أنها صحيحة، بدلاً من خطأ. تضمن تشفير الإزالة أنه إذا تم التحقق من نصف على الأقل من blob، يمكن إعادة بناء بقية blob. تعمل هذه التقنية فقط عندما يتم تمثيل البيانات كمتعدد الحدود، أي تعبير يتضمن أكثر من حدين جبريين. الشكل الأكثر شيوعًا لتشفير الإزالة يعتمد على كود Reed-Solomon###RS(، وهو صيغة رياضية متقدمة يمكنها حل البيانات المفقودة بناءً على قطع بيانات معروفة كافية. بشكل بديهي، قد لا يكون أخذ العينات بمفرده كافيًا لضمان توافر كميات كبيرة من البيانات، خاصة في حالة افتراض أن مُرتبًا ضارًا احتفظ ببيانات واحدة من blob. تُدخل تشفير الإزالة تكرار البيانات في blob، مما يعني أن المُرتب الضار سيتعين عليه بالضرورة الاحتفاظ بحصة كبيرة واضحة من بيانات blob للاحتفاظ بأي كمية من البيانات.

ترتبط DAS وترميز الحذف ارتباطًا وثيقًا بأساس تقنية danksharding الكاملة. هذه التقنيات هي أيضًا التقنيات التي تعتمد عليها بعض طبقات DA، مثل Polygon Avail وCelestia. بطرق عديدة، يتم اختبار رؤية دعم الحوسبة المودولارية في blockchain على نطاق صغير من خلال مشاريع blockchain الأخرى، وسيتم اختبارها على نطاق واسع على إثيريوم، جزئيًا من خلال proto-danksharding، ومن خلال danksharding الكامل سيتم إجراء اختبار جاد.

تعهد KZG

قبل أن يتم تنفيذ DAS والترميز المحيطي على إثيريوم، يجب أن يتم تنفيذ خطة التزام KZG بالكامل من أجل danksharding. كيت زافيروتشا غولدبرغ ) KZG ( الالتزام هو نظام إثبات زيرو-معرفة ) ZK (، يمكنه تقييم متعددات الحدود دون الكشف عن كامل المتعدد. يمكن للبيانات الكبيرة مثل blob، إذا تم تمثيلها أولاً كمتعدد حدود، أن تتم معالجتها وإثباتها بواسطة الكمبيوتر بشكل فعال. من المهم أن يقدم EIP-4844 التزام KZG كجزء من عملية التحقق من blob وتوليد الإثبات. بالنسبة للـ Layer 2 rollup المعتمدة على إثبات ZK، يمكن أن يمثل التزام KZG حساب المعاملات وحالة بروتوكول rollup. في سياق EIP-4844، يمكن أن يتحقق التزام KZG من خصائص blob دون الحاجة إلى قراءة كامل محتوى معاملات blob.

![إثيريوم وحدة العمل الأولى: مقدمة أساسية عن Proto-danksharding وآلية عملها])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-60098db654843962e4f98395f9eecbef.webp(

احتفال KZG

تعتمد خطة KZG للتعهد بالـ blob للتحقق على القيم السرية التي تم إنشاؤها مرة واحدة من خلال إعداد موثوق. تعتمد بعض البروتوكولات التشفيرية، مثل Zcash وTornado Cash وFilecoin، على الإعداد الموثوق لتوليد قيمة سرية بشكل آمن، لاستخدامها في حسابات متكررة على السلسلة. بدأت مراسم الإعداد الموثوق لـ EIP-4844 في يناير 2023. وقد تلقت تقريباً 100000 مساهمة من مجتمع إثيريوم. كخلفية، فإن مراسم الإعداد الموثوق هي برنامج يتم مرة واحدة، يتم من خلاله إنشاء كتلة من البيانات لتستخدم في البروتوكولات التشفيرية من مساهمات أكثر من طرف. الهدف من دمج الإنتروبيا من مساهمات متعددة في مراسم الإعداد الموثوق هو توليد قيمة سرية يكاد يكون من المستحيل إعادة إنتاجها أو تخمينها. من الضروري أن تكون القيمة التي يتم إنتاجها من مراسم الإعداد الموثوق هي...