Proto-danksharding:原理解析与影响分析

随着以太坊从工作量证明过渡到权益证明共识协议,以太坊发展路线图的下一个重要项目是EIP-4844,即"原生数据包"。该提案旨在改善建立在以太坊之上的rollup的可扩展性。

EIP-4844引入了一种新的交易类型,称为blobs,增加了以太坊区块的数据和存储要求,并创建了一个新的收费市场,将blobs与常规交易分开定价。

Rollups是依赖Layer 2区块链(如以太坊)进行数据可用性(DA)的协议。通常,基于智能合约的rollup不仅依赖以太坊的DA,还依赖以太坊进行交易结算(验证)。这些rollup专门从以太坊等DA层读取数据,并执行有效的交易和智能合约代码。

通过EIP-4844,每个区块将创建额外的512kB或768kB数据空间用于rollup。重要的是,发布到这个空间的数据将被存储约三周时间。由于blob交易验证的数据短暂性,以及与其他类型交易分开的blob定价独立收费市场,理论上rollup向以太坊发布数据的成本将大大降低。

Proto-danksharding是完全danksharding的前奏和"原型",它将使以太坊节点能够下载blob数据的片段,以确定完整blob的可用性。

背景

EIP-4844被认为是以太坊的可扩展性升级。然而,需要注意的是,该代码的改变并没有实质性地增加或引入对以太坊本身交易能力的改进。Proto-danksharding降低了向以太坊发布大量数据的成本,从而降低了rollup的运营成本。

在过去的四年里,包括Arbitrum、Optimism、StarkNet、zkSync和Polygon zkEVM等以太坊rollup的交易活动一直在增长。与直接向以太坊部署代码和交易的成本相比,rollup为终端用户和dapp开发者节省了99%以上的gas费用。

EIP-4844的目标是通过引入blob交易来进一步减少rollup成本。Blob就像副车,可以附加到以太坊区块上,而不影响或挤占现有的区块空间来处理常规交易。Blob区块空间将根据其自身的收费市场进行拍卖,仿照EIP-1559的收费市场设计。

Blob交易不会无限期地存储在以太坊上,而是存储在以太坊的共识层(CL)上,并在三周后从CL节点上丢弃。Proto-danksharding将使每个区块最多有四个blob,每个blob能够包含最多128kB的额外数据。

完全Danksharding

四个blobs使以太坊区块大小增加512kB。EIP-4844的完整愿景是为以太坊引入最多64个blob,并且在不大幅增加区块验证的节点计算负载的情况下做到这一点。为了实现完全的danksharding,以太坊需要实现两种技术:数据可用性采样(DAS)和擦除编码。

数据可用性采样(DAS)

DAS的目标是确保由排序器捆绑的所有数据片断都已经发布到链上。完全节点是随机选择的,从blob中下载一块数据并生成数据可用性证明。采样数据的过程比下载整个blob数据的计算量要小,但在理论上会给出同样的数据可用性保证。

擦除编码

擦除编码技术加强了对数据的采样能力。如果至少一半的blob被验证,其余的blob可以被重建。这种技术只有在数据被表示为多项式时才有效。

KZG承诺

在DAS和擦除编码可以在以太坊上实现之前,完全的danksharding需要实现KZG承诺方案。KZG承诺是一种零知识证明系统,可以在不透露整个多项式的情况下对多项式进行评估。

好处和影响

Proto-danksharding增强了以太坊支持Layer 2 rollup和服务rollup排序器的能力,同时鼓励终端用户在rollup上进行交易,而不是长期直接在以太坊上进行交易。

EIP-4844的主要好处包括:

• 降低rollup成本
• 增加blob区块空间
• 为进一步的扩展优化奠定基础
• 鼓励用户迁移到rollup

结论

EIP-4844对于以太坊的可扩展性来说不是一个改变游戏规则的升级,因为它不会直接减少以太坊终端用户的费用。Proto-danksharding主要有利于rollup用户和运营商。

EIP-4844通过模块化和将交易执行活动卸载到其他协议,使以太坊走上了有意义的扩展道路。它为下一步的完全danksharding和使用多项式承诺的DAS奠定了基础。

总的来说,Proto-danksharding是将以太坊转变为模块化区块链的第一步,主要通过Layer 2 rollup支持交易执行。它代表了对模块化区块链理论的信任投票,并将鼓励在以太坊上进一步尝试rollup。