Uma das maiores barreiras para a adoção em massa do Ethereum são as altas taxas de gás que os usuários devem pagar para realizar transações ou interagir. Quando a atividade na rede aumenta, as taxas do gás também aumentam significativamente, aumentando o limite do usuário.
A fim de melhorar o desempenho do Ethereum L1+L2 e resolver o problema das taxas de gás, a Fundação Ethereum propôs usar o EIP-4844 para reduzir as taxas de gás e aumentar o rendimento como uma solução de transição de médio prazo. Este artigo detalhará o EIP-4844 e por que ele é fundamental para a implementação do roteiro Ethereum.
Introdução ao EIP-4844
Ethereum EIP-4844 é o conteúdo principal da atualização Cancún, que introduz um novo tipo de transação (transação de transporte de blob) para reduzir as taxas de transação do Ethereum. Um blob carrega uma transação exatamente como uma transação normal do Ethereum, mas com alguns dados extras, chamados de blob. Comparado com os calldata atuais que armazenam dados de transação imutáveis e somente leitura na memória, o armazenamento de blob é muito maior e mais barato.
A julgar pela diferença entre blockspace e blobspace na imagem acima, os blobs são diferentes dos blocos visíveis para a Máquina Virtual Ethereum (EVM). Os blobs estão disponíveis apenas por um curto período de tempo e não são visíveis para o EVM. Além disso, os blobs residem na camada de consenso Ethereum, e não na camada de execução com foco computacional. Mais importante ainda, o blobspace é muito mais barato que o blockspace.
EIP-4844, também conhecido como Proto-Danksharding, implementará a mesma estrutura e lógica de Danksharding que o novo formato de transação e regras de verificação.
Cronograma de desenvolvimento EIP-4844
Nos últimos 3 anos, Ethereum passou por uma série de atualizações, passando do consenso PoW para PoS e tornando seu blockchain mais escalável.
Aqui está uma linha do tempo e uma visão geral de atualizações importantes do Ethereum:
Em 1º de dezembro de 2020, a cadeia de beacons orientada por PoS ficou online e os usuários do Ethereum podem apostar seu ETH em uma cadeia de beacons separada para verificar as transações.
Em setembro de 2022, a Beacon Chain se fundiu com a rede principal Ethereum, reunindo a camada de execução e a camada de consenso da rede.
Em 13 de abril de 2023, foi lançada a atualização de Xangai (EIP-4895), abrindo a função de penhor e retirada de ETH para validadores Ethereum.
Essas atualizações são necessárias para que o Ethereum aumente a escalabilidade, mas não melhoram diretamente as velocidades de transação ou os preços do gás do blockchain. Atualizações futuras, como sharding e Danksharding, tornarão o Ethereum verdadeiramente escalável.
O que é fragmentação?
Sharding refere-se à divisão de uma rede blockchain em unidades menores chamadas “cadeias de fragmentos”. Cada shard chain pode processar transações em paralelo para maximizar o rendimento das transações, reduzir o congestionamento da rede e reduzir as taxas de gás. Em outras palavras, a fragmentação é um método de dividir um banco de dados em bancos de dados menores que gerenciam segmentos de dados específicos, aumentando assim a eficiência e o desempenho desses bancos de dados.
Devido à alta dificuldade da tecnologia de sharding, Ethereum decidiu adotar uma solução intermediária, ou seja, primeiro implementar o Proto-Danksharding e, finalmente, passar para o Danksharding mais fácil de implementar.
O que é Danksharding?
Danksharding é uma nova arquitetura de sharding que depende de dados de grande capacidade chamados blobs para dimensionar o blockchain Ethereum. Os protocolos da camada 2 centrados no rollup usam espaço adicional de dados de blob para aliviar o congestionamento da rede, reduzindo assim as taxas de transação.
Atualmente, o TPS da camada base do Ethereum é de cerca de 15, e o TPS do seu rollup de segunda camada é de cerca de 100. De acordo com estimativas aproximadas, espera-se que Danksharding aumente o TPS do Ethereum (considerando L1+L2 como um todo) para 100.000.
Outra inovação do Danksharding é o mercado de taxas mescladas, onde apenas um proponente seleciona transações para todos os shards, em vez de cada shard ter seu próprio proponente. Para fazer com que esse mercado de taxas mesclado funcione sem problemas e mitigar o problema do Valor Máximo Extraível (MEV), um método chamado Separação do Proponente vs. Construtor também será implementado (o Proponente refere-se à escolha de quais transações serão incluídas no próximo bloco Protocolo Ethereum validador).
No entanto, a implementação completa do Danksharding no Ethereum não acontece da noite para o dia, mas requer várias atualizações a serem implementadas gradualmente, como o EIP-4844 (Proto-Danksharding).
O que é Proto-Danksharding?
O Proto-Danksharding, em homenagem a dois pesquisadores do Ethereum, Proto Lambda e Dankrad Feist, aumentará o TPS do Ethereum para aproximadamente 1.000 e é uma etapa mais simples necessária antes de atingir o Danksharding completo. Mais importante ainda, ele introduzirá novos tipos de transação que aceitam dados de blob, o que é uma parte importante para tornar possível o Danksharding completo.
Vitalik Buterin acredita que o Proto-Danksharding implementa a maior parte da lógica e da estrutura do Danksharding, mas ainda não implementa nenhum sharding real. Em outras palavras, Proto-Danksharding é o protótipo do Danksharding, que fornece a estrutura para implementar outras atualizações de sharding no futuro.
EIP-4844 Como reduzir as taxas do gás?
O principal objetivo do EIP-4844 (Proto-Danksharding) é reduzir as taxas do gás Ethereum usando blobs para realizar transações. os dados do blob são mais baratos, a Máquina Virtual Ethereum (EVM) não pode acessá-los e só pode visualizar o compromisso com o blob. Além disso, a largura de banda de dados no Proto-Danksharding é fixada em 1 MB por slot.
Como simplesmente tornar o CallData mais barato pode levar a incompatibilidades no caso médio ou no pior caso, os desenvolvedores do Ethereum tentaram reduzir as taxas de gás criando novos tipos de transações que transportam blobs (focadas em transações do L2 Rollup).
O tamanho médio do bloco Ethereum é de cerca de 90 KB, mas teoricamente o tamanho máximo do bloco é de cerca de 1,8 MB. Isso significa que os blocos Ethereum podem acomodar mais transações durante períodos de alta atividade da rede, mas com uma taxa de gás muito alta. Se calldata for 10 vezes mais barato, o volume de transações aumentará 10 vezes e, em casos extremos, o tamanho do bloco aumentará 10 vezes (18 MB). É óbvio que o Ethereum não pode acomodar blocos tão grandes em sua rede.
solução
O ProtoDanksharding resolve a crise dos preços do gás por meio do mercado multidimensional de taxas EIP-1559.
Antes da proposta do ProtoDanksharding, o EIP-4488 tentou resolver o problema das altas taxas do gás.
EIP-4488 tem duas regras: o custo do gás dos dados de chamada é reduzido de 16 unidades de gás por byte para 3 unidades de gás, o limite de 1 MB por bloco mais 300 bytes por transação, o valor máximo pode ser de aproximadamente 1,4 MB;
Os limites de tamanho de bloco são a maneira mais simples de garantir que os picos médios de carga do bloco não levem a picos de carga extremos. Além disso, o tamanho de bloco mais extremo (1,4 MB) é sempre menor que o tamanho máximo de bloco atual (1,8 MB).
Como o EIP-4488 já havia proposto uma solução para o problema do gás, por que a comunidade Ethereum finalmente escolheu o EIP-4844 para reduzir as taxas do gás? Porque o EIP-4488, embora minimize as mudanças atuais (mantendo a estabilidade), exigirá mais mudanças no futuro. Em contraste, o objetivo do Proto-Danksharding é fazer mais mudanças na estrutura para ajudar a rede Ethereum a atualizar para danksharding no futuro.
O Proto-Danksharding cria um tipo de transação separado que salva dados do L2 Rollup em blobs de grande capacidade, e o número de blobs existentes em cada bloco é limitado, o que reduzirá bastante as taxas L2. O blob é armazenado na camada de consenso, não na camada de execução e, portanto, não pode ser acessado pela Máquina Virtual Ethereum (EVM).
Mesmo após o Proto-Danksharding, o sharding ainda será uma tarefa complexa, mas a complexidade será limitada à camada de consenso. Portanto, as equipes de clientes da camada de execução e os desenvolvedores de rollup não precisam fazer nenhum trabalho adicional para fazer a transição do Proto-Danksharding para o full sharding.
O EIP-4844 também separa dados de blob de dados de chamada, facilitando o armazenamento de dados de blob por períodos mais curtos.
Opções de armazenamento de dados para EIP-4844
O proto-Danksharding de aproximadamente 1 MB por slot (12 segundos) gerará 2,5 TB de dados por ano. A camada de consenso pode enfrentar desafios de armazenamento de dados com períodos de retenção históricos (EIP-4444) e implementar lógica para excluir automaticamente dados de blob após um período de tempo.
Em relação à questão de como acessar dados de blobs antigos, existem diversas maneiras de armazenar dados históricos em protocolos descentralizados. Por exemplo, protocolos específicos de aplicativos, como rollup, Bittorrent, a rede de portais Ethereum, exploradores de blocos, provedores de API e protocolos de indexação de terceiros (The Graph) podem armazenar o histórico completo.
Quais são as atualizações antes e depois do EIP-4844?
Os desenvolvedores do Ethereum propuseram várias atualizações antes do EIP-4844 para reduzir as taxas do gás. Por exemplo, o EIP-3651 reduz as taxas de gás que impedem os construtores de blocos de interagir com o software de construção de blocos Ethereum Coinbase, o EIP-3855 reduz as taxas de gás para desenvolvedores via Push 0 e o EIP-3860 reduz as taxas de gás para custos de casos de uso específicos.
EIP-4844 é um passo em direção à fragmentação total que expandirá a rede Ethereum e reduzirá as taxas de gás. Os desenvolvedores estão planejando um “Verge” após o EIP-4844, onde as árvores Verkle serão introduzidas para escalabilidade.
Impacto do EIP-4844
O principal objetivo do EIP-4844 é reduzir as taxas de gás L2 do Ethereum em 10 a 100x usando novas transações que transportam blobs, facilitando a transição para a fragmentação total, uma vez que todas as atualizações futuras acontecerão apenas na camada de consenso.
No nível arquitetônico, o EIP-4844 introduziu transações de transporte de blobs. Esta é a primeira vez que Ethereum constrói uma camada de dados separada para L2, estabelecendo as bases para o subsequente Danksharding completo.
Ao nível do modelo económico, o EIP-4844 introduzirá um novo mercado de taxas para blobs, que também será o primeiro passo para o Ethereum avançar para um mercado multidimensional.
Em termos de experiência do usuário, a percepção mais intuitiva dos usuários é a redução substancial nos custos de L2. Esta importante melhoria subjacente fornecerá uma base importante para a explosão de L2 e sua camada de aplicação.
resumo
EIP-4844 é uma atualização importante que torna a rede Ethereum mais escalonável, ao mesmo tempo que permite que menos atualizações sejam necessárias para fragmentação completa no futuro. O proto-Danksharding aumenta o espaço do grupo de dados blob, o que permitirá mais processamento de dados, reduzindo assim o congestionamento da rede e diminuindo as tarifas de gás.
Como uma atualização de protocolo altamente complexa, o EIP-4844 é uma parte importante do roteiro Ethereum e também está relacionado a outras atualizações do sistema, como a separação de proponentes e construtores e ajustes de taxas de blob EIP-1559.
Além de introduzir transações de transporte de blob, o EIP-4844 implementará lógica de camada de execução, regras de validação, um mercado de gás multidimensional e outras alterações de sistema necessárias para fragmentação total no futuro.
É importante notar que embora o EIP-4844 implemente a maior parte da lógica completa de Danksharding, ele não implementará nenhum sharding real. Além de aproximar o Ethereum dos níveis de custo e rendimento necessários para alcançar a adoção em massa, o EIP-4844 também pode melhorar a escalabilidade e a economia de custos.
Embora o EIP-4844 não tenha atualmente uma data exata de lançamento, espera-se que seja implementado ainda este ano. Após a implementação do EIP-4844, os usuários verão melhorias significativas no Ethereum, especialmente no L2, principalmente transações mais rápidas e experiência com taxas mais baixas. A implementação bem-sucedida do EIP-4844 também tornará o Ethereum mais competitivo no espaço das criptomoedas.