Deyarli har bir dasturchi KZG Ceremony’da qatnashib, bu haqda qayta post qilayotganini payqagandirsiz. Xo‘sh, KZG Ceremony nima?

Sodda qilib aytganda, KZG Ceremony — EIP-4844 KZG majburiyatining ishonch sozlamasi, EIP-4844 esa Ethereum’ni to‘liq shardlash yo‘lidagi dastlabki bosqichdir.

1. Sharding: Ethereum’ni masshtablash uchun uzoq muddatli yechim

  • Rollup’lar Ethereum’ni ijro qatlamida masshtablayotgan bo‘lsa, sharding ma’lumotlar mavjudligi nuqtayi nazaridan Ethereum’ning masshtablanuvchanligi va sig‘imini oshiradi.

  • Quyidagi trend jadvali so‘nggi yillarda Ethereum tez sur’atda takomillashayotganiga qaramay, bloklarning o‘rtacha hajmi 90 kb atrofida o‘zgarib turishini ko‘rsatadi. Rollup’lar tarmoqdagi tirbandlikni sezilarli darajada kamaytirsa-da, umumiy unumdorlik 1-qavatning ma’lumotlarni saqlash sig‘imi bilan hanuz cheklangan.

  • Xavfsizlik va joriy etish murakkabligini hisobga olib, sharding proto-danksharding va danksharding kabi bir necha bosqichga bo‘lingan. Butun jarayon bir necha yil davom etishi mumkin.

  • Amaldagi saqlash sxemasiga ko‘ra, tugun sifatida qatnashishga faqat yuqori unumdorlikka ega ayrim qurilmalargina qodir. Sharding joriy etilgach, tugunlardan tarixiy ma’lumotlarning to‘liq mazmunini saqlash talab qilinmaydi. Bu tugun bo‘lish chegarasini pasaytirib, Ethereum xavfsizligini oshiradi (ma’lumot saqlash xarajati pasayadi va markazsizlashuv darajasi ortadi).

2. EIP-4844: qisqa muddatda sezilarli samara va Ethereum’ning to‘liq shardingiga tayyorgarlik

EIP-4844 = Proto-Danksharding；

Shardingni to‘liq joriy etish hali juda murakkab va yillar talab qilishi mumkin. Shu sababli proto-danksharding qisqa muddatda Ethereum tarmog‘idagi tirbandlikni kamaytirish uchun eng maqbul oraliq rejadir.

2.1 Proto-danksharding xulosasi

Proto-Danksharding blob tashuvchi tranzaksiya deb ataladigan yangi tranzaksiya turini joriy etadi. Ushbu yangilanish tufayli rollup’lar ma’lumotlarni L1’ga uzatish va ularni nisbatan arzon narxda vaqtincha saqlash uchun “blob”dan foydalanishi mumkin. Blob hajmi joriy calldata hajmidan ancha katta.

Blob haqida:

  • Har bir tranzaksiya ko‘pi bilan 2 ta blob olib yurishi mumkin

  • Har bir blok odatda 8 ta blob olib yuradi, ularning sig‘imi 1 MB.

Blok 16 ta blob olib yurishi mumkin, bunda blok hajmi 2 MB bo‘ladi.

  • Blob calldata kabi tarixiy yozuv sifatida doimiy saqlanmaydi.

  • Proto-danksharding dizaynida tugunlar hamon ma’lumotlarning to‘liq mazmunini yuklab olishi va ma’lumotlar mavjudligini tekshirishi kerak.

2.2 Blob tashuvchi tranzaksiya haqida batafsil

Vazifasi

Ma’lumotlar blobining vazifasi calldata’ga o‘xshaydi: u rollup’ga tranzaksiya ma’lumotlari va isbotlarni L1’ga uzatish imkonini beradi.

Xarajat

Blob’ning dastlabki maqsadi rollup’larda yuqori TPS’ni qo‘llab-quvvatlash edi. Zanjirda saqlanadigan calldata’dan farqli ravishda, ma’lumotlar blob’i faqat muayyan muddatga yuklab olinadi va saqlanadi. Shu sababli rollup’larda ma’lumotlar mavjudligini ta’minlash uchun sarflanadigan gas miqdori kutilganidek kamroq bo‘ladi.

Sig‘im

Har bir blob hajmi 125 kB.

2.3 Blob tashuvchi tranzaksiyaning qiymati va muammolari

Qiymati

Blob’lar paydo bo‘lishi tranzaksiya ma’lumotlarini keshga aylantirishi shubhasiz. Bu tugunlar uchun saqlash qurilmalariga qo‘yiladigan talabni pasaytiradi va Ethereum’ga qo‘shimcha ma’lumot saqlash imkonini berib, gas to‘lovini kamaytiradi.

Muammo: qurilmalarga qo‘yiladigan talablarni hisoblaylik

Gap shundaki, joriy blok hajmi taxminan 90 kB, ammo blob hajmi 125 kB ga yetishi mumkin

EIP-4844 dizayniga ko‘ra, har bir slot hajmi odatda 1 MB bo‘ladi, demak, ma’lumotlarning umumiy hajmini quyidagicha hisoblash mumkin:

1 MB/blok * 5 blok/daqiqa * 43200 daqiqa/oy * 12 oy/yil = yiliga 2.47 TB

Yillik ma’lumotlar o‘sishi Ethereum’dagi jami ma’lumotlar hajmidan ancha ko‘pligi ayon. Bu esa bunday sodda ma’lumot saqlash rejasi samarali emasligini ko‘rsatadi.

Nimani optimallashtirish mumkin?

Qisqa muddatda har bir tugun tarixiy ma’lumotlarning to‘liq mazmunini saqlashi kerak bo‘ladi, biroq konsensus qatlami blob ma’lumotlari muayyan muddatdan (30 kun yoki 1 yil, hali belgilanmagan) keyin o‘chirib tashlanadigan sxema asosida ishlaydi.

Uzoq muddatli foyda uchun EIP-4444 joriy etilishi kerak. Unga ko‘ra, tugunlardan endi barcha ma’lumotlarni to‘liq saqlash talab qilinmaydi. Buning o‘rniga tarixni tugatish sxemasi deb ataladigan yangi mexanizm qo‘llanadi: u tugunlarga ma’lumotlarning faqat ayrim qismlarini muayyan muddat saqlash imkonini beradi.

2.4 KZG majburiyati

KZG majburiyati — EIP-4844 proto-danksharding tomonidan qo‘llanadigan polinom majburiyati sxemasi.

KZG marosimi — KZG majburiyati uchun ishonchli sozlash jarayoni bo‘lib, unda 30 000 dan ortiq ishtirokchi qatnashgan.

2.4.1 KZG majburiyati nima?

KZG — 2010-yilda “Polinomlarga doimiy o‘lchamdagi majburiyatlar va ularning qo‘llanilishi” nomli polinom majburiyatlari haqidagi maqolani chop etgan Aniket Kate, Gregory M. Zaverucha va Ian Goldberg ismlarining qisqartmasi. KZG majburiyati plonk uslubidagi zk-SNARK protokollarida keng qo‘llanadi.

Dankrad taqdimotidagi chizmaga murojaat qiladigan bo‘lsak, KZG ildizi Merkle ildiziga o‘xshaydi, ammo KZG ildizi polinomga majburiyat oladi va undagi har bir nuqta shu polinomda yotadi. Proto-danksharding ssenariysida KZG ildizi ma’lumotlar to‘plamiga majburiyat oladi; bunda har bir ma’lumot nuqtasining butun to‘plam tarkibiga kirishini tekshirish mumkin.

KZG majburiyati ichki ishlashining qisqacha ko‘rinishi

  • Isbotlovchi: majburiyatni hisoblash uchun javobgar. Xavfsizlik nuqtayi nazaridan, isbotlovchi berilgan polinomni o‘zgartira olmaydi va majburiyat faqat joriy polinom uchun amal qiladi;

  • Tekshiruvchi: isbotlovchi yuborgan majburiyatni tekshirish uchun javobgar.

2.4.2 KZG marosimi (ishonchli sozlash)

KZG marosimi jarayoni

Har kim KZG marosimida ishtirokchi sifatida qatnashib, maxfiy qiymat qo‘shishi mumkin. Yangi qo‘shilgan maxfiy qiymat avvalgi natija bilan aralashtirilib, yangi natija hosil qilinadi va yakunda KZG majburiyatining ishonchli sozlashi uchun SRS yaratiladi. (Yaxshiroq tushunish uchun Vitalik taqdim etgan chizmaga qarang)

Ishonchli sozlash

  • KZG marosimi keng qo‘llanadigan, ko‘p ishtirokchili “tau darajalari” (power-of-tau) deb ataluvchi ishonchli sozlash jarayonidir;

  • Bu sozlash 1-of-N ishonch modeliga amal qiladi. Ya’ni yakuniy sozlashni yaratish jarayoniga qancha ishtirokchi hissa qo‘shishidan qat’i nazar, hech bo‘lmaganda bir kishi o‘z maxfiy qiymatini saqlab qolsa, sozlashning haqiqiyligi kafolatlanadi.

KZG marosimining ahamiyati

  • KZG majburiyati uchun ishonchli sozlashning qiymatini quyidagicha izohlash mumkin: kriptografik protokolning har bir bajarilishi uchun zarur bo‘lgan parametrni yaratish.

  • Isbotlovchi majburiyatni hisoblaganda, KZG majburiyati C = f(s)g1 bo‘ladi; bu yerda f — hisoblash funksiyasi, s esa KZG ishonchli sozlashining yakuniy natijasidir. Shu sababli joriy KZG marosimida hosil qilingan yakuniy maxfiy qiymat shardingni keyinchalik joriy etish uchun juda muhim.

2.4.3 KZG majburiyatining afzalliklari

  • Xarajat

  • KZG majburiyati murakkabligi pastroq bo‘lib, uni samarali tekshirish mumkin.

  • Qo‘shimcha isbot talab qilinmaydi, bu esa xarajatni kamaytirib, tarmoqli kenglikka bo‘lgan talabni pasaytiradi.

  • Nuqtani baholash prekompilyatsiyasidan foydalanish xarajatni yanada kamaytiradi.

  • Xavfsizlik

  • Xatolik yuz bersa, faqat joriy majburiyatga mos blob zararlanadi va zanjir bo‘ylab boshqa ta’sir yuz bermaydi.

  • Moslik

  • KZG majburiyati DAS bilan yaxshiroq mos keladi va ishlab chiqishdagi ortiqcha ishlarning oldini oladi.

2.5 EIP-4844 ning foydasi

Rollup

Quyidagi rasmda ko‘rsatilganidek, rollup holat o‘zgarishlari (state delta) va KZG majburiyatining versiyalangan xeshini calldata orqali yuborishi kerak (zk-rollup hamon zkp’ni yuklashi kerak).

EIP-4844 joriy etilgach, qimmat calldata’da faqat holat o‘zgarishlari va majburiyatlar kabi kichik ma’lumotlar bo‘ladi, tranzaksiyalar to‘plami kabi katta hajmdagi ma’lumotlar esa blob’ga joylanadi.

  • xarajatni kamaytirish;

  • blok saqlash uchun sarflanadigan joyni kamaytirish.

Xavfsizlikni yaxshilash

  • Ma’lumotlarning mavjudligi: blob beacon zanjirida saqlanadi va Ethereum L1 bilan bir xil xavfsizlik darajasiga ega.

  • Tarixiy ma’lumotlar: tugunlar blob’larni faqat muayyan muddat saqlaydi, doimiy ma’lumotlarni esa layer 2 rollup saqlaydi. Demak, tarixiy ma’lumotlarning xavfsizligi rollup’ga bog‘liq.

Xarajat

Blob tashuvchi tranzaksiyaning arzonligi umumiy xarajatni 10–50 baravar kamaytirishi mumkin.

Shu bilan birga, EIP-4844 blob uchun to‘lovni joriy etadi

  • Gas va blob uchun alohida sozlanadigan gas narxlari va limitlari bo‘ladi;

  • Blob narx birligi — gas. Har bir blok ko‘taradigan bloblar sonini (o‘rtacha 8 ta) saqlab turish maqsadida gas miqdori tarmoq yuklamasiga qarab o‘zgaradi.

Prekompilyatsiyani joriy etish

EVM bajarilishi faqat isbotlovchi yaratgan blob majburiyatini ko‘ra oladi, blob ma’lumotlariga esa bevosita kira olmaydi. Shu sababli rollup majburiyatning haqiqiyligini tekshirish uchun prekompilyatsiya sxemasidan foydalanishi kerak.

EIP-4844’da ikkita prekompilyatsiya algoritmi keltirilgan

  • Nuqtani baholash prekompilyatsiyasi

  • Bir nechta majburiyat bir xil ma’lumotlar to‘plamiga olinganini isbotlash.

  • Nuqtani baholash prekompilyatsiyasidan asosan zk-rollup foydalanadi. Rollup ikkita majburiyatni taqdim etishi kerak: KZG majburiyati va zk-rollup majburiyati.

  • Optimistic rollup’larning aksariyati bir necha bosqichli firibgarlik isbotidan foydalanadi. Yakuniy bosqichdagi firibgarlik isboti kichikroq hajmdagi ma’lumotlarni o‘z ichiga oladi, demak, ular xarajatni kamaytirish uchun nuqtani baholash prekompilyatsiyasidan ham foydalanishi mumkin.

  • Blob’ni tekshirish prekompilyatsiyasi

  • Versiyalangan xesh mos blob uchun haqiqiy ekanini isbotlash

  • Optimistic rollup firibgarlik isbotini yuborish uchun to‘liq ma’lumotlarga kirishi kerak. Shu sababli avval versiyalangan xeshning haqiqiyligini, so‘ng firibgarlik isbotini tekshirish maqsadga muvofiq.

3. Danksharding: to‘liq sharding sari muhim qadam

Masshtablash

Proto-danksharding’da ma’lumotlar blob’ini joriy etgan yangi tranzaksiya turi dizayni tufayli har bir blokda endi qo‘shimcha 1 MB kesh mavjud. Danksharding joriy etilgach, bu ko‘rsatkich 16–32 baravar oshadi.

Ma’lumotlar mavjudligi: yuqori unumli ma’lumot saqlash va tekshirish

Tugunlardan tarixiy ma’lumotlarning to‘liq mazmunini saqlash talab qilinadigan proto-danksharding’dan farqli o‘laroq, danksharding tugunlarga faqat namuna olishdan keyin ma’lumotlarni saqlash imkonini beradi.

DAS

O‘chirish kodlash texnologiyasidan foydalanadigan danksharding taklifi tugunlarga ma’lumotlar yo‘qolganini aniqlashni osonlashtiradi (har bir tugun ma’lumotlarning faqat bir qismini yuklab olishi kerak).

Xavfsizlik: deyarli o‘zgarmaydi

Tugunlardan tarixiy ma’lumotlarning to‘liq mazmunini saqlash endi talab qilinmagani sababli, xavfsizlik faqat bitta tugunga tayanmaydi. U ma’lumotlarning ayrim qismlarini saqlaydigan va keyinchalik ularni birlashtirib, to‘liq ma’lumotlarni tiklay oladigan bir nechta tugunga bog‘liq.

Bitta nuqtaga tayanadigan sxema bir nechta nuqtaga tayanadigan sxemadan xavfsizroq bo‘lsa-da, Ethereum tarmog‘idagi tugunlar soni ma’lumotlar mavjudligini ta’minlash maqsadiga erishish uchun yetarli darajada ko‘p.

Yangi muammo: blok yaratuvchilarga qo‘yiladigan talablarning ortishi

Validatorlar to‘liq ma’lumotlarning faqat ayrim qismlarini yuklab olib saqlasa-da, blok yaratuvchi barcha tranzaksiya ma’lumotlarini o‘z ichiga olgan blob ko‘rinishidagi to‘liq ma’lumotlarni yuklashi kerak bo‘ladi.

Dankrad slaydlaridagi chizmaga ko‘ra, dastlab MEV’ga qarshi kurashish uchun ishlab chiqilgan PBS (taklif qiluvchi/yaratuvchini ajratish) blok yaratish jarayonida tarmoqli kenglikka bo‘lgan talabni kamaytirishga qanday yordam berishini ko‘rishimiz mumkin.

4. Boshqa sharding sxemasi: Shardeum’ning dinamik holat shardingi

Shardeum — masshtablanuvchanlik va xavfsizlikni yaxshilash uchun dinamik holat shardingi usulidan foydalanadigan, EVM bilan mos L1 blokcheyn. Shu bilan birga, Shardeum tarmog‘i yuqori darajadagi markazsizlashuvni ta’minlay oladi.

Dinamik holat shardingi

Afzalliklari

Dinamik holat shardingi eng yaqqol namoyon bo‘ladigan foydasi — chiziqli masshtablash. Har bir tugun turli manzillar oralig‘ini saqlaydi va tugunlar qamrab oladigan manzillar sezilarli darajada ustma-ust tushadi. Sharding algoritmi tugunlarni dinamik ravishda guruhlaydi, ya’ni Shardeum tarmog‘iga yangi qo‘shilgan tugunlar darhol TPS’ni oshirishga xizmat qiladi.

Joriy etish

Dinamik holat shardingi sxemasini joriy etish statik shardingga qaraganda murakkabroq. Shardeum texnik jamoasi sharding texnologiyalarini chuqur o‘rgangan. Shardeum jamoasining avvalgi ilmiy-tadqiqot va ishlanmalari (ilgari Shardus texnologiyasi) ham katta hissa qo‘shadi; bu esa dinamik holat shardingi rivojlanishning dastlabki bosqichidayoq chiziqli masshtablash imkoniyatini namoyish etishiga yordam beradi.

Xulosa

Mahsulot

Bo‘lish va boshqarish g‘oyasiga asoslangan Shardeum dinamik holat shardingi hisoblash va saqlash ishlarini bo‘lib, yuqoriroq darajadagi parallellashuvni ta’minlaydi. Shu bois tarmoq ko‘proq tugunlarni qabul qila oladi, bu esa o‘tkazuvchanlikni va markazsizlashuv darajasini yanada oshiradi.

Jamoa

Shardeum jamoasi marketing borasida katta tajriba va kuchli hikoya qilish mahoratiga ega. Shuningdek, texnik tafsilotlarni, ayniqsa dinamik holat shardingi texnologiyasini chuqur tushunadi.

Texnologiya

Texnik jamoa ssenariyni tushunishiga asoslanib, mos sharding sxemasi va samarali konsensus algoritmini (Proof of Stake + Proof of Quorum) ishlab chiqa oladi. Bunda avvalo masshtablash va o‘tkazuvchanlik hisobga olinadi, xavfsizlik va markazsizlashuv darajasi esa imkon qadar ta’minlanadi.

Rivojlanish

Betanet 2023–02–02 sanasida ishga tushirildi.

5. Istiqbol

  • Sharding Ethereum uchun uzoq muddatli masshtablash yechimi bo‘lib, butun tarmoq uchun ulkan qiymat va chuqur ahamiyatga ega. Shardingni joriy etish bosqichma-bosqich rivojlanadigan jarayon bo‘lgani uchun uni diqqat bilan kuzatib borish lozim. Proto-danksharding va dankshardingni o‘z ichiga olgan barcha joriy takliflar yangilanishi yoki o‘zgartirilishi mumkin.

  • Shardingni joriy etishning umumiy usulini tushunish muhim, lekin jarayon davomida yuzaga keladigan PBS, DAS, ko‘p o‘lchovli to‘lov bozori kabi texnik takliflarga ham e’tibor berish kerak. Bu sxemalar bilan birga ko‘plab istiqbolli loyihalar paydo bo‘lishi mumkin.

  • Sharding — masshtablash texnologiyalari to‘plamini ifodalovchi umumiy atama ekanini va muayyan ssenariylarga qarab turli qo‘llash sxemalari mavjudligini bilish muhim. Masalan, danksharding dizayni faqat Ethereum’ga mos kelishi mumkin. Uni boshqa L1’larda qo‘llash salbiy ta’sirga olib kelishi ehtimol, chunki xavfsizlikni tarmoqdagi juda ko‘p tugunlar ta’minlashi kerak.

  • Shardingni boshqa masshtablash yechimlari bilan oqilona birlashtirish ko‘paytiruvchi samara beradi. Dankshardingning joriy taklifi o‘z-o‘zicha ishlamaydi. Aksincha, rollup va danksharding bir-birini to‘ldirib, Ethereum’ning masshtablanuvchanligi va sig‘imini yaxshilaydi.

Manbalar

https://notes.ethereum.org/@dankrad/kzg_commitments_in_proofs

https://notes.ethereum.org/@dankrad/new_sharding

https://vitalik.ca/general/2022/03/14/trustedsetup.html

https://notes.ethereum.org/@vbuterin/proto_danksharding_faq#Why-use-the-hash-of-the-KZG-instead-of-the-KZG-directly

https://ethresear.ch/t/easy-proof-of-equivalence-between-multiple-polynomial-commitment-schemes-to-the-same-data/8188

https://dankradfeist.de/ethereum/2020/06/16/kate-polynomial-commitments.html

https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-4844

https://www.eip4844.com/

https://biquanlibai.notion.site/Data-Availability-caa896aae59d489b98f2448f17b01640

https://ethresear.ch/t/a-design-of-decentralized-zk-rollups-based-on-eip-4844/12434

Foresight Ventures haqida

Foresight Ventures kelgusi bir necha o‘n yillikda blokcheyn sohasidagi inqilobiy innovatsiyalarni qo‘llab-quvvatlashga intiladi. Biz bir nechta fondni boshqaramiz: venchur kapital fondi, faol boshqariladigan ikkilamchi bozor fondi, ko‘p strategiyali fondlar fondi va xususiy bozor ikkilamchi fondi. Boshqaruvimizdagi aktivlar hajmi 400 million dollardan oshadi. Foresight Ventures “o‘ziga xoslik, mustaqillik, dadillik va uzoq muddatli fikrlash” tamoyiliga amal qiladi hamda rivojlanayotgan ekotizimdagi portfel kompaniyalariga keng ko‘lamli ko‘mak beradi. Jamoamiz Sequoia Capital, CICC, Google, Bitmain kabi yetakchi moliya va texnologiya kompaniyalarida ishlagan tajribali mutaxassislardan tarkib topgan.

Veb-sayt: https://www.foresightventures.com/

Twitter: https://twitter.com/ForesightVen

Medium: https://foresightventures.medium.com

Substack: https://foresightventures.substack.com

Discord: https://discord.com/invite/maEG3hRdE3

Linktree: https://linktr.ee/foresightventures