Bạn có thể nhận thấy hầu hết mọi nhà phát triển đều tham gia và đăng lại Lễ trao giải KZG, vậy Lễ KZG là gì?

Nói một cách đơn giản, Lễ KZG là thiết lập tin cậy của cam kết EIP-4844 KZG và EIP-4844 là bản phát hành trước của sharding Ethereum đầy đủ.

1. Sharding: Giải pháp lâu dài để mở rộng quy mô Ethereum

  • Trong khi các bản tổng hợp mở rộng quy mô Ethereum từ lớp thực thi, shending cải thiện khả năng mở rộng và năng lực của Ethereum từ góc độ sẵn có của dữ liệu.

  • Biểu đồ xu hướng bên dưới cho thấy kích thước khối trung bình dao động khoảng 90kb bất chấp sự lặp lại nhanh chóng của Ethereum trong những năm này. Mặc dù các bản tổng hợp giúp loại bỏ tình trạng tắc nghẽn mạng một cách đáng chú ý nhưng hiệu suất tổng thể vẫn bị hạn chế bởi khả năng lưu trữ dữ liệu Lớp 1.

  • Khi xem xét tính bảo mật và mức độ phức tạp của việc triển khai, sharding được chia thành nhiều giai đoạn, bao gồm proto-danksharding và danksharding. Toàn bộ quá trình có thể mất vài năm.

  • Với lược đồ lưu trữ hiện tại, chỉ một số phần cứng hiệu suất cao có thể tham gia với tư cách là nút. Sau khi triển khai sharding, các nút không bắt buộc phải lưu trữ toàn bộ nội dung của dữ liệu lịch sử, điều này thúc đẩy tính bảo mật của Ethereum bằng cách hạ thấp ngưỡng trở thành nút (Chi phí lưu trữ dữ liệu thấp hơn và mức độ phân quyền cao hơn).

2. EIP-4844: Lợi nhuận ngắn hạn đáng chú ý, bản phát hành trước của sharding Ethereum đầy đủ

EIP-4844 = Proto-Danksharding；

Vì việc triển khai hoàn toàn sharding vẫn còn quá phức tạp và có thể mất nhiều năm nên proto-danksharding là kế hoạch Trung cấp tốt nhất để giảm tắc nghẽn Ethereum trong ngắn hạn.

2.1 Tóm tắt sơ bộ về Danksharding

Proto-Danksharding giới thiệu một loại giao dịch mới gọi là giao dịch mang blob. Hưởng lợi từ bản cập nhật này, các bản tổng hợp có thể sử dụng “blob” để truyền dữ liệu sang L1 và lưu trữ tạm thời với chi phí tương đối thấp hơn. Kích thước của một blob lớn hơn nhiều so với calldata hiện tại.

Giới thiệu về blob:

  • Mỗi giao dịch có thể mang tối đa 2 đốm màu

  • Mỗi khối thường chứa 8 đốm màu, có dung lượng 1MB.

Một khối có thể chứa 16 đốm màu, dẫn đến kích thước khối là 2MB.

  • Một blob không được lưu trữ vĩnh viễn dưới dạng nhật ký lịch sử như calldata.

  • Trong thiết kế proto-danksharding, các nút vẫn cần tải xuống nội dung dữ liệu đầy đủ và xác minh tính khả dụng của dữ liệu.

2.2 Giao dịch mang theo Blob chuyên sâu

Chức năng

Chức năng của blob dữ liệu tương tự như calldata, cho phép tổng hợp chuyển dữ liệu giao dịch và bằng chứng sang L1.

Trị giá

Mục đích ban đầu của blob là hỗ trợ TPS cao trong các lần tổng hợp. So với calldata, sử dụng bộ nhớ trên chuỗi, các blob dữ liệu đó chỉ được tải xuống và lưu trữ trong một khoảng thời gian. Do đó, chi phí gas cho các lần tổng hợp để đảm bảo tính khả dụng của dữ liệu sẽ thấp hơn có thể dự đoán được.

Dung tích

Kích thước của mỗi blob là 125kB.

2.3 Giá trị và thách thức của giao dịch mang theo blob

Giá trị

Chắc chắn rằng sự xuất hiện của các đốm màu khiến dữ liệu giao dịch trở thành một loại bộ nhớ đệm, điều này càng làm giảm yêu cầu phần cứng lưu trữ cho các nút và giảm phí gas bằng cách cung cấp thêm dung lượng lưu trữ dữ liệu cho Ethereum.

Thách thức: Hãy tính toán yêu cầu phần cứng

Thực tế là kích thước khối hiện tại là khoảng 90kB, nhưng kích thước của một blob có thể đạt tới 125kB

Theo thiết kế của EIP-4844, kích thước của mỗi khe thường là 1 MB, nghĩa là tổng kích thước dữ liệu có thể được tính như sau:

1 MB/khối * 5 khối/phút * 43200 phút/tháng * 12 tháng/năm = 2,47 TB mỗi năm

Rõ ràng là mức tăng dữ liệu hàng năm lớn hơn nhiều so với tổng dữ liệu Ethereum, điều này cho thấy kế hoạch lưu trữ dữ liệu đơn giản này không hiệu quả.

Những gì có thể được tối ưu hóa?

Trong ngắn hạn, mỗi nút vẫn cần lưu trữ toàn bộ nội dung của dữ liệu lịch sử, nhưng lớp đồng thuận được triển khai với sơ đồ rằng dữ liệu blob sẽ bị xóa trong một khoảng thời gian nhất định (30 ngày hoặc 1 năm, TBD)

Vì lợi ích lâu dài, EIP-4444 cần được triển khai, điều này cho thấy rằng các nút không còn cần thiết phải lưu trữ dữ liệu đầy đủ nữa. Thay vào đó, một cơ chế mới được áp dụng, cho phép các nút chỉ lưu trữ các phần dữ liệu trong một thời gian nhất định đề cập đến cái gọi là sơ đồ hết hạn lịch sử.

2.4 Cam kết KZG

Cam kết KZG là một chương trình cam kết đa thức được áp dụng bởi EIP-4844 proto-danksharding

Lễ KZG là quá trình thiết lập niềm tin cho Cam kết KZG, thu hút hơn 30.000 người tham gia.

2.4.1 Cam kết KZG là gì

KZG là tên viết tắt của Aniket Kate, Gregory M. Zaverucha và Ian Goldberg, người đã xuất bản bài tiểu luận về cam kết đa thức “Những cam kết về kích thước không đổi đối với đa thức và các ứng dụng của chúng” vào năm 2010. Cam kết của KZG được áp dụng rộng rãi trong zk-snark kiểu plonk giao thức.

Tham khảo sơ đồ từ phần trình bày của Dankrad, căn KZG tương tự như căn Merkle, ngoại trừ căn KZG cam kết với một đa thức, trong đó mọi vị trí đều nằm trên đa thức này. Dựa trên kịch bản proto-danksharding, KZG root cam kết một tập dữ liệu, trong đó mọi điểm dữ liệu có thể được xác minh là một phần của toàn bộ tập hợp.

Cái nhìn nhanh về cách thức hoạt động của cam kết KZG trong nội bộ

  • Prover: Có trách nhiệm tính toán cam kết. Để xem xét tính bảo mật, người chứng minh không thể sửa đổi đa thức đã cho và cam kết chỉ có hiệu lực đối với đa thức hiện tại;

  • Người xác minh: Chịu trách nhiệm xác minh cam kết được gửi từ người chứng minh.

2.4.2 Lễ KZG(thiết lập tin cậy)

Quá trình của Lễ KZG

Mọi người đều có thể tham gia với tư cách là người tham gia buổi lễ KZG và đóng góp bí mật. Bí mật mới được thêm vào sẽ được trộn với đầu ra trước đó để tạo thành kết quả mới và cuối cùng, tạo SRS cho thiết lập ủy thác cam kết KZG. (Kiểm tra sơ đồ do Vitalik cung cấp để hiểu rõ hơn)

Thiết lập tin cậy

  • Lễ KZG là một thiết lập ủy thác có nhiều người tham gia được sử dụng rộng rãi được gọi là power-of-tau;

  • Thiết lập này tuân theo mô hình tin cậy 1 trong N, có nghĩa là cho dù có bao nhiêu người tham gia đóng góp vào quá trình tạo thiết lập cuối cùng, miễn là một người giữ bí mật của mình thì tính hợp lệ của thiết lập vẫn có thể được đảm bảo.

Ý nghĩa của Lễ KZG

  • Giá trị của thiết lập tin cậy của cam kết KZG có thể được hiểu như sau: để tạo ra một tham số cần thiết cho mỗi lần thực thi giao thức mật mã

  • Khi người chứng minh tính toán cam kết, cam kết KZG C = f(s)g1, trong đó f là hàm đánh giá và s là kết quả cuối cùng của việc thiết lập niềm tin KZG. Do đó, bí mật cuối cùng được tạo ra bởi buổi lễ KZG hiện tại là rất quan trọng đối với việc triển khai sharding sau này.

2.4.3 Lợi thế của Cam kết KZG

  • Trị giá

  • Cam kết KZG có độ phức tạp thấp hơn và có thể được xác minh một cách hiệu quả.

  • Không cần thêm bằng chứng, điều này dẫn đến chi phí thấp hơn và loại bỏ yêu cầu về băng thông.

  • Chi phí thậm chí còn thấp hơn khi tận dụng lợi thế của việc biên dịch trước đánh giá điểm.

  • Bảo vệ

  • Nếu lỗi xảy ra, chỉ blob tương ứng với cam kết hiện tại bị lây nhiễm và không có hiệu ứng dây chuyền nào nữa.

  • Khả năng tương thích

  • Cam kết của KZG thân thiện hơn với DAS, tránh tình trạng dư thừa trong quá trình phát triển.

2.5 Lợi ích của EIP-4844

Tổng hợp

Như được hiển thị trong hình bên dưới, quá trình tổng hợp cần gửi delta trạng thái và hàm băm theo phiên bản của cam kết KZG thông qua calldata (zk-rollup vẫn cần tải zkp lên).

Sau khi triển khai EIP-4844, dữ liệu cuộc gọi đắt tiền chỉ mang một số dữ liệu nhỏ như đồng bằng trạng thái và các cam kết, trong khi dữ liệu lớn như lô giao dịch được đưa vào blob.

  • giảm chi phí;

  • giảm việc sử dụng không gian lưu trữ khối.

Cải thiện an ninh

  • Tính khả dụng của dữ liệu: Blob được lưu trữ trong chuỗi đèn hiệu, có chung mức bảo mật như Ethereum L1.

  • Dữ liệu lịch sử: các nút chỉ lưu trữ các đốm màu trong một khoảng thời gian nhất định và quá trình cuộn lên lớp 2 chịu trách nhiệm lưu trữ dữ liệu vĩnh viễn, điều này cho thấy rằng tính bảo mật của dữ liệu lịch sử phụ thuộc vào quá trình tổng hợp.

Trị giá

Tính năng chi phí thấp của giao dịch mang blob có thể tối ưu hóa chi phí tổng thể từ x10 đến x50.

Trong khi đó, EIP-4844 áp dụng phí blob

  • Gas và blob sẽ có giá và giới hạn gas có thể điều chỉnh riêng biệt;

  • Đơn vị giá của một blob là gas, lượng gas sẽ thay đổi theo lưu lượng mạng, nhằm mục đích duy trì số lượng mà mỗi khối mang theo (trung bình là 8).

Thực hiện biên dịch trước

Việc thực thi EVM chỉ có thể xem cam kết của một blob do người chứng minh tạo ra và không thể truy cập trực tiếp vào dữ liệu blob. Do đó, việc tổng hợp cần sử dụng sơ đồ biên dịch trước để xác minh tính hợp lệ của cam kết.

Có hai thuật toán biên dịch trước được đề cập trong EIP-4844

  • Biên dịch trước đánh giá điểm

  • Chứng minh rằng có nhiều cam kết được cam kết cho cùng một bộ dữ liệu.

  • Biên dịch trước đánh giá điểm chủ yếu được áp dụng bởi zk-rollup, việc tổng hợp cần cung cấp hai cam kết, cam kết KZG và cam kết zk-rollup

  • Đối với tổng hợp lạc quan, hầu hết trong số họ đã áp dụng biện pháp chống gian lận nhiều vòng và chống gian lận ở vòng cuối cùng có kích thước dữ liệu nhỏ hơn, có nghĩa là họ cũng có thể sử dụng tính năng biên dịch trước đánh giá điểm để có chi phí thấp hơn.

  • Biên dịch trước xác minh Blob

  • Chứng minh rằng hàm băm được phiên bản hợp lệ cho blob tương ứng

  • Tổng hợp lạc quan cần quyền truy cập vào dữ liệu đầy đủ khi gửi bằng chứng gian lận, do đó, việc xác minh tính hợp lệ của hàm băm được phiên bản và sau đó là xác minh bằng chứng gian lận là hợp lý.

3. Danksharding: Một bước quan trọng hướng tới sharding toàn diện

Chia tỷ lệ

Nhờ thiết kế loại giao dịch mới của proto-danksharding, giới thiệu blob dữ liệu, giờ đây mỗi khối có thêm bộ đệm 1 MB. Con số này sẽ tăng gấp 16 đến 32 lần sau khi thực hiện Danksharding.

Tính sẵn có của dữ liệu: Lưu trữ và xác minh dữ liệu hiệu suất cao

So với proto-danksharding, trong đó các nút được yêu cầu lưu trữ toàn bộ nội dung của dữ liệu lịch sử, thì danksharding cho phép các nút chỉ lưu trữ dữ liệu sau khi lấy mẫu.

CÁC

Tận dụng công nghệ mã hóa xóa, đề xuất Danksharding giúp các nút phát hiện việc mất dữ liệu dễ dàng hơn (mỗi nút chỉ cần tải xuống các phần dữ liệu).

Bảo mật: Gần như giống nhau

Vì các nút không còn cần thiết để lưu trữ toàn bộ nội dung của dữ liệu lịch sử nên tính bảo mật không chỉ được hỗ trợ bởi một nút duy nhất mà phụ thuộc vào nhiều nút lưu trữ các phần dữ liệu và có thể được soạn thảo thêm và khôi phục toàn bộ dữ liệu.

Mặc dù sơ đồ phụ thuộc một điểm an toàn hơn sơ đồ phụ thuộc nhiều điểm, nhưng số lượng nút trong mạng Ethereum là quá đủ, đủ điều kiện để đạt được mục tiêu đảm bảo tính khả dụng của dữ liệu.

Thử thách mới: yêu cầu cao hơn đối với người xây dựng khối

Mặc dù trình xác thực chỉ tải xuống và lưu trữ các phần của dữ liệu đầy đủ, nhưng người xây dựng khối vẫn cần tải lên toàn bộ nội dung dữ liệu là blob chứa tất cả dữ liệu giao dịch.

Theo sơ đồ từ các slide của Dankrad, chúng ta có thể thấy PBS (tách người đề xuất/người xây dựng), vốn được thiết kế ban đầu để chống MEV, giúp giảm yêu cầu băng thông trong quá trình xây dựng khối.

4. Một sơ đồ phân mảnh khác: phân mảnh trạng thái động từ Shardeum

Shardeum là một chuỗi khối L1 tương thích với EVM, sử dụng tính năng bảo vệ trạng thái động để cải thiện khả năng mở rộng và bảo mật. Trong khi đó, mạng shardeum có thể đảm bảo mức độ phân quyền cao hơn.

Phân mảnh trạng thái động

Thuận lợi

Lợi ích trực quan nhất của phân mảnh trạng thái động là chia tỷ lệ tuyến tính. Mỗi nút chứa một dải địa chỉ khác nhau và có sự chồng chéo đáng kể giữa các địa chỉ được bao phủ bởi các nút. Thuật toán sharding nhóm các nút một cách linh hoạt, có nghĩa là các nút mới được thêm vào trong mạng Shardeum sẽ hoạt động ngay lập tức để tăng TPS

Thực hiện

Sự phức tạp của việc triển khai phân mảnh trạng thái động khó hơn so với phân mảnh tĩnh. Đội ngũ kỹ thuật của Shardeum đã nghiên cứu sâu về công nghệ sharding. Những thành tựu R&D trước đây do nhóm Shardeum (trước đây là công nghệ Shardus) thực hiện cũng có những đóng góp đáng kể, có thể thể hiện quy mô tuyến tính của phân mảnh trạng thái động trong giai đoạn phát triển ban đầu.

Bản tóm tắt

Sản phẩm

Đề cập đến ý tưởng phân chia và chinh phục, phân đoạn trạng thái động Shardeum phân chia khối lượng công việc tính toán và lưu trữ, cho phép mức độ song song hóa cao hơn. Do đó, mạng có thể chứa nhiều nút hơn, điều này giúp cải thiện hơn nữa thông lượng và mức độ phân cấp.

Đội

Nhóm Shardeum có kinh nghiệm tiếp thị vững chắc và khả năng tường thuật. Họ cũng có hiểu biết sâu sắc về chi tiết công nghệ, đặc biệt là phân đoạn trạng thái động.

Công nghệ

Nhóm công nghệ có thể thiết kế sơ đồ phân chia thích hợp và thuật toán đồng thuận hiệu quả (Bằng chứng cổ phần + Bằng chứng đại biểu) dựa trên sự hiểu biết của họ về kịch bản, trong đó đặt quy mô và thông lượng là ưu tiên hàng đầu và đảm bảo tính bảo mật cũng như mức độ phân cấp càng xa càng tốt.

Tiến triển

Betanet ra mắt vào ngày 2023–02–02.

5. Triển vọng

  • Sharding là một giải pháp mở rộng quy mô dài hạn cho Ethereum, nó có giá trị rất lớn và ý nghĩa sâu sắc đối với toàn mạng. Sẽ tệ hơn nếu bạn chú ý kỹ càng vì việc triển khai sharding là một quá trình lặp đi lặp lại. Tất cả các đề xuất hiện tại, bao gồm cả proto-danksharding và danksharding, đều có thể được nâng cấp/thay đổi.

  • Mặc dù việc hiểu phương pháp chung để triển khai sharding là quan trọng, nhưng các đề xuất kỹ thuật, chẳng hạn như PBS, DAS, thị trường phí đa chiều, v.v., xuất hiện trong quá trình này cũng đáng được chú ý. Có thể có nhiều dự án nổi bật đi kèm với các đề án đó.

  • Điều quan trọng cần biết là shending là một thuật ngữ chung mô tả một tập hợp các công nghệ mở rộng quy mô và có các sơ đồ ứng dụng khác nhau tùy thuộc vào các tình huống cụ thể. Ví dụ: thiết kế danksharding có thể chỉ phù hợp với Ethereum và có thể dẫn đến tác động tiêu cực nếu được áp dụng trong các L1 khác, vì tính bảo mật cần được đảm bảo bởi một số lượng lớn nút trong mạng.

  • Sự kết hợp hợp lý giữa sharding và các giải pháp mở rộng quy mô khác có thể đạt được hiệu quả nhân rộng. Đề xuất danksharding hiện tại sẽ không hoạt động một mình. Thay vào đó, rollups và danksharding bổ sung cho nhau để cải thiện tốt hơn khả năng mở rộng và năng lực của Ethereum.

Thẩm quyền giải quyết

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

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

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

Về tầm nhìn xa

Foresight Ventures tận tâm hỗ trợ sự đổi mới mang tính đột phá của blockchain trong vài thập kỷ tới. Chúng tôi quản lý nhiều quỹ: quỹ VC, quỹ thứ cấp được quản lý tích cực, FOF đa chiến lược và quỹ thứ cấp thị trường tư nhân, với AUM vượt quá 400 triệu USD. Foresight Ventures tuân thủ niềm tin về “Tư duy độc đáo, độc lập, tích cực, lâu dài” và cung cấp hỗ trợ sâu rộng cho các công ty đầu tư trong một hệ sinh thái đang phát triển. Nhóm của chúng tôi bao gồm các cựu chiến binh từ các công ty tài chính và công nghệ hàng đầu như Sequoia Capital, CICC, Google, Bitmain và nhiều công ty khác.

Trang web: https://www.foresightventures.com/

Twitter: https://twitter.com/ForesightVen

Trung bình: https://foresightventures.medium.com

Ngăn xếp phụ: https://foresightventures.substack.com

Bất hòa: https://discord.com/invite/maEG3hRdE3

Cây liên kết: https://linktr.ee/foresightventures