Một trong những rào cản lớn nhất đối với việc áp dụng rộng rãi Ethereum là phí gas cao mà người dùng phải trả để giao dịch hoặc tương tác. Khi hoạt động trên chuỗi tăng lên, phí gas cũng sẽ tăng đáng kể, đẩy ngưỡng người dùng lên cao.

Để cải thiện hiệu suất của Ethereum L1+L2 và giải quyết vấn đề phí gas, Ethereum Foundation đã đề xuất sử dụng EIP-4844 để giảm phí gas và tăng thông lượng như một giải pháp chuyển đổi trung hạn. Bài viết này sẽ trình bày chi tiết về EIP-4844 và lý do tại sao nó lại quan trọng đối với việc triển khai lộ trình Ethereum.

Giới thiệu EIP-4844

Ethereum EIP-4844 là nội dung cốt lõi của bản nâng cấp Cancun, giới thiệu một loại giao dịch mới (giao dịch mang theo blob) để giảm phí giao dịch Ethereum. Một blob thực hiện một giao dịch giống như một giao dịch Ethereum thông thường, nhưng có thêm một số dữ liệu, được gọi là blob. So với calldata hiện tại lưu trữ dữ liệu giao dịch không thay đổi và chỉ đọc trong bộ nhớ, bộ nhớ blob lớn hơn và rẻ hơn nhiều.

Đánh giá từ sự khác biệt giữa không gian khối và không gian blob trong hình trên, các đốm màu khác với các khối hiển thị với Máy ảo Ethereum (EVM). Các đốm màu chỉ khả dụng trong một khoảng thời gian ngắn và không hiển thị đối với EVM. Ngoài ra, các đốm màu nằm trên lớp đồng thuận Ethereum thay vì trên lớp thực thi tập trung tính toán. Quan trọng nhất, blobspace rẻ hơn nhiều so với blockspace.

EIP-4844, còn được gọi là Proto-Danksharding, sẽ triển khai khuôn khổ và logic Danksharding tương tự như định dạng giao dịch và quy tắc xác minh mới.

Dòng thời gian phát triển EIP-4844

Trong 3 năm qua, Ethereum đã trải qua một loạt nâng cấp, chuyển từ đồng thuận PoW sang PoS và làm cho chuỗi khối của nó có khả năng mở rộng cao hơn.

Dưới đây là dòng thời gian và tổng quan về các cập nhật quan trọng của Ethereum:

Vào ngày 1 tháng 12 năm 2020, chuỗi beacon do PoS điều khiển đã hoạt động trực tuyến và người dùng Ethereum có thể đặt cược ETH của họ vào một chuỗi beacon riêng biệt để xác minh các giao dịch.

Vào tháng 9 năm 2022, Beacon Chain đã hợp nhất với mạng chính Ethereum, tập hợp lớp thực thi và lớp đồng thuận của mạng.

Vào ngày 13 tháng 4 năm 2023, bản nâng cấp Thượng Hải (EIP-4895) đã được triển khai, mở ra chức năng cam kết và rút ETH cho người xác thực Ethereum.

Những nâng cấp này là cần thiết để Ethereum tăng khả năng mở rộng, nhưng chúng không trực tiếp cải thiện tốc độ giao dịch hoặc giá gas của blockchain. Các nâng cấp trong tương lai như sharding và Danksharding sẽ giúp Ethereum thực sự có khả năng mở rộng.

Sharding là gì?

Sharding đề cập đến việc chia mạng blockchain thành các đơn vị nhỏ hơn gọi là “chuỗi phân đoạn”. Mỗi chuỗi phân đoạn có thể xử lý các giao dịch song song để tối đa hóa thông lượng giao dịch, giảm tắc nghẽn mạng và giảm phí gas. Nói cách khác, shending là phương pháp chia cơ sở dữ liệu thành các cơ sở dữ liệu nhỏ hơn để quản lý các phân đoạn dữ liệu cụ thể, từ đó tăng hiệu quả và hiệu suất của các cơ sở dữ liệu đó.

Do độ khó cao của công nghệ sharding, Ethereum đã quyết định áp dụng một giải pháp trung gian, tức là triển khai Proto-Danksharding trước, sau đó chuyển sang Danksharding, giải pháp dễ triển khai hơn.

Danksharding là gì?

Danksharding là một kiến ​​trúc sharding mới dựa trên dữ liệu dung lượng lớn được gọi là blob để mở rộng quy mô chuỗi khối Ethereum. Các giao thức lớp 2 tập trung vào việc tổng hợp sử dụng không gian dữ liệu blob bổ sung để giảm bớt tình trạng tắc nghẽn mạng, từ đó giảm phí giao dịch.

Hiện tại, TPS của lớp cơ sở của Ethereum là khoảng 15 và TPS của lớp thứ hai là khoảng 100. Theo ước tính sơ bộ, Danksharding dự kiến ​​sẽ tăng TPS của Ethereum (xem xét toàn bộ L1+L2) lên 100.000.

Một cải tiến khác của Danksharding là thị trường phí hợp nhất, trong đó chỉ có một người đề xuất chọn giao dịch cho tất cả các phân đoạn, thay vì mỗi phân đoạn có người đề xuất riêng. Để làm cho thị trường phí hợp nhất này hoạt động trơn tru và giảm thiểu vấn đề Giá trị có thể trích xuất tối đa (MEV), một phương pháp có tên là Tách người đề xuất so với người xây dựng cũng sẽ được triển khai (Người đề xuất đề cập đến việc lựa chọn giao dịch nào được đưa vào giao thức Ethereum khối tiếp theo người xác thực).

Tuy nhiên, việc triển khai Danksharding hoàn chỉnh trên Ethereum không diễn ra trong một sớm một chiều mà đòi hỏi phải thực hiện dần dần một số nâng cấp, chẳng hạn như EIP-4844 (Proto-Danksharding).

Proto-Danksharding là gì?

Proto-Danksharding, được đặt theo tên của hai nhà nghiên cứu Ethereum Proto Lambda và Dankrad Feist, sẽ tăng TPS Ethereum lên khoảng 1.000 và là một bước đơn giản hơn nhiều trước khi đạt được Danksharding đầy đủ. Quan trọng nhất, nó sẽ giới thiệu các loại giao dịch mới chấp nhận dữ liệu blob, đây là một phần quan trọng để biến Danksharding đầy đủ thành hiện thực.

Vitalik Buterin tin rằng Proto-Danksharding triển khai hầu hết logic và khuôn khổ của Danksharding, nhưng vẫn không triển khai bất kỳ sharding thực tế nào. Nói cách khác, Proto-Danksharding là nguyên mẫu của Danksharding, cung cấp khuôn khổ để thực hiện các nâng cấp sharding khác trong tương lai.

EIP-4844 Làm thế nào để giảm phí gas?

Mục đích chính của EIP-4844 (Proto-Danksharding) là giảm phí gas Ethereum bằng cách sử dụng các đốm màu để thực hiện các giao dịch. dữ liệu blob rẻ hơn, Máy ảo Ethereum (EVM) không thể truy cập dữ liệu đó và chỉ có thể xem cam kết đối với blob. Ngoài ra, băng thông dữ liệu trong Proto-Danksharding được cố định ở mức 1 MB mỗi khe.

Vì chỉ cần làm cho CallData rẻ hơn có thể dẫn đến sự không khớp trong trường hợp trung bình hoặc trường hợp xấu nhất, các nhà phát triển Ethereum đã cố gắng giảm phí gas bằng cách xây dựng các loại giao dịch mang blob mới (tập trung vào các giao dịch từ L2 Rollup).

Kích thước khối Ethereum trung bình là khoảng 90 KB, nhưng về mặt lý thuyết, kích thước khối tối đa là khoảng 1,8 MB. Điều này có nghĩa là các khối Ethereum có thể đáp ứng nhiều giao dịch hơn trong thời gian mạng hoạt động cao, nhưng với mức phí gas rất cao. Nếu calldata rẻ hơn 10 lần, khối lượng giao dịch sẽ tăng gấp 10 lần và trong trường hợp cực đoan, kích thước khối sẽ tăng gấp 10 lần (18 MB). Rõ ràng là Ethereum không thể chứa các khối lớn như vậy trong mạng của nó.

giải pháp

ProtoDanksharding giải quyết cuộc khủng hoảng giá xăng thông qua thị trường phí EIP-1559 đa chiều.

Trước khi ProtoDanksharding được đề xuất, EIP-4488 đã cố gắng giải quyết vấn đề phí gas cao.

EIP-4488 có hai quy tắc: chi phí gas của calldata giảm từ 16 đơn vị gas mỗi byte xuống còn 3 đơn vị gas; giới hạn 1 MB mỗi khối cộng với 300 byte cho mỗi giao dịch, mức tối đa có thể là Khoảng 1,4 MB.

Giới hạn kích thước khối là cách đơn giản nhất để đảm bảo rằng mức tăng đột biến tải khối trung bình không dẫn đến mức tăng đột biến tải cực lớn. Hơn nữa, kích thước khối tối đa (1,4 MB) luôn thấp hơn kích thước khối tối đa hiện tại (1,8 MB).

Vì EIP-4488 trước đây đã đề xuất giải pháp cho vấn đề gas, tại sao cuối cùng cộng đồng Ethereum lại chọn EIP-4844 để giảm phí gas? Bởi vì EIP-4488 tuy giảm thiểu những thay đổi hiện tại (duy trì sự ổn định) nhưng sẽ yêu cầu nhiều thay đổi hơn trong tương lai. Ngược lại, mục đích của Proto-Danksharding là thực hiện nhiều thay đổi về khuôn khổ hơn để giúp mạng Ethereum nâng cấp lên danksharding trong tương lai.

Proto-Danksharding tạo một loại giao dịch riêng để lưu dữ liệu từ L2 Rollup trong các đốm màu dung lượng lớn và số lượng đốm màu tồn tại trong mỗi khối bị giới hạn, điều này sẽ giúp giảm đáng kể phí L2. Blob được lưu trữ trên lớp đồng thuận, không phải lớp thực thi và do đó Máy ảo Ethereum (EVM) không thể truy cập được.

Ngay cả sau Proto-Danksharding, sharding vẫn sẽ là một nhiệm vụ phức tạp, nhưng độ phức tạp sẽ bị giới hạn ở lớp đồng thuận. Do đó, nhóm khách hàng lớp thực thi và nhà phát triển tổng hợp không cần thực hiện bất kỳ công việc bổ sung nào để chuyển từ Proto-Danksharding sang sharding đầy đủ.

EIP-4844 cũng tách dữ liệu blob khỏi calldata, giúp lưu trữ dữ liệu blob dễ dàng hơn trong khoảng thời gian ngắn hơn.

Tùy chọn lưu trữ dữ liệu cho EIP-4844

Proto-Danksharding có dung lượng khoảng 1 MB mỗi khe (12 giây) sẽ tạo ra 2,5 TB dữ liệu mỗi năm. Lớp đồng thuận có thể giải quyết các thách thức về lưu trữ dữ liệu bằng khoảng thời gian lưu giữ lịch sử (EIP-4444) và triển khai logic để tự động xóa dữ liệu blob sau một khoảng thời gian.

Liên quan đến câu hỏi về cách truy cập dữ liệu blob cũ, có nhiều cách để lưu trữ dữ liệu lịch sử trên các giao thức phi tập trung. Ví dụ: các giao thức dành riêng cho ứng dụng như rollup, Bittorrent, mạng cổng Ethereum, trình khám phá khối, nhà cung cấp API và giao thức lập chỉ mục của bên thứ ba (The Graph) đều có thể lưu trữ toàn bộ lịch sử.

Những nâng cấp trước và sau EIP-4844 là gì?

Các nhà phát triển Ethereum đã đề xuất một số nâng cấp trước EIP-4844 để giảm phí gas. Ví dụ: EIP-3651 giảm phí gas ngăn người xây dựng khối tương tác với phần mềm xây dựng khối Ethereum Coinbase, EIP-3855 giảm phí gas cho nhà phát triển thông qua Push 0 và EIP-3860 giảm phí gas cho chi phí cho các trường hợp sử dụng cụ thể.

EIP-4844 là một bước hướng tới việc bảo vệ toàn diện nhằm mở rộng mạng lưới Ethereum và giảm phí gas. Các nhà phát triển đang lên kế hoạch cho một “Verge” sau EIP-4844, nơi cây Verkle sẽ được giới thiệu để có khả năng mở rộng.

Tác động của EIP-4844

Mục tiêu chính của EIP-4844 là giảm phí gas L2 của Ethereum từ 10 đến 100 lần bằng cách sử dụng các giao dịch mang blob mới, giúp việc chuyển đổi sang phân đoạn hoàn toàn dễ dàng hơn vì tất cả các nâng cấp trong tương lai sẽ chỉ diễn ra trên lớp đồng thuận.

Ở cấp độ kiến ​​trúc, EIP-4844 đã giới thiệu các giao dịch mang blob. Đây là lần đầu tiên Ethereum xây dựng một lớp dữ liệu riêng cho L2, đặt nền tảng cho Danksharding hoàn chỉnh tiếp theo.

Ở cấp độ mô hình kinh tế, EIP-4844 sẽ giới thiệu một thị trường phí mới cho các đốm màu, đây cũng sẽ là bước đầu tiên để Ethereum hướng tới thị trường đa chiều.

Về mặt trải nghiệm người dùng, nhận thức trực quan nhất của người dùng là chi phí L2 giảm đáng kể. Cải tiến cơ bản quan trọng này sẽ cung cấp nền tảng quan trọng cho sự bùng nổ của L2 và lớp ứng dụng của nó.

bản tóm tắt

EIP-4844 là một bản nâng cấp lớn giúp mạng Ethereum có khả năng mở rộng cao hơn đồng thời cho phép cần ít bản cập nhật hơn để phân chia đầy đủ trong tương lai. Proto-Danksharding tăng không gian của nhóm dữ liệu blob, điều này sẽ cho phép xử lý nhiều dữ liệu hơn, từ đó giảm tắc nghẽn mạng và giảm phí gas.

Là một bản nâng cấp giao thức rất phức tạp, EIP-4844 là một phần quan trọng trong lộ trình Ethereum và cũng liên quan đến các nâng cấp hệ thống khác, chẳng hạn như tách biệt người đề xuất và người xây dựng cũng như điều chỉnh phí blob EIP-1559.

Ngoài việc giới thiệu các giao dịch mang theo blob, EIP-4844 sẽ triển khai logic lớp thực thi, quy tắc xác thực, thị trường gas đa chiều và các thay đổi hệ thống khác cần thiết cho việc phân chia toàn bộ trong tương lai.

Điều đáng chú ý là mặc dù EIP-4844 sẽ triển khai hầu hết logic Danksharding hoàn chỉnh nhưng nó sẽ không triển khai bất kỳ phân đoạn thực tế nào. Ngoài việc đưa Ethereum đến gần hơn với mức chi phí và thông lượng cần thiết để đạt được sự áp dụng rộng rãi, EIP-4844 cũng có thể cải thiện khả năng mở rộng và tiết kiệm chi phí.

Mặc dù EIP-4844 hiện chưa có ngày phát hành chính xác nhưng dự kiến ​​nó sẽ được triển khai vào cuối năm nay. Sau khi triển khai EIP-4844, người dùng sẽ thấy những cải tiến đáng kể đối với Ethereum, đặc biệt là L2, chủ yếu là giao dịch nhanh hơn và trải nghiệm phí thấp hơn. Việc triển khai thành công EIP-4844 cũng sẽ giúp Ethereum trở nên cạnh tranh hơn trong không gian tiền điện tử.