Možná jste si všimli, že téměř každý vývojář se účastní a retweetuje KZG Ceremony, takže co je to KZG Ceremony?
Jednoduše řečeno, KZG Ceremony je nastavení důvěryhodnosti závazku EIP-4844 KZG a EIP-4844 je předběžná verze plného sdílení Etherea.
1. Sharding: Dlouhodobé řešení pro škálování Etherea
Zatímco rollupy škálují Ethereum od prováděcí vrstvy, sharding zlepšuje škálovatelnost a kapacitu Etherea z pohledu dostupnosti dat.
Trendový graf níže ukazuje, že průměrná velikost bloku kolísá kolem 90 kb navzdory rychlé iteraci Etherea v těchto letech. Přestože kumulace výrazně snižují přetížení sítě, celkový výkon je stále omezen kapacitou úložiště dat vrstvy 1.
S ohledem na bezpečnost a složitost implementace je sharding rozdělen do několika fází, které zahrnují proto-danksharding a danksharding. Celý proces může trvat několik let.
Vzhledem k aktuálnímu schématu úložiště se jako uzly může účastnit pouze několik vysoce výkonných hardwaru. Po implementaci shardingu nemusí uzly uchovávat celý obsah historických dat, což využívá zabezpečení Etherea tím, že snižuje práh, aby se stal uzlem (nižší náklady na ukládání dat a vyšší stupeň decentralizace).
2. EIP-4844: Pozoruhodný krátkodobý návrat, předběžné vydání plného shardingu Etherea
EIP-4844 = Proto-Danksharding；
Vzhledem k tomu, že kompletní implementace shardingu je stále příliš složitá a může trvat roky, proto-danksharding je nejlepším přechodným plánem pro snížení přetížení Etherea v krátkodobém horizontu.
2.1 Proto-danksharding Shrnutí
Proto-Danksharding zavádí nový typ transakce nazývaný transakce nesoucí blob. Díky této aktualizaci mohou kumulativní soubory používat „blob“ k přenosu dat do L1 a jejich dočasnému ukládání za relativně nižší cenu. Velikost objektu blob je mnohem větší než aktuální data volání.
O blobu:
Každá transakce může nést maximálně 2 bloby
Každý blok běžně nese 8 objektů BLOB, které mají kapacitu 1 MB.
Blok může nést 16 objektů BLOB, což vede k velikosti bloku 2 MB.
Objekt blob není trvale uložen jako protokol historie jako data volání.
Při návrhu proto-dankshardingu musí uzly stále stahovat celý obsah dat a ověřit dostupnost dat.
2.2 Transakce nesoucí blob do hloubky
Funkčnost
Funkcionalita datového blobu je podobná calldata, což umožňuje souhrnu přenášet data transakcí a důkazy do L1.
Náklady
Původním záměrem blobu je podporovat vysoké TPS v rollupech. Ve srovnání s calldata, která využívají úložiště v řetězci, se tyto datové bloby stahují a ukládají pouze po určitou dobu. Výdaje na plyn za rollupy pro zajištění dostupnosti dat budou proto předvídatelně nižší.
Kapacita
Velikost každého blobu je 125 kB.
2.3 Hodnota a výzva transakce nesoucí blob
Hodnota
Je jisté, že vznik blobů způsobí, že se transakční data stanou jakousi mezipamětí, což dále snižuje požadavky na úložný hardware pro uzly a snižuje poplatek za plyn tím, že Ethereum poskytuje další úložiště dat.
Výzva: Vypočítejme hardwarové požadavky
Faktem je, že současná velikost bloku je kolem 90 kB, ale velikost blobu může dosáhnout 125 kB
Podle návrhu EIP-4844 je velikost každého slotu normálně 1 MB, což znamená, že celkovou velikost dat lze vypočítat následovně:
1 MB/blok * 5 bloků/min * 43200 min/měsíc * 12 měsíců/rok = 2,47 TB za rok
Je zřejmé, že roční přírůstek dat je mnohem větší než celková data Ethereum, z čehož vyplývá, že tento naivní plán ukládání dat není efektivní.
Co lze optimalizovat?
Z krátkodobého hlediska musí každý uzel stále uchovávat úplný obsah historických dat, ale vrstva konsenzu je implementována se schématem, že data blob budou smazána v určitém časovém období (30 dní nebo 1 rok, TBD)
Pro dlouhodobý přínos je třeba implementovat EIP-4444, což znamená, že uzly již nemusí ukládat plná data. Místo toho je přijat nový mechanismus, který umožňuje uzlům ukládat pouze části dat po určitou dobu s odkazem na takzvané schéma vypršení platnosti historie.
2.4 Závazek KZG
KZG Commitment je polynomiální schéma závazků přijaté protokolem EIP-4844 proto-danksharding
KZG Ceremony je proces nastavení důvěry pro KZG Commitment, který přitahuje více než 30 000 účastníků.
2.4.1 Co je závazek KZG
KZG je zkratka Aniket Kate, Gregoryho M. Zaveruchy a Iana Goldberga, kteří v roce 2010 publikovali esej s polynomiálním závazkem „Závazky konstantní velikosti pro polynomy a jejich aplikace“. protokol.
S odkazem na diagram z Dankradovy prezentace je kořen KZG podobný Merklemu kořenu, až na to, že kořen KZG se zavazuje k polynomu, kde každá pozice leží na tomto polynomu. Na základě scénáře proto-dankshardingu KZG root odevzdá datovou sadu, kde lze každý jednotlivý datový bod ověřit jako součást celé sady.
Rychlý přehled toho, jak závazek KZG interně funguje
Prover: Zodpovědný za výpočet závazku. Z bezpečnostních důvodů nemůže dokazovatel modifikovat daný polynom a závazek je platný pouze pro aktuální polynom;
Ověřovatel: Zodpovídá za ověření závazku zaslaného od dokazovatele.
2.4.2 Ceremony KZG (důvěryhodné nastavení)
Průběh ceremoniálu KZG
Každý se může připojit jako účastník ceremonie KZG a přispět tajenkou. Nově přidaný tajný klíč bude smíchán s předchozím výstupem, aby se vytvořil nový výsledek, a nakonec se vygeneruje SRS pro nastavení důvěryhodnosti závazku KZG. (Pro lepší pochopení se podívejte na diagram poskytnutý Vitalikem)
Nastavení důvěry
KZG Ceremony je divoce používané nastavení důvěry pro více účastníků nazývané power-of-tau;
Toto nastavení se řídí modelem důvěry 1-of-N, což znamená, že bez ohledu na to, kolik účastníků přispívá k procesu generování konečného nastavení, pokud jedna osoba uchová své tajemství, lze zaručit platnost nastavení.
Význam ceremoniálu KZG
Hodnotu nastavení důvěryhodnosti závazku KZG lze interpretovat následovně: vygenerovat parametr, který je nezbytný pro každé jednotlivé provedení kryptografického protokolu
Když dokazovatel vypočítá závazek, závazek KZG C = f(s)g1, kde f je vyhodnocovací funkce a s je konečný výsledek nastavení důvěry KZG. Proto je konečné tajemství generované aktuálním ceremoniálem KZG klíčové pro následující implementaci shardingu.
2.4.3 Výhoda závazku KZG
Náklady
Závazek KZG je méně složitý a lze jej efektivně ověřit.
Není potřeba žádný další důkaz, což vede k nižším nákladům a splňuje požadavky na šířku pásma.
Ještě nižší náklady s využitím bodového hodnocení předkompilace.
Bezpečnostní
Pokud dojde k selhání, je infikován pouze blob odpovídající aktuálnímu závazku a nedochází k žádnému dalšímu řetězovému efektu.
Kompatibilita
Závazek KZG je šetrnější k DAS, což zabraňuje nadbytečnosti ve vývoji.
2.5 Výhoda EIP-4844
Srolovat
Jak je znázorněno na obrázku níže, rollup musí odeslat deltu stavu a verzovaný hash závazku KZG prostřednictvím calldata (zk-rollup stále potřebuje nahrát zkp).
Po implementaci EIP-4844 přenášejí drahá data volání pouze některá malá data, jako je rozdíl stavu a závazky, zatímco velká data, jako je dávka transakcí, jsou vložena do blobu.
snížit náklady;
snížit využití blokového úložného prostoru.
Zlepšení bezpečnosti
Dostupnost dat: Blob je uložen v řetězci majáků, který sdílí stejné zabezpečení jako Ethereum L1.
Historická data: uzly ukládají objekty blob pouze po určitou dobu a kumulativní vrstva 2 je zodpovědná za trvalé ukládání dat, což znamená, že zabezpečení historických dat závisí na kumulaci.
Náklady
Nízkonákladová funkce transakce přenášející blob může optimalizovat celkové náklady o x10 až x50.
Mezitím EIP-4844 zavádí poplatek za blob
Gas a blob budou mít samostatné nastavitelné ceny plynu a limity;
Cenovou jednotkou blobu je plyn, množství plynu se bude pohybovat podle síťového provozu, jehož cílem je udržet počet, který každý blok nese (v průměru 8).
Implementace prekompilace
Provádění EVM může pouze zobrazit potvrzení objektu BLOB vygenerovaného ověřovatelem a nemůže přímo přistupovat k datům objektů BLOB. Proto je třeba, aby rollup používal schéma předkompilace k ověření platnosti závazku.
V EIP-4844 jsou zmíněny dva předkompilační algoritmy
Bodové hodnocení předkompilace
Dokažte, že více závazků se vztahuje ke stejnému souboru dat.
Předkompilace bodového hodnocení se používá hlavně u zk-rollup, rollup musí poskytnout dva závazky, závazek KZG a závazek zk-rollup
Pokud jde o optimistický rollup, většina z nich přijala vícekolovou ochranu proti podvodům a poslední kolo odolné proti podvodům má menší velikost dat, což znamená, že mohou také použít předkompilaci bodového hodnocení za nižší náklady.
Předkompilace ověření blobu
Prokažte, že verzovaný hash je platný pro odpovídající objekt blob
Optimistic rollup potřebuje přístup k úplným datům při odesílání zabezpečení proti podvodům, takže je rozumné ověřit platnost verzovaného hashe a poté ověření odolné proti podvodům.
3. Danksharding: Zásadní krok k úplnému shardingu
Měřítko
Díky novému návrhu typu transakce proto-danksharding, který zavádí datový blob, má nyní každý blok 1 MB mezipaměti navíc. Toto číslo po zavedení dankshardingu vzroste 16 až 32krát.
Dostupnost dat: Vysoce výkonné ukládání a ověřování dat
Ve srovnání s proto-danksharding, kde jsou uzly vyžadovány k ukládání celého obsahu historických dat, danksharding umožňuje uzlům ukládat data pouze po vzorkování.
THE
Návrh danksharding s využitím technologie erasure kódování usnadňuje (každý uzel potřebuje stáhnout pouze části dat) pro uzly odhalit ztrátu dat.
Zabezpečení: Téměř stejné
Vzhledem k tomu, že uzly již nemusí ukládat celý obsah historických dat, zabezpečení není podporováno pouze jedním uzlem, ale závisí na více uzlech, které ukládají části dat a lze je dále skládat a obnovovat celá data.
Přestože schéma jednobodové závislosti je bezpečnější než vícebodová závislost, počet uzlů v síti Ethereum je mnohem více než dostatečný, což je kvalifikováno pro dosažení cíle zajištění dostupnosti dat.
Nová výzva: vyšší požadavky na stavitele bloků
Zatímco validátoři stahují a ukládají pouze části úplných dat, tvůrce bloků stále potřebuje nahrát celý obsah dat, což je blob, který obsahuje všechna data transakcí.
Podle diagramu z Dankradových snímků můžeme vidět, jak PBS (oddělení navrhovatele a tvůrce), které je původně navrženo pro anti-MEV, pomáhá snižovat požadavek na šířku pásma během vytváření bloků.
4. Další schéma shardingu: dynamické sharding stavu ze Shardea
Shardeum je EVM-kompatibilní L1 blockchain, který využívá dynamické stavové sharding ke zlepšení škálovatelnosti a zabezpečení. Síť shardeum je přitom schopna zajistit vyšší úroveň decentralizace.
Dynamické sharding stavu
Výhody
Nejintuitivnějšími výhodami dynamického stavového shardingu je lineární škálování. Každý uzel má jiný rozsah adres a mezi adresami pokrytými uzly se výrazně překrývají. Algoritmus shardingu dynamicky seskupuje uzly, což znamená, že nově přidané uzly v síti Shardeum pracují okamžitě na zvýšení TPS.
Implementace
Složitost implementace dynamického shardingu je obtížnější než statického. Technický tým Shardeum hluboce prozkoumal technologie shardingu. Významným přínosem jsou také předchozí úspěchy v oblasti výzkumu a vývoje provedené týmem Shardeum (dříve technologie Shardus), která je schopna předvést lineární škálování dynamického shardingu v rané fázi vývoje.
souhrn
Produkt
S odkazem na myšlenku rozdělení a panování rozděluje dynamické sharding stavu Shardeum pracovní zátěž výpočtu a ukládání, což umožňuje vyšší úroveň paralelizace. Síť je tedy schopna pojmout více uzlů, což dále zlepšuje propustnost a úroveň decentralizace.
tým
Tým Shardeum má silné marketingové zkušenosti a vypravěčské schopnosti. Mají také hluboké porozumění technickým detailům, zejména dynamickému shardingu stavu.
Technika
Technický tým je schopen navrhnout vhodné schéma shardingu a účinný konsensuální algoritmus (Proof of Stake+ Proof of Quorum) na základě jejich pochopení scénáře, který klade škálování a propustnost na první místo a zajišťuje bezpečnost a úroveň decentralizace. tak daleko, jak je to jen možné.
Pokrok
Betanet byl spuštěn 2023-02-02.
5. Výhled
Sharding je dlouhodobé škálovací řešení pro Ethereum, má obrovskou hodnotu a hluboký význam pro celou síť. Horší je věnovat zvýšenou pozornost, protože implementace shardingu je proces opakování. Všechny aktuální návrhy, včetně proto-dankshardingu a dankshardingu, lze upgradovat/změnit.
I když je důležité porozumět obecné metodě implementace shardingu, technické návrhy, jako je PBS, DAS, multidimenzionální trh poplatků atd., které se objeví během procesu, také stojí za pozornost. Tato schémata by mohla doprovázet mnoho vynikajících projektů.
Je důležité vědět, že sharding je obecný termín, který popisuje sadu škálovacích technologií a že existují různá aplikační schémata v závislosti na konkrétních scénářích. Například návrh dankshardingu by mohl vyhovovat pouze Ethereu a mohl by pravděpodobně vést k negativnímu efektu, pokud by byl použit v jiných L1, protože bezpečnost musí být zaručena velkým množstvím uzlů v síti.
Racionální kombinací shardingu a dalších řešení škálování lze dosáhnout multiplikačního efektu. Současný návrh dankshardingu nebude fungovat sám. Místo toho se rollupy a danksharding vzájemně doplňují, aby se zlepšila škálovatelnost a kapacita Etherea.
Odkaz
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
O Foresight Ventures
Foresight Ventures se věnuje podpoře rušivých inovací blockchainu v příštích několika desetiletích. Spravujeme několik fondů: fond rizikového kapitálu, aktivně spravovaný sekundární fond, multistrategický FOF a soukromý tržní sekundární fond s AUM přesahující 400 milionů USD. Foresight Ventures se drží víry „Unikátní, nezávislé, agresivní, dlouhodobé myšlení“ a poskytuje rozsáhlou podporu portfoliovým společnostem v rámci rostoucího ekosystému. Náš tým se skládá z veteránů špičkových finančních a technologických společností jako Sequoia Capital, CICC, Google, Bitmain a mnoha dalších.
Web: https://www.foresightventures.com/
Twitter: https://twitter.com/ForesightVen
Střední: https://foresightventures.medium.com
Substack: https://foresightventures.substack.com
Discord: https://discord.com/invite/maEG3hRdE3
Linktree: https://linktr.ee/foresightventures