Anda mungkin memperhatikan hampir setiap pengembang berpartisipasi dan me-retweet KZG Ceremony, jadi apa itu KZG Ceremony?
Secara sederhana, Upacara KZG merupakan pengaturan kepercayaan komitmen KZG EIP-4844, dan EIP-4844 merupakan prarilis sharding penuh Ethereum.
1. Sharding: Solusi jangka panjang untuk penskalaan Ethereum
Sementara rollup menskalakan Ethereum dari lapisan eksekusi, sharding meningkatkan skalabilitas dan kapasitas Ethereum dari perspektif ketersediaan data.
Grafik tren di bawah ini menunjukkan bahwa ukuran blok rata-rata berfluktuasi sekitar 90kb meskipun Ethereum mengalami iterasi yang cepat tahun ini. Meskipun rollup mengurangi kemacetan jaringan secara signifikan, kinerja keseluruhan masih dibatasi oleh kapasitas penyimpanan data Layer 1.
Dengan mempertimbangkan keamanan dan kompleksitas implementasi, sharding dibagi menjadi beberapa fase, yang meliputi proto-danksharding dan danksharding. Seluruh proses dapat memakan waktu beberapa tahun.
Mengingat skema penyimpanan saat ini, hanya beberapa perangkat keras berkinerja tinggi yang dapat berpartisipasi sebagai node. Setelah penerapan sharding, node tidak diharuskan untuk menyimpan seluruh konten data historis, yang memanfaatkan keamanan Ethereum dengan menurunkan ambang batas untuk menjadi node (biaya penyimpanan data yang lebih rendah dan tingkat desentralisasi yang lebih tinggi).
2. EIP-4844: Pengembalian jangka pendek yang luar biasa, pra-rilis sharding penuh Ethereum
EIP-4844 = Proto-Danksharding;
Karena implementasi sharding yang lengkap masih terlalu rumit dan bisa memakan waktu bertahun-tahun, proto-danksharding adalah rencana perantara terbaik untuk mengurangi kemacetan Ethereum dalam jangka pendek.
2.1 Ringkasan Proto-danksharding
Proto-Danksharding memperkenalkan jenis transaksi baru yang disebut transaksi blob-carrying. Dengan memanfaatkan pembaruan ini, rollup dapat menggunakan "blob" untuk mentransfer data ke L1 dan menyimpannya sementara dengan biaya yang relatif lebih rendah. Ukuran blob jauh lebih besar daripada calldata saat ini.
Tentang blob:
Setiap transaksi dapat membawa paling banyak 2 blob
Setiap blok biasanya membawa 8 gumpalan, yang memiliki kapasitas 1MB.
Satu blok dapat menampung 16 blob, yang menghasilkan ukuran blok sebesar 2 MB.
Blob tidak disimpan secara permanen sebagai log riwayat seperti calldata.
Dalam desain proto-danksharding, node masih perlu mengunduh konten data lengkap dan memverifikasi ketersediaan data.
2.2 Transaksi pembawa blob secara mendalam
Fungsionalitas
Fungsionalitas blob data mirip dengan calldata, yang memungkinkan rollup untuk mentransfer data transaksi dan bukti ke L1.
Biaya
Tujuan awal blob adalah untuk mendukung TPS tinggi dalam rollup. Dibandingkan dengan calldata, yang menggunakan penyimpanan on-chain, blob data tersebut hanya diunduh dan disimpan untuk jangka waktu tertentu. Oleh karena itu, pengeluaran gas untuk rollup guna memastikan ketersediaan data diperkirakan akan lebih rendah.
Kapasitas
Ukuran tiap-tiap gumpalan adalah 125kB.
2.3 Nilai dan tantangan transaksi blob-carrying
Nilai
Sudah pasti bahwa munculnya blob membuat data transaksi menjadi semacam cache, yang selanjutnya menurunkan kebutuhan perangkat keras penyimpanan untuk node, dan mengurangi biaya gas dengan menyediakan Ethereum penyimpanan data ekstra.
Tantangan: Mari menghitung kebutuhan perangkat keras
Faktanya adalah ukuran blok saat ini sekitar 90kB, tetapi ukuran blob dapat mencapai 125kB
Menurut desain EIP-4844, ukuran setiap slot biasanya 1 MB, yang berarti ukuran data total dapat dihitung sebagai berikut:
1 MB/blok * 5 blok/menit * 43200 menit/bulan * 12 bulan/tahun = 2,47 TB per tahun
Jelaslah bahwa pertambahan data tahunan jauh lebih banyak daripada total data Ethereum, yang menyiratkan bahwa rencana penyimpanan data yang naif ini tidak efisien.
Apa yang dapat dioptimalkan?
Dalam jangka pendek, setiap node masih perlu menyimpan seluruh konten data historis, tetapi lapisan konsensus diimplementasikan dengan skema bahwa data blob akan dihapus dalam jangka waktu tertentu (30 hari atau 1 tahun, TBD).
Untuk manfaat jangka panjang, EIP-4444 perlu diimplementasikan, yang menunjukkan bahwa node tidak lagi diharuskan menyimpan data lengkap. Sebagai gantinya, mekanisme baru diadopsi, yang memungkinkan node hanya menyimpan sebagian data untuk waktu tertentu dengan mengacu pada apa yang disebut skema kedaluwarsa riwayat.
2.4 Komitmen KZG
Komitmen KZG adalah skema komitmen polinomial yang diadopsi oleh proto-danksharding EIP-4844
Upacara KZG adalah proses pendirian kepercayaan untuk Komitmen KZG, yang menarik lebih dari 30.000 peserta.
2.4.1 Apa komitmen KZG?
KZG merupakan singkatan dari Aniket Kate, Gregory M. Zaverucha, dan Ian Goldberg, yang menerbitkan esai komitmen polinomial “Constant-Size Commitments to Polynomials and Their Applications” pada tahun 2010. Komitmen KZG diterapkan secara luas dalam protokol zk-snark bergaya plonk.
Mengacu pada diagram dari presentasi Dankrad, akar KZG mirip dengan akar Merkle, kecuali akar KZG berkomitmen pada polinomial, di mana setiap posisi berada pada polinomial ini. Berdasarkan skenario proto-danksharding, akar KZG berkomitmen pada kumpulan data, di mana setiap titik data tunggal dapat diverifikasi sebagai bagian dari keseluruhan kumpulan.
Pandangan cepat tentang bagaimana komitmen KZG bekerja secara internal
Pembukti: Bertanggung jawab untuk menghitung komitmen. Untuk pertimbangan keamanan, pembukti tidak dapat mengubah polinomial yang diberikan, dan komitmen hanya berlaku untuk polinomial saat ini;
Verifikator: Bertanggung jawab untuk memverifikasi komitmen yang dikirim dari pembuktian.
2.4.2 Upacara KZG (pengaturan tepercaya)
Prosesi Upacara KZG
Semua orang dapat bergabung sebagai peserta dalam upacara KZG dan menyumbangkan rahasianya. Rahasia yang baru ditambahkan akan dicampur dengan keluaran sebelumnya untuk membentuk hasil baru, dan akhirnya, menghasilkan SRS untuk pengaturan kepercayaan komitmen KZG. (Periksa diagram yang disediakan oleh Vitalik untuk pemahaman yang lebih baik)
Pengaturan kepercayaan
Upacara KZG merupakan pengaturan kepercayaan multi-peserta yang banyak digunakan yang disebut power-of-tau;
Pengaturan ini mengikuti model kepercayaan 1 dari N, yang berarti tidak peduli berapa banyak partisipan yang berkontribusi pada proses pembuatan pengaturan akhir, selama satu orang menjaga rahasianya, validitas pengaturan tersebut dapat dijamin.
Pentingnya Upacara KZG
Nilai dari pengaturan kepercayaan komitmen KZG dapat diartikan sebagai berikut: untuk menghasilkan parameter yang diperlukan untuk setiap eksekusi protokol kriptografi
Ketika pembuktian menghitung komitmen, komitmen KZG C = f(s)g1, di mana f adalah fungsi evaluasi, dan s adalah hasil akhir dari pengaturan kepercayaan KZG. Oleh karena itu, rahasia akhir yang dihasilkan oleh upacara KZG saat ini sangat penting untuk implementasi sharding berikutnya.
2.4.3 Keuntungan Komitmen KZG
Biaya
Komitmen KZG memiliki kompleksitas yang lebih rendah dan dapat diverifikasi secara efisien.
Tidak diperlukan bukti tambahan, yang berarti biaya lebih rendah dan menghilangkan persyaratan bandwidth.
Bahkan biayanya lebih rendah dengan memanfaatkan prakompilasi evaluasi titik.
Keamanan
Jika kegagalan terjadi, hanya blob yang terkait dengan komitmen saat ini yang terinfeksi, dan tidak ada efek berantai lebih lanjut.
Kesesuaian
Komitmen KZG lebih bersahabat dengan DAS yang menghindari redundansi dalam pengembangan.
2.5 Manfaat EIP-4844
Gulung
Seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah, rollup perlu mengirimkan delta status dan hash versi komitmen KZG melalui calldata (zk-rollup masih perlu mengunggah zkp).
Setelah implementasi EIP-4844, panggilan data yang mahal hanya membawa beberapa data kecil seperti delta status dan komitmen, sedangkan data besar seperti kumpulan transaksi dimasukkan ke dalam blob.
mengurangi biaya;
mengurangi penggunaan ruang penyimpanan blok.
Peningkatan keamanan
Ketersediaan data: Blob disimpan dalam rantai beacon, yang berbagi keamanan yang sama dengan Ethereum L1.
Data historis: node hanya menyimpan blob selama jangka waktu tertentu, dan rollup lapisan 2 bertanggung jawab atas penyimpanan data permanen, yang menunjukkan bahwa keamanan data historis bergantung pada rollup.
Biaya
Fitur berbiaya rendah dari transaksi pembawa blob dapat mengoptimalkan biaya keseluruhan sebesar x10 hingga x50.
Sementara itu, EIP-4844 memperkenalkan biaya blob
Gas dan blob akan memiliki harga dan batasan gas yang dapat disesuaikan secara terpisah;
Satuan harga blob adalah gas, jumlah gas akan berubah sesuai dengan lalu lintas jaringan, yang bertujuan untuk mempertahankan jumlah yang dibawa setiap blok (rata-rata 8).
Implementasi precompile
Eksekusi EVM hanya dapat melihat komitmen blob yang dihasilkan oleh pembuktian, dan tidak dapat mengakses data blob secara langsung. Oleh karena itu, rollup perlu menggunakan skema prakompilasi untuk memverifikasi validitas komitmen.
Ada dua algoritma prakompilasi yang disebutkan dalam EIP-4844
Prakompilasi evaluasi titik
Buktikan bahwa beberapa komitmen dilakukan terhadap kumpulan data yang sama.
Precompile evaluasi titik terutama diadopsi oleh zk-rollup, rollup perlu menyediakan dua komitmen, komitmen KZG dan komitmen zk-rollup
Sedangkan untuk optimistic rollup, sebagian besar telah mengadopsi multi-round fraud-proof, dan final round fraud-proof memiliki ukuran data lebih kecil, yang berarti mereka juga dapat menggunakan precompile evaluasi titik dengan biaya lebih rendah.
Prakompilasi verifikasi blob
Buktikan bahwa hash versi valid untuk blob yang sesuai
Rollup optimistis memerlukan akses ke data lengkap saat mengirimkan data anti-penipuan, jadi masuk akal untuk memverifikasi keabsahan hash yang diberi versi, lalu verifikasi anti-penipuan.
3. Danksharding: Langkah penting menuju sharding penuh
Skala
Berkat desain tipe transaksi baru proto-danksharding, yang memperkenalkan gumpalan data, setiap blok kini memiliki cache tambahan sebesar 1 MB. Jumlah ini akan bertambah 16 hingga 32 kali lipat setelah penerapan danksharding.
Ketersediaan data: Penyimpanan dan verifikasi data berkinerja tinggi
Dibandingkan dengan proto-danksharding, di mana node diharuskan menyimpan konten lengkap data historis, danksharding memungkinkan node hanya menyimpan data setelah pengambilan sampel.
ITU
Memanfaatkan teknologi pengkodean penghapusan, proposal danksharding memudahkan (setiap node hanya perlu mengunduh bagian data) bagi node untuk menemukan hilangnya data.
Keamanan: Hampir sama
Karena node tidak lagi diharuskan menyimpan seluruh konten data historis, keamanan tidak hanya didukung oleh satu node saja, tetapi bergantung pada beberapa node yang menyimpan bagian-bagian data dan dapat disusun lebih lanjut serta memulihkan data lengkap.
Meskipun skema ketergantungan titik tunggal lebih aman daripada ketergantungan multititik, jumlah node dalam jaringan Ethereum jauh lebih dari cukup, yang memenuhi syarat untuk mencapai tujuan memastikan ketersediaan data.
Tantangan baru: persyaratan yang lebih tinggi untuk pembangun blok
Sementara validator hanya mengunduh dan menyimpan sebagian data lengkap, pembangun blok masih perlu mengunggah konten data lengkap, yaitu blob yang berisi semua data transaksi.
Berdasarkan diagram dari slide Dankrad, kita dapat melihat bagaimana PBS (pemisahan pengusul/pembangun), yang awalnya dirancang untuk anti-MEV, membantu mengurangi kebutuhan bandwidth selama pembangunan blok.
4. Skema sharding lainnya: sharding status dinamis dari Shardeum
Shardeum adalah blockchain L1 yang kompatibel dengan EVM, yang menggunakan sharding status dinamis untuk meningkatkan skalabilitas dan keamanan. Sementara itu, jaringan shardeum mampu memastikan tingkat desentralisasi yang lebih tinggi.
Pemecahan status dinamis
Keuntungan
Manfaat paling intuitif dari sharding status dinamis adalah penskalaan linier. Setiap node memiliki rentang alamat yang berbeda, dan terdapat tumpang tindih yang signifikan antara alamat yang dicakup oleh node. Algoritme sharding mengelompokkan node secara dinamis, yang berarti node yang baru ditambahkan dalam jaringan Shardeum bekerja segera untuk meningkatkan TPS
Pelaksanaan
Kompleksitas penerapan dynamic state sharding lebih sulit daripada static sharding. Tim teknis Shardeum telah meneliti teknologi sharding secara mendalam. Prestasi R&D sebelumnya yang dibuat oleh tim Shardeum (sebelumnya teknologi Shardus) juga memberikan kontribusi signifikan, yang mampu menunjukkan penskalaan linear dynamic state sharding dalam tahap pengembangan awal.
Ringkasan
Produk
Mengacu pada gagasan membagi dan menaklukkan, sharding status dinamis Shardeum membagi beban kerja kalkulasi dan penyimpanan, yang memungkinkan tingkat paralelisasi yang lebih tinggi. Oleh karena itu, jaringan dapat menampung lebih banyak node, yang selanjutnya meningkatkan throughput dan tingkat desentralisasi.
Tim
Tim Shardeum memiliki pengalaman pemasaran dan kemampuan bercerita yang kuat. Mereka juga memiliki pemahaman mendalam tentang detail teknologi, terutama sharding status dinamis.
Teknologi
Tim teknologi mampu merancang skema sharding yang tepat dan algoritma konsensus yang efisien (Proof of Stake+ Proof of Quorum) berdasarkan pemahaman mereka terhadap skenario, yang menempatkan skalabilitas dan throughput sebagai pertimbangan pertama dan memastikan keamanan dan tingkat desentralisasi sejauh mungkin.
Kemajuan
Betanet diluncurkan pada 2023–02–02.
5. Prospek
Sharding adalah solusi penskalaan jangka panjang untuk Ethereum, yang memiliki nilai besar dan signifikansi mendalam bagi seluruh jaringan. Lebih baik tidak terlalu diperhatikan, karena implementasi sharding adalah proses iterasi. Semua proposal saat ini, termasuk proto-danksharding dan danksharding, dapat ditingkatkan/diubah.
Meskipun memahami metode umum penerapan sharding itu penting, proposal teknis, seperti PBS, DAS, pasar biaya multidimensi, dll., yang muncul selama proses tersebut juga perlu diperhatikan. Mungkin ada banyak proyek luar biasa yang menyertai skema tersebut.
Penting untuk diketahui bahwa sharding adalah istilah umum yang menggambarkan serangkaian teknologi penskalaan, dan ada berbagai skema aplikasi tergantung pada skenario tertentu. Misalnya, desain danksharding mungkin hanya cocok untuk Ethereum, dan kemungkinan dapat menyebabkan efek negatif jika diterapkan di L1 lain, karena keamanan perlu dijamin oleh sejumlah besar node dalam jaringan.
Kombinasi rasional antara sharding dan solusi penskalaan lainnya dapat menghasilkan efek berlipat ganda. Usulan danksharding saat ini tidak akan bekerja sendiri. Sebaliknya, rollup dan danksharding saling melengkapi untuk meningkatkan skalabilitas dan kapasitas Ethereum dengan lebih baik.
Referensi
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#Mengapa-menggunakan-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
Tentang Foresight Ventures
Foresight Ventures berdedikasi untuk mendukung inovasi blockchain yang disruptif selama beberapa dekade mendatang. Kami mengelola beberapa dana: dana VC, dana sekunder yang dikelola secara aktif, FOF multi-strategi, dan dana sekunder pasar swasta, dengan AUM melebihi $400 juta. Foresight Ventures menganut keyakinan "pola pikir Unik, Independen, Agresif, Jangka Panjang" dan memberikan dukungan yang luas untuk perusahaan-perusahaan portofolio dalam ekosistem yang sedang berkembang. Tim kami terdiri dari para veteran dari perusahaan-perusahaan keuangan dan teknologi terkemuka seperti Sequoia Capital, CICC, Google, Bitmain, dan banyak lainnya.
Situs web: https://www.foresightventures.com/
Twitter: https://twitter.com/ForesightVen
Media: https://foresightventures.medium.com
Substack: https://foresightventures.substack.com
Perselisihan: https://discord.com/invite/maEG3hRdE3
Linktree: https://linktr.ee/foresightventures