Возможно, вы заметили, что почти каждый разработчик участвует и ретвитит KZG Ceremony, так что же такое KZG Ceremony?
Проще говоря, KZG Ceremony — это установка доверия EIP-4844 KZG, а EIP-4844 — это предварительная версия полного шардинга Ethereum.
1. Шардинг: долгосрочное решение для масштабирования Ethereum
В то время как накопительные пакеты масштабируют Ethereum с уровня исполнения, сегментирование улучшает масштабируемость и емкость Ethereum с точки зрения доступности данных.
Диаграмма тенденций ниже показывает, что средний размер блока колеблется в районе 90 КБ, несмотря на быстрое развитие Эфириума в последние годы. Хотя объединение существенно снижает перегрузку сети, общая производительность по-прежнему ограничена емкостью хранилища данных уровня 1.
С учетом безопасности и сложности реализации шардинг делится на несколько этапов, которые включают в себя прото-данкшардинг и данкшардинг. Весь процесс может занять несколько лет.
Учитывая текущую схему хранения, лишь немногие высокопроизводительные аппаратные средства могут выступать в качестве узлов. После реализации шардинга узлам не требуется хранить полное содержимое исторических данных, что повышает безопасность Ethereum за счет снижения порога становления узлом (более низкая стоимость хранения данных и более высокая степень децентрализации).
2. EIP-4844: Замечательное краткосрочное возвращение, предварительная версия полного шардинга Ethereum.
EIP-4844 = Прото-Данкшардинг；
Поскольку полная реализация шардинга все еще слишком сложна и может занять годы, прото-данкшардинг — лучший промежуточный план по уменьшению перегрузки Ethereum в краткосрочной перспективе.
2.1 Краткое описание прото-данкшардинга
Proto-Danksharding представляет новый тип транзакции, называемый транзакцией с переносом больших двоичных объектов. Благодаря этому обновлению накопительные пакеты могут использовать «BLOB» для передачи данных на уровень L1 и их временного хранения при относительно меньших затратах. Размер большого двоичного объекта намного больше, чем текущие данные вызова.
О блобе:
Каждая транзакция может содержать не более 2 больших двоичных объектов.
Каждый блок обычно содержит 8 больших двоичных объектов емкостью 1 МБ.
Блок может содержать 16 больших двоичных объектов, что приводит к размеру блока 2 МБ.
Большой двоичный объект не хранится постоянно в журнале истории, как данные вызовов.
При проектировании прото-данкшардинга узлам по-прежнему необходимо загружать полный контент данных и проверять доступность данных.
2.2 Подробности о транзакции, несущей большие двоичные объекты
Функциональность
Функциональность BLOB-объекта данных аналогична функциям calldata, которая позволяет при объединении передавать данные и доказательства транзакций в L1.
Расходы
Первоначальное намерение большого двоичного объекта — поддерживать высокий уровень TPS в накопительных пакетах. По сравнению с calldata, который использует хранилище в цепочке, эти объекты данных загружаются и хранятся только в течение определенного периода времени. Таким образом, затраты газа на объединение данных для обеспечения доступности данных будут предсказуемо ниже.
Емкость
Размер каждого BLOB-объекта составляет 125 КБ.
2.3 Ценность и сложность транзакций, переносящих большие двоичные объекты
Ценить
Несомненно, появление больших двоичных объектов превращает данные транзакций в своего рода кэш, что еще больше снижает требования к оборудованию для хранения данных для узлов и снижает плату за газ, предоставляя Ethereum дополнительное хранилище данных.
Задача: давайте рассчитаем требования к оборудованию.
Дело в том, что текущий размер блока составляет около 90 КБ, но размер блоба может достигать 125 КБ.
Согласно конструкции EIP-4844, размер каждого слота обычно составляет 1 МБ, что означает, что общий размер данных можно рассчитать следующим образом:
1 МБ/блок * 5 блоков/мин * 43200 мин/месяц * 12 месяцев/год = 2,47 ТБ в год
Очевидно, что годовой прирост данных намного превышает общий объем данных Ethereum, из чего следует, что этот простой план хранения данных неэффективен.
Что можно оптимизировать?
В краткосрочной перспективе каждому узлу по-прежнему необходимо хранить полное содержимое исторических данных, но уровень консенсуса реализован по схеме, согласно которой данные больших двоичных объектов будут удалены через определенный период времени (30 дней или 1 год, будет определено позднее).
Для получения долгосрочной выгоды необходимо внедрить EIP-4444, который указывает на то, что узлам больше не требуется хранить полные данные. Вместо этого применяется новый механизм, который позволяет узлам хранить только части данных в течение определенного времени, используя так называемую схему истечения срока действия истории.
2.4 Обязательства КЗГ
KZG Commitment — это полиномиальная схема обязательств, принятая в прототипе EIP-4844.
KZG Ceremony — это процесс учреждения доверительного управления KZG Commitment, который привлекает более 30 000 участников.
2.4.1 Что такое обязательства KZG
KZG — это аббревиатура Аникет Кейт, Грегори М. Заверухи и Яна Голдберга, опубликовавших в 2010 году эссе о полиномиальных обязательствах «Обязательства постоянного размера для полиномов и их применения». KZG Commitment широко применяется в zk-snark в стиле plonk. протокол.
Ссылаясь на диаграмму из презентации Данкрада, корень KZG аналогичен корню Меркла, за исключением того, что корень KZG привязан к полиному, где каждая позиция лежит на этом полиноме. Основываясь на сценарии прото-данкшардинга, корень KZG фиксирует набор данных, где каждая отдельная точка данных может быть проверена как часть всего набора.
Краткий обзор того, как обязательства KZG работают внутри компании
Доказывающее: отвечает за расчет обязательств. Из соображений безопасности доказывающий не может изменить данный полином, и обязательство действительно только для текущего полинома;
Верификатор: отвечает за проверку обязательства, отправленного проверяющим.
2.4.2 Церемония KZG (доверенная установка)
Процесс церемонии KZG
Каждый может присоединиться к церемонии KZG и поделиться секретом. Вновь добавленный секрет будет смешан с предыдущими выходными данными для формирования нового результата и, наконец, для создания SRS для настройки доверительного управления обязательствами KZG. (Для лучшего понимания ознакомьтесь со схемой, предоставленной Виталиком)
Настройка доверия
KZG Ceremony — это широко используемая многосторонняя трастовая система, называемая power-of-tau;
Эта настройка соответствует модели доверия «1 из N», что означает, что независимо от того, сколько участников вносят свой вклад в процесс создания окончательной настройки, до тех пор, пока один человек хранит свою тайну, достоверность настройки может быть гарантирована.
Значение церемонии KZG
Значение настройки доверия обязательства KZG можно интерпретировать следующим образом: генерировать параметр, необходимый для каждого отдельного выполнения криптографического протокола.
Когда доказывающая сторона вычисляет обязательство, обязательство KZG C = f(s)g1, где f — оценочная функция, а s — окончательный результат настройки доверия KZG. Поэтому последний секрет, полученный в результате текущей церемонии KZG, имеет решающее значение для последующей реализации шардинга.
2.4.3 Преимущество обязательств KZG
Расходы
Обязательства KZG имеют меньшую сложность и могут быть эффективно проверены.
Никаких дополнительных доказательств не требуется, что приводит к снижению затрат и снимает требования к пропускной способности.
Еще более низкие затраты благодаря предварительной компиляции точечной оценки.
Безопасность
В случае сбоя заражается только большой двоичный объект, соответствующий текущему обязательству, и дальнейшего цепного эффекта не происходит.
Совместимость
Обязательства KZG более дружественны к DAS, что позволяет избежать дублирования в разработке.
2.5 Преимущества EIP-4844
Свернуть
Как показано на рисунке ниже, накопителю необходимо отправить дельту состояния и версионный хэш обязательства KZG через данные вызова (zk-rollup все равно необходимо загрузить zkp).
После реализации EIP-4844 дорогостоящие данные вызовов содержат только небольшие данные, такие как дельта состояния и обязательства, тогда как большие данные, такие как пакет транзакций, помещаются в большой двоичный объект.
снизить стоимость;
уменьшить использование пространства для хранения блоков.
Улучшение безопасности
Доступность данных: Blob хранится в цепочке маяков, которая имеет ту же безопасность, что и Ethereum L1.
Исторические данные: узлы хранят большие двоичные объекты только в течение определенного периода времени, а объединение уровня 2 отвечает за постоянное хранение данных, что указывает на то, что безопасность исторических данных зависит от объединения.
Расходы
Низкая стоимость транзакции переноса больших двоичных объектов может оптимизировать общую стоимость от x10 до x50.
Между тем, EIP-4844 вводит плату за большие объемы данных.
Газ и Blob будут иметь отдельные регулируемые цены и лимиты на газ;
Ценовой единицей BLOB-объекта является газ, количество газа будет плавать в зависимости от сетевого трафика, целью которого является поддержание количества, которое несет каждый блок (в среднем 8).
Реализация прекомпиляции
Выполнение EVM может только просматривать фиксацию большого двоичного объекта, созданного проверяющим устройством, и не может напрямую обращаться к данным большого двоичного объекта. Поэтому при объединении необходимо использовать схему предварительной компиляции для проверки действительности обязательства.
В EIP-4844 упомянуты два алгоритма прекомпиляции.
Предварительная компиляция оценки баллов
Докажите, что несколько обязательств привязаны к одному и тому же набору данных.
Предварительная компиляция оценки баллов в основном используется zk-rollup, при этом накопительный пакет должен предоставить два обязательства: обязательство KZG и обязательство zk-rollup.
Что касается оптимистического объединения, большинство из них приняли многоэтапную защиту от мошенничества, а последний раунд защиты от мошенничества содержит меньший размер данных, что означает, что они также могут использовать предварительную компиляцию точечной оценки с меньшими затратами.
Предварительная компиляция проверки больших двоичных объектов
Докажите, что версионный хеш действителен для соответствующего большого двоичного объекта.
Оптимистическому объединению требуется доступ к полным данным при отправке доказательства мошенничества, поэтому разумно проверить достоверность версионного хэша, а затем провести проверку на защиту от мошенничества.
3. Данкшардинг: важный шаг на пути к полному шардингу
Масштабирование
Благодаря новому дизайну типа транзакций прото-данкшардинга, который представляет собой блок данных, каждый блок теперь имеет дополнительный кеш объемом 1 МБ. После внедрения данкшардинга это число вырастет от 16 до 32 раз.
Доступность данных: Высокопроизводительное хранение и проверка данных.
По сравнению с прото-данкшардингом, где узлы должны хранить полное содержимое исторических данных, данксардинг позволяет узлам хранить данные только после выборки.
ТО
Используя преимущества технологии стирающего кодирования, предложение danksharding упрощает (каждому узлу необходимо загружать только части данных) узлам обнаружение потери данных.
Безопасность: Почти такая же
Поскольку узлам больше не требуется хранить полное содержимое исторических данных, безопасность не поддерживается только одним узлом, а зависит от нескольких узлов, которые хранят части данных и могут в дальнейшем компоноваться и восстанавливать полные данные.
Хотя схема одноточечной зависимости более безопасна, чем многоточечная зависимость, количество узлов в сети Ethereum более чем достаточно, что позволяет достичь цели обеспечения доступности данных.
Новая задача: более высокие требования к строителям блоков
В то время как валидаторы загружают и хранят только части полных данных, построителю блоков по-прежнему необходимо загружать полное содержимое данных, то есть большой двоичный объект, содержащий все данные о транзакциях.
Согласно диаграмме со слайдов Данкрада, мы можем видеть, как PBS (разделение предлагающего/строителя), изначально разработанное для защиты от MEV, помогает снизить требования к пропускной способности во время построения блоков.
4. Еще одна схема шардинга: шардинг динамического состояния от Shardeum.
Shardeum — это EVM-совместимый блокчейн L1, который использует динамическое сегментирование состояния для улучшения масштабируемости и безопасности. Между тем, сеть шардеум способна обеспечить более высокий уровень децентрализации.
Динамическое разделение состояния
Преимущества
Наиболее очевидным преимуществом динамического сегментирования состояния является линейное масштабирование. Каждый узел имеет свой диапазон адресов, и между адресами, охватываемыми узлами, существует значительное перекрытие. Алгоритм сегментирования динамически группирует узлы, что означает, что вновь добавленные узлы в сети Shardeum немедленно работают над увеличением TPS.
Выполнение
Сложность реализации сегментирования динамического состояния выше, чем статического сегментирования. Техническая команда Shardeum глубоко исследовала технологии шардинга. Предыдущие достижения в области исследований и разработок, достигнутые командой Shardeum (ранее технология Shardus), также вносят значительный вклад, что позволяет продемонстрировать линейное масштабирование сегментирования динамического состояния на ранней стадии разработки.
Краткое содержание
Продукт
Ссылаясь на идею «разделяй и властвуй», динамическое сегментирование состояний Shardeum разделяет рабочую нагрузку вычислений и хранения, что обеспечивает более высокий уровень распараллеливания. Таким образом, сеть способна разместить больше узлов, что еще больше повышает пропускную способность и уровень децентрализации.
Команда
Команда Шардеума имеет большой опыт маркетинга и способность повествовать. Они также глубоко разбираются в технических деталях, особенно в динамическом сегментировании состояния.
Технологии
Техническая команда способна разработать подходящую схему сегментирования и эффективный алгоритм консенсуса (Proof of Stake + Proof of Quorum) на основе своего понимания сценария, который ставит масштабирование и пропускную способность на первое место и обеспечивает безопасность и уровень децентрализации. настолько далеко, насколько возможно.
Прогресс
Бетанет запущен 2 февраля 2023 г.
5. Перспективы
Шардинг — это долгосрочное решение для масштабирования Ethereum, оно имеет огромную ценность и глубокое значение для всей сети. Хуже уделять пристальное внимание, поскольку реализация шардинга — это процесс итерации. Все текущие предложения, включая прото-данкшардинг и данкшардинг, могут быть улучшены/изменены.
Хотя понимание общего метода реализации шардинга важно, также стоит обратить внимание на технические предложения, такие как PBS, DAS, многомерный рынок комиссий и т. д., которые появляются в ходе процесса. Этим схемам может сопутствовать множество выдающихся проектов.
Важно знать, что шардинг — это общий термин, описывающий набор технологий масштабирования, и в зависимости от конкретных сценариев существуют разные схемы применения. Например, конструкция данксардинга может подходить только для Ethereum и, вероятно, может привести к негативному эффекту, если ее применить в других L1, поскольку безопасность должна гарантироваться огромным количеством узлов в сети.
Рациональное сочетание шардинга и других решений масштабирования позволяет добиться многократного эффекта. Текущее предложение по данкшардингу не будет работать само по себе. Вместо этого накопительные пакеты и данкшардинг дополняют друг друга, чтобы лучше улучшить масштабируемость и емкость Ethereum.
Ссылка
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
О Форсайт Венчурс
Foresight Ventures стремится поддерживать революционные инновации в области блокчейна в течение следующих нескольких десятилетий. Мы управляем несколькими фондами: фондом венчурного капитала, активно управляемым вторичным фондом, многостратегическим FOF и вторичным фондом частного рынка, с AUM, превышающим 400 миллионов долларов США. Foresight Ventures придерживается принципа «уникального, независимого, агрессивного и долгосрочного мышления» и предоставляет всестороннюю поддержку портфельным компаниям в рамках растущей экосистемы. В нашу команду входят ветераны ведущих финансовых и технологических компаний, таких как Sequoia Capital, CICC, Google, Bitmain и многих других.
Веб-сайт: https://www.foresightventures.com/.
Твиттер: https://twitter.com/ForesightVen
Средний: https://foresightventures.medium.com.
Подстек: https://foresightventures.substack.com.
Дискорд: https://discord.com/invite/maEG3hRdE3
Linktree: https://linktr.ee/foresightventures.