Данкшардинг и Его Влияние на Ethereum

Ethereum — второй по величине блокчейн по рыночной капитализации, уступающий только флагманскому Биткойну. Вместо того, чтобы почивать на лаврах, Ethereum постоянно внедряет инновации на своем прочном фундаменте. Несмотря на то, что Ethereum отстает от Биткойна, он, безусловно, является наиболее функциональной и ценной сетью среди популярных вариантов на рынке. 

Большая функциональность и растущая популярность Ethereum сказались на перегрузке сети и возможностях масштабирования, сделав ее медленнее и дороже для обычного пользователя. 

В этой статье мы обсудим одно из возможных решений постоянных проблем масштабирования Ethereum — данкшардинг (Danksharding). 

Что Такое Виртуальная Машина Ethereum?

Прежде чем углубляться в сложные темы шардинга и, как следствие, данкшардинга, очень важно понять как работает виртуальная машина Ethereum (EVM). EVM – это основная технология обработки данных, лежащая в основе Ethereum, которая позволяет сети надежно функционировать на базе смарт-контрактов. Благодаря EVM Ethereum стал самой крупной сетью, поддерживающей децентрализованные приложения. 

Хотя другие платформы имеют схожие функциональные возможности, ни одна из них не может сравниться с Ethereum по объему, масштабу и качеству услуг. EVM позволяет разработчикам опробовать новые технологии и цифровые концепции для разработки основы децентрализованного Интернета. Однако беспрецедентная ценность и полезность EVM среди популярных сетей вызвали серьезные проблемы с масштабируемостью, скоростью и транзакционными издержками, то есть с комиссией за газ. 

Эта проблема преследовала Ethereum большую часть десятилетия без каких-либо очевидных решений или компенсирующих механизмов. В 2023 году Ethereum остается дорогим и довольно медленным по сравнению с Биткойном и другими популярными альткойнами. Таким образом, разработчики пытаются придумать план по снижению перенасыщенности сети, не жертвуя при этом надежностью функции смарт-контрактов, которая делает Ethereum уникальным. Практики шардинга и данкшардинга являются одними из наиболее многообещающих концепций решения проблем масштабирования Ethereum. Давайте исследуем их подробнее. 

Что такое шардинг Ethereum

Поскольку проблемы с масштабированием Ethereum привели к полномасштабной перегрузке сети, создатели Ethereum и эксперты-разработчики вернулись к поиску постоянного решения для масштабирования. В результате Ethereum представил идею шардинга, которая могла бы облегчить проблемы перегрузки и позволить сети обрабатывать до 100 000 транзакций за одну минуту. 

Итак, как же работает шардинг? С точки зрения непрофессионала, шардинг делит сеть Ethereum на цепочки сегментов (шардов), которые используются для проверки и обработки транзакций посегментно. Гениальность этого решения заключается в его способности исключить масштабные процессы проверки, задействующие всю сеть, когда каждая транзакция в сети Ethereum должна обрабатываться через все существующие ноды блокчейна. 

Такая проверка существенно нагружает сетевую инфраструктуру, делая ее медленнее, дороже и недоступнее для новых пользователей. Тем не менее, благодаря практике шардинга, Ethereum разделяется на более мелкие цепочки, каждая из которых одновременно обрабатывает тысячи транзакций. Поскольку каждая цепочка шардов действует как автономная сеть и содержит значительно меньше блоков, чем основная сеть Ethereum, транзакции можно валидировать гораздо быстрее. 

Итак, нетрудно понять, почему шардинг считается лучшим обновлением Ethereum на сегодняшний день, ведь он может решить самую фундаментальную проблему сети. Однако разработчикам еще предстоит реализовать полностью работающую версию шардинга, поскольку она требует серьезных корректировок существующей структуры основной сети Ethereum. 

В течение некоторого времени создатели Ethereum и разработчики сообщества почти отказались от концепции шардинга, поскольку ее оказалось чрезвычайно сложно реализовать. Вместо этого создатели предложили концепцию roll-up вне цепочки и другие концепции, чтобы решить проблему масштабируемости Ethereum. Однако в 2023 году мир блокчейна стал свидетелем возрождения концепции шардинга благодаря ее духовному преемнику — данкшардингу. 

Что такое данкшардинг

Данкшардинг, также известный как EIP 4844, был задуман исследователем Ethereum Данкрадом Файстом с целью решить проблемы масштабируемости Ethereum на фундаментальном уровне. Хотя Danksharding не является прямым преемником практики шардинга, он использует эту концепцию для доставки более дешевых данных в сеть. Благодаря инновационному сочетанию шардинга и концепции roll-up, Danksharding может стать постоянным решением для масштабирования Ethereum и сокращения периодов транзакций и обработки . Итак, что такое Danksharding в Ethereum, и как именно он работает? 

Эта совершенно новая концепция использует совокупную практику анализа и обработки транзакций. В этом отношении roll-ups является революционным решением масштабирования, объединяющим множество транзакций Ethereum в один пакет и проверяющим их вне цепочки, чтобы снять нагрузку с основной сети Ethereum.

Однако методология roll-up далека от совершенства, поскольку данные транзакций полностью передаются в объединенные пакеты, что делает весь процесс несколько избыточным. Технология Roll-Up была создана для уменьшения трафика на Ethereum, но из-за неэффективной обработки данных ей не удалось кардинально увеличить пропускную способность транзакций. 

Благодаря Danksharding концепция roll-up может, наконец, реализовать свой первоначальный потенциал, поскольку она может использовать принцип сегментирования для пакетирования только соответствующих точек данных в объединенные ноды. Чтобы дополнительно визуализировать эту концепцию, предположим, что у нас есть 100 000 транзакций в сети Ethereum. Процесс Danksharding позволит накопителям брать и обрабатывать только часть данных транзакций, что делает процесс намного более эффективным. Более того, методология Danksharding позволяет сделать сводные данные временными, а не постоянными. Без этой практики данные транзакций, используемые при проверке блоков, постоянно хранятся в сводной базе данных. Такая практика сильно загромождает и нагружает сеть миллиардами ненужных байтов данных. При использовании Danksharding данные транзакций хранятся в объединенных цепочках до тех пор, пока это необходимо для проверки. 

Эта новаторская концепция стала возможной благодаря выборке доступности данных, которая позволяет сетям извлекать небольшие фрагменты данных из базы данных транзакций, не просматривая всю цепочку блоков. Благодаря выборке данных сводные данные получают достаточно информации для проверки транзакций с помощью BLOB-объектов с выборкой данных, которые группируют несколько транзакций вместе, не нагружая основную сеть. В результате Danksharding превращает объединения в высокоэффективные механизмы проверки, которые могут обрабатывать тысячи транзакций за секунды. 

Таким образом, Danksharding представляет собой логическое продолжение двух основных идей, связанных с решением проблемы масштабирования Ethereum – шардинг и roll-up. Хотя эксклюзивная концепция on-chain больше нежизнеспособна, Danksharding может стать лучшим компромиссным вариантом для двух решенияй масштабирования.  

Преимущества данкшардинга

Как отмечалось в предыдущем разделе, концепция Danksharding — это революционная идея, которая может раз и навсегда устранить проблемы масштабирования Ethereum. Поскольку методология Danksharding становится все более и более осязаемой, пользователи Ethereum могут получить улучшение по Парето для повседневного взаимодействия с сетью. Давайте рассмотрим практические преимущества применения процесса Danksharding в сети Ethereum. 

Сниженная Комиссии за Транзакции

С тех пор, как Ethereum стал популярной платформой для смарт-контрактов и создателей децентрализованных приложений, стоимость транзакций была далеко не удовлетворительной. В некоторых случаях плата за газ может превышать основную сумму транзакций ETH, что серьезно ограничивает свободу пользователей ETH. Проще говоря, участники сети Ethereum должны быть очень избирательны в своих транзакциях, поскольку транзакции меньшего объема вообще не стоит выполнять. 

Кроме того, популярность Ethereum побуждает некоторых людей добавлять чаевые к базовой комиссии за транзакции, что еще больше повышает ценовой ориентир для обычных пользователей. Таким образом, текущая ситуация с комиссией за газ в сети Ethereum является весьма ограничительной и неблагоприятной. Однако практика данкшардинга обещает навсегда решить эту проблему. 

В настоящее время высокие комиссии за газ создают проблемы для сети Ethereum из-за экспоненциально растущих потребностей в обработке данных. Сложный протокол EVM, лежащий в основе Ethereum, требует значительной оперативной мощности для проверки транзакций и повторной проверки всех существующих блоков в сети. Процесс Danksharding направлен на решение этой проблемы путем разделения интервалов обработки на гораздо более мелкие и управляемые части. Таким образом, одна транзакция потребует незначительного количества вычислительной мощности для проверки и выполнения сделок.  

Итак, данкшардинг призван решить наиболее серьезную проблему в сообществе Ethereum, что, в свою очередь, увеличит транзакционную активность в масштабах всей сети. В конце концов, у Danksharding есть возможность способствовать росту Ethereum и сделать его конкурентоспособным в международным платежным средством. В настоящее время обращение монет ETH значительно отстает от других, более доступных альткоины, а Danksharding может переломить эту тенденцию в течение нескольких недель после запуска. 

Увеличенная пропускная способность транзакций

Помимо снижения комиссий, процесс Danksharding также будет способствовать ускорению транзакций. Как указано выше, процесс Danksharding использует лишь часть транзакционных данных для проверки новых блоков. Каждая транзакция будет обрабатываться в рамках сводных данных, и для проверки потребуется всего несколько секунд. Таким образом, пользователям больше не придется ждать по несколько часов для обработки и выполнения каждой транзакции. 

Как описала исполнительная команда Ethereum, комбинация метода roll-up и транзакционных BLOB-объектов в схеме Danksharding будет группировать тысячи транзакций и проверять их одновременно. Таким образом, для обработки нескольких тысяч транзакций потребуется столько же мощности, сколько раньше хватало только для проверки одного блока. 

Такое преимущество Danksharding так же важно, как и снижение платы за газ, поскольку оно освободит пользователей сети от неоправданно длительного времени обработки. В настоящее время периоды обработки Ethereum оставляют желать лучшего, и пользователи с чувствительными ко времени транзакционными потребностями обычно избегают этой платформы. С применением Danksharding Ethereum получит новый поток пользователей благодаря минимизации периодов обработки.

Универсальная Эффективность Сети

Наконец, важность Danksharding может даже выходить за рамки немедленного снижения платы за газ и минимизации времени обработки. Как мы уже упоминали выше, Ethereum — это технологическая сеть, которая стремится создать лучшую среду для инновационных решений Web 3.0. Danksharding облегчит базовые возможности Ethereum, позволяя разработчикам создавать децентрализованные приложения с меньшими затратами и более высокой эффективностью. 

В настоящее время dApps, созданные на базе Ethereum, ограничены скоростью сети, платой за газ и общей эффективностью. Благодаря Danksharding рынок станет свидетелем того, как приложения на базе Ethereum будут работать быстрее и не требовать комиссии за газ, что привлечет больше пользователей. Таким образом, Danksharding — это не просто изящное решение, которое поможет Ethereum конкурировать с флагманскими спекулятивными криптовалютами, но и путь к доминированию Ethereum в грядущей среде Web 3.0. 

Самая Большая Проблема с Данкшардингом 

На данный момент концепция Danksharding оказалась решающей для ближайшего будущего Ethereum. Без этой новой практики у Ethereum останутся лишь временные решения по масштабированию, которые уменьшат некоторую перегрузку сети, не решая при этом основную проблему. Однако Danksharding не является идеальным решением без недостатков, поскольку в долгосрочной перспективе он ставит под угрозу безопасность Ethereum. 

Как обсуждалось выше, идея шардинга была популярна из-за своей on-chain концепции. Проще говоря, концепция шардинга хранила фактические данные транзакций внутри сети блокчейна Ethereum. Это означало, что транзакции Ethereum могли стать дешевле и быстрее, не ставя под угрозу надежную безопасность, обеспечиваемую платформой. 

Однако по мере того, как шардинг постепенно трансформировался в данкшардинг, разработчикам пришлось пойти на компромисс. Как описано выше, Danksharding использует ту же методологию, что и шардинг, для создания транзакций, переносящих BLOB-объекты, но он больше не поддерживает проверку блоков в цепочке. Это изменение разделило аудиторию Ethereum, поскольку проверка блоков вне сети явно менее безопасна и надежна. У многих пользователей есть проблемы с этой практикой, поскольку она противоречит первоначальным обещаниям Ethereum и блокчейнов в целом. 

Однако споры касаются не только общих принципов, поскольку на практике Данкшардинг также может быть довольно рискованным. Небольшие пакеты данных, содержащие транзакции BLOB-объектов, являются гораздо более легкой мишенью для злоумышленников, поскольку им приходится проникать в меньшую сеть квазиблокчейна с гораздо меньшим уровнем шифрования. Хотя накопительные пакеты сами по себе обладают высокой надежностью, их меры безопасности нельзя сравнивать с механизмами защиты сети Ethereum.  

Заключение

Данкшардинг, вполне возможно, является ключом к следующему гигантскому скачку Ethereum. Сеть Ethereum в течение нескольких лет изо всех сил пыталась обеспечить надежную функциональность смарт-контрактов и удовлетворить глобальный спрос пользователей. Благодаря данкшардингу Ethereum больше не придется жертвовать своей функциональностью ради более быстрых и дешевых транзакций или наоборот. 

Однако данкшардинг также создает некоторые проблемы с безопасностью, ослабляя возможности Ethereum против злоумышленников и других проблем с данными. Поскольку данкшардинг все еще находится в разработке, создатели Ethereum также могут предложить более оптимальное решение, решающее вопрос безопасности.