Trang chủ Kiến Thức Crypto Tìm hiểu chi tiết về EIP-4844, Proto-Danksharding và Blob

Tìm hiểu chi tiết về EIP-4844, Proto-Danksharding và Blob

29/03/2024 06:00

EIP-4844 là bản nâng cấp Ethereum được thiết kế để giảm chi phí giao dịch, đặc biệt là trên Layer 2 và cải thiện khả năng mở rộng thông qua Proto-Danksharding – giới thiệu “các giao dịch mang blob” – loại dữ liệu mới được thiết kế đặc biệt để cung cấp không gian lưu trữ dữ liệu tạm thời cho các ứng dụng Ethereum nói chung và Rollup nói riêng.

Mạng Ethereum đã phát triển thành một loại “máy tính thế giới” cho hầu hết các tài sản onchain và hợp đồng thông minh. Đây là blockchain lớn nhất về TVL. Mặc dù định hình tương lai của tài chính phi tập trung, Ethereum vẫn nổi tiếng với phí gas cao.

Người dùng phải trả phí giao dịch mỗi khi họ tương tác với blockchain. Khoản phí này được sử dụng để duy trì hoạt động của mạng bằng cách trả tiền cho những người duy trì và quản lý cơ sở hạ tầng. Lý tưởng nhất là một blockchain công khai có thể chạy trên các tài nguyên tối thiểu để giảm chi phí và mở đường cho việc áp dụng đại trà.

Trong lịch sử, phí giao dịch trung bình đã đạt mức cao hơn 200 USD vào thời điểm tắc nghẽn và hiện là trên 20 USD. Mức phí cao như vậy khiến ETH không thể gửi và nhận số tiền nhỏ, như trường hợp giao dịch hàng ngày.

Phí giao dịch trung bình. Nguồn: Etherscan

Trong nỗ lực làm cho Ethereum trở nên thiết thực hơn cho người dùng hàng ngày, khái niệm “sharding” blockchain Ethereum đã xuất hiện vào năm 2016. Ngày nay, với việc triển khai EIP-4844, sharding gần với thực tế hơn bao giờ hết.

Ngày nay, với nâng cấp Dencun chính thức đi vào hoạt động trên mainnet Ethereum, mạng tiền điện tử lớn thứ hai đã thành công triển khai EIP-4844, sharding đã gần với thực tế hơn bao giờ hết.

EIP-4844 là gì?

EIP-4844 là một Đề xuất cải tiến Ethereum được triển khai dưới dạng bản nâng cấp tạm thời cho mạng Ethereum, trong khi blockchain trải qua quá trình bảo vệ hoàn toàn trong tương lai. Bản nâng cấp này giới thiệu các giao dịch Type-3, mang lại những cơ hội mới và độ phức tạp mới cho mạng L2 để tối ưu hóa cách chúng xử lý giao dịch ở layer cơ sở.

Dankrad Fiest, nhà nghiên cứu Ethereum, đồng tác giả của EIP-4844, tuyên bố:

“EIP-4844 là bản nâng cấp bổ sung không gian block cho mạng Ethereum.”

Ethereum, kể từ khi thành lập, đã phải đối mặt với những thách thức liên quan đến khả năng mở rộng, tốc độ giao dịch và phí gas cao.

Việc mạng chuyển từ Proof of Work (PoW) sang Proof of Stake (PoS) với bản nâng cấp Ethereum 2.0 đã đánh dấu một bước tiến quan trọng trong việc giải quyết các vấn đề này. Tuy nhiên, phí gas vẫn là trở ngại hàng đầu đối với hầu hết người dùng. Sharding, một quy trình chia blockchain thành nhiều phần, đã được chấp nhận là giải pháp lâu dài để giảm phí gas Ethereum.

Sharding một blockchain, đặc biệt là một blockchain lớn và hoạt động tích cực như Ethereum, không phải là điều dễ dàng. Do đó, Dankrad Fiest, một nhà nghiên cứu tại Ethereum Foundation, đã đề xuất một phương pháp sharding độc đáo, được phần còn lại của cộng đồng Ethereum chấp nhận do tính đơn giản và tính thực tế của nó.

Sharding blockchain truyền thống nhằm mục đích nâng cao khả năng xử lý giao dịch của Ethereum bằng cách chia mạng thành các phân đoạn nhỏ hơn (shard) và mỗi shard có khả năng xử lý giao dịch độc lập. Cách tiếp cận này phải đối mặt với những thách thức, chẳng hạn như rủi ro bảo mật tiềm ẩn với ít trình xác thực hơn trên mỗi shard và quá trình di chuyển dữ liệu phức tạp hơn.

Thay vì sharding toàn bộ trạng thái blockchain, phương pháp của Dankrad tập trung vào phân chia lưu trữ dữ liệu. Điều này có nghĩa là thay vì lưu trữ bản sao đầy đủ của trạng thái blockchain, các node sẽ chỉ cần lưu trữ một phần dữ liệu. Cách sharding blockchain mới này được đặt tên là “Danksharding”, theo tên tác giả.

Danksharding được thiết kế chủ yếu để nâng cao hiệu suất của các layer 2 rollup như Arbitrum và Optimism, xử lý các giao dịch offchain, sau đó gộp thành từng lô và gửi chúng đến mainnet Ethereum.

Trước khi sharding blockchain Ethereum, các nhà phát triển Ethereum (trong đó có Diederik Loerakker – protolambda) đã kết luận rằng trước tiên họ cần triển khai một phiên bản đơn giản hơn. Họ cùng tạo ra EIP-4844 và đề xuất ‘proto-danksharding’ (từ ghép của “protolambda” và “danksharding”). Proto-Danksharding chỉ gắn một blob vào một block, nhưng vào thời điểm Danksharding đạt được trạng thái đầy đủ, sẽ có 64 blob được gắn vào một block.

Đề xuất EIP-4844. Nguồn: eips.ethereum.org

Proto-danksharding không mở rộng quy mô toàn bộ blockchain, thay vào đó, nó mở đường cho việc sharding blockchain bằng cách giới thiệu một loại giao dịch mới.

EIP-4844 hoạt động như thế nào?

EIP-4844 giới thiệu khái niệm “giao dịch mang theo blob”. Đây là một loại giao dịch mới trên mạng Ethereum có thể mang một lượng lớn dữ liệu (blob, viết tắt của “Binary Large Object”) với chi phí thấp hơn nhiều so với các giao dịch thông thường. Và EIP-4844 “gắn các blob vào các block”, như Ben Edgington, người đóng góp cho Ethereum đã trình bày ngắn gọn.

Dankrad Fiest chia sẻ:

“Chúng tôi đang xây dựng một blockchain duy trì tính bảo mật đầy đủ, anti-serialization* từ Ethereum, nhưng thực hiện điều đó bằng cách cung cấp layer khả dụng dữ liệu có quy mô vượt xa những gì node riêng lẻ có thể xử lý.”

*Serialization là quá trình chuyển đổi trạng thái thông tin của một đối tượng thành một hình thức có thể được lưu trữ hoặc truyền đi.

Blob trong EIP-4844

“Blob” đề cập đến tập dữ liệu lớn được bao gồm trong một số loại giao dịch Ethereum nhất định. Khái niệm blob là trọng tâm trong chiến lược đề xuất nhằm cải thiện khả năng mở rộng của mạng Ethereum.

Ý tưởng đằng sau các blob là lưu trữ dữ liệu không cần thiết ngay lập tức cho hoạt động của block Ethereum. Dữ liệu này có thể được tham chiếu và sử dụng bởi các hệ thống offchain, chẳng hạn như các giải pháp mở rộng quy mô Layer 2 như rollup.

Do đó, các blob được lưu trữ trong layer đồng thuận của Ethereum, không phải layer thực thi chuyên sâu về mặt tính toán hơn.

Hơn nữa, vì dữ liệu blob không phải là vĩnh viễn và bị xóa khoảng 2 tuần một lần, nên nó sẽ giảm yêu cầu lưu trữ cho các node Ethereum, khiến nó rất tiết kiệm chi phí.

Các blob về cơ bản là một giải pháp thay thế cho CALLDATA khi chúng được sử dụng. Mặc dù lớn hơn nhiều (khoảng 125kB) nhưng các blob rẻ hơn CALLDATA vì chúng chỉ mang tính tạm thời.

Thay vì xác minh từng giao dịch trong block, mạng sẽ chỉ phải xác nhận rằng blob gắn vào block mang dữ liệu chính xác. Các giao dịch trong các block mang blob này thường sẽ liên quan đến mạng Layer 2, như Optimism. Bản chất tạm thời của các blob đảm bảo rằng chúng không chiếm không gian vĩnh viễn trên mạng Ethereum.

Cách Proto-Danksharding mở rộng layer 2 của Ethereum

Các giải pháp layer 2 như rollup – gộp các giao dịch offchain và sau đó gửi chúng tới blockchain Ethereum theo từng lô. Điều này giúp giảm tải cho chain chính và giảm phí.

Tuy nhiên, việc rollup gửi dữ liệu dưới dạng CALLDATA vào chain chính vẫn có thể gây tốn kém bởi nhược điểm của CALLDATA là không gian hạn chế. Tất cả dữ liệu trong đó phải được xử lý bởi các node Ethereum và được lưu trữ onchain, dẫn đến chi phí khả dụng dữ liệu quá cao.

Theo dữ liệu từ Dune, các mạng L2 đã chi hơn 15.000 ETH ($34.000.000 USD) để gửi các lô giao dịch đến Ethereum chỉ trong tháng 12 năm 2023.

Chi phí gửi các lô giao dịch đến L1 (ETH). Nguồn: Dune

Về mặt lý thuyết, việc lưu trữ vĩnh viễn dữ liệu giao dịch L2 trên Ethereum L1 đắt đỏ là không cần thiết mà chỉ cần yêu cầu tạm thời để chống gian lận và phục vụ các yêu cầu xác thực khác.

Nguồn: datawallet

Về chi phí, các giao dịch Ethereum L2 thiếu bộ nhớ thích hợp. Từ góc độ dữ liệu, có tới 80% chi phí giao dịch L2 và phí gas liên quan đến chi phí lưu trữ dữ liệu cao trong CALLDATA.

EIP-4844 giới thiệu các blob dữ liệu nhằm giải quyết các vấn đề về khả năng mở rộng của Ethereum. Lợi ích chính của sự phát triển này là giảm phí gas Ethereum cho L2 vì các blob giảm đáng kể chi phí gửi, đảm bảo rằng phí luôn ở mức gần tối thiểu.

Với bản nâng cấp Dencun, các giao dịch L2 được gửi trực tiếp tới các blob để lưu trữ thay vì cạnh tranh giành không gian CALLDATA.

Dẫu vậy, các blob không có kích thước nhỏ hơn CALLDATA – chúng có thể lớn tới 128kB mỗi blob. Sự đổi mới nằm ở chỗ chúng được thanh lọc sau một thời gian ngắn (vài tuần). Kết quả là, việc lưu trữ được giải phóng trên chain, từ đó mở rộng quy mô mạng.

Một số chi tiết về giao dịch Type-3 và các blob:

Mỗi block có thể có tổng cộng tối đa 6 blob
Mỗi giao dịch Type-3 có thể có 1 hoặc 6 blob
Mỗi blob lưu trữ tới 128kb dữ liệu. (Nếu toàn bộ 128kb không được sử dụng, người gửi tx vẫn trả tiền cho 128kb dung lượng blob.)
Các blob chỉ được yêu cầu lưu trữ trong 4096 epoch (~ 18 ngày). Đây là khoảng thời gian đủ lâu để tất cả các tác nhân của L2 truy xuất dữ liệu, nhưng đủ ngắn để quản lý việc sử dụng dung lượng. Điều này cho phép các blob có giá rẻ hơn so với call data, được lưu trữ vĩnh viễn.

Lô giao dịch mà một rollup đăng lên chain chính bao gồm hai phần:

Dữ liệu của tất cả các giao dịch
Kiểm tra thực thi bởi một trình chứng minh

Hãy coi quá trình này giống như một trận bóng đá. Dữ liệu giao dịch trong rollup là danh sách tất cả các động tác mà người chơi thực hiện, trong đó việc kiểm tra thực thi giống như một trọng tài kiểm tra kỹ đoạn phim xem có bất kỳ hành vi không công bằng hoặc sai trái nào không.

Một cách hợp lý, danh sách động tác (dữ liệu giao dịch) này chỉ cần tồn tại đến khi “trọng tài” (trình chứng minh) xem xét và đưa ra quyết định. Sau khi quyết định được đưa ra, danh sách có thể bị xóa để nhường chỗ cho cảnh quay tiếp theo.

Trước đó, dữ liệu này ở dạng CALLDATA, vĩnh viễn. Về cơ bản, ổ cứng lưu trữ các cảnh quay sẽ nhanh chóng đầy và phải mua cái mới, điều này rất tốn kém.

Giờ đây, với blob, các ổ cứng cũ có thể được tái sử dụng vì dữ liệu sẽ tự động bị xóa. Do đó, giảm chi phí và nhường chỗ cho nhiều tiện ích hơn trong không gian.

Truyền giao dịch mang blob

Ethereum có một mempool, nơi lưu trữ tạm thời các giao dịch Type 0, Type 1 và Type 2. Các giao dịch Type 3 cũng sẽ có trong mempool, nhưng nội dung thực tế của các blob sẽ được truyền đi thông qua một sidecar blob của máy khách đồng thuận và không có sẵn cho máy khách thực thi. Giao dịch Type 3 chỉ chứa tham chiếu đến blob (hash) chứ không chứa chính blob đó.

Proto-Danksharding giảm phí gas như thế nào?

Mặc dù EIP-4844 không cung cấp khả năng mở rộng đầy đủ cho Ethereum nhưng đây là bước đệm để giảm phí gas. Lưu ý rằng phí gas được giảm thông qua EIP-4844 nằm ở Layer 2, không phải Layer 1. Chi phí lưu trữ dữ liệu cho các giải pháp Layer 2 trên mainnet Ethereum sẽ rẻ hơn từ 10 đến 100 lần.

Proto-danksharding làm giảm đáng kể phí gas chủ yếu bằng cách sau:

– Có nhiều dung lượng dữ liệu hơn: Blob là các gói dữ liệu không liên tục rất lớn giúp giải phóng bộ nhớ thông qua việc xóa.

– Tăng hiệu quả cho các giải pháp Layer 2: Rollup có thể xử lý nhiều giao dịch offchain và sau đó đăng dữ liệu đã được tổng hợp lên blockchain Ethereum dưới dạng một blob duy nhất.

– Tải dữ liệu giao dịch sang các blob: Một lượng đáng kể dữ liệu giao dịch được tải từ mainnet Ethereum sang các blob.

– Giảm lưu trữ dữ liệu onchain: Nhiều dữ liệu hơn được xử lý offchain, giúp giảm lượng dữ liệu cần được lưu trữ onchain.

Vì có nhiều dữ liệu giao dịch hơn được bao gồm trong mỗi block Ethereum sau khi triển khai proto-danksharding nên kết quả là phí gas giảm.

Tác động của EIP-4844 sau khi ra mắt

Cha đẻ Base Jesse Pollak đã chia sẻ tác động của EIP-4844 đối với phí mạng.

“Sau 2 năm làm việc chăm chỉ, các blob giờ đã tồn tại trên Base.

Trước: 0,31 USD

Sau: 0,00 USD (nhưng thực tế là 0,0005 USD)”.

Nguồn: X

Ngoài ra, theo dữ liệu từ Dune Analytics, phí gas của hầu hết các optimistic rollup đã giảm mạnh sau khi bản nâng cấp Dencun được hoàn tất vào ngày 13 tháng 3 năm 2024.

Phí gas của các optimistic rollup giảm mạnh. Nguồn: Dune

Mặc dù khó có khả năng phí sẽ tiếp tục duy trì ở mức thấp như vậy vì giá sẽ tăng trong khi nhu cầu tăng, nhưng nó vẫn cho thấy dấu hiệu tiết kiệm gas sau EIP-4844.

Thị trường phí đa chiều của EIP-4844

Các blob, mặc dù tạm thời, vẫn được lưu trữ trên mọi node Ethereum. Vì vậy, chúng tiêu thụ tài nguyên và phải trả tiền.

Thị trường phí của Ethereum, như được giới thiệu bởi EIP-1559, nhằm xử lý các block – là một chiều. Các blob không giống như các block — vì vậy, thị trường phí hiện tại không phù hợp. Để giải quyết vấn đề này, EIP-4844 giới thiệu “thị trường phí đa chiều”, được xây dựng dựa trên EIP-1559.

Thị trường phí đa chiều bao gồm hai loại phí riêng biệt;

Một cho dữ liệu giao dịch thông thường (như tương tác hợp đồng thông minh, chuyển token, v.v.)
Một loại khác cho dữ liệu blob được giới thiệu trong EIP-4844.

Hai loại phí này có cơ chế định giá khác nhau.

Phí dữ liệu giao dịch thông thường tiếp tục được quản lý theo mô hình EIP-1559, với phí cơ bản và phí ưu tiên tùy chọn. Mặt khác, phí dữ liệu blob có cấu trúc phí riêng, phản ánh chi phí của việc đưa các tập dữ liệu lớn này vào blockchain.

Người dùng Ethereum thường xuyên sẽ chủ yếu tương tác với thị trường phí tiêu chuẩn (theo EIP-1559). Tuy nhiên, họ được hưởng lợi gián tiếp từ những cải tiến về khả năng mở rộng nhờ việc xử lý hiệu quả dữ liệu blob.

Hiểu về Blob Base Fee

EIP-4844 hoạt động theo các quy tắc định giá sau:

Nếu có nhiều blob trong block hơn mục tiêu (hiện tại là 3), hãy tăng blob base fee.
Nếu có ít blob trong block hơn mục tiêu, hãy giảm blob base fee.
Nếu số lượng blob trong block bằng với mục tiêu, không thay đổi blob base fee.

Ngoài không gian blob, các giao dịch Type 3 vẫn phải trả tiền cho không gian EVM mà chúng sử dụng.

Ý nghĩa đối với mạng layer 2

Blobs dự kiến sẽ giảm đáng kể chi phí gửi giao dịch đến L1, dẫn đến sự thay đổi trên thị trường L2. Nhiều người trong hệ sinh thái dự đoán rằng blob base fee sẽ ở gần mức tối thiểu trong phần lớn thời gian.

Tuy nhiên, việc giới thiệu sẽ tạo ra một sự phức tạp mới cho các nhà điều hành L2, những người giờ đây sẽ cần phải quyết định giữa việc sử dụng cơ chế tính phí Type 2 và Type 3 để đưa các rollup onchain. Sẽ có lúc giao dịch theo lô Type 2 thông thường đắt hơn giao dịch blob Type 3 và ngược lại. Do đó, mỗi L2 sẽ phải giám sát hai thị trường riêng biệt để xác định xem thị trường nào có lợi hơn để sử dụng tùy thuộc vào điều kiện mạng hiện tại.

Kết luận

EIP-4844 (còn được gọi là proto-danksharding) mở đường cho Danksharding, được ước tính sẽ tăng thông lượng của Ethereum lên 100.000 TPS (trên rollup).

Mở rộng mạng Ethereum từ 15 TPS lên 100.000 TPS là một quá trình lặp đi lặp lại và bảo vệ blockchain là một nhiệm vụ to lớn trong đó rất nhiều thứ có thể sai sót do tính phức tạp cố hữu.

Proto-danksharding thực hiện trước nhiều thay đổi cần thiết để đơn giản hóa quá trình Danksharding và loại bỏ hầu hết sự phức tạp.

EIP-4844 là một phần của “The Surge” – một giai đoạn trong lộ trình dài hạn của Ethereum.