Proto Dank Sharding: Прорывное решение для масштабирования Ethereum или просто шаг вперёд?

Почему Ethereum нуждается в шардировании прямо сейчас?

Ethereum сталкивается с серьезной проблемой. По мере расширения сети, возникла проблема перегрузки — взлёт транзакционных сборов, задержки подтверждения. Шардирование появляется как возможное решение для обработки большего количества транзакций путём деления сети на меньшие части, работающие параллельно.

Но шардирование — не новая концепция. Другие блокчейн-проекты уже экспериментировали с этой техникой. Вопрос в том: как Ethereum сможет внедрить шардирование, сохранив безопасность и децентрализацию? Именно для этого и появился Danksharding.

Что такое Danksharding — другой подход

Danksharding назван в честь исследователя Ethereum Dankrad Feist и представляет собой совершенно новый способ масштабирования. Вместо просто технологического обновления, Danksharding — стратегическая основа для масштабируемости всей сети Ethereum.

Главное отличие — в модели предложений блоков. В традиционном шардировании множество (proposers) работают на разных шардах, что усложняет систему. Danksharding использует единую систему предложений блоков, сочетающуюся с методом определения рыночных сборов, что упрощает весь процесс. Такой подход не только более эффективен, но и проще в обслуживании и безопаснее.

Упрощённый механизм работы

Представьте сеть блокчейн с 1 000 узлами. Без шардирования все 1 000 узлов должны подтверждать и хранить все транзакции. Но при шардировании сеть делится на небольшие сегменты, каждый из которых обрабатывает свой набор транзакций.

Пример: первый шард обрабатывает аккаунты A-E, второй — F-J, и так далее. В результате нагрузка на каждый шард значительно снижается, что увеличивает скорость обработки и улучшает производительность сети.

Ethereum 2.0 реализует такую схему с 64 шардами, работающими параллельно, каждый из которых обрабатывает свои транзакции и смарт-контракты независимо.

Proto Danksharding: промежуточный этап

Proto-Danksharding — не полноценное Danksharding, а промежуточная стадия. Он вводится через обновление Ethereum Cancun с помощью EIP-4844, позволяя Layer 2 rollups добавлять данные в блоки по более низкой стоимости.

Proto-Danksharding — основа, прокладывающая путь к полноценной реализации danksharding в будущем.

Proto Dank Sharding vs Традиционное шардирование

Традиционное шардирование делит блокчейн на меньшие цепочки — шарды, которые обрабатывают транзакции параллельно. Но этот подход ограничен сложностью — нужно управлять множеством предложений блоков, коммуникация между шардами медленная и сложная.

Danksharding идёт дальше, вводя единую систему предложений блоков. Это устраняет большинство проблем с координацией и безопасностью стандартного шардирования. Proto-Danksharding с технологиями транзакций с переносом blob — первый шаг к реализации этой идеи.

Основные особенности Danksharding в Ethereum 2.0

Упрощение дизайна: Danksharding снижает сложность по сравнению с предыдущими предложениями шардирования, делая сеть более лёгкой и эффективной.

Поддержка Proof of Stake: Danksharding обеспечивает плавную работу шардчейнов в системе консенсуса Proof of Stake, что — важное требование Ethereum 2.0.

Высокая скорость транзакций: Цель — более 100 000 транзакций в секунду, в то время как текущая способность Ethereum — около 15 TPS.

Повышенная безопасность: Конструкция Danksharding увеличивает масштабируемость и одновременно снижает риски, такие как атаки 51%, которые возможны при традиционном шардировании.

Практические преимущества для пользователей

Danksharding — не просто техническое обновление, а шаг к более устойчивому и эффективному Ethereum. Пользователи получат:

• Значительное снижение транзакционных сборов: Чем больше транзакций обрабатывается, тем ниже сборы по законам спроса и предложения.
• Более быстрые подтверждения: Транзакции будут подтверждаться быстрее.
• Меньшие требования к оборудованию: Узлы смогут обрабатывать меньшую часть общего объёма транзакций, что сделает запуск узлов проще.
• Сохранение децентрализации: Все эти преимущества достигаются без ущерба децентрализации Ethereum.

Beacon Chain — сердце координации шардирования

Beacon Chain — блокчейн, использующий Proof of Stake для координации всей сети. Он отслеживает валидаторов, управляет протоколом согласования и, что важно, случайным образом назначает валидаторов для подтверждения шардов. Эта роль необходима для безопасной работы шардирования.

Возможные сложности

Несмотря на многообещающие перспективы, есть и риски:

Увеличение сложности: Шардирование усложняет архитектуру Ethereum, создавая потенциальные угрозы безопасности, требующие тщательного управления.

Трудности межшардовой коммуникации: Передача данных между шардами может замедляться по сравнению с внутренней коммуникацией внутри одного шарда.

Усложнение смарт-контрактов: Разработчикам придётся адаптировать контракты для работы на нескольких шардах, что требует новых подходов к проектированию.

План внедрения: Proto Danksharding — раньше, Danksharding — позже

Proto-Danksharding уже представлен через обновление Ethereum Cancun с EIP-4844. Это необходимый шаг перед полноценным внедрением danksharding.

Полное Danksharding планируется начать тестировать с января 2024 года, однако точные сроки ещё не подтверждены. Процесс будет проходить поэтапно, чтобы сообщество Ethereum могло тестировать и вносить коррективы.

Часто задаваемые вопросы

Как работает шардирование в Ethereum 2.0?
Мрежа делится на 64 сегмента, каждый из которых обрабатывает свои транзакции и смарт-контракты. Эти сегменты координируются через Beacon Chain — основной блокчейн с Proof of Stake.

Влияет ли шардирование на децентрализацию Ethereum?
Шардирование создано для повышения масштабируемости при сохранении децентрализации. Деление сети на меньшие части позволяет участвовать большему числу узлов без необходимости дорогого оборудования.

Когда будет внедрено шардирование в Ethereum?
Шардирование реализуется поэтапно. Proto-Danksharding уже представлен, а полноценное danksharding всё ещё в разработке.

Как связаны шардирование и Proof of Stake?
Шардирование — часть перехода на Proof of Stake в Ethereum 2.0. Proof of Stake делает возможным безопасное и эффективное масштабирование сети.

Как повлияют шардирование на смарт-контракты?
Может усложнить выполнение контрактов, так как потребуется учитывать работу на нескольких шардах. Но разработчики ищут решения для максимально гладкой работы.

Итог: исключительное обновление

Danksharding и proto dank sharding — важнейшие этапы в развитии Ethereum. Они не только решают проблему перегрузки, но и закладывают фундамент для будущего, где блокчейн сможет масштабироваться без ущерба безопасности и децентрализации. Это — обещание Ethereum о инновациях, обновление, меняющее правила игры, за которым должны внимательно следить пользователи и инвесторы в криптовалюты.