Kunci Penskalaan Ethereum: Mengoptimalkan Ketersediaan Data (DA)

Penulis: TY, Medium; Penyusun: Lynn, MarsBit

memperkenalkan

Saat Ethereum berevolusi dari teknologi eksperimental menjadi sistem yang dikembangkan sepenuhnya yang mampu memberikan pengalaman terbuka, global, dan tanpa izin kepada pengguna umum, transisi teknis penting yang diperlukan melibatkan perpindahan pengguna ke L2.

Untuk mencapai adopsi yang luas, Ethereum harus memproses jutaan transaksi per detik. Trilema skalabilitas menyoroti tantangan penskalaan Ethereum sepenuhnya dalam batasan desentralisasi, keamanan, dan skalabilitas. Dengan biaya transaksi mulai dari $4 hingga $200, Ethereum tidak menarik bagi banyak pengguna.

Sumber: Etherscan.io

Mengatasi tantangan penskalaan Ethereum dengan pendekatan yang berpusat pada Rollup

Untuk meningkatkan kapasitas blockchain dengan memasukkan lebih banyak data dan transaksi ke dalam satu blok, terdapat trade-off: hal ini mungkin memerlukan perangkat keras yang lebih kuat untuk menjalankan node, dan dapat merugikan desentralisasi. Pilihan lainnya adalah membangun solusi tingkat tinggi dengan Ethereum sebagai lapisan dasarnya, daripada memperkenalkan fitur-fitur blockchain baru yang dapat mengganggu jaringan.

Solusi penskalaan off-chain menyediakan metode tidak langsung untuk menskalakan lapisan blockchain utama. Mereka membongkar perhitungan transaksi di luar jaringan Ethereum, memanfaatkan blockchain utama untuk kepercayaan dan arbitrasi. Pendekatan ini disebut penskalaan Lapisan 2 dan menambahkan lapisan ekstra di atas Ethereum. Pendekatan berbeda seperti saluran negara, sidechain, plasma, rollup optimis, dan rollup validitas (umumnya dikenal sebagai zk-rollup) semuanya termasuk dalam kategori ini.

Rollup memberikan solusi serbaguna dan serbaguna yang bahkan memungkinkan EVM (Ethereum Virtual Machine) berjalan di dalamnya. Ini berarti kontrak pintar Ethereum yang ada dapat dipindahkan ke Rollup dengan perubahan kode minimal, sambil tetap mendapatkan keuntungan dari keamanan dan ketersediaan data Ethereum. Komputasi data terjadi secara off-chain, dan informasi yang cukup disimpan secara on-chain sehingga keadaan internal lengkap dapat dihitung secara lokal oleh siapa saja sesuai permintaan, dan sering digunakan untuk tujuan deteksi penipuan.

Setiap rollup memerlukan kontrak khusus untuk diterapkan di Ethereum. Transaksi di Rollup dieksekusi secara offline pada rantai khusus, dan kemudian data transaksi dikumpulkan dan dikompresi sebelum dikirimkan ke Ethereum. Hal ini meringankan beban sumber daya komputasi Ethereum, mengurangi biaya, dan memungkinkan pemrosesan transaksi yang lebih terukur. Meskipun rollup dapat menskalakan Ethereum dengan memproses lebih banyak transaksi, dan mungkin melibatkan produksi blok yang agak terpusat, masih ada perlindungan anti-sensor yang kuat selama ada validasi yang terdesentralisasi dan tidak dapat dipercaya.

Sumber: "Endgame" Vitalik

Pola rollup hari ini

Saat ini, lingkungan rollup Ethereum mencakup solusi optimis dan tanpa pengetahuan yang memanfaatkan teknik kompresi canggih untuk mengemas kumpulan data transaksi ke Ethereum sebagai data panggilan. Namun, pendekatan ini menimbulkan biaya yang signifikan karena banyaknya data yang disimpan secara permanen dalam riwayat transaksi Ethereum.

Misalnya, pada tanggal 5 Mei 2023, karena lonjakan biaya Gas Ethereum, penyerahan transaksi batch Arbitrum ke Ethereum memerlukan Gas dalam jumlah besar (353,93 ETH), meskipun hanya ada 1369 transaksi yang terlibat di Ethereum, dan volume transaksi kurang dari 1 juta Pena. Transaksi di Arbitrum.

Sumber: Etherscan.io — Arbitrum Batch Submitter

Sumber: Arbiscan.io

Sebelum peningkatan Batuan Dasar pada tanggal 7 Juni, kolator Optimisme menerbitkan rata-rata 3,000 kumpulan transaksi ke Ethereum per hari. Setelah peningkatan Bedrock, Optimism mengalami lonjakan volume transaksi di jaringan dan mengirimkan lebih sedikit transaksi ke Ethereum, menunjukkan bahwa setiap kumpulan transaksi sekarang berisi volume yang lebih tinggi.

Dengan semakin populernya rollup Ethereum, Linea, Polygon zkEVM, dan zkSync Era diterapkan di mainnet, dan L1 alternatif seperti Celo dan Fantom mempertimbangkan rollup, jelas bahwa setiap solusi pada akhirnya akan menghadapi tantangan dengan Ethereum.Kemacetan skalabilitas terkait dengan biaya Square Gas.

Saat ini, sekitar 7,000 kumpulan transaksi dikirimkan ke Ethereum setiap hari melalui agregat seperti zkSync Era, Linea, Arbitrum, Base, dan Optimism. Jumlah ini diperkirakan akan terus bertambah seiring pengembangan Ethereum L2 mendapatkan lebih banyak perhatian dan menjadi lebih ramah pengembang.

Banyak proyek telah dibangun di Ethereum menggunakan rantai OP, termasuk Coinbase, Debank, Mantle, Celo, Worldcoin, Zora Network, dan Public Goods Network. Selain itu, banyak proyek rollup bersiap untuk merilis tumpukan mereka sendiri untuk memfasilitasi pengembangan L2 (dan L3).

** Gunakan EIP-4844 untuk meningkatkan efisiensi agregasi **

Di tengah berkembangnya ekosistem rollup-centric Ethereum, terdapat kebutuhan yang semakin besar untuk meningkatkan skalabilitas rollup di Ethereum sambil menjaga ketersediaan data yang aman. Sasaran ini berkisar pada pendekatan cerdas: menghilangkan kebutuhan untuk menyimpan sejumlah besar data secara permanen di Ethereum, sambil tetap memungkinkan pengguna menghitung keadaan internal saat diperlukan.

EIP-4844 memperkenalkan tipe transaksi baru yang disebut binary large object (blob), dan mengalokasikan tambahan 6 blob (masing-masing 128kb) ruang data per blok, yang didedikasikan untuk rollup. Mengingat Ethereum rata-rata 7.100 blok per hari, dengan rata-rata 3 blob per blok, ini sama dengan 21.300 blob yang diproses per hari.

Dengan pemutakhiran ini, penyortir akan memformat data transaksi batch menjadi blob dan menyimpannya di mempool Ethereum. Validator kemudian akan memasukkan transaksi blob ini ke dalam blok, dan blob akan berada sementara di lapisan konsensus Ethereum hingga tiga minggu. Ini secara signifikan mengurangi biaya meringkas data penerbitan di Ethereum, karena tidak menyimpan data sebagai data panggilan. Namun, ini juga berarti bahwa data blob tidak dapat langsung diambil melalui lapisan eksekusi Ethereum.

Sumber: FAQ Danksharding Asli

Selain itu, pemutakhiran ini memperkenalkan pasar biaya unik untuk transaksi blob, serupa dengan desain pasar biaya EIP-1559. Bayangkan kedai burger yang sibuk menyiapkan antrean terpisah untuk es krim sajian lembutnya yang populer. Demikian pula, gumpalan akan diperdagangkan di pasar biaya yang ditentukan sendiri, yang secara efektif memisahkan mereka dari transaksi reguler. Oleh karena itu, untuk setiap blok yang menggunakan lebih dari setengah ruang blob (minimal 384kb), biaya transaksi blob akan meningkat sebesar 12,5% dan sebaliknya.

Komitmen KZG memainkan peran penting dalam EIP-4844. Komitmen ini bertindak sebagai bentuk pembuktian tanpa pengetahuan (zero-knowledge proof), yang memfasilitasi manipulasi dan verifikasi objek data besar seperti blob secara efisien. Prosesnya melibatkan representasi blob sebagai polinomial, memungkinkan komputer mengevaluasi properti blob tanpa membaca keseluruhan transaksi blob.

Diluncurkan pada Januari 2023, dengan lebih dari 130.000 kontribusi hingga tulisan ini dibuat, upacara KZG melibatkan pengaturan tepercaya satu kali yang menggabungkan entropi berbagai kontribusi untuk menghasilkan nilai yang unik dan tidak dapat ditiru. Proses ini memastikan keamanan dan integritas maksimum yang dijanjikan KZG.

Yang penting, perlu dicatat bahwa meskipun peningkatan ini tidak secara langsung meningkatkan kapasitas transaksi Ethereum, hal ini secara signifikan mengurangi biaya operasional yang terkait dengan rollup. Peningkatan ini membuat L2 lebih hemat biaya dan menyediakan ketersediaan data yang aman untuk rollup.

Meletakkan fondasi yang diperlukan untuk darksharding yang komprehensif

Meskipun EIP-4844 pada awalnya diharapkan memberikan penghematan biaya untuk transaksi blob dibandingkan transaksi reguler, penting untuk mempertimbangkan potensi kenaikan biaya seiring bertambahnya jumlah agregat Ethereum. Tujuan akhir EIP-4844 adalah untuk menggabungkan hingga 64 blob ke dalam Ethereum tanpa membebani node secara berlebihan selama validasi blok. Langkah ini bertujuan menjadikan Ethereum sebagai lapisan Ketersediaan Data (DA) yang dioptimalkan, secara bertahap mengubah pengguna akhir untuk bertransaksi secara agregat, bukan Ethereum dalam jangka panjang.

Untuk mencapai darksharding penuh memerlukan penerapan Pengambilan Sampel Ketersediaan Data (DAS) dan pengkodean penghapusan. DAS dirancang untuk memastikan bahwa data yang diurutkan telah dipublikasikan ke rantai dengan memilih node penuh secara acak untuk memverifikasi ketersediaan data. Semakin banyak data yang diambil sampelnya, maka semakin tinggi pula kepercayaan terhadap ketersediaan data yang lengkap. Pengkodean penghapusan mulai berlaku ketika sequencer berbahaya menyimpan sebagian data blob. Pengkodean penghapusan menimbulkan redundansi dengan merekonstruksi data yang hilang berdasarkan fragmen yang diketahui, sehingga menggagalkan upaya penahanan data.

Aspek Ekosistem Rollups yang Perlu Dijelajahi

Seiring dengan berkembangnya bidang pengumpulan, menjadi penting untuk membangun bukti penipuan yang terdesentralisasi dan pemesan bersama. Rollup yang ada saat ini sering kali dilakukan secara terpisah, berfokus pada menarik kelompok pengguna tertentu, dan mungkin mengabaikan pentingnya interoperabilitas antar L2. Membangun protokol komunikasi lintas rantai antara L2 akan memainkan peran penting dalam memberikan pengalaman transaksi yang lancar kepada pengguna dalam ekosistem Ethereum yang lebih luas. Menarik juga untuk menyaksikan kemunculan MEV lintas rantai sebagai akibat dari perkembangan Rollup ini.

Meskipun Ethereum bertujuan untuk menjadi puncak dari lapisan Ketersediaan Data (DA) yang terdesentralisasi dan aman, layanan DA terdesentralisasi yang ada seperti Eigenlayer dan Celestia memenuhi persyaratan DA agregat. Akan menarik untuk melihat bagaimana lanskap DA terus berevolusi untuk membuat ekosistem Ethereum lebih efisien. Pecahan Denmark secara penuh masih beberapa tahun lagi.

Pemikiran Penutup

Untuk memfasilitasi penskalaan Ethereum lebih lanjut melalui rollup, Ethereum harus bertransformasi menjadi lapisan ketersediaan data yang dioptimalkan yang menjamin keamanan dan menarik pembentukan dan penyelesaian rollup baru. Hal ini harus dicapai tanpa mengharuskan Ethereum untuk menyimpan data agregat, karena perluasan lanskap agregat yang cepat dapat membebani node Ethereum dan berpotensi menimbulkan efek sentralisasi. Agar Ethereum dapat menskalakan secara efisien gelombang adopsi yang akan datang, teknik manipulasi dan validasi data tingkat lanjut harus diterapkan untuk memenuhi permintaan yang terus meningkat.

Dampak EIP-4844 pada penurunan biaya L2 masih harus dilihat, mengingat kapasitas dan kemampuan rollup Ethereum yang berkembang. Selain itu, akan menarik untuk melihat bagaimana peningkatan ini dapat membantu memacu peningkatan aktivitas pengumpulan dan membuka potensi teknologi terkait.