Danksharding — це ключ до масштабування Ethereum: детальний посібник

Розробники Ethereum зосереджені на технології, яка називається danksharding — абсолютно новий спосіб вирішення проблеми продуктивності мережі. Головною особою, що стоїть за цією ідеєю, є Dankrad Feist, дослідник у Ethereum Foundation. Але danksharding — це не просто незначне оновлення, а важлива частина довгострокової стратегії Ethereum щодо підвищення пропускної здатності та зниження витрат для користувачів.

Чим відрізняється Danksharding від інших рішень масштабування?

Більшість традиційних рішень масштабування базуються на розділенні блокчейну на кілька менших ланцюгів, так званих shard-ів. Кожен shard працює незалежно, обробляючи транзакції паралельно. Це допомагає мережі обробляти більше транзакцій одночасно.

Danksharding пропонує інший підхід. Замість того, щоб кілька пропонентів блоків працювали на кожному shard, danksharding використовує одного єдиного пропонента для всієї мережі. Це здається незначною зміною, але значно спрощує роботу системи і створює більш чіткий шлях до досягнення справжнього масштабування.

Як працює Danksharding на практиці

Уявімо мережу Ethereum з 1000 нодами. У поточних умовах (без sharding) кожна нода повинна перевіряти та зберігати всі транзакції мережі. Це причина, чому блокчейн стає повільнішим із зростанням кількості користувачів.

З danksharding мережа буде поділена на 64 різні сегменти. Кожен сегмент відповідатиме за обробку певного набору транзакцій. Наприклад, перший shard може обробляти всі транзакції з акаунтів, що починаються на літеру ‘A’ до ‘E’, тоді як другий — з ‘F’ до ‘J’. Розподіляючи цю роботу, кожен shard оброблятиме лише частину загального обсягу, що підвищить швидкість і покращить загальну продуктивність.

Ця структура означає, що окремі ноди не потребують потужного обладнання для участі у мережі, що робить Ethereum більш децентралізованим.

Proto-Danksharding: важливий перехідний етап

Перш ніж повноцінний danksharding зможе бути впроваджений, Ethereum використовуватиме проміжну версію під назвою proto-danksharding. Ця версія вводиться через оновлення Cancun та EIP-4844.

Proto-danksharding дозволяє layer 2 rollup (рішення для масштабування, що працюють поверх Ethereum), додавати дані до блокчейну за нижчою ціною. Це не є повноцінним рішенням масштабування, але забезпечує миттєві покращення і створює основу для повного danksharding у майбутньому.

Детальне порівняння: Proto-Danksharding vs Повний Danksharding

Proto-danksharding вже впроваджено і працює у основній мережі Ethereum. Повний danksharding ще розробляється і з’явиться після proto-danksharding.

Чому danksharding важливий для Ethereum?

Ethereum зараз стикається з типовою проблемою: із зростанням кількості користувачів зростають витрати на транзакції (gas fee), а швидкість обробки знижується. Це через обмеження поточної мережі щодо кількості транзакцій у кожному блоці.

Danksharding вирішує цю проблему, дозволяючи обробляти багато транзакцій паралельно. Замість того, щоб усі транзакції проходили через один шлях, вони розподіляються між 64 shard-ами. Це може збільшити пропускну здатність понад 100 000 транзакцій на секунду — значний крок уперед порівняно з нинішніми показниками.

Крім того, danksharding зменшує вимоги до апаратного забезпечення для запуску повної ноди. Ноди тепер зможуть зберігати дані лише кількох shard-ів, а не весь блокчейн. Це дозволить створити більше незалежних нод, зробивши мережу безпечнішою і більш децентралізованою.

Danksharding і перехід на Proof of Stake

Важливий момент: danksharding зможе працювати лише після повного переходу Ethereum на Proof of Stake (PoS). Ethereum здійснив цей перехід у вересні 2022 року через подію “The Merge”.

Proof of Stake змінює спосіб досягнення консенсусу в Ethereum. Замість майнерів (як у Proof of Work), мережа базується на валідаторах — тих, хто ставить ETH для захисту мережі. Цей механізм робить впровадження danksharding більш можливим і безпечним.

Beacon Chain — це окремий блокчейн, що використовується для координації Proof of Stake. Він слідкує за валідаторами, керує консенсусом і випадковим чином призначає валідаторів для підтвердження shard-ланцюгів. Beacon Chain — центральний компонент, що забезпечує ефективну роботу danksharding.

Практичні переваги danksharding

Швидкість: Вища пропускна здатність означає швидше підтвердження транзакцій, особливо у пікові періоди.

Менші витрати: Коли мережа може обробляти більше транзакцій, конкуренція за високі комісії зменшується. Користувачі зможуть надсилати транзакції за нижчою ціною.

Децентралізація: Зменшення вимог до обладнання дозволяє запускати більше незалежних нод, підвищуючи безпеку мережі.

Підтримка Layer 2: Danksharding покращує досвід користувачів у layer 2 рішеннях, таких як Arbitrum і Optimism, де більшість користувачів Ethereum зараз взаємодіють.

Збереження безпеки: Danksharding не йде на шкоду безпеці для досягнення масштабованості. Механізми захисту залишаються активними для запобігання атакам 51%.

Передбачувані виклики

Хоча danksharding обіцяє багато, він також має технічні виклики. Комунікація між shard-ами має бути ретельно спроектована, щоб уникнути затримок і помилок. Додаткова складність мережі може створити нові вразливості, якщо її неправильно реалізувати.

Розробники також мають враховувати, як працюватимуть смарт-контракти на кількох shard-ах. Це може вимагати змін у способі написання додатків.

Дорожня карта Ethereum 2.0

Ethereum 2.0 — це не одне оновлення, а серія кроків:

1. The Merge (Вересень 2022): перехід на Proof of Stake
2. Ethereum Cancun (З Proto-Danksharding): зниження вартості Layer 2
3. Повний danksharding: повномасштабне масштабування Ethereum

Зараз спільнота Ethereum очікує більш детальної інформації про час впровадження повного danksharding.

Часті питання

Що таке sharding?
Sharding — це техніка розділення блокчейну на кілька менших ланцюгів (shards), що працюють паралельно, кожен обробляючи свої транзакції для підвищення пропускної здатності мережі.

Чому Ethereum потребує danksharding?
З розвитком Ethereum зростає кількість транзакцій, що призводить до заторів і високих витрат. Danksharding дозволяє обробляти більше транзакцій паралельно, вирішуючи ці проблеми.

Чим danksharding відрізняється від традиційного sharding?
Danksharding використовує одного пропонента блоків замість кількох на shard, що спрощує архітектуру і підвищує ефективність.

Скільки shard-ів у Ethereum 2.0?
Ethereum 2.0 розроблений з 64 shard-ами, кожен з яких може обробляти свої транзакції та смарт-контракти.

Що таке proto-danksharding?
Proto-danksharding (EIP-4844) — це проміжний етап, що знижує вартість Layer 2 rollup перед впровадженням повного danksharding.

Яка роль Beacon Chain?
Beacon Chain — це окремий блокчейн, що використовує Proof of Stake, координує мережу, слідкує за валідаторами і випадковим чином призначає їх для підтвердження shard-ланцюгів.

Коли буде впроваджено danksharding?
Точний час ще не підтверджено, але очікується, що він з’явиться після впровадження proto-danksharding (.