پروپوزال بهبود اتریوم EIP-4844 چیست؟

شبکه اتریوم همواره در حال تکامل بوده است. پیشرفت این شبکه از طریق پیشنهادها یا پروپوزال‌های فنی محقق شده است و نتیجه آن همین است که این شبکه اکنون بزرگ‌ترین بلاکچین است که کاربردهایی در بسیاری از زمینه‌ها مانند قراردادهای هوشمند و برنامه‌های دیفای دارد. پروپوزال EIP 4844 یکی از جدیدترین پیشنهادهای ویتالیک بوترین (Vitalik Buterin) مدیر این شبکه و همکارانش  است. گفته می‌شود که هدف EIP-4844 افزایش مقیاس پذیری اتریوم با استفاده از تکنیک شاردینگ است.
بااین‌حال، سؤال بسیاری از کاربران این است که ماهیت و سازوکار EIP 4844 چیست و اجرای آن چه تأثیری بر آینده شبکه اتریوم و کاربران آن دارد؟ این‌ها سؤالاتی هستند که قصد داریم در این مقاله به آن‌ها پاسخ دهیم. با داموندمگ همراه باشید و چشم‌انداز بهتری از آینده شبکه اتریوم به دست بیاورید.

EIP ها چه هستند؟

EIP مخفف Ethereum Improvement Proposals به معنی پیشنهادهایی برای بهبود شبکه اتریوم است. این پیشنهادها در قالب پروپوزال‌هایی از سوی کدنویسان شبکه اتریوم نوشته‌شده و برای کل اکوسیستم، ارسال می‌شوند. هدف از یک پروپوزال EIP ، بهبود عملکرد شبکه و افزودن ویژگی‌های کاربردی جدید به آن است.

EIP ها شامل اطلاعاتی فنی هستند که درنهایت تغییرات ایجادشده پس از اجرای خودشان را توصیف می‌کنند. هر یک از اعضای جامعه اتریوم در ایجاد و ارسال EIP ها آزادی عمل دارد. البته به این شرط که دستورالعمل ایجاد EIP ها در این شبکه را که EIP1 نام دارد، مطالعه کرده و بر اساس آن عمل کند.

اتریوم در حال ارتقاء از مکانیسم اجماع اثبات کار (PoW) به اجماع اثبات سهام (PoS) است. این تغییر بزرگ، زمان‌بر است و به EIP های بسیاری نیاز دارد. پروپوزال EIP-4844 یکی از آن‌هاست.

هر توسعه‌دهنده EIP باید بتواند منطق و نتایج مثبت اجرای پروپوزال خود را از طریق توضیحات فنی کدنویسی‌شده برای کل شبکه توضیح دهد. او همچنین مسئول جمع‌آوری اجماع برای تائید پروپوزال و نیز مستندسازی نظرات مخالف است. بسیاری از پیشنهاددهندگان EIP جزو توسعه‌دهندگان پروتکل‌های اتریوم هستند. پروپوزال EIP 4844 توسط برخی از توسعه‌دهندگان اصلی اتریوم ازجمله صاحب آن، ویتالیک بوترین، ارائه شده است. هدف EIP-4844 سازمان‌دهی داده‌های مربوط به تراکنش‌ها در این شبکه است.

پروتو دانک شاردینگ چیست؟

حال قطعا این سؤال پیش می‌آید که پروپوزال EIP 4844‌ چیست؟ در پاسخ باید گفت که این طرح بر اساس مفهوم پروتکل دانک شاردینگ (Danksharding) که شکلی از فرآیند شاردینگ است عمل می‌کند. دانک شاردینگ، نوعی شاردینگ است که نتیجه آن، ساده سازی شیوه‌های مدیریت داده‌های مربوط به تراکنش‌ها برای اعتبارسنج‌هاست. این مفهوم برای اولین بار در پروپوزال EIP 4844 تعریف شده است.

کلمه دانک (DANK) از نام یکی از مشارکت‌کنندگان اصلی این EIP، یعنی دانکراد فیست (Dankrad Feist) گرفته شده است. پروتو دانک شاردینگ برای خلاف شاردینگ‌های قدیمی‌تر که درواقع شبکه را به قسمت‌های مستقل‌تر تقسیم می‌کرد، مفهومی به نام بازار با کارمزد ادغام‌شده را معرفی می‌کند. درواقع، دانک شاردینگ تنها یک بلوک پیشنهاددهنده (Proposer) دارد که تمامی تراکنش‌ها برای وارد شدن به اسلات را انتخاب می‌کند.

لازم به ذکر است که فرآیند شاردینگ فرآیندی است که طی آن کل شبکه بلاک چین به قسمت‌های کوچک‌تری تقسیم می‌شود که به نام شارد شناخته می‌شوند. هر شارد از داده‌های متعلق به خود تشکیل‌شده که آن را در برابر دیگر شاردها متمایز می‌کند. شکاف یا اسلات (Slot) در بلاک چین نشان‌دهنده واحد پایه زمان هستند. در هر اسلات یک بلوک می‌تواند ظاهر شود. اندازه اسلات‌ها توسط پروتکل‌های هر شبکه تعریف می‌شود.

پیشنهاددهنده و سازنده در دانک شاردینگ

در پروتو دانک شاردینگ ، مفهوم جدیدی به نام جداسازی پیشنهاددهنده و سازنده یا PBS با هدف تسهیل شرایط اعتبارسنجی معرفی شده است. در این مفهوم دو کلاس به نام‌های پیشنهاددهنده بلوک یا Proposer و سازنده بلوک یا Builder دیده می‌شوند. سازنده حق انتخاب محتویات هر اسلات را دارد؛ اما پیشنهاددهنده تنها می‌تواند بالاترین و معتبرترین پیشنهاد را انتخاب کند. از بین این دو نیز این فقط سازنده بلوک است که می‌تواند کل بلوک را پردازش کند.

در دانک شاردینگ برای ایجاد یک سازنده بلوک توزیع‌شده از پروتکل‌های اوراکل غیرمتمرکز شخص ثالث نیز استفاده می‌شود. درنهایت، همه کاربران و گره‌های اعتبارسنجی می‌توانند با نمونه‌گیری در دسترس بودن داده‌های بلوک‌های سازنده و پیشنهاددهنده را تائید کنند.

سازوکار پروپوزال‌ EIP 4844 شبکه اتریوم

هدف ویتالیک بوترین و دیگر توسعه‌دهندگان پروپوزال EIP 4844‌ که با نام پروتو دانک شاردینگ نیز شناخته می‌شود، کاهش هزینه‌های گس در شبکه اتریوم به‌ویژه با استفاده از راه‌حل‌های رول‌آپ (Rollup Solutions) بدون کاهش تمرکززدایی است. راه‌حل‌های رول‌آپ مانند Arbitrum و Optimism می‌توانند هزینه‌های گس را از ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ برابر کاهش دهند. لازم به ذکر است که کارمزد زیاد گس در شبکه اتریوم همواره موردانتقاد جامعه این شبکه بوده است.

در این خصوص، حساب توییتر ساخته‌شده برای Optimism در تاریخ چهار مارس ۲۰۲۲ گفت که نتیجه راه‌اندازی Optimism، کاهش کارمزدها تا ۱۰۰ برابر حتی پیش از دانک شاردینگ است و این برنامه با دانک شاردینگ نیز سازگاری خواهد داشت.

لازم به ذکر است که پروپوزال EIP 4844‌ به‌عنوان یک راه‌حل موقت تا زمان راه‌اندازی اتریوم ۲.۰ در نظر گرفته می‌شود. این پروپوزال، روشی جدید برای افزایش مقیاس‌ پذیری اتریوم بدون نیاز به شاردینگ است.

تراکنش های blob در پروپوزال EIP 4844

ویژگی منحصربه‌فرد پروپوزال EIP 4844 شکل جدیدی از تراکنش به نام حباب یا blob است. این تراکنش، شبیه به تراکنش‌های معمولی است که تنها یک داده از تراکنش را با خود حمل می‌کند که حباب نام دارد. این حباب‌ها، بسته‌های داده‌ای بزرگی با حجم ۱۲۵ کیلوبایت هستند. اجرای این نوع تراکنش‌ها نسبت به تراکنش‌های کال‌دیتای (Calldata) قدیمی در مدت‌زمان مشابه، ارزان‌تر است. ماشین مجازی اتریوم یا EVM نیز تنها می‌تواند این داده‌ها را مشاهده کند و امکان دسترسی به آن‌ها به‌منظور تأییدشان را ندارد.

حباب‌ها توسط گره‌های اعتبارسنجی و کاربران، قابل دانلود هستند. با استفاده از این نوع تراکنش‌ها، پهنای باند اختصاص داده‌شده به هر اسلات در پروتو دانک شاردینگ از ۱۶ مگابایت به یک مگابایت کاهش می‌یابد. چنین تغییری در روش انتقال داده‌ها تحول بزرگی ایجاد می‌کند که درنهایت بر مقیاس پذیری شبکه اتریوم ، تأثیر مثبتی دارد. با پذیرش پروپوزال EIP 4844 مصرف انرژی تراکنش‌های معمول اتریوم نیز کاهش می‌یابد.

تأثیر پروپوزال EIP 4844 بر اندازه بلوک ها

اتریوم می‌تواند تراکنش‌هایی با حجم ۹۰ کیلوبایت بپذیرد. اگر مدل کارمزدهای گس، قابل‌اصلاح بود این حجم می‌توانست تا ۱۸ مگابایت نیز افزایش یابد. چنین اقدامی برای کاربران و اعتبارسنجی‌ها بسیار گران تمام می‌شود. بااین‌حال، یک بازار با کارمزد پویا می‌تواند تراکنش‌های با حجم بیشتر را بدون فشار آوردن به شبکه، امکان‌پذیر کند. EIP 1559 یکی از پروپوزال‌هایی بود که چنین پیشنهادی را مطرح کرد. این پروپوزال، یک سیستم ترکیبی بین هزینه پایه و انعام برای تشویق ماینرها و سوزاندن اتر با هر تراکنش، ارائه می‌کند.

پروپوزال EIP 4844 زمینه اضافه شدن EIP 1559 را با اعمال محدودیت‌هایی برای حداکثر تعداد تراکنش‌های حباب در یک بلوک، فراهم می‌کند. این حباب‌ها در لایه اجماع و نه در لایه اجرایی، ذخیره می‌شوند و تنها به تائید EVM نیاز خواهند داشت.

نکته مهم این است که در صورت افزایش اندازه بلوک‌ها اعتبارسنجی‌های بالقوه می‌توانند تحت تأثیر قرار بگیرند. درواقع آن‌ها به سخت‌افزارهای بیشتر و قوی‌تری نیاز خواهند داشت؛ چراکه ممکن است حجم داده‌ها تا ۲٫۵ ترابایت در سال افزایش یابد. در پروپوزال EIP 4844 حذف داده‌های حباب، پس از یک زمان معین به‌منظور جلوگیری از این محدودیت، پیش‌بینی شده است.

ویتالیک بوترین نقشه راه زیر را برای پروپوزال EIP 4844 شبکه اتریوم در نظر گرفته است:

• معرفی و تست شدن در ایونت اتریوم در شهر دنور آمریکا (انجام‌شده)
• استقرار در لایه اجرا و سپس در لایه اجماع
• اجرای پروتو دانک شاردینگ در هاردفورک شانگهای اتریوم

تاثیر EIP 4844 بر تجربه کاربران اتریوم

با کاهش هزینه‌های گس، کاربران شبکه اتریوم، کاهش بار حجم معاملات در حال افزایش این شبکه را حس خواهند کرد. به همین دلیل، پروپوزال EIP 4844 سبب کاهش گپ‌های شبکه خواهد شد. کاربران اتریوم از اکنون به این پروپوزال لقب متوقف کننده گپ‌ها را داده‌اند.

تراکنش‌های حباب EIP 4844 دقیقا در همان فرمتی تعریف شده‌اند که قرار است در شاردینگ نهایی شبکه اتریوم عمل کنند. این فرمت، کمک می‌کند که رول‌آپ کردن داده‌ها در هر اسلات تا دو مگابایت، مقیاس‌پذیر شود. در این پروپوزال، یک بازار با هزینه‌های گس جداگانه تعریف شده است که سبب کاهش هزینه‌های تراکنش‌ها در عین استفاده محدود از سیستم شده است.

ارتقاء پردازش دیتاها در رول آپ ها

برنامه‌های رول‌آپ پیشنهادشده در پروپوزال EIP 4844 به‌طور موقت، مشکلات مربوط به محدودیت مقیاس پذیری اتریوم را بدون وارد آوردن فشار اضافه بر آن، برطرف می‌کنند. در حال حاضر، رول‌آپ‌ها از کال‌دیتاها استفاده می‌کنند؛ اما با اجرای EIP 4844 دیگر اجازه استفاده از آن‌ها را نخواهند داشت. آن‌ها برای پردازش دیتاهای خرد یا شاردشده ارزان‌تر حباب، حداقل به یک ارتقاء در سیسم پردازش خود نیاز دارند.

دو راه زیر برای این ارتقاء وجود دارد:

• کاهش هزینه‌های گس مربوط به کال‌دیتاها
• انتخاب فرمتی برای شاردینگ دیتاها

راه دوم دقیقا همان چیزی است که پروپوزال EIP 4844 پیشنهاد می‌کند. البته باید توجه داشت که EIP-4844 فرمت تراکنش‌ها و قوانین مربوط به آن‌ها را تعیین می‌کند و در اجرای فرآیند شاردینگ اتریوم، نقشی ندارد. این پروپوزال، شامل ویژگی‌های زیر است:

• شکل جدیدی از تراکنش‌ها که برای شاردینگ کامل و نهایی اتریوم نیاز است
• منطق لازم برای لایه اجرایی موردنیاز در شاردینگ نهایی
• منطق اجرا و اجماع موردنیاز برای شاردینگ نهایی
• جداسازی لایه‌ها بین بلوک‌های Beacon و حباب‌ها
• منطق بلوک Beacon لازم برای شاردینگ نهایی
• سیستم تعیین هزینه گس خودکار و مستقل برای تراکنش‌های حباب

سخن آخر درباره پروپوزال EIP 4844

پروپوزال EIP 4844 چیست ؟ چطور عمل می‌کند و چه نتایجی در پی دارد؟ این‌ها سؤالاتی بودند که در این مقاله تلاش کردیم به آن‌ها پاسخ دهیم. EIP 4844 یکی از چند پروپوزال EIP است که توسط ویتالیک بوترین و دیگر توسعه‌دهندگان اتریوم به‌عنوان یکی از هموارکنندگان راه انتقال اتریوم از مکانیسم PoW به PoS، پیشنهاد شده است. این پروپوزال با استفاده از مکانیسمی به نام پروتو دانک شاردینگ که درواقع نوعی شاردینگ بدون تقسیم شبکه است، سبب کاهش کارمزد تراکنش‌ها و مقیاس‌پذیری بیشتر می‌شود.

انتظار می‌رود تا پایان سال ۲۰۲۲، اتریوم طی یک شاردینگ نهایی به مکانیسم PoS نهایی نقل‌مکان کند. تا آن زمان، پروپوزال EIP 4844 با تکیه بر راه‌حل‌های رول‌آپ خود مانند Arbitrum و Optimism وظیفه فراهم کردن فرمت معاملاتی مانند فرمت معاملات نهایی پس از شاردینگ نهایی را بر عهده دارد. این فرمت به نام معاملات blob یا حباب شناخته می‌شود که تمامی داده‌های مربوط به معامله را به‌صورت یک فایل ۱۲۵ کیلوبایتی در خود دارد.