Danksharding Nedir? Ethereum Ölçekleme Adımı

Ethereum'un en başta neden yeni bir veri katmanına ihtiyacı var?

Ethereum'un blok alanı bilinçli olarak küçüktür. Ağdaki her full node, her işlemi indirmek, saklamak ve doğrulamak zorundadır ve protokol, katı hâl sürücülü bir tüketici dizüstü bilgisayarının buna ayak uydurabileceği şekilde ayarlanmıştır. Ethereum'u güvenilir biçimde tarafsız kılan da bu tercihtir: Herkes, her yerde bir node çalıştırabilir, zinciri kendi başına kontrol edebilir ve sansürlenmiş ya da geçersiz bir geçmişi takip etmeyi reddedebilir.

Sorun işlem kapasitesidir. Blok başına yaklaşık 15 milyon gas ve 12 saniyelik slot ile L1'in kendisi yalnızca sınırlı miktarda etkinliği barındırabilir. Topluluğun yıllardır yaptığı varsayım, çoğu kullanıcı işleminin Layer 2 rollup'larında yer alacağı yönündedir. Bu rollup'lar kullanıcı işlemlerini toplu hâle getirir ve sıkıştırılmış bir özeti Ethereum'a geri göndererek L1'i mutabakat ve veri kullanılabilirliği katmanı olarak kullanır.

Bu varsayım yalnızca L1'e veri göndermek ucuzsa işe yarar. 2023'te, EIP-4844 öncesinde, rollup ücretlerine calldata maliyetleri hâkimdi ve popüler bir L2 üzerindeki tek bir swap, yoğun dönemlerde birkaç dolara mal olabiliyordu. Swap başına sent düzeyinde ekonomiye ulaşmak için veri katmanının kendisinin yaklaşık iki büyüklük mertebesi büyümesi gerekir. Bunu "bir node dizüstü bilgisayarda çalışabilir" özelliğini bozmadan yapmak, danksharding'in çözmek üzere tasarlandığı şeydir.

Danksharding eski "shard chains" fikrinden nasıl ayrılır?

Ethereum tarihinin büyük bölümünde uzlaşı, ölçeklendirmenin her biri kendi işlemlerini paralel olarak işleyen 64 ayrı shard chain oluşturmak ve bunları shard'lar arası iletişimle birbirine bağlamak anlamına geldiği yönündeydi. Bu planın ciddi sorunları vardı: Uygulaması karmaşıktı, uygulama geliştiricilerinin üzerine düşünmesi zordu ve güvenlik ile birleştirilebilirliğin büyük bölümünü yine tek bir zincirde bırakıyordu.

Araştırmacı Dankrad Feist'ın adını taşıyan danksharding, bunun büyük kısmını bir kenara bırakır. Ethereum, 64 yürütme zinciri yerine tek bir yürütme katmanını korur ve konsensüs katmanını yüksek kapasiteli bir veri katmanına dönüştürür. Orijinal anlamda shard yoktur. Bunun yerine sistem, her bloğa blob adı verilen büyük ikili nesneler ekler ve veri kullanılabilirliği örneklemesi adı verilen ayrı bir mekanizma, light client'ların verinin tamamını indirmeden gerçekten yayımlandığını doğrulamasına olanak tanır.

Başka bir deyişle, danksharding dünyasında "sharding" yürütmeyi bölmekle ilgili değildir. Zincirin kendisini tek ve birleşik bir nesne olarak tutarken blob verisini saklama ve doğrulama işini birçok node arasında bölmekle ilgilidir. Bu küçük bir yeniden adlandırma gibi gelebilir, ancak mühendislik sonuçları büyüktür. Validator set'inin yalnızca tek bir zinciri doğrulaması gerekir, rollup'lar arası iletişim basit kalır ve veri katmanı aynı mekanizmayla yukarı veya aşağı ölçeklenebilir.

Data availability sampling, matematiğe girmeden açıklama

Danksharding'in arkasındaki temel püf noktası data availability sampling (DAS) yöntemidir. Sezgi, bir yayın videosunun paket kaybından kurtulmasını sağlayan matematik türüyle aynı aileden olan erasure coding kavramından alınır.

Basitleştirilmiş versiyon şöyle. Bir block producer, bir slot için blob verisini alır ve bunu yedekli matematiksel parçalarla genişletir. Böylece parçaların herhangi bir yarısı bütünü yeniden oluşturmak için yeterli olur. Bu genişletilmiş veri daha sonra geniş bir node kümesine dağıtılır. Her light client, tam blob'u indirmek yerine rastgele peer'lardan birkaç küçük parçayı rastgele ister. Her istek geçerli bir parçayla dönerse client, tam verinin gerçekten yayımlandığından istatistiksel olarak çok emin hale gelir. Kötü niyetli bir block producer verinin küçük bir parçasını bile saklamaya çalışırsa rastgele örnekleme bu boşluğu neredeyse kesin olarak yakalar.

Ethereum'un, her node'un saklamak zorunda olduğu şeyi ölçeklemeden veriyi ölçeklemesini sağlayan kısım budur. Sınırlı bant genişliğine sahip bir light node, örneğin 16 örnek isteyerek büyük bir blob'un kullanılabilirliğini doğrulayabilir. Bu sırada ağın tamamı, tam veriyi birçok makineye yayılmış şekilde tutar. Block başına veri büyüdükçe her node'dan daha fazla depolama istemezsiniz, ağdan veriyi daha geniş yaymasını istersiniz ve doğrulamayı örneklemeye bırakırsınız.

Buradaki sorun, DAS'ın ancak bir peer-to-peer ağ tüm bu örnekleri güvenilir biçimde getirebilir, gossip ile yayabilir ve sunabilirse, ayrıca erasure coding'in altında yatan kriptografi doğru uygulanırsa çalışmasıdır. Ethereum Foundation tarafından araştırılan ara bir tasarım olan PeerDAS, varsayımı yumuşatır. Tamamen dağıtılmış bir veri kümesinden değil, peer'lardan örnekleme yapar. Bu dağıtımı daha kolay hale getirir, ancak biraz daha zayıf garantiler sunar. Tam danksharding düzeyindeki DAS daha sonraki ve daha zor adımdır.

Birkaç blob'dan milyonlara: throughput hikayesi

Rakamlar bunu somutlaştırmaya yardımcı olur. EIP-4844 sonrasında proto-danksharding tasarımı block başına yaklaşık 3 blob hedefiyle gelir. Her blob yaklaşık 125 kilobayttır. Bu, slot başına birkaç yüz kilobayt blob verisi anlamına gelir. Bu bile eski yalnızca calldata rejimine göre anlamlı bir artıştır ve 2024'te L2 swap ücretlerinin keskin biçimde düşmesinin ana nedenidir.

Tam danksharding çok daha agresif bir hedef öngörür. Yol haritası şu anda slot başına 16 megabayt blob verisine işaret eder. Sıkça atıf yapılan bir tasarım noktası, her biri yaklaşık 500 kilobayt olan 32 blob'dur. Ethereum'un slot ritmiyle çarpıldığında bu, bugün birkaç on bin olan seviyeye kıyasla günde yaklaşık bir milyon blob mertebesindedir. Layer 2 rollup'lar teoride o kadar çok ucuz veri alanına sahip olur ki ücretleri, işlemleri gerçekten yürütme ve kanıtlama maliyetine yakın seviyelere iner.

Bu rakamlar vaat değildir. Bir araştırma gündemi içindeki tasarım hedefleridir. Ekip, tam danksharding hedefinin bir "north star" olduğunu ve ara aşamaların, özellikle PeerDAS'ın, önce devreye alınacağını ve nihai rakamların gerçekçi olup olmadığını göstereceğini açıkça söylemiştir. Dürüst çerçeve şudur: blob throughput'unun kademeler halinde artması beklenir, en büyük sıçramalar ise ancak yıllar süren testlerden sonra gelir.

Bunun Layer 2 ücretleri ve rollup ekonomisi için anlamı

Danksharding'in bütün amacı L2 ücretlerini düşürmektir, bu yüzden mekanizma konusunda somut olmak önemlidir. Arbitrum, Optimism, Base veya zkSync gibi bir rollup, kullanıcı işlemlerinin sıkıştırılmış bir batch'ini bir proof ile birlikte Ethereum'a gönderir. 4844 öncesinde bu batch calldata içinde yer alıyordu ve alan için diğer tüm L1 işlemleriyle rekabet ediyordu. 4844 sonrasında ise ayrı bir ücret piyasasına sahip olan ve ucuz olacak şekilde tasarlanan blob'larda yer alır.

Şimdiye kadar tasarruflar gerçek, ancak düzensiz. Ağın sakin olduğu koşullarda bir L2 swap şimdiden birkaç sente mal olabilir. Yoğun talep dönemlerinde ücretler hâlâ sıçrar, çünkü blob piyasasında block başına 3 blob hedefi ve 6 blob maksimumu vardır, talep de bu küçük arzı aşabilir. Tam danksharding bu arzı katbekat büyütür. Bu da en kötü senaryodaki ücret sıçramalarını baskılamalı ve rollup'ların tasarrufların çoğunu ya daha düşük kullanıcı ücretleri ya da daha yüksek marjlar olarak aktarmasına olanak tanımalıdır.

Burada iki uyarı önemlidir. Birincisi, rollup ücretleri L1 veri fiyatının, rollup'ın kendi yürütme ve kanıtlama maliyetlerinin ve rollup'ın ücret modelinin bir fonksiyonudur. Bir rollup, ücretleri yapışkan tutmayı ve veri tasarrufunu kâr olarak almayı seçebilir. İkincisi, zk-rollup'lar için proof sistemlerini çalıştırmak hâlâ pahalıdır ve bu maliyetler düşene kadar L2 ücretlerinin tabanını data availability değil, kanıtlama belirler. Danksharding baskın maliyeti değiştirir, ancak her maliyeti ortadan kaldırmaz.

Riskler: donanım, merkezileşme ve yol haritasının sarkması

Veri katmanını ölçeklemek bedava değildir ve maliyetler üç rahatsız edici yerde ortaya çıkar.

Birincisi validator donanımıdır. Tam danksharding'e katılmak için bir validator'ın daha büyük block'ları, daha fazla ağ trafiğini ve bazı tasarımlarda blob verisinin kayda değer bir dilimini yönetmesi gerekir. Ethereum topluluğu bunun bilinçli bir trade-off olduğu konusunda açıktır: full node'lar örnekleme kullanarak hafif kalabilir, ancak consensus validator'larının büyümesi beklenir. Risk, eşiğin "orta seviye bir sunucuda rahat" noktasından "gerçekten özel bir makine istersiniz" noktasına geçmesidir. Bu da zamanla hobi amaçlı staker'ları dışarı iter.

İkincisi merkezileşmedir. Büyük ölçekli blob depolama ve örneklemeyi yürütmenin en verimli yolu profesyonel bir staking ve veri hizmetleri işletmesi çalıştırmaktır. Bu da validator set'ini Lido, Coinbase, Binance ve iyi sermayelendirilmiş birkaç staking pool gibi az sayıda büyük operatöre doğru eğer. Stake'in çoğunluğu birkaç kuruluşun elinde toplanırsa, ölçekleme planını başta motive eden sansüre dayanıklılık ve credible neutrality özellikleri zayıflar. Danksharding bu merkezileşmeye tek başına neden olmaz, ancak zaten var olan merkezileşme baskılarını büyütür.

Üçüncüsü en basit olanıdır: yol haritası sarkabilir veya yeniden kapsamlandırılabilir. 2022 Merge, EIP-4844'ü devreye alan 2024 Dencun yükseltmesi ve proof-of-stake'e geçişin her biri erken takvimlerin gerisinde kaldı. Tam danksharding, Ethereum Foundation'ın kendi tanımıyla kesin bir çıkış tarihi olmayan çok yıllı bir araştırma ve mühendislik çabasıdır. PeerDAS yakın vadedeki daha somut adımdır, o bile aşamalar halinde planlanmıştır. "Tam danksharding 18 ay içinde canlı olacak" varsayımıyla ürün veya yatırım tezi oluşturan herkes bir tahminde bulunuyordur.

Zaman çizelgesi, kilometre taşları ve izlenmesi gerekenler

En son devnet ve protokol yol haritası tartışmaları itibarıyla mevcut sıralama şöyle görünüyor. Küçük bir blob piyasasıyla ilk proto-danksharding adımı olan EIP-4844, mainnet üzerinde zaten yayında. Bir sonraki kilometre taşı, bazen "blob parametre ayarlaması" olarak adlandırılan bir blob verim artışı. Bu adım, temel kriptografiyi değiştirmeden blok başına hedef ve maksimum blob sayısını artırır. Bundan sonra ekip, doğrulayıcıların blob verilerinin yalnızca bir kısmını depolamasına ve geri kalanını eşlerden yeniden oluşturmasına olanak tanıyan kısmi bir veri kullanılabilirliği örnekleme tasarımı olan PeerDAS üzerinde çalışıyor.

16 megabaytlık bloblar, tam örnekleme ağı ve buna bağlı eşler arası yeniden tasarım ile tam danksharding düzeyinde DAS daha ileride yer alıyor. Çekirdek araştırmacıların gerçekçi tahminleri, bunun birkaç yıllık bir ufukta olduğunu ve ara aşamaların bir süre boyunca pratik üst sınır olabileceğini gösteriyor.

Bu alanı takip eden herkes için önemli sinyaller fiyat hareketi değil, ethereum.org ve Ethereum araştırma forumlarındaki teknik şartname belgelerinin olağan karışımı, yeni EIP'lerin devnet'lere dahil edilmesi, mainnet üzerinde gözlemlenen blob sayıları ve ücret davranışı ile hard fork temposudur. Blob ücretleri mevcut hedefte sık sık sıçramaya başlarsa, bu arz büyümesinin geciktiğine dair bir sinyaldir. PeerDAS herkese açık bir testnet'e çıkarsa, bu örnekleme katmanının somutlaşmaya başladığına dair bir sinyaldir.

Danksharding yol haritası akıllıca nasıl takip edilir

Danksharding tek bir anahtar gibi değil, parçalar halinde gelecek ve en yaygın hata her adımı sanki bütünün kendisiymiş gibi ele almaktır. Doğru zihinsel model şudur: proto-danksharding, bedelini zaten ödediğiniz veri katmanı yükseltmesidir, PeerDAS muhtemelen sırada alacağınız veri katmanı yükseltmesidir ve tam danksharding, nihai biçimi bugün dolaşımda olan diyagramlardan farklı olabilecek bir araştırma hedefidir. Zippfeed, Ethereum ölçeklendirme haberlerini duyarlılık puanlamasıyla (bullish, neutral veya bearish) ve önem derecesiyle takip eder. Böylece yol haritası ilerledikçe gerçek protokol ilerlemesini spekülasyon ve abartıdan ayırabilirsiniz.