Ethereum’da Danksharding ve Data Availability Sampling Nedir?

Ethereum neden sadece "blokları büyütüp geçemez"

Danksharding için yapılan sunum ancak önce çözdüğü kısıtı anlarsanız anlam kazanır. Bir blok zincirindeki her düğümün her bloğu indirmesi, doğrulaması ve saklaması gerekir. Blok boyutunu birkaç yüz kilobayttan birkaç megabayta çıkarmak, tek başına daha fazla işlem hacmi sağlamaz. Daha yüksek bir donanım tabanı oluşturur, çünkü en ucuz tüketici dizüstü bilgisayarın bile zincire ayak uydurması gerekir.

Bu, meşhur blockchain üçlemesinin ardındaki gerilimdir. Bir ağın merkeziyetsiz olması gerekir, yani çok sayıda bağımsız düğüm, güvenli olması gerekir, yani geçmişi kolayca sahteleyememek, ve ölçeklenebilir olması gerekir, yani çok sayıda ucuz işlem. Blok boyutunu artırmak bir özelliği iyileştirirken diğerlerinin pahasına bunu yapar, çünkü düğüm gereksinimleri yükselir ve operatör sayısı düşer.

Ethereum'un rollup odaklı yol haritası buna kısmi bir yanıttır. Her şeyi layer 1 üzerinde yapmak yerine, layer 2 rollup'ların binlerce işlemi yürütmesine izin verir, ardından sıkıştırılmış bir özeti Ethereum'a geri yazar. Ethereum bir uzlaşma ve veri katmanı olur, bir dünya bilgisayarı değil. Bu işe yarar, ancak bir darboğazı vardır. Rollup'ların verilerini ucuz ve doğrulanabilir bir yerde yayımlaması gerekir ve bu yer şu anda Ethereum'un call data alanıdır, ki bu pahalıdır ve blok alanının diğer tüm kullanımlarıyla rekabet eder.

Danksharding, rollup'lara özel ve bol bir veri kanalı sağlayarak bu darboğazı kaldırma planıdır, üstelik her düğümü tüm veriyi indirmeye zorlamadan.

EIP-4844: zaten gördüğünüz ilk adım

Danksharding var olmadan önce Ethereum, Mart 2024'te EIP-4844 olarak resmileştirilen proto-danksharding'i yayınladı. Bu, bloblar adıyla zaten tanıyor olabileceğiniz kısımdır.

Blob, bir işleme eklenen bir veri parçasıdır. Ayrı bir ücret piyasasında yaşar, buna çoğu zaman blob gas market denir, ve yaklaşık 18 gün sonra zincirden otomatik olarak temizlenir. Düğümlerin blob içeriğini çalıştırması gerekmez. Yalnızca bunları geçici olarak saklamaları ve yayınlandıklarını kanıtlamaları gerekir. Arbitrum, Optimism ve Base gibi rollup'lar, sıkıştırılmış veriyi calldata olarak göndermekten blob olarak göndermeye geçti ve bu da rollup işlemlerini hemen birkaç kat daha ucuz hale getirdi.

EIP-4844 bir mühendislik uzlaşmasıdır. Ethereum'un veri kullanılabilirliğini doğrulama biçimini değiştirmez. Hâlâ her bloğun geçerli olduğunu doğrulamak için her düğümün her blob'un tamamını indirmesini gerektirir. Bu, blok başına birkaç blob için işe yarar, ancak danksharding'in öngördüğü hacimlere ölçeklenmez.

Bu yüzden proto-danksharding'i bir giriş yolu gibi düşünün. Blob işlem biçimini, ayrı ücret piyasasını ve gelecekteki danksharding'in yeniden kullanacağı konsensüs kurallarını tanıtır. Tam danksharding ise Ethereum'un her düğümü her blob'u indirmeye zorlamayı bırakıp bunun yerine örneklemeye başladığı noktada ortaya çıkar.

"Data availability" aslında ne anlama gelir

"Veri kullanılabilir" ifadesi kulağa bariz gelir, ancak mutabakat araştırmalarında kesin bir anlamı vardır. Bir blok, her dürüst düğüm yalnızca başlığı veya ona ait bir taahhüdü değil, alttaki veriyi gerçekten indirebiliyorsa data-available kabul edilir. Bu garanti olmadan kötü niyetli bir blok üreticisi geçerli görünen bir blok başlığı yayımlayıp arkasındaki veriyi saklayabilir ve full node'ların dolandırıcılığı tespit etmesi veya zinciri yeniden oluşturması mümkün olmaz.

Bu, data availability problemidir ve blockchain'leri ölçeklendirmenin daha zor sorunlarından biridir. Bitcoin üzerindeki light client'ların zinciri tamamen doğrulayamamasının nedeni budur: blok başlıklarını indirirler, ancak gövdeleri başka birinin sakladığına güvenirler. Bir miner bir bloğun işlemlerini saklarsa, bir light client bunu anlayamaz.

Ethereum, light client'lara güven yerine gerçek doğrulama sunmak istiyor. Bunun için bir düğümün büyük bir veri kümesinin yayımlandığını, veri kümesini indirmeden doğrulayabileceği bir primitive gerekir. Data availability sampling bu primitive'dir ve danksharding bunu mutabakat seviyesinde devreye alan Ethereum'a özgü tasarımdır.

Erasure coding: örneklerin bütünü ima etmesini sağlayan matematik

DAS yalnızca erasure coding sayesinde çalışır, bu teknik depolama ve iletişim teorisinden ödünç alınmıştır. En basit zihinsel model, bir elektronik tabloya 1 MB'lık bir dosya yazdığınızı, ardından özgün hücrelerin doğrusal kombinasyonları olan 1 MB'lık yedek satırlar eklediğinizi hayal etmektir. Artık 2 MB'nız vardır, ancak özgün 1 MB'ı bu 2 MB'ın herhangi bir 1 MB'lık kısmından yeniden oluşturabilirsiniz.

Danksharding'de blok üreticileri blob verisiyle kabaca aynı şeyi yapar. Her blob'un alttaki verisini, Reed-Solomon tarzı bir kodla hesaplanan ek parite parçalarıyla genişletirler ve güçlü bir garanti karşılığında zincir üstü boyutu ikiye katlarlar: veri kısmen bile kullanılabilir durumdaysa, dürüst bir düğüm tamamını yeniden oluşturabilir.

Bu örnekleme için neden önemlidir? Bir blok üreticisinin, kimse yeniden oluşturamasın diye genişletilmiş verinin dörtte birini saklamaya çalıştığını varsayın. Bunu gizlemek istatistiksel olarak imkansızdır, çünkü örnekler genişletilmiş veri kümesi genelinde eşit olasılıkla rastgele seçilir. Diyelim ki 30 rastgele parçayı başarıyla indiren ve hepsinin eşleştiğini doğrulayan bir light node, tam veri kümesinin birileri tarafından yeniden oluşturulabilir olduğundan matematiksel olarak emin olabilir, ayarlanabilir bir olasılık düzeyiyle.

Temel içgörü, erasure coding'in her şeyi indirme problemini rastgele nokta kontrolü problemine dönüştürmesidir. O olmasaydı örnekleme işe yaramazdı, çünkü kötü niyetli bir üretici hedeflediği tek bir byte'ı saklayabilir ve hiçbir nokta kontrolü bunu yakalayamazdı.

Data availability sampling bir düğümde gerçekte nasıl çalışır

Danksharding tasarımında zincirin verisi kavramsal olarak iki boyutlu bir ızgara şeklinde düzenlenir. Her satır bir slot'un blob verisine karşılık gelir ve her sütun genişletilmiş parçaların bir şerididir. Bir blok üreticisi, mevcut planda KZG commitments olan polinom taahhütleri kullanarak tüm ızgaraya taahhüt eder. Bunlar, bir blok başlığına sığacak kadar küçük kriptografik parmak izi gibi çalışır.

Light node'lar sonra her slot için şunları yapar:

• Blok başlığını ve genişletilmiş veriye ait KZG commitments'ı alır.
• Izgaradan birkaç rastgele hücre indirir, farklı konumlar için farklı peer'lere sorar.
• İndirilen her hücreyi taahhüdüne karşı doğrular. Hatalı bir hücre kontrolden hemen geçemez.
• Her başarılı örnekle birlikte, tam ızgaranın kullanılabilir olduğuna dair güvenlerini artırır.

Yeterince başarılı örnekten sonra light node veriyi kullanılabilir kabul eder. Blok üreticisi ızgaranın küçük bir kısmını bile saklamaya çalışırsa, tüm rastgele örneklerin dürüst kısma denk gelme olasılığı üstel olarak küçülür. Birkaç düzine örnekte hata olasılığı ihmal edilebilir hale gelir.

Donanım hikayesini değiştiren kısım budur. Bir light node'un artık hızlı SSD'li güçlü bir sunucu olması gerekmez. Slot başına birkaç kilobyte mertebesinde veri indirmesi, ardından bu örnekleri ağda gossip etmesi gerekir. Bu, solo staker'ları ve ev validator'larını rekabetçi tutar, bu da merkeziyetsizliği korur.

Kimsenin dürüstçe konuşmadığı riskler

Danksharding teknik olarak zariftir, ancak gerçek hata modlarıyla birlikte gelir. Dürüst bir kapsam bunlardan bahsetmeyi gerektirir.

İlk risk data availability withholding attack'tır. Bir blok üreticisi yine de bir başlık yayımlayıp ardından dürüst light node'ların örnekleme yapmasını engelleyecek kadar hücre saklamaya çalışabilir. Ağda yedekli örnekleme yapan yeterince light node yoksa, saldırgan yeterli sayıda light client kullanılabilir veriyi kaçırıp bloğu reddedene kadar rastgeleliği zorlayabilir ve bu da bir liveness failure'a yol açar, yani zincir duraksar. Araştırılan azaltma yöntemleri arasında slot başına birden fazla blok üreticisi kullanmak ve light node'ları ağın örnekleri gossip etmesine zaman tanıncaya kadar beklemeye zorlamak vardır, ancak ikisi de gecikme ekler.

İkinci risk erasure coding'in kendi hata modudur. Bir hata veya uygulama yanlışı kodlamayı client'lar arasında tutarsız hale getirirse, dürüst light node'lar geçerli blokları reddedebilir veya kullanılamaz olanları kabul edebilir. Tasarımın KZG commitments'a dayanmasının nedenlerinden biri budur, bunlar tekil hücrelerin başlıkla tutarlı olduğunu kanıtlayabilir. Mainnet dağıtımından önce kapsamlı testnet'lerin, Celestia'dan esinlenen da-dedi gibi devnet'lerin ve EIP-7591 çalışmalarının yürütülmesinin nedeni de kısmen budur.

Üçüncü risk altyapı etrafında merkezileşmedir. Bir light node için kağıt üzerindeki gereksinimler çok küçük olsa bile, full validator için gerçek gereksinimler, yani gerçekten blok öneren ve bloklara attestation verenler için gereksinimler artmaya devam eder. Solo staker'lar attestation görevleri gelişmiş donanım gerektirdiği için ayrılırsa, light client'lar ne kadar ucuz olursa olsun ağ daha merkezi hale gelir.

Son olarak, abartılı pazarlamanın sosyal riski vardır. "Sınırsız ölçeklenebilirlik" ifadesi DAS ile sık sık ilişkilendirilir ve bu yanlıştır. Erasure coding veri ayak izini kabaca ikiye katlar, bu yüzden gerçek bir maliyet vardır. Örnekleme yalnızca availability'yi doğrular, ağın daha fazla execution işlemesini sihirli biçimde sağlamaz. Rollup'lar execution için hâlâ başka yerde ödeme yapar ve throughput sınırları bugün olduğundan çok daha yüksek bir seviyede olsa da varlığını korur.

Neden Celestia, EigenDA ve Avail benzer görünüyor

Ethereum, veri kullanılabilirliği örneklemesine yatırım yapan tek ekip değil. Celestia, 2023'ün sonlarında, tüm işi bir veri kullanılabilirliği katmanı olmak olan bağımsız bir blockchain olarak kullanıma sunuldu. Aynı DAS ve erasure coding tarifini kullanır. Veriler 2 boyutlu bir ızgaraya kodlanır, hafif düğümler rastgele hücreleri örnekler ve KZG tarzı bir taahhüt tüm ızgarayı sabitler.

Buradaki vaat şu. Rollup'ların ve app-chain'lerin Ethereum üzerinde hiç yaşaması gerekmez. Verilerini Celestia'ya gönderebilir, Celestia ücretlerini ödeyebilir ve Ethereum'u ya da başka herhangi bir uzlaşma katmanını yalnızca dolandırıcılık veya geçerlilik kanıtları için kullanabilirler. Celestia, kendisini akıllı sözleşme platformu değil, modüler bir blockchain bileşeni olarak konumlandırır.

EigenDA farklı bir yapıya sahiptir. EigenLayer üzerinde kurulmuş bir veri kullanılabilirliği hizmetidir. EigenLayer, ETH stake edenlerin teminatlarını yeniden stake ederek ek hizmetleri güvence altına almayı seçmelerine olanak tanır. EigenDA'nın iddiası, depolama ağını çalıştıran operatörler aynı zamanda gerçek slashing riski taşıyan Ethereum doğrulayıcıları olduğu için Ethereum'un ekonomik güvenliğini devraldığıdır.

Başlangıçta Polygon'dan ayrılan Avail, üçüncü bir yol izler. Kendini, Ethereum dışı olanlar da dahil birçok zincire hizmet verebilen bir veri kullanılabilirliği katmanı olarak konumlandırır ve esnek kalmak için farklı bir polinom taahhüt şeması kullanır. Kate taahhütlerinin yerine başka tasarımlar kullanılabilir ya da onlara eklenebilir. Polygon'un kendisi tarihsel olarak farklı bir yaklaşım kullanan bir Polygon POS zinciri yayınladı, daha yeni "Polygon CDK" rollup'ları ise herhangi bir DA katmanını seçmekte özgürdür.

Ethereum neden kendi çözümünü geliştirmeye uğraşıyor? İki neden var. Birincisi, Ethereum topluluğu DA güvenliğinin ayrı bir tokendan ziyade ETH stake edenler tarafından desteklenmesini istiyor. Bu, bir Ethereum rollup'ının güven varsayımlarını Ethereum ekosistemi içinde tutar. İkincisi, rekabet iyidir. Celestia'nın varlığını bilmek Ethereum'un araştırmacılarını ürün çıkarmaya zorlar, tersi de geçerlidir.

Bu, kullanıcı veya geliştirici olarak sizin için ne anlama geliyor?

Ethereum üzerinde ya da bir rollup'ta sadece işlem yapıyorsanız, danksharding çoğunlukla daha düşük ücretler olarak karşınıza çıkar. Blob'lar bol ve ucuz hale geldiğinde, rollup'lar daha büyük paketler gönderebilir ve gas ücretlerini daha da aşağı çekebilir. Kesin rakamlar blob ücret piyasasının dinamiklerine ve rollup sıkıştırma iyileştirmelerine bağlıdır, ancak yön nettir. Zaten birkaç sent tutan rollup işlemleri, blob sayısı yüksek olduğunda sentin kesirlerine düşebilir.

Bir rollup yığını seçen bir geliştiriciyseniz, yeni karar hangi DA katmanını kullanacağınızdır. Seçenekler artık Ethereum yerelini, tam danksharding sonrasında, Celestia'yı, EigenDA'yı ve Avail'i içerir. Her birinin maliyet, güvenlik ve köprü varsayımları farklıdır. Celestia üzerindeki bir rollup, ETH stake edenlere bu kadar sıkı bağlı değildir, ama daha ucuz ve daha esnek olabilir. EigenDA üzerindeki bir rollup, yeniden stake edilmiş ETH güvenliğini devralır, ancak yalnızca EigenLayer'ın operatör kümesi kadar merkeziyetsizdir. Bedava öğle yemeği yoktur.

Bir staker ya da ev doğrulayıcısıysanız, pratik mesaj korkutucudan çok güven vericidir. Hafif istemci gereksinimleri düşük kalır, bu yüzden günlük donanım tabanı saf blok boyutu artışlarında olacağı gibi sıçramaz. Onay gereksinimleri yine de artabilir, ancak daha kontrollü bir hızda, ve enshrined proposer-builder separation gibi iyileştirmeler operasyonel yükü azaltmayı hedefler.

Yapmamanız gereken şey, danksharding'in "bitmiş" olduğunu varsaymaktır. 2026'nın başı itibarıyla hâlâ testnetlerde ve yakın vadeli dağıtım için EIP-7591 (ara bir adım olan PeerDAS) kullanılıyor, tam danksharding ise daha sonra gelecek. Herhangi bir takvimi garanti kabul etmek, hayal kırıklığına giden bir reçetedir.

Ethereum ölçeklendirme yol haritasında önde kalın

Danksharding, DAS, blob ücretleri ve rekabet eden veri kullanılabilirliği katmanları hızlı hareket ediyor. Güvenilir kapsam araştırma forumlarına, EIP taslaklarına ve çekirdek geliştirici görüşmelerine dağılmış durumda. Zippfeed, Ethereum ölçeklendirme manşetlerini duygu skoru ile toplar, bullish, neutral veya bearish, ve bir önem puanı ekler. Böylece hangi protokol dönüm noktalarının gerçekten fark yarattığını, hangilerinin ise sadece yeniden paylaşımlar olduğunu anlayabilirsiniz.