Полное руководство по обновлению Ethereum Dencun и Proto-Danksharding

Введение в обновления сети Ethereum

С момента своего появления Ethereum прошёл через несколько этапов модернизации сети, направленных на решение проблем масштабируемости, эффективности и безопасности. Подобные обновления, как правило, реализуются посредством хардфорков, затрагивающих отдельные компоненты инфраструктуры блокчейна. Обновление Ethereum Cancun-Deneb, известное также как Dencun, стало значимым этапом в эволюции второго по капитализации блокчейна мира.

Обновление Dencun стало переломным моментом для сети Ethereum, существенно повысив пропускную способность транзакций и снизив операционные издержки. Эти усовершенствования особенно важны для растущей экосистемы решений масштабирования второго уровня, использующих базовый слой Ethereum для обеспечения безопасности и доступности данных. Комплексное обновление демонстрирует стремление Ethereum к решению блокчейн-трилеммы — масштабируемости, безопасности и децентрализации — и укрепляет его позиции ведущей платформы для децентрализованных приложений.

Что такое обновление Ethereum Cancun-Deneb?

Обновление Ethereum Cancun-Deneb, или Dencun, — это масштабное усовершенствование блокчейна Ethereum, основная задача которого — повысить масштабируемость за счёт внедрения Proto-Danksharding. Двойная архитектура обновления объединяет изменения Cancun и Deneb, направленные на различные уровни системы Ethereum для повышения общей эффективности и безопасности сети.

Компонент Cancun обновил слой исполнения Ethereum, отвечающий за обработку транзакций и выполнение смарт-контрактов. Компонент Deneb внёс изменения в слой консенсуса, который координирует работу валидаторов и финализацию блоков. Такой подход обеспечивает комплексную оптимизацию всей инфраструктуры Ethereum.

Помимо Proto-Danksharding, обновление Cancun-Deneb включило ряд ключевых предложений по улучшению Ethereum (EIP), каждое из которых направлено на совершенствование отдельных функций сети. Основной акцент Dencun — оптимизация слоя исполнения Ethereum, что закладывает основу для внедрения полноценного шардирования данных в рамках долгосрочной стратегии развития Ethereum.

Это обновление ознаменовало старт «фазы Surge» в многоуровенной дорожной карте Ethereum, стратегического плана по развитию блокчейна. Главная цель — резкое повышение производительности и массовое внедрение через rollup-решения второго уровня без ущерба базовому принципу децентрализации.

Внедрение Dencun проходило поэтапно: сначала на тестовой сети Goerli 17 января 2024 года, затем на Sepolia 31 января 2024 года, после чего обновление было развернуто на основной сети Ethereum 13 марта 2024 года. Такой формат дал разработчикам возможность оперативно выявлять и устранять потенциальные проблемы до запуска на основной сети.

EIP обновления Ethereum Dencun: разъяснение

Предложения по улучшению Ethereum (EIP) — это серия рекомендованных изменений в рамках масштабного процесса модернизации Ethereum. Их цель — повысить масштабируемость блокчейна, эффективность работы и безопасность экосистемы Ethereum. Обновление Dencun включило ряд EIP, каждое из которых решает отдельные технические задачи.

EIP-1153 оптимизирует хранение данных в экосистеме Ethereum благодаря двум новым опкодам EVM, позволяющим экономить комиссии за газ. Они реализуют временное хранилище, автоматически удаляемое после завершения транзакции, снижая постоянную нагрузку на сеть.

EIP-4788 открывает данные Beacon Chain для слоя исполнения, сохраняя корни блоков Beacon в смарт-контракте. Это улучшает архитектуру сети, укрепляет связь между слоями консенсуса и исполнения, а также повышает безопасность и функциональность приложений, которым требуется проверка данных слоя консенсуса.

EIP-4844 внедряет Proto-Danksharding, добавляя временные блобы данных, специально предназначенные для rollup. Это позволяет значительно удешевить транзакции для решений второго уровня благодаря отдельному слою доступности данных, отделённому от стандартного calldata транзакций.

EIP-5656 добавляет опкод MCOPY в виртуальную машину Ethereum, предоставляя более простой и недорогой способ копирования памяти. Это ускоряет работу смарт-контрактов, требующих манипуляций с памятью.

EIP-6780 обновляет опкод SELFDESTRUCT, ограничивая сценарии завершения смарт-контрактов этим кодом. Это усиливает защиту пользовательских данных и средств, предотвращая некоторые типы атак, возможные при прежнем поведении SELFDESTRUCT.

EIP-7044 отменяет ограничения на срок действия сообщения об добровольном выходе валидатора, предоставляя больше гибкости для участников, покидающих сеть.

EIP-7045 увеличивает окно времени для включения аттестации в блок Beacon Chain, повышая устойчивость сети к временным перебоям связи.

EIP-7514 ограничивает число валидаторов, которые могут быть активированы за одну эпоху, предотвращая быстрый рост пула валидаторов и возможную перегрузку ресурсов сети.

EIP-7516 внедряет опкод BLOBBASEFEE, возвращающий базовую цену блоба для текущего блока. Это даёт смарт-контрактам возможность получать информацию о стоимости блоба и строить более сложные стратегии управления комиссиями.

Что такое EIP-4844 и Proto-Danksharding?

EIP-4844, также называемое Proto-Danksharding, — один из ключевых элементов обновления Ethereum Cancun-Deneb. Это предложение позволяет пользователям Ethereum значительно снизить комиссии за транзакции второго уровня за счёт внедрения предварительной формы шардирования данных.

Ethereum проходил множество обновлений, чтобы повысить свою пропускную способность и справиться с растущим спросом. Разработчики акцентировали внимание на решении двух основных проблем — высоких комиссий за газ и низкой пропускной способности, ограничивающих масштабирование Ethereum до уровня массового применения.

Решение — шардирование, то есть разделение больших баз данных на более мелкие сегменты для эффективной обработки отдельных частей информации. Внедрение полноценного шардирования оказалось длительным и технически сложным процессом. Proto-Danksharding стало практичным промежуточным решением.

Новое изменение для сети Ethereum снижает комиссии и увеличивает пропускную способность благодаря новому типу транзакций, поддерживающему блобы данных. Как прототип danksharding, proto-danksharding — временное, но эффективное решение до полной реализации danksharding в последующих обновлениях.

Danksharding и proto-danksharding — ключевые элементы будущей стратегии обновления слоя консенсуса Ethereum, отвечающие за максимизацию масштабируемости и эффективности сети.

Danksharding — полноценная форма шардирования, запланированная для следующих этапов развития Ethereum. Она оптимизирует доступность и управление данными внутри сети, радикально улучшая обработку и хранение транзакционных данных. Danksharding также внедряет концепцию объединённого рынка комиссий, упрощающую экономику доступности данных.

Для реализации Proto-Danksharding как промежуточного шага разработчики внедрили новый тип транзакций, поддерживающий вложение блобов данных. EIP-4844 позволяет временно прикреплять блобы данных к блокам транзакций, предоставляя отдельное пространство для данных rollup, отделённое от обычных транзакционных данных. После полноценного внедрения danksharding Ethereum сможет радикально нарастить масштабируемость, потенциально обрабатывая до 100 000 транзакций в секунду.

Это решение закладывает основу для будущей реализации полноценного шардирования данных, предусмотренного долгосрочной стратегией развития Ethereum. Шардирование подразумевает разделение базы данных блокчейна на меньшие параллельно обрабатываемые единицы — шарды, что увеличивает эффективность и пропускную способность. С обновлением Cancun концепция получила практическую реализацию через proto-danksharding.

Значение Proto-Danksharding

Proto-Danksharding — важный шаг к максимальной операционной эффективности, оптимизации управления данными и снижению стоимости транзакций в экосистеме Ethereum. Новшество устраняет ряд ограничений, мешавших росту и популяризации Ethereum.

Proto-Danksharding помогает решить блокчейн-трилемму Ethereum — противоречие между безопасностью, децентрализацией и масштабируемостью. Эта комбинация долго мешала эффективной работе сети при низких издержках и сохранении базовых принципов. Внедрение более эффективного слоя доступности данных помогает преодолеть это противоречие.

Proto-Danksharding — ключевой механизм обновления слоя консенсуса Ethereum, который существенно повышает его производительность и масштабируемость. Механизм вводит временное пространство хранения через блобы данных, позволяя прикреплять большие объёмы информации к блокам транзакций по цене существенно ниже традиционного хранения calldata.

Данные блоба автоматически удаляются через фиксированный срок (обычно несколько недель), что экономит место хранения в сети и снижает долгосрочные издержки. Это позволяет решениям второго уровня (rollup) обрабатывать значительно больше транзакций при низких затратах, используя сжатые данные в блобах вместо дорогого calldata.

Как часть EIP-4844, proto-danksharding — фундамент будущего масштабирования Ethereum. Его успешная реализация официально закреплена в протоколе Ethereum через обновление Cancun, что стало важной вехой на пути превращения сети в глобальный расчетный слой.

Плюсы и минусы обновления Cancun

Преимущества Ethereum Cancun

Обновление Ethereum Cancun приносит значительные преимущества как быстрорастущей пользовательской базе Ethereum, так и разработчикам платформы. Среди основных преимуществ:

Повышенная безопасность: Обновление делает работу с сетью безопаснее и удобнее за счёт усовершенствованной обработки транзакций и дополнительной защиты данных пользователей. Изменения опкодов, таких как SELFDESTRUCT, сокращают потенциальные уязвимости и усиливают безопасность смарт-контрактов.

Улучшенное межсетевое взаимодействие: Обновление упрощает и делает безопаснее взаимодействие между блокчейн-сетями. Доступ к данным Beacon Chain в слое исполнения способствует интеграции с решениями второго уровня и развитию надёжных кроссчейн-мостов.

Рост масштабируемости: Новые изменения решают хронические проблемы масштабируемости, резко увеличивая количество транзакций, которые сеть способна обрабатывать за секунду. С внедрением proto-danksharding эффективная пропускная способность экосистемы Ethereum существенно возрастает благодаря rollup второго уровня.

Оптимизация хранения и доступности данных: Модернизация механизмов хранения данных и снижение комиссий повышают эффективность сети. Блоб-транзакции создают отдельный экономичный слой доступности данных, предназначенный для rollup.

Снижение операционных затрат: Благодаря блоб-транзакциям комиссии за газ на Ethereum значительно сокращаются. Пользователи второго уровня могут платить на 90 % меньше по сравнению с предыдущим уровнем затрат.

Рост скорости транзакций: Изменения ускоряют обработку транзакций и увеличивают пропускную способность сети, позволяя справляться с большим потоком данных без перегрузки.

Стимул для инноваций: Dencun закладывает фундамент для дальнейших технологических разработок, расширяя возможности Ethereum и усиливая его позиции на рынке блокчейн-решений. Успешное внедрение proto-danksharding подтверждает способность Ethereum реализовывать сложные технические обновления.

Риски Ethereum Cancun

Как и в случае с предыдущими крупными обновлениями, внедрение Dencun сопровождалось определёнными рисками, требующими тщательного анализа и подготовки. К основным относятся:

Влияние на действующие смарт-контракты: Новые функции и опкоды могут вызвать несовместимость с существующими смарт-контрактами. Разработчикам необходимо было провести аудит контрактов, чтобы убедиться в их работоспособности после обновления, особенно если они использовали SELFDESTRUCT.

Сложности интеграции: Переход на обновлённые методы хранения данных и новые типы транзакций требовал тщательного планирования. Решения второго уровня должны были интегрировать поддержку блоб-транзакций, а операторы узлов — обновить программное обеспечение для работы с новым форматом транзакций. Предварительная подготовка и своевременное информирование позволили минимизировать возможные сбои.

Обновление Dencun Ethereum и его последствия

Обновление Dencun существенно повлияло на экосистему Ethereum, затронув разные аспекты экономической и технической модели сети. Прежде всего оно снизило комиссии, которые решения второго уровня платят Ethereum за доступность данных, что повлияло на бюджет безопасности сети. Это особенно важно, поскольку значительная часть комиссий, которые исторически получали валидаторы Ethereum, поступала от rollup второго уровня.

Экономическая модель Ethereum построена так, что рост активности приводит к увеличению объёма сжигаемых ETH через механизм базовой комиссии. Каждая транзакция Ethereum сжигает часть комиссии (базовую комиссию), и при достаточном уровне активности ETH становится дефляционным активом — сжигается больше, чем выплачивается валидаторам. Снижение комиссий для решений второго уровня ослабляет это дефляционное давление.

Кроме того, после обновления Dencun снизились расходы на работу rollup второго уровня, а также общий доход операторов этих сетей от пользователей. Для понимания ситуации нужно учитывать, что решения второго уровня платят комиссии за размещение данных о транзакциях в базовом слое Ethereum, а операторы rollup (которые обеспечивают безопасность своих сетей по аналогии с валидаторами базового слоя) взимают комиссии за обработку транзакций на rollup.

То есть операторы второго уровня получают комиссии за обработку транзакций от пользователей и одновременно платят Ethereum за включение пакетов транзакций и данных в базовый слой. Dencun существенно снизил стоимость размещения таких данных благодаря блоб-транзакциям.

Тем не менее, несмотря на снижение общего дохода и операционных расходов второго уровня, их маржинальность выросла. Например, если себестоимость продукта составляет $80, а цена продажи $100, маржа — $20. Если себестоимость снижается на $30 (до $50), маржа становится $50 (рост на 150 %). Таким образом, доход с единицы продукции может не увеличиваться, но валовая прибыль возрастает существенно.

В бизнесе маржа — это разница между себестоимостью и ценой продажи. В контексте rollup второго уровня продукт — это обработка транзакций, а операционные расходы — стоимость размещения данных и доказательств в Ethereum. Dencun снизил эти расходы, позволив rollup снизить комиссии для пользователей и уменьшить общий доход, но одновременно повысить маржинальность, делая бизнес второго уровня более устойчивым.

Укрепляет ли обновление Dencun экосистему Ethereum?

Изменения в обновлении Ethereum Cancun-Deneb комплексно решают задачи масштабируемости, эффективности и безопасности, прежде всего снижая комиссии за транзакции и увеличивая пропускную способность сети. Это укрепило определённые части экосистемы Ethereum и заложило основу для будущего развития блокчейна, особенно в рамках стратегии rollup-centric.

Однако обновление вызвало перераспределение экономической ценности: комиссии и пользователи всё больше переходят на решения второго уровня, а не на базовый слой. Это увеличивает прибыльность и привлекательность сетей второго уровня, но может снизить бюджет безопасности Ethereum, поскольку меньше комиссий сжигается и выплачивается валидаторам базового слоя. Такой компромисс — это плата за масштабируемость второго уровня ценой изменений экономики базового слоя.

Обновление Dencun упрочит статус Ethereum как лидера блокчейн-инноваций и ключевого инфраструктурного провайдера для децентрализованных приложений. Успешная реализация proto-danksharding подтверждает технические возможности Ethereum и его стремление решать задачи масштабирования. В долгосрочной перспективе это может привести к усилению значения решений второго уровня, что изменит баланс между базовым слоем Ethereum и инструментами масштабирования, превратив базовый слой преимущественно в платформу для расчётов и хранения данных, а не размещения децентрализованных приложений.

FAQ

Что такое обновление Cancun-Deneb? Зачем Ethereum это обновление?

Cancun-Deneb — двойное обновление Ethereum, направленное на повышение масштабируемости и консенсуса. Cancun оптимизирует слой исполнения, снижая комиссии за транзакции, а Deneb увеличивает эффективность слоя консенсуса. Вместе они увеличивают пропускную способность и общую производительность сети.

Какие основные улучшения и новые функции появились после обновления Cancun-Deneb?

Обновление Cancun-Deneb внедрило EIP-4844 с транзакциями блобов шард, что позволило сократить комиссии за транзакции второго уровня более чем в 10 раз. Оно повысило масштабируемость и доступность данных в Ethereum, предоставив пользователям и приложениям больше пропускной способности и снизив издержки.

Как EIP-4844 (Proto-Danksharding) в обновлении Cancun-Deneb снижает комиссии за газ?

EIP-4844 снижает комиссии за газ благодаря внедрению блоб-транзакций, которые более экономичны и недоступны для EVM. Реализован многомерный рынок комиссий EIP-1559 и увеличена пропускная способность данных до 1 МБ на слот, что снижает нагрузку на сеть и уменьшает затраты на транзакции для rollup второго уровня.

Как обновление повлияло на решения масштабирования Ethereum второго уровня?

Обновление Cancun-Deneb внедряет Proto-Danksharding (EIP-4844), что существенно снижает издержки на доступность данных для второго уровня. Это резко снижает комиссии на rollup, таких как Arbitrum и Optimism, делая их более эффективными и выгодными для пользователей.

Когда стартует обновление Cancun-Deneb? Что нужно сделать обычным пользователям?

Обновление Cancun-Deneb было запущено 13 марта 2024 года. Обычным пользователям не требуется никаких специальных действий — достаточно убедиться, что ваш кошелёк и приложения обновлены до последней версии.

Чем отличается обновление Cancun-Deneb от предыдущего Shapella?

Cancun-Deneb ориентировано на масштабирование второго уровня, увеличивая скорость транзакций в 10–100 раз и снижая комиссии. Shapella была сосредоточена на стейкинге и улучшении работы сети. Cancun — повышение эффективности транзакций, Shapella — оптимизация производительности сети.

Какие изменения произойдут со скоростью и стоимостью транзакций Ethereum после обновления?

Обновление Cancun-Deneb существенно повышает масштабируемость Ethereum, ускоряет обработку транзакций и значительно снижает комиссии за газ, делая транзакции более доступными и выгодными для всех пользователей.