Proto-Danksharding и Danksharding: Дорожная карта масштабируемости Ethereum

Ethereum сталкивается с большой проблемой: по мере увеличения числа пользователей сеть становится перегруженной, а высокие комиссии за транзакции становятся все более острыми. Чтобы решить эту задачу, разработчики Ethereum предложили технический метод, называемый danksharding — названный в честь исследователя Dankrad Feist. Это не просто технологическое решение, а ядро стратегии масштабирования Ethereum 2.0.

Proto-Danksharding: шаг на пути к масштабируемости

Чтобы понять Danksharding, сначала нужно разобраться с Proto-Danksharding — промежуточной версией этой технологии. Proto-Danksharding был представлен через обновление Ethereum Cancun с помощью стандарта EIP-4844, выступая в роли важного мостика.

Вместо немедленного внедрения полноценной системы шардирования, Proto-Danksharding сосредоточен на снижении затрат данных для Layer 2 rollups. Он позволяет rollup-ам добавлять данные в блоки по более низкой стоимости через механизм “blob” — временных пакетов данных. Это имеет практический смысл: пользователи могут совершать транзакции на Layer 2 с значительно меньшими комиссиями за газ.

Proto-Danksharding обрабатывает от 100 до 10 000 транзакций в секунду (предположительно), что значительно улучшает текущий Ethereum Layer 1, но еще не достигает конечных целей масштабируемости.

Полное Danksharding: скачок в обработке данных

Если Proto-Danksharding — первый шаг, то Danksharding — следующий, и он очень значительный. Danksharding нацелен на то, чтобы Ethereum мог обрабатывать более 100 000 транзакций в секунду, достигая невидимой ранее пропускной способности.

Ключевое отличие Danksharding от традиционных методов шардирования заключается в архитектуре. В обычном шардировании каждый шард (раздел) имеет свои собственные предложения блоков, что усложняет систему. В отличие от этого, Danksharding использует единую систему предложений блоков — только один человек предлагает блок для всей сети, управляя всеми шардами.

Этот дизайн упрощает процесс верификации и передачи данных между шардами, устраняя ненужную сложность множества независимых предложений блоков. В результате получается более эффективная, компактная сеть блокчейн, способная реально масштабироваться.

Как шардирование меняет структуру сети Ethereum

Чтобы понять Danksharding, представьте сеть из 1 000 узлов. В случае без шардирования каждый узел должен проверять и хранить все транзакции. Это создает огромную нагрузку на оборудование и скорость обработки.

При использовании шардирования сеть делится на несколько меньших сегментов. Например, один сегмент обрабатывает аккаунты от ‘A’ до ‘E’, другой — от ‘F’ до ‘J’, и так далее. Каждый сегмент работает независимо и параллельно, обрабатывая свои транзакции без ожидания других сегментов.

В Ethereum 2.0 изначальный план — разделить сеть на 64 шарда. Каждый шард сможет обрабатывать свои собственные смарт-контракты и транзакции, что увеличит общую пропускную способность сети.

Сравнение: чем отличаются Proto-Danksharding и Danksharding

Proto-Danksharding — это немедленное решение, значительно повышающее эффективность затрат. Danksharding — долгосрочная цель, обещающая кардинальные изменения в масштабируемости Ethereum.

Практические преимущества Danksharding для пользователей

Danksharding приносит реальные преимущества:

Более быстрые транзакции: с возможностью обработки более 100 000 tx/s время подтверждения транзакций значительно сократится.

Меньшие комиссии: при увеличении пропускной способности сети стоимость газа снизится в соответствии с законом спроса и предложения.

Масштабирование Layer 2: rollup-ы смогут работать эффективнее, открывая новые возможности для dApp.

Поддержка децентрализации: поскольку узлы будут обрабатывать лишь небольшую часть данных, требования к оборудованию снизятся, что позволит большему числу участников присоединиться к сети.

Повышенная безопасность: система единого предложения блоков уменьшает риски атак с вредоносными предложениями, включая атаку 51%.

Danksharding и традиционное шардирование: основные различия

Традиционное шардирование предполагает разделение блокчейна на множество меньших цепочек, каждая из которых обрабатывает транзакции независимо. Такой подход разумен для увеличения пропускной способности.

Однако Danksharding идет дальше. Он не только делит сеть, но и упрощает взаимодействие и достижение консенсуса между сегментами. Используя одно предложение блока вместо множества предложений на разных шардах, Danksharding устраняет сложность, растущую по квадратичной зависимости — отсюда и название “quadratic sharding” в технической документации.

Это означает, что Danksharding может масштабироваться эффективнее без ущерба для безопасности или децентрализации.

Роль Beacon Chain в этой системе

Beacon Chain — основа Ethereum 2.0, функционирующая на механизме Proof of Stake. Она отвечает за:

• Координацию всей шардированной сети
• Мониторинг валидаторов (участников верификации)
• Управление протоколом консенсуса
• Случайное распределение валидаторов для проверки сегментов

При внедрении Danksharding Beacon Chain будет управлять системой единого предложения блоков, обеспечивая надежную и безопасную сеть.

Дорожная карта: от Proto-Danksharding к Danksharding

Ethereum не сразу переходит к Danksharding. Вместо этого реализуется поэтапный план:

Этап 1 — Proto-Danksharding (Завершено): уже внедрено в обновлении Ethereum Cancun с помощью EIP-4844. Это снижает затраты для Layer 2 rollups.

Этап 2 — Полное Danksharding (Впереди): планируется после Proto-Danksharding, хотя точные сроки еще уточняются. В этом обновлении будет реализована система единого предложения блоков и разделение на 64 сегмента.

Такой поэтапный подход позволяет Ethereum тестировать, учиться и оптимизировать перед полномасштабным внедрением.

Часто задаваемые вопросы о шардировании Ethereum

Зачем Ethereum нужно шардирование?
По мере роста сети увеличивается число транзакций, что вызывает перегрузки и высокие комиссии. Шардирование позволяет обрабатывать множество транзакций параллельно, решая эту проблему.

Уменьшает ли шардирование децентрализацию?
Нет. Шардирование разработано так, чтобы сохранять децентрализацию, снижая требования к оборудованию. Узлы могут работать с меньшими ресурсами, что позволяет обычным пользователям запускать свои узлы.

Как будут работать смарт-контракты на шардах?
Разработчики Ethereum изучают способы обеспечения бесперебойной работы смарт-контрактов на нескольких шардах. Это технически сложная задача, которая решается.

Безопасно ли Danksharding?
Danksharding проектируется с приоритетом безопасности. Система единого предложения блоков фактически снижает определенные векторы атак. Beacon Chain гарантирует, что все сегменты следуют правилам.

Proto-Danksharding уже готово к использованию?
Да. Proto-Danksharding работает в Ethereum с обновлением Cancun. Пользователи Layer 2 уже испытывают меньшие затраты благодаря этой технологии.

Когда будет полностью реализовано Danksharding?
Точные сроки еще не определены, но Ethereum движется к внедрению в ближайшие годы. Этот процесс зависит от исследований и тестирования.

В чем разница между Proof of Stake и шардированием?
Proof of Stake меняет способ достижения консенсуса — вместо майнинга валидаторы ставят залог. Шардирование меняет способ обработки транзакций — параллельно вместо последовательно. Оба механизма дополняют друг друга в Ethereum 2.0.

Что получат Layer 2 rollup-ы?
Rollup-ы выиграют в стоимости хранения данных благодаря Proto-Danksharding и достигнут более высокой масштабируемости с Danksharding, что позволит обрабатывать больше транзакций с меньшими затратами.

Влияет ли шардирование на обычных узлов?
Наоборот. Шардирование снижает требования к оборудованию для узлов. Пользователи смогут запускать узлы с меньшими ресурсами, повышая децентрализацию сети.

Почему разработка этой технологии занимает так много времени?
Danksharding — это фундаментальное изменение в работе Ethereum. Требуются обширные исследования, тесты и проверка безопасности. Ethereum ставит безопасность превыше скорости развития.

Итог: будущее Ethereum формируется сейчас

Danksharding — это не просто техническое обновление, а выражение приверженности Ethereum инновациям и масштабируемости. Решая проблему перегрузки сети без ущерба для безопасности, Ethereum задает новые стандарты для блокчейн-технологий.

Proto-Danksharding уже начал улучшать ситуацию, позволяя пользователям Layer 2 получать меньшие затраты прямо сейчас. Когда Danksharding будет полностью реализовано, Ethereum войдет в новую эру — с быстрыми транзакциями, низкими затратами и сохранением децентрализации.

Это обновление, которое должен понять любой пользователь Ethereum или инвестор в криптовалюты. Оно — не только технология; это будущее Ethereum.