De EIP-4844: Wat is Proto-danksharding?

Wat is EIP-4844 (proto-danksharding)?
Proto-danksharding is een upgrade op het Ethereum netwerk die een belangrijke stap is in de schaalbaarheidsroadmap van de Ethereum blockchain en is onderdeel van de bredere Dencun-upgrade. Proto-danksharding is uitgerold via het voorstel EIP-4844, terwijl de Dencun-upgrade bestaat uit verschillende EIP’s met allemaal hun eigen verbetering aan het netwerk. Al deze voorstellen hebben een gezamenlijk doel: goedkopere transacties en het Ethereum netwerk schaalbaarder maken.
Proto-danksharding biedt een nieuwe, efficiënte datastructuur en geldt als een vereenvoudigde tussenfase richting volledige danksharding. Het introduceert al belangrijke bouwstenen, zoals blobs en commitment-verwijzingen, maar nog zonder het gebruik van echte data shards. Het legt daarmee de technische basis voor toekomstige schaalvergroting.
Korte samenvatting
-
EIP-4844 (proto-danksharding) is een upgrade die Ethereum schaalbaarder maakt door blobs toe te voegen.
-
Blobs zijn een nieuwe datastructuur die grote hoeveelheden data tijdelijk buiten de EVM opslaat, speciaal ontworpen voor rollups.
-
Blobs vervangen calldata als goedkopere manier om data op Ethereum te publiceren, zonder de mainnet te belasten met onnodige opslag van data.
-
Blobs hebben een eigen prijsmechanisme dat losstaat van reguliere transactiekosten, om goedkope transacties te garanderen tijden hoge netwerkcongestie op de Ethereum blockchain.
-
Het aantal blobs per blok is momenteel beperkt tot zes om spam te voorkomen.
Deze limiet beschermt het netwerk en zorgt voor stabiele werking van het prijsmechanisme. -
Proto-danksharding is een tussenstap richting volledige danksharding in Ethereum’s roadmap.
Het legt de technische basis voor toekomstige upgrades met data shards en nog meer schaalbaarheid, zonder concessies aan veiligheid of decentralisatie.
Wat brengt proto-danksharding?
Proto-danksharding brengt een nieuw type transactie naar het netwerk: de blob-carrying transaction. Een blob is een tijdelijke opslaglocatie voor data waarin, via een rollup, gegevens worden gebundeld. Deze gegevens bestaan uit transacties en andere informatie die door rollups wordt gebruikt, zoals bewijsdata (gegevens die bewijzen dat transacties geldig zijn) of metadata. Deze gegevens worden niet permanent opgeslagen op de Ethereum Virtual Machine (EVM). In plaats daarvan wordt in de EVM alleen een verwijzing (een zogenaamde commitment) naar de blob opgeslagen. Het bundelen van transacties in een blob en het niet permanent hoeven opslaan van alle gegevens maakt het geheel een stuk goedkoper en schaalbaarder. Hierdoor wordt bespaard op de hoeveelheid gegevens die in een transactie verwerkt hoeven te worden, wat resulteert in lagere kosten.
Blobs zijn specifiek ontworpen voor rollups op het netwerk, zoals Layer 2-oplossingen als Optimism en Arbitrum. Zij hebben hun gegevens meestal maar tijdelijk nodig. Voor blobs moesten gegevens via calldata verstuurd worden, wat permanent werd opgeslagen op de Ethereum blockchain. Alle nodes bewaarden deze gegevens, ook als dat eigenlijk niet nodig was, en dat maakte het onnodig duur. Gegevens in blobs worden daarentegen ongeveer twee weken bewaard. Na die periode wordt de data verwijderd. Rollups zijn zelf verantwoordelijk voor het tijdelijk bewaren en beschikbaar houden van hun data zolang deze nodig is voor verificatie.
Het prijsmechanisme van blobs
Daarnaast hebben blobs een eigen prijsmechanisme. Ze werken dus niet met het transactiekostenmodel dat tijdens de implementatie van EIP-1559 is geïntroduceerd. In plaats daarvan hebben ze een aparte 'blob base fee' die volledig losstaat van de reguliere gas fees. De blob base fee regelt hoeveel je betaalt om een blob (de data die rollups gebruiken) toe te voegen aan een blok.
De blob base fee werkt met een eigen vraag-en-aanbodmechanisme:
- Als er veel vraag is naar blobs (veel rollups), gaat de blob base fee omhoog.
- Als er weinig vraag is, daalt de base fee automatisch.
- Gebruikers betalen de base fee + een eventuele tip om een blob eerder op te nemen.
Het opdelen van blobtransacties en reguliere transacties voorkomt dat in tijden van hoge netwerkcongestie op het Ethereum netwerk de kosten voor blobtransacties worden opgedreven en maakt de kosten meer voorspelbaar. Het houdt dus rollup-transacties betaalbaar, zelfs als de druk op de Ethereum blockchain toeneemt. Dit maakt Layer 2-oplossingen tot een zeer aantrekkelijk alternatief, omdat het gewoon een heel stuk goedkoper is.
Het aantal blobs dat in een blok verwerkt kan worden is momenteel zes. Er is een limiet om spam te voorkomen, waardoor het netwerk niet overspoeld kan raken door de hoeveelheid data. Daarnaast zorgt het voor stabiliteit van het prijsmechanisme achter de blobs. Het aantal transacties dat in een blob verwerkt kan worden, hangt af van de gebruikte rollup-oplossing. Er zijn grofweg twee typen rollups: ZK-rollups en Optimistic rollups. Beide werken op een andere manier, wat invloed heeft op de hoeveelheid transacties die zij per blob kunnen verwerken. ZK-rollups zijn doorgaans efficiënter en kunnen meer dan 1.000 transacties in één blob verwerken. Optimistic rollups verwerken meestal tussen de 100 en 1.000 transacties per blob.
Wat lost EIP-4844 (proto-danksharding) op?
EIP-4844 (proto-danksharding) lost een aantal belangrijke zaken op met betrekking tot de schaalbaarheid van het Ethereum netwerk en richt zich op rollups. Dit zijn de belangrijkste schaalbaarheidsproblemen die proto-danksharding oplost:
Efficiëntere dataopslag door blobs
Voor proto-danksharding moesten rollups hun data aanleveren via calldata. Dit is een type data dat wordt meegestuurd naar smart contracts. Rollups gebruikten calldata voor transactiegegevens, en deze werd permanent opgeslagen op de blockchain, waardoor ook de benodigde gas hoger was en dus duurder. Daarnaast concurreert calldata met andere transacties, waardoor het moet strijden om toegevoegd te worden aan een nieuw blok. Dit resulteerde in een niet schaalbaar en inefficiënt systeem, waarbij onnodige data opgeslagen moest worden.
Met de introductie van blobs wordt data tijdelijk opgeslagen buiten de Ethereum Virtual Machine (EVM). Er wordt vanuit de EVM slechts een verwijzing gedaan naar de blob, waardoor onnodige extra gegevens niet worden opgeslagen op de Ethereum blockchain. Dit verlaagt de opslagdruk en daardoor ook de kosten per transactie. Bovendien zijn blobs specifiek geoptimaliseerd voor data-intensieve toepassingen zoals rollups, terwijl gewone transacties daar niet langer onder lijden.
Meer dataopslag
Dankzij proto-danksharding kunnen er grotere hoeveelheden data verwerkt worden in een blok. Blobs kunnen namelijk grotere datacapaciteit verwerken dan calldata zonder dat ze daarmee de EVM en blockchain extra belasten. Dit kan omdat blobs gegevens buiten de EVM opslaan en tijdelijk beschikbaar houden (ongeveer twee weken), waardoor onnodige gegevens niet permanent worden opgeslagen op Ethereum.
Dankzij deze aanpak wordt de totale datadoorvoer van het netwerk verhoogd. Rollups kunnen hierdoor grote databundels versturen in één enkele transactie, wat leidt tot schaalvoordelen. Hierdoor ontstaat er ruimte voor meer toepassingen op Layer 2, zonder dat het Ethereum netwerk zelf overbelast raakt.
Verbeterde schaalbaarheid met behoud van decentralisatie en veiligheid
Proto-danksharding verbetert de schaalbaarheid van Ethereum zonder dat dit ten koste gaat van de decentralisatie en veiligheid van het netwerk. In tegenstelling tot gecentraliseerde partijen die ook gecentraliseerde oplossingen zoeken voor extra opslag, gebruikt Ethereum een mechanisme waarbij data tijdelijk buiten de blockchain wordt opgeslagen via blobs, maar wel efficiënt wordt verwerkt binnen het bestaande gedecentraliseerde netwerk.
Dit zorgt ervoor dat Ethereum decentraal kan blijven functioneren, zonder dat dit ten koste gaat van de betrouwbaarheid van de infrastructuur tijdens piekmomenten. Met EIP-4844 blijven rollups verantwoordelijk voor transactieverwerking, terwijl Ethereum enkel de beschikbaarheid van de bijbehorende data garandeert. Dit zorgt voor een schaalbaar systeem dat de veiligheid van het mainnet behoudt, en tegelijkertijd ruimte biedt aan duizenden transacties per seconde via Layer 2-oplossingen.
Voorbereiding op danksharding en andere toekomstige uitbreidingen
EIP-4844 is een fundamentele verbetering van het Ethereum netwerk en geldt als een belangrijke voorbereiding op de stap richting volledige danksharding. De proto-danksharding-update geeft het netwerk al verschillende facetten van de volledige danksharding, namelijk blobs, commitment-verwijzingen en een nieuw prijsmechanisme voor blobtransacties. Deze onderdelen vormen de technische basis waarop toekomstige Ethereum-upgrades kunnen voortbouwen.
Wanneer danksharding in de toekomst wordt uitgerold, zullen deze componenten eenvoudig kunnen worden opgeschaald naar een systeem met meerdere shards. Dit stelt Ethereum in staat om op een veilige en gedecentraliseerde manier een veel grotere datacapaciteit aan te kunnen, zonder dat daarvoor een compleet nieuw mechanisme hoeft te worden ingevoerd.
Hoe past proto-danksharding in Ethereum’s roadmap?
Proto-danksharding (EIP-4844) is slechts een van de vele onderdelen die Ethereum schaalbaarder moeten maken op de lange termijn. Wel is het een cruciale update, omdat het nieuwe technologie introduceert die nodig is om vooruitgang te boeken in de uitrol van de volledige danksharding en andere toekomstige upgrades.
Het voorstel is uitgerold als onderdeel van de Dencun-upgrade, die op 13 maart 2024 live ging op het Ethereum-mainnet. Dencun is een samenvoeging van twee upgrades: Deneb (voor de consensuslaag) en Cancun (voor de executionlaag). Allebei de upgrades bestaan uit verschillende EIP’s die Ethereum efficiënter, goedkoper en schaalbaarder maken.
Hoewel alle EIP’s een bijdrage leveren, wordt EIP-4844 gezien als de belangrijkste schakel van Dencun. Het heeft de fundering gelegd voor volledige danksharding, die in een latere fase van Ethereum’s roadmap zal volgen, en heeft de basis gelegd om uiteindelijk data shards evenals data sampling toe te voegen. Deze onderdelen moeten ervoor zorgen dat Ethereum wordt opgeschaald naar een volwaardige sharded data-infrastructuur.
Proto-danksharding, Dencun en de volledige danksharding passen daarmee in de bredere fase van Ethereum’s roadmap genaamd The Surge, die zich richt op schaalbaarheid via rollups. Het is een essentiële stap richting een Ethereum netwerk dat duizenden transacties per seconde aankan, zonder concessies te doen aan decentralisatie of veiligheid.
Wat betekent dit voor gebruikers en ontwikkelaars?
De invoering van EIP-4844 heeft een belangrijke impact gehad op zowel gebruikers als ontwikkelaars binnen het Ethereum-ecosysteem. Aan de ene kant profiteren de ontwikkelaars van Layer 2-oplossingen, zoals zkSync, Arbitrum en Optimism, van de updates omdat ze gegevens kunnen bundelen tegen lagere kosten dankzij blobs. Daarnaast kunnen ze meer data verwerken in één transactie, waardoor ze hun processen kunnen optimaliseren en opschalen.
Voor de gebruiker van Layer 2-oplossingen betekent dit dat het goedkoper wordt om transacties uit te voeren via deze schaaloplossingen. Met name bij hoge netwerkactiviteit op het mainnet is het daardoor een stuk aantrekkelijker om Layer 2-netwerken te gebruiken.
Conclusie
EIP-4844, ook wel bekend als proto-danksharding, vormt een belangrijke mijlpaal om Ethereum een schaalbaarder netwerk te maken. Door het introduceren van blobs als tijdelijke en efficiënte data-opslag biedt deze upgrade directe voordelen voor rollups, ontwikkelaars en gebruikers. De transactiekosten dalen, datacapaciteit stijgt en de druk op het netwerk neemt af en dat allemaal zonder concessies te doen aan decentralisatie of veiligheid.
Daarnaast markeert proto-danksharding de start van een bredere technische transitie. Het legt de fundering voor volledige danksharding en verdere opschaling van Ethereum in de toekomst. Hoewel het slechts één onderdeel is binnen de Dencun-upgrade, is het een essentiële bouwsteen voor het Ethereum van morgen: goedkoop, schaalbaar en robuust.