Das Ethereum-Netzwerk entwickelt sich ständig weiter und im Laufe der Jahre wurden viele technische Vorschläge eingeführt. Einer dieser Vorschläge ist EIP-4844. Die Idee kommt von Vitalik Buterin und bezieht sich auf eine Sharding-Technik.
Was ist EIP-4844, und wie wird es die Zukunft des Ethereum-Netzwerks und der Nutzer beeinflussen? Hier findest du eine leicht verständliche Erklärung zu einem hochtechnischen Ethereum-Vorschlag, der schließlich das Netzwerk für alle Nutzer zugänglicher machen wird.
In diesem Leitfaden
Was sind EIPs?
Ethereum Improvement Proposals (EIP) sind Vorschläge von Programmierern für das Ökosystem. Dabei sollen neue Standards geschaffen und dem Ethereum-Netzwerk neue Funktionen hinzugefügt werden.
Diese technischen Spezifikationen beschreiben die vorgeschlagenen Änderungen und sollen der Community gleichzeitig als vertrauenswürdige Quelle für Informationen zum Netzwerk dienen. Jedes Mitglied der Community kann einen solchen Proposal erstellen. Um auch so einen Vorschlag vorzubringen, solltest du die EIP1 ansehen, welche die Richtlinien für die Erstellung von EIPs enthält.
Vielleicht weißt du bereits, dass Ethereum die Umstellung von einem Proof-of-Work (PoW) auf einen Proof-of-Stake (PoS) Konsens-Algorithmus vornehmen möchte. Diese Umstellung braucht Zeit und beinhaltet viele Zwischenschritte. EIPs sind einige dieser Schritte.
Eine EIP sollte beispielsweise eine kurze technische Beschreibung zur eigenen Funktion und eine Begründung enthalten. Der EIP-Autor ist dafür verantwortlich, einen Konsens in der Community zu erzielen und abweichende Meinungen zu dokumentieren. Aufgrund der technischen Anforderungen für eine gut formulierte EIP sind viele Verfasser Anwendungs- oder Protokollentwickler. An der EIP-4844 sind einige Programmierer aus dem Ethereum-Ökosystem beteiligt, darunter Vitalik Buterin. Diese EIP zielt darauf ab, eine effizientere Methode zur Organisation von Transaktionsdaten auf der Ethereum-Blockchain zu schaffen. Jedoch gilt der Vorschlag als umstritten.
Wie funktioniert Danksharding?
Danksharding ist das Ethereum-spezifische Sharding-Schema und vereinfacht die Handhabung von Transaktionsdaten durch Validatoren erheblich.
Dieses Konzept wird in EIP-4844 eingeführt. Der Name “DankSharding” stammt von “Dank”, einer Abkürzung für Dankrad Feist, einem der Hauptbeteiligten an diesem Vorschlag.
Im Gegensatz zu älteren Sharding-Protokollen führt DankSharding den Merged-Fee-Market ein. Anstelle einer festen Anzahl von Shards mit unterschiedlichen Blöcken und unterschiedlichen Block-Proposern gibt es bei Danksharding nur einen Proposer, der alle Transaktionen für einen bestimmten Slot auswählt.
Das Konzept der Proposer/Builder-Separation (PBS) soll hohe Systemanforderungen an die Validatoren vermeiden. Die sogenannten Block-Builder sind eine spezialisierte Klasse und können auf das Recht bieten, den Inhalt des Slots auszuwählen. Der Proposer muss nur den Höchstbietenden auswählen.
Nur der Block-Builder kann den gesamten Block verarbeiten. Dezentrale Oracle-Protokolle von Drittanbietern können allerdings einen Distributed-Block-Builder erstellen und somit ebenfalls die Aufgabe übernehmen. Alle Validatoren und Benutzer können Blöcke durch Data-Availability-Sampling effizient verifizieren.
Was ist EIP-4844 (Der Proto-Danksharding-Vorschlag)?
EIP-4844 ist auch bekannt als der Proto-Danksharding-Vorschlag und wurde von Vitalik Buterin zusammen mit anderen Programmierern aus dem Ethereum-Ökosystem entwickelt. Primär soll EIP-4844 die Gasgebühren im Netzwerk reduzieren, ohne dass die darunter Dezentralisierung leidet. Dieser Vorschlag käme vor allem den Rollup-Lösungen wie Arbitrum und Optimism zu gute, welche die Gasgebühren um das 100- bis 1000-fache reduzieren könnten.
Der Vorschlag EIP-4844 ist als Zwischenlösung gedacht, bis die Aktualisierung von Ethereum 2.0 abgeschlossen ist. Es ist eine neue Methode, um die in einer Transaktion benötigten Informationen, wie z. B. Verifizierungsregeln und das Transaktionsformat, aufzuteilen, ohne tatsächlich Sharding zu implementieren.
Das wichtigste Merkmal von EIP-4844 ist der Blob, eine neue Transaktionsart. Blob-Transaktionen ähneln regulären Transaktionen, enthalten jedoch noch den sogenannten Blob als zusätzliches Datenelement. Auch wenn es sich dabei um große Datenpakete handelt (ca. 125 KB), wäre die Ausführung einer solchen Transaktion billiger als eine Calldata mit denselben Informationen. Allerdings kann eine EVM die in einem solchen Paket gespeicherten Daten nur sehen, nicht aber überprüfen.
Diese Blobs können von Validatoren und Nutzern heruntergeladen werden. Beim Proto-Danksharding ist die Datenbandbreite für einen Slot auf 1 MB (statt 16 MB) begrenzt. Diese Änderung in der Art der Datenübertragung stellt einen großen Unterschied dar. Dadurch wird nämlich das uns allen vertraute Problem der Skalierbarkeit von Ethereum angegangen. EIP-4844 wird den Gasverbrauch im Vergleich zu normalen Ethereum-Transaktionen also verringern.
Die Auswirkungen von EIP-4844 (proto-danksharding)
Die Ethereum-Blockchain wurde für Transaktionen von bis zu 90 KB pro Block konzipiert. Es wäre jedoch möglich, die maximale Größe eines Blocks durch eine Änderung des Gasgebührenmodells auf 18 MB zu erhöhen. Eigentlich ist dieses Modell für Nutzer sowie Validatoren zu teuer. Jedoch könnten mehr Transaktionen mithilfe eines dynamischen Gebührenmarkts miteinbezogen werden, ohne dabei das Netz zu belasten. Ein solcher Vorschlag war das EIP-1559, ein hybrides System zwischen einer Grundgebühr und einem frei wählbaren Zusatzbetrag, auch Tip genannt. Dadurch werden Anreize für Miner geschaffen und gleichzeitig mit jeder Netzwerktransaktion Ether verbrannt.
Um dieses bestehende System zu ergänzen, führt die EIP-4844 auch eine Begrenzung der maximalen Anzahl von Blobs pro Block ein. Diese Blöcke werden dann auf der Konsens-Layer (Beacon-Knoten) und nicht auf der Ausführungsschicht gespeichert. Sie bedürfen lediglich der Bestätigung durch die EVM.
Ein weiteres wichtiges Detail ist die zunehmende Größe des Blocks und die Auswirkungen auf die potenziellen Validatoren. Da sich die zu speichernden Blockchain-Daten auf bis zu 2,5 TB pro Jahr summieren können, werden die Nodes nun mehr Hardwarekapazitäten benötigen. Eine Möglichkeit, diesen Speicherbedarf zu verringern, wäre, die Blob-Daten nach einer bestimmten Zeit zu löschen.
Roadmap für EIP-4844
- EIP-4844 wurde auf der ETH Denver Veranstaltung vorgestellt und getestet.
- Nach der erfolgreichen Implementierung auf der Ausführungs-Layer soll dieser EIP schließlich auch auf der Konsens-Layer von Ethereum eingesetzt werden.
- Das Proto-Danksharding soll bei der Ethereum-Hardfork in Shanghai implementiert werden (vorausgesetzt, alles läuft nach Plan).
Wie wird EIP-4844 den Nutzern helfen?
Die Community bezeichnet EIP-4844 als “Zwischenlösung”, um das stetig steigende Transaktionsvolumen bewältigen zu können. Nutzer und Netzwerk werden dadurch vor allem von der Verringerung der Gasgebühren profitieren.
Blob-Transaktionen werden durch den EIP mit genau den beschlossenen Sharding-Spezifikationen eingeführt. Dadurch können Rollups auf bis zu 2 MB pro Slot skaliert werden. Ein separater Gebührenmarkt ermöglicht es, die Gebühren extrem niedrig zu halten, während die Nutzung des Systems begrenzt ist.
Diese Zwischenlösung soll Skalierungsprobleme für bestimmte Rollups vorübergehend lindern, ohne die Weiterentwicklung des Netzwerks zu erschweren. Derzeit verwenden Rollups noch Calldata, jedoch steht diese Option in Zukunft nicht mehr zur Verfügung, denn Blobs werden günstiger sein. Das Datenverarbeitungssystem benötigt daher mindestens ein Upgrade.
Es gibt also zwei Möglichkeiten, diese Zwischenlösung anzuwenden. Die erste besteht darin, die Gaskosten für die vorhandene Calldata zu senken. Die zweite darin, das Format für die Aufteilung der Daten auszuwählen, diese aber noch nicht aufzuteilen. Und genau das bringt der EIP-4844.
Der EIP-4844 beinhaltet Folgendes:
- einen neuen Transaktionstyp, der für “Full Sharding” benötigt wird
- die gesamte erforderliche Logik der Ausführungsebene für vollständiges Sharding
- die gesamte erforderliche Ausführungs-Layer-Logik für Full Sharding
- Trennung der Layer zwischen Beacon-Block-Verifizierung und Data-Availability-Sampling-Blobs
- die Beacon-Block-Logik für vollständiges Sharding
- ein selbstregulierender und unabhängiger Gaspreis für Blobs
EIP-4844 beschreibt nur Transaktionsformate und Verifizierungsregeln, nicht aber die Implementierung dieses neuen Sharding-Mechanismus. Bei erfolgreicher Umsetzung werden die Nutzer jedoch von niedrigeren Transaktionsgebühren profitieren.
Wird EIP-4844 dazu beitragen, die Ethereum-Blockchain zu skalieren?
Über die Auswirkungen auf das Netzwerk können wir erst diskutieren, wenn dieser Vorschlag umgesetzt wurde. Voraussichtlich werden bei Ethereum-Rollup-Protokollen die Transaktionsgebühren erheblich gesenkt, was kleineren Anlegern und Neulingen eine ganz neue Welt eröffnen könnte.
Wir alle sind gespannt auf die kommende Version der Ethereum-Blockchain, welche bis Ende 2022 den Proof-of-Stake (PoS) eingeführen soll. Verbesserungsvorschläge wie der EIP-4844 ebnen den Weg zu einem skalierbaren und effizienten Netzwerk. Die laufende Diskussion über diesen Vorschlag kann im Ethereum Magicians Forum verfolgt werden.
FAQ
Was sind EIPs?
Was ist EIP-4844?
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