Dmitry

16. Januar 2024 – 7 Minuten Lesezeit

Das Dencun-Upgrade ist der mit Spannung erwartete Ethereum , der im Januar 2024 stattfinden und die „Surge“-Ära einläuten wird. In den letzten zwei Jahren hat das Ethereum zwei bedeutende Upgrades durchlaufen – „The Merge“ sowie das Shanghai- bzw. Shapella-Upgrade.

Diese Verbesserungen trugen dazu bei, dass Ethereum einen energieeffizienten Zustand Ethereum , gesetzte ETH für Auszahlungen freigab und die Gasgebühren für Entwickler senkte.

Obwohl der Protokollwechsel bei Ethereum abgeschlossen Ethereum , hat die Blockchain nach wie vor mit Skalierbarkeitsproblemen zu kämpfen. Dies führte zur Einführung einer auf Rollups basierenden Skalierungslösung, bei der die Ausführung außerhalb der Blockchain und die Verifizierung innerhalb der Blockchain erfolgt. Infolgedessen sind die Gebühren bei Rollups im Vergleich zur ursprünglichen Blockchain um das 3- bis 8-Fache günstiger, jedoch nicht günstig genug, um mit anderen L1-Blockchains konkurrieren zu können.

Um die L2-Gebühren weiter zu senken und die Skalierbarkeit Ethereumzu verbessern, wird derzeit das „Cancun-Deneb“- bzw. „Dencun“-Upgrade umgesetzt.

In diesem Artikel werden wir uns eingehend mit den Auswirkungen des Dencun-Upgrades, den Zeitplänen für Tests und die Einführung sowie weiteren Aspekten befassen.

Was ist das Dencun-Upgrade?

Der Dencun-Hard-Fork ist ein Ethereum , das darauf abzielt, Skalierbarkeitsprobleme zu lösen, indem Ethereum Datenverfügbarkeitsschicht mithilfe einer als „Proto-Danksharding“ bezeichneten Methode verbessert wird. Dadurch können Rollups Daten Ethereum mindestens zehnmal geringeren Kosten auf Ethereum veröffentlichen, was die Gasgebühren für die Nutzer erheblich senkt.

Dieses Upgrade wird in zwei Teilen umgesetzt – „Deneb“ und „Cancun“ –, die sich auf neun Ethereum (EIPs) verteilen.

Das Deneb-Upgrade bringt Verbesserungen auf der Konsens-Ebene mit sich, während das Cancun-Upgrade dies auf der Ausführungsebene tut.

Neben der Skalierbarkeit Ethereumverbessert das Dencun-Upgrade die Sicherheit, bietet Vorteile für dApp-Entwickler und optimiert das Nutzererlebnis beim Staking. Damit legt dieses Upgrade den Grundstein für Ethereum der Datenverfügbarkeit Ethereum und passt die Rollup-Architektur besser an die wachsenden Anforderungen der Nutzer an.

Quelle: Vitalik Buterin

Welche Verbesserungen bringt das Dencun-Upgrade mit sich?

Die im Rahmen des Dencun-Upgrades integrierten EIPs wirken sich Ethereum auf verschiedene Aspekte von Ethereum aus. Von der Einführung effizienter Opcodes bis hin zur Senkung der Gasgebühren bei Rollups – das Dencun-Upgrade verbessert Ethereum großem Maßstab.

Im Folgenden haben wir vier wesentliche Verbesserungen aufgeführt, die sich aus dem Dencun-Upgrade ergeben:

Verbesserte Skalierungsfähigkeiten

Der bedeutendste Vorschlag im Rahmen des Dencun-Upgrades ist EIP-4844, auch bekannt als „Proto-Danksharding“. Dieses Upgrade schafft die Voraussetzungen für eine netzwerkbasierte Skalierung, indem es für Rollups kostengünstiger wird, Daten auf Ethereum zu veröffentlichen.

Was ist „Proto-Danksharding“?

Derzeit nutzen Rollups „Calldata“, um Transaktionen auf Ethereum zu committen. Diese Transaktionskosten für „Calldata“ machen über 90 % der Rollup-Kosten ausaus, vor allem weil „Calldata“ dauerhaft gespeichert wird und von der Ausführungsschicht oder der EVM direkt abgerufen werden kann.

Dieser Rahmen für die Veröffentlichung von Daten ändert sich mit dem Proto-Danksharding. Der Vorschlag EIP-4844 führt einen neuen Transaktionstyp ein, der als „Blob-Carrying-Transaktion“ bezeichnet wird.

Ein Blob ähnelt einem Block, allerdings stammen die Daten der ausgeführten Transaktionen aus einem Rollup. Eine Transaktion, die einen Blob enthält, ist lediglich ein Verweis auf den eigentlichen Blob mit den Daten, die auf der Konsensschicht gespeichert sind. Die Überprüfung erfolgt daher ausschließlich auf der Grundlage des Referenz-Hashes und nicht anhand der gesamten, in Blobs gespeicherten Shard-Daten.

Dadurch können Blobs mehr Daten auf Ethereum veröffentlichen Ethereum die Überprüfung von Off-Chain-Transaktionen vereinfachen. Diese Art der Veröffentlichung ist besser als die Verwendung von Calldata, da die Daten nicht dauerhaft gespeichert werden. Nach etwa drei Wochen sind die Daten im Blob nicht mehr zugänglich, was den Speicheraufwand auf der Konsensschicht reduziert.

Nach erfolgreicher Umsetzung wird erwartet, dass dieses Upgrade die Kosten für Anrufdaten um mindestens das Zehnfache senken wird.

Erhöhte Sicherheit

Das Dencun-Upgrade umfasst mehrere Vorschläge zur Verbesserung der Sicherheit auf der Ebene der Benutzeranwendungen und des Konsensmechanismus, darunter EIP-4788, 6780 und 7514:

• Der Vorschlag EIP-4788 sieht vor, die Root des übergeordneten Beacon-Blocks in die Ausführungsschicht zu integrieren, wodurch im Wesentlichen ein Orakel auf Protokollebene eingeführt wird.
  Dadurch entfällt die Notwendigkeit, dass verschiedene Orakel-Betreiber Daten zum Konsensstatus aggregieren, was unter anderem Liquid-Staking-Pools und Re-Staking-Anwendungen zugutekommt.

• EIP-6780 ist ein auf Entwickler ausgerichteter Vorschlag, der die Mängel des Opcodes SELFDESTRUCT behebt, der bisher zum Entfernen von unnötigem Code verwendet wurde.
  Nach der Einführung von EIP-6780 erfolgt das Entfernen von Code nur noch, wenn SELFDESTRUCT in derselben Transaktion wie die Erstellung des Smart Contracts ausgeführt wird.

• Der Vorschlag EIP-7514 dient als vorübergehende Lösung, um das Problem der übermäßigen Zunahme der Validatorenanzahl anzugehen. Zwar erhöht eine größere Anzahl von Validatoren die Ausfallsicherheit des Netzwerks, doch kann dies die Knoten belasten, da die Fluktuationsgrenze weiter ansteigt.
  Um dies zu mildern, wird eine maximale Fluktuationsgrenze von 8 eingeführt, wodurch das Wachstum der Validatoren verlangsamt wird, bis eine langfristige Lösung gefunden ist, die ein ungehinderte Zunahme der gestakten ETH ermöglicht.

Verbessertes Staking-Erlebnis

Auf der Konsensschicht werden im Rahmen des Deneb-Upgrades zwei Vorschläge umgesetzt, um die Benutzererfahrung beim Staking und die Blockbestätigungszeiten zu verbessern. Diese sind:

• Der EIP-7044-Vorschlag sorgt dafür, dass freiwillige Ausstiege beim delegierten Staking für alle Versionen der Konsensschicht dauerhaft gültig sind. Derzeit sind vor dem „Deneb“-Fork erfolgte freiwillige Ausstiege nicht mehr gültig, sobald dieser Fork in Kraft tritt.
  Darüber hinaus ermöglicht dieser Vorschlag automatisierte Mechanismen, die bei Erfüllung einer bestimmten Bedingung ausgelöst werden können. Ist der Validator beispielsweise für einen festgelegten Zeitraum inaktiv oder geht er offline, kann der freiwillige Ausstieg automatisch an die Konsensschicht gesendet werden.

• Der EIP-7045-Vorschlag verlängert die Frist für Validatoren zur Einreichung von Attestationen (Stimmen für vorgeschlagene Blöcke) von 32 auf maximal 64 Slots. Diese erhöhte Flexibilität beschleunigt die Blockbestätigungen, da der Ethereum nun über mehr Attestationen verfügt, die er analysieren und zum Hinzufügen eines neuen Blocks heranziehen kann.
  Das verlängerte Attestationsfenster trägt zur Bekämpfung von Zensur bei, da nun auch verspätete Attestationen berücksichtigt werden. Für Entwickler ermöglichen schnellere Bestätigungszeiten eine optimierte Ausführung von Smart Contracts, was zu einer besseren Benutzererfahrung führt.

Verbesserte Kosteneffizienz

Das Cancun-Upgrade umfasst zwei Vorschläge, EIP-5656 und EIP-1153, die darauf abzielen, neue Opcodes bereitzustellen, von denen dApp-Entwickler profitieren sollen, insbesondere bei der Optimierung der Gasgebühren.

• Der Vorschlag EIP-5656 fügt den Opcode „MCOPY“ zur Codebasis hinzu. Derzeit müssen Entwickler zum Kopieren von Speicher zwei Opcodes (MSTORE und MLOAD) verwenden, was mindestens 96 Gas kostet. Mit MCOPY kostet dies nur etwa 26 Gas. Diese Verbesserung macht Smart Contracts effizienter, ohne dass dabei Kompromisse eingegangen werden müssen.

• Der EIP-1153-Vorschlag fügt die Opcodes „TLOAD“ und „TSTORE“ hinzu, um einen temporären Speicher bzw. einen mittelfristigen Speicher für die Kommunikation innerhalb komplexer Transaktionen zu ermöglichen. Das bedeutet, dass der Speicher für alle Funktionsaufrufe innerhalb der Transaktion zugänglich ist und nach Abschluss der Transaktion gelöscht wird.

Derzeit sind Entwickler auf EVM-Speicher angewiesen, der dauerhaft ist und kostspielige Schreibvorgänge erfordert.

Wie sieht der Zeitplan für das Dencun-Upgrade aus?

Das Dencun-Upgrade sollte ursprünglich Ende 2023 eingeführt werden. Aufgrund mehrerer Probleme bei der Bereitstellung und beim Konsens wurde die Umsetzung jedoch auf 2024 verschoben.

Nun liegen die endgültigen Termine für die öffentlichen Testnetze vor:

• Goerli: 17. Januar

• Sepolia: 30. Januar

• Holesky: 7. Februar

Sobald das Upgrade im testnet live ist, findet umgehend eine Sitzung der Ausführungsebene statt, um etwaige Probleme zu besprechen. Es ist außerdem wichtig zu beachten, dass dies das letzte Mal sein wird, dass Goerli in den Testablauf einbezogen wird.

Entwicklern wird testnet empfohlen, für zukünftige Workloads auf Holesky oder Sepolia umzusteigen. Entwickler können über QuicknodeFaucet sofort Testnet-ETH beziehen und mit den Tests beginnen, sobald das Upgrade live geht.

Der Zeitplan für mainnet steht noch nicht endgültig fest. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass der Start Anfang oder Mitte März erfolgen wird, was sich wiederum verzögern kann, falls nicht alles so reibungslos verläuft wie geplant.

Abschließende Gedanken

Das Dencun-Upgrade wird einen wichtigen Meilenstein in der Roadmap darstellen und Ethereum zu Ethereum skalierbareren und effizienteren Blockchain-Netzwerk machen. Die Einführung von Proto-Danksharding ebnet den Weg für Ethereum eine vollständige Rollup-Skalierung mit einem Ziel von über 100.000 TPS Ethereum erreichen.

Im Vergleich zu anderen Ethereum ist das Dencun-Upgrade auf der Ebene der Nutzeranwendungen mit größeren Veränderungen verbunden. Da Rollups eine neue Dimension der Skalierbarkeit eröffnen, wird es neue Anwendungsfälle geben, die eine effiziente und vorhersehbare Gaspreisgestaltung erfordern.

Nach dem Dencun-Upgrade wird sich der Fokus wahrscheinlich auf Verkle-Bäume verlagern, um eine L1-Skalierung zu erreichen, bei der die Nachweise kleiner und die Verifizierung extrem einfach werden. Proto-Danksharding ist also nur der Anfang, und viele weitere Upgrades zur Verbesserung der Skalierbarkeit stehen bevor.