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EIP-4844 wurde am 13.03.2024 im Rahmen des Dencun-Upgrades im Ethereum-Mainnet implementiert.
Eine der größten Neuerungen bei Ethereum im Jahr 2022 war die Umstellung auf Proof-of-Stake (PoS). Nun steht eine der nächsten großen Verbesserungen für Ethereum für später in diesem Jahr auf dem Plan: EIP-4844 (Proto Danksharding). In diesem Leitfaden wird erläutert, was EIP-4844 ist und welche Vorteile es für Ethereum und andere Layer-2-Rollup-Lösungen mit sich bringt.
Architektur und Geschichte von Ethereum
Bevor wir uns mit EIP-4844 befassen, sollten Sie die aktuelle Architektur von Ethereum und deren Engpässe verstehen.
Früher gab es bei Proof-of-Work (PoW) eine monolithische Kette, die sowohl den Konsens (d. h. PoW) als auch die EVM-Logik zum Betrieb der Blockchain enthielt. Später, im Jahr 2020, entstand die Beacon-Kette, die den ersten Schritt zur Umstellung von Ethereum auf eine Proof-of-Stake-Architektur darstellte. Erst mit dem Paris-Upgrade (The Merge) im vergangenen Jahr (September 2020) vollzog Ethereum den vollständigen Übergang zu einem Proof-of-Stake-Konsensmechanismus. Dies umfasste die Möglichkeit für den Ausführungs-Client, Anweisungen von Konsens-Clients entgegenzunehmen, sowie die Hinzufügung einer neuen Engine-API, die interne API-Methoden für die Kommunikation zwischen Ausführungs- und Konsens-Clients enthielt, da es sich nun um separate Softwarekomponenten handelt.
Obwohl der Übergang zu Proof-of-Stake ein wichtiger Schritt zur Skalierung von Ethereum und seinen L2-Chains (z. B. Optimism, Arbitrum) war, war dies noch nicht das Ende. Mit EIP-4844 strebt Ethereum die Einführung einer Architektur namens „Sharding“ an. Dadurch wird eine Datenschicht (Speicher) hinzugefügt, die mit dem Ausführungsclient (der EVM) und anderen L2-Chains interagiert. Zu den Hauptvorteilen dieses EIP gehören geringere Transaktionsgebühren für Layer-2-Rollup-Lösungen.
Sharding
Das Ziel von Ethereum ist es, die Rechenkapazität zu skalieren, ohne dabei Abstriche bei der Dezentralisierung und Sicherheit zu machen. Damit dies gelingen kann, müssen Daten effizient gespeichert und für Endnutzer leicht abrufbar sein. Zu diesem Zweck wird eine Architektur namens „Sharding“ vorgeschlagen.
Sharding ist eine Methode zur Verteilung von Daten auf mehrere Rechner, die eine höhere Effizienz ermöglicht, da dadurch mehr Daten schneller verarbeitet werden können. Im Zusammenhang mit der Blockchain bezieht sich Sharding auf die Aufteilung des Netzwerks in kleinere Gruppen, sogenannte „Shards“, die Transaktionen parallel verarbeiten können. Dies ermöglicht einen höheren Durchsatz, da nicht jeder am Netzwerk beteiligte Knoten jede Transaktion verarbeiten muss. Sharding ist eines der Hauptziele für die Skalierung von Ethereum. Von der Skalierung werden auch andere Blockchains profitieren, beispielsweise Layer-2-Rollups, die Daten an Ethereum übermitteln müssen, was kostspielig sein kann. Damit Sharding auf Ethereum implementiert werden kann, wird das Ethereum-Entwicklungsteam voraussichtlich zunächst eine andere Sharding-Variante namens „Proto-Danksharding“ einführen, auf die wir im Folgenden eingehen werden.
Was ist EIP-4844 (Proto-Danksharding)?
EIP-4844, auch als „Proto-Danksharding“ bezeichnet, sieht vor, den Großteil der „Grundstruktur“ und der Logik (wie Transaktionsformate und Verifizierungsverfahren) zu implementieren, aus denen sich eine vollständige Danksharding-Spezifikation zusammensetzt, jedoch noch keine Sharding-Funktionen. Das Ziel dieses EIP ist es, die Skalierung von Layer-2-Rollup-Lösungen effizienter zu gestalten, ohne auf die Implementierung des vollständigen Sharding warten zu müssen.
Wie funktioniert EIP-4844?
EIP-4844 wird einen neuen Transaktionstyp einführen, der ein zusätzliches Datenfeld namens „Blob“ enthält. Ein Blob kann als undurchsichtige Byte-Zeichenkette mit einer Größe von bis zu ~125 kB betrachtet werden. Diese Blobs werden mit einer neuen Kryptografieart namens KZG (ein Vektor-Commitment-Schema mit fester Größe) festgeschrieben, sind vorwärtskompatibel mit Data Availability Sampling und können dazu beitragen, die Netzwerkbelastung durch wachsende Blockgrößen und untragbare Transaktions-Gas-Kosten zu verringern. Weitere Informationen zu diesen KZG-Commitments finden Sie hier.
Transaktionen mit Blobs ermöglichen es Layer-2-Lösungen, die Daten in einem überschaubaren Zeitrahmen abzurufen und kostengünstiger abzufragen als Calldata (da die Datenmenge geringer ist). Beachten Sie, dass Blobs nur für einen bestimmten Zeitraum in der Konsensschicht (auch bekannt als Beacon-Knoten) gespeichert bleiben. Zudem wird für zukünftige Entwicklungen keine Kompatibilität mit der Ausführungsschicht (auch bekannt als EVM) erforderlich sein. Die Einbindung von Blobs in Transaktionen wird einen neuen Gebührenmarkt erschließen, der vom Gasmarkt, über den Transaktionen bezahlt werden, getrennt ist.
Sobald EIP-4844 umgesetzt ist, werden Layer-2-Lösungen am meisten von diesem EIP profitieren, da Transaktionen, die auf Layer 1 verbucht werden, 10- bis 100-mal günstiger sein werden, was den Endnutzern zugutekommt.
Im nächsten Abschnitt werden wir die Vorteile behandeln, die Ethereum durch die Umsetzung von EIP-4844 kurz- und langfristig erwarten dürfte.
Vorteile von EIP-4844
EIP-4844 ist der erste Schritt in Richtung Sharding. Davon werden zunächst vor allem Layer-2-Rollup-Lösungen profitieren, und langfristig wird dies Ethereum dabei helfen, seine Gasgebühren zu senken und die nächste Million Nutzer zu gewinnen.
Was ist Quicknode?
Um auf Ethereum zu entwickeln, benötigen Sie Zugriff auf einen Knoten. Sie können gerne öffentliche Knoten nutzen oder Ihre eigene Infrastruktur bereitstellen und verwalten; Sie können die Arbeit jedoch auch uns überlassen und durch die Verwendung eines Quicknode-Endpunkts von optimierten Antwortzeiten profitieren.
Erstellen Sie ein Konto und richten Sie einen Endpunkt ein.
Anschließend können Sie die Quicknode-Dokumentation aufrufen und anhand eines der vorgefertigten Code-Beispiele verschiedene RPC-Methoden im Ethereum-Netzwerk testen.
Hier ist ein Beispiel für eine Abfrage, mit der Transaktionen aus dem neuesten Block abgerufen werden können.
curl <YOUR_QUICKNODE_HTTP_ENDPOINT> \
-X POST \
-H "Content-Type: application/json" \
--data '{"method":"eth_getBlockByNumber","params":["latest",false],"id":1,"jsonrpc":"2.0"}'
Denken Sie daran, den oben genannten Platzhalter „YOUR_QUICKNODE_HTTP_ENDPOINT“ durch die tatsächliche URL Ihres HTTP-Anbieters zu ersetzen.
Weitere Ressourcen
Wenn Sie über die neuesten Entwicklungen rund um EIP-4844 „Proto-Danksharding“ auf dem Laufenden bleiben möchten, sehen Sie sich die folgenden Quellen an:
Wenn Sie EIP-4844 auf Devnet ausprobieren möchten, schauen Sie sich dieses Repository an.
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