Bài viết mới của Vitalik: Việc triển khai định giá Gas đa chiều sẽ mang lại ứng dụng rộng rãi hơn

Tiêu đề gốc: Định giá khí đa chiều

Tác giả gốc: Vitalik Buterin
Tiêu đề gốc: Asher, Odaily Planet Daily

In Trong mạng Ethereum, tài nguyên bị giới hạn và được định giá thông qua tài nguyên duy nhất “Gas”. Gas là thước đo "nỗ lực tính toán" cần thiết để xử lý một giao dịch hoặc khối cụ thể. Gas kết hợp nhiều loại "công sức", trong đó quan trọng nhất là:

· Các phép tính nguyên thủy (như ADD, MULTIPLY)

· Đọc và ghi bộ lưu trữ Ethereum (chẳng hạn như chuyển SSTORE, SLOAD, ETH)

· Băng thông dữ liệu

· Chi phí tạo khối bằng chứng ZK-SNARK

Ví dụ: giao dịch này tiêu tốn tổng cộng 47085 Gas. Điều này bao gồm: (i) 21.000 Gas cho "phí cơ bản"; (ii) 1.556 Gas cho byte dữ liệu cuộc gọi như một phần của giao dịch; (iii) 16.500 Gas để lưu trữ đọc và ghi (iv) 2.149 Gas để tạo nhật ký; phần còn lại được sử dụng để thực thi EVM. Phí giao dịch mà người dùng phải trả tỷ lệ thuận với lượng gas tiêu thụ của giao dịch. Một khối có thể chứa tới 30 triệu Gas và giá Gas liên tục được điều chỉnh thông qua cơ chế mục tiêu EIP-1559 để đảm bảo rằng một khối chứa trung bình 15 triệu Gas.

Trường hợp demo

Cách tiếp cận này có một lợi thế lớn: vì tất cả các giao dịch được hợp nhất thành một tài nguyên ảo duy nhất nên thiết kế thị trường rất đơn giản. Thật dễ dàng để tối ưu hóa các giao dịch để giảm thiểu chi phí, việc tối ưu hóa các khối để tính phí cao nhất có thể (không bao gồm MEV) là tương đối dễ dàng và không có động cơ kỳ lạ nào để gộp một số giao dịch nhất định với những giao dịch khác để tiết kiệm phí.

Nhưng cách tiếp cận này cũng có nhược điểm là kém hiệu quả: nó coi các tài nguyên khác nhau là có thể chuyển đổi được lẫn nhau, trong khi có những hạn chế cơ bản đối với những gì mạng có thể xử lý Không như vậy . Một cách để hiểu vấn đề này là nhìn vào sơ đồ sau:

If n tài nguyên Có những hạn chế an toàn rõ ràng, khi đó Gas một chiều có thể giảm thông lượng tới n lần. Do đó, khái niệm Gas đa chiều đã có mối quan tâm từ lâu và thông qua EIP-4844, chúng ta thực sự có thể sử dụng Gas đa chiều trên Ethereum ngày nay. Bài viết này khám phá những lợi ích của phương pháp này và triển vọng cải thiện nó hơn nữa.

Blobs: Gas đa chiều sau khi nâng cấp Cancun

Vào đầu năm nay, kích thước khối trung bình là 150 kB. Một phần lớn trong số này là dữ liệu tích chập: giao thức L2 lưu trữ dữ liệu trên chuỗi để bảo mật. Chi phí của dữ liệu này cao: mặc dù chi phí giao dịch trên các tổ hợp thấp hơn 5-10 lần so với chi phí giao dịch tương ứng trên Ethereum L1, thậm chí chi phí này còn quá cao đối với nhiều trường hợp sử dụng.

Vấn đề này cuối cùng đã được giải quyết bằng cách giới thiệu một không gian dữ liệu thân thiện với tích chập riêng biệt (được gọi là "Blobs") trong mỗi khối.

Sau khi nâng cấp Cancun, một khối Ethereum có thể chứa tới (i) 30 triệu Gas và (ii) 6 Blobs, mỗi khối có thể chứa Khoảng 125 kB của dữ liệu cuộc gọi. Cả hai tài nguyên đều có giá độc lập, được điều chỉnh bằng cơ chế định giá độc lập tương tự như EIP-1559, nhắm mục tiêu mức sử dụng trung bình là 15 triệu Gas và 3 Blob mỗi khối.

Kết quả là chi phí tích chập giảm 100 lần, khối lượng giao dịch tích chập tăng hơn 3 lần, trong khi kích thước khối tối đa theo lý thuyết chỉ tăng nhẹ: từ 1,9 MB lên 2,6 MB.

Phí giao dịch luân phiên, được cung cấp bởi Growthepie.xyz. Sự phân nhánh Dencun diễn ra vào ngày 13 tháng 3 năm 2024, giới thiệu Blobs định giá đa chiều

Gas đa chiều và khách hàng không quốc tịch

Trong tương lai, các khách hàng không quốc tịch sẽ phải đối mặt với vấn đề về chứng chỉ lưu trữ. Máy khách không trạng thái là một loại máy khách mới có khả năng xác thực blockchain trong khi lưu trữ ít hoặc không có dữ liệu cục bộ. Nó chấp nhận bằng chứng để xác minh trạng thái Ethereum cho một phần cụ thể của khối mà không lưu trữ bất kỳ dữ liệu nào.

Một khối thực hiện trung bình khoảng 1.000 thao tác đọc và ghi lưu trữ, nhưng mức tối đa về mặt lý thuyết có thể là hàng chục triệu. Các kế hoạch hiện tại là hỗ trợ các khách hàng không quốc tịch bằng cách di chuyển thiết kế cây trạng thái của Ethereum từ cây Merkle Patricia sang cây Verkle. Tuy nhiên, cây Verkle không có khả năng kháng lượng tử và không phù hợp với hệ thống chứng minh STARK mới hơn.

Do đó, nhiều người muốn hỗ trợ khách hàng không quốc tịch thông qua cây Merkle nhị phân và STARK có thể bỏ qua Verkle hoàn toàn hoặc đợi vài năm sau khi nâng cấp di chuyển Verkle. Mặc dù bằng chứng STARK của các nhánh cây băm nhị phân có nhiều ưu điểm nhưng việc tạo ra bằng chứng còn chậm và không thể đáp ứng yêu cầu tốc độ cao.

Dự đoán rằng trong tương lai sẽ có lúc 1000 giá trị có thể được chứng minh trong chưa đầy một giây, nhưng 14.285 giá trị thì không thể chứng minh được. Để giải quyết vấn đề này, khái niệm Khí đa chiều đã được đề xuất. Cách tiếp cận này có thể giới hạn và tính phí truy cập lưu trữ riêng biệt, đảm bảo truy cập lưu trữ trung bình 1000 lần mỗi khối, đồng thời đặt giới hạn 2000 lần mỗi khối để cải thiện tính bảo mật và hiệu quả của mạng.

Các ứng dụng rộng rãi hơn của Khí đa chiều

Tăng trưởng quy mô nhà nước là một nguồn lực khác cần xem xét. Khi tăng kích thước trạng thái Ethereum, các nút đầy đủ cần chứa nhiều dữ liệu hơn. Không giống như các nguồn tài nguyên khác, sự tăng trưởng quy mô tiểu bang chủ yếu bị hạn chế bởi việc sử dụng lâu dài thay vì tăng đột biến trong ngắn hạn. Do đó, để xử lý các hoạt động khi kích thước trạng thái tăng lên, hãy cân nhắc việc thêm một thứ nguyên Gas riêng biệt. Mục tiêu của phương pháp này là đặt mức giá trượt nhắm mục tiêu mức sử dụng trung bình cụ thể, thay vì đặt giới hạn cho mỗi khối.

Điều này thể hiện các đặc tính mạnh mẽ của Khí đa chiều, có thể đặt ra các câu hỏi khác nhau cho từng tài nguyên: (i) Mức sử dụng trung bình lý tưởng của từng tài nguyên là bao nhiêu; (ii) Mức sử dụng an toàn tối đa của mỗi nguồn tài nguyên là bao nhiêu? Bằng cách thiết lập các tham số này, giá Gas có thể được điều chỉnh dựa trên tính bảo mật của mạng thay vì mức sử dụng tối đa trên mỗi khối. Có thể sử dụng nhiều loại khí khi xử lý các trường hợp phức tạp hơn, ví dụ: hoạt động SSTORE từ 0 đến khác 0 có thể yêu cầu tiêu thụ các loại khí khác nhau, chẳng hạn như khí chứng thực máy khách không trạng thái và khí mở rộng lưu trữ.

Giá trị tối đa trên mỗi giao dịch: Một chiến lược yếu hơn nhưng đơn giản hơn để có được Khí đa chiều

Trong hệ thống Gas một chiều, chi phí Gas của một giao dịch được xác định dựa trên Gas tiêu thụ theo cả dữ liệu và tính toán. Tuy nhiên, trong hệ thống Gas đa chiều, chi phí Gas có thể được xác định dựa trên các tài nguyên chính mà giao dịch tiêu thụ. Cách tiếp cận này cải thiện thông lượng trong khi vẫn duy trì tính bảo mật.

EIP-7623 đề xuất một giải pháp tương tự, giúp giảm không gian chiếm dụng của các giao dịch trong khối bằng cách tăng giá tối thiểu trên mỗi byte, nhưng điều này cũng dẫn đến giải quyết vấn đề này một số vấn đề, chẳng hạn như phí cao vẫn được trả cho các giao dịch sử dụng nhiều tài nguyên riêng lẻ, đồng thời tạo ra động cơ để gộp các giao dịch sử dụng nhiều dữ liệu và sử dụng nhiều máy tính lại với nhau để tiết kiệm chi phí. Mặc dù cách tiếp cận này có những hạn chế nhưng lợi ích mang lại rất đáng giá, nhưng nếu bạn sẵn sàng đầu tư nhiều hơn vào công việc phát triển thì sẽ có nhiều giải pháp lý tưởng hơn.

EIP-1559 đa chiều: Một chiến lược khó hơn nhưng lý tưởng hơn

EIP-1559 đa chiều cốt lõi là điều chỉnh phí cơ bản của các đốm màu bằng cách theo dõi tham số extra_blobs để đảm bảo rằng mức sử dụng trung bình của các khối vẫn ở mức mục tiêu.

Khi một khối chứa nhiều đốm màu hơn mục tiêu, phí cơ bản sẽ tăng để giảm mức sử dụng; nếu không thì sẽ giảm. Cơ chế định giá này cho phép giá giao dịch trong một khối điều chỉnh linh hoạt để giữ cho khối được lấp đầy một nửa. Đồng thời, nhu cầu sử dụng tăng đột biến trong ngắn hạn cũng sẽ kích hoạt cơ chế hạn chế để đảm bảo tính cạnh tranh hợp lý trong giao dịch.

Trong Ethereum, cách định giá Gas này đã tồn tại trong nhiều năm: trở lại năm 2020, EIP-1559 đã giới thiệu một cơ chế rất giống nhau. Với sự ra đời của EIP-4844, hiện có hai mức giá thả nổi cho Gas và Blobs.

Đối với người dùng và người xây dựng khối, trải nghiệm vẫn tương tự như trước đây nhưng có hai khoản phí riêng biệt cần đáp ứng. Tuy nhiên, đối với các nhà phát triển, nhu cầu thiết kế lại chức năng EVM để thích ứng với môi trường nhiều mức giá và nhiều ràng buộc có thể tạo ra một số thách thức.

Định giá đa chiều, EVM và các cuộc gọi phụ

Trong EVM, có hai hạn chế về Gas : Tổng giới hạn Gas được đặt cho mỗi giao dịch, cũng như giới hạn Gas riêng lẻ khi hợp đồng gọi các hợp đồng khác. Điều này cho phép hợp đồng gọi các hợp đồng không đáng tin cậy trong khi vẫn đảm bảo rằng vẫn còn gas cho các tính toán khác sau cuộc gọi. Tuy nhiên, có những thách thức trong việc đạt được giá gas đa chiều trên các loại hình thực thi khác nhau. Sơ đồ đa chiều này yêu cầu các cuộc gọi phụ cung cấp nhiều giới hạn cho từng loại Khí, đây sẽ là một thay đổi sâu sắc đối với EVM và không tương thích với các ứng dụng hiện có.

Các đề xuất Khí đa chiều thường chỉ ở hai chiều: dữ liệu và thực thi. Dữ liệu được phân phối bên ngoài EVM, do đó không cần thay đổi nội bộ để định giá riêng. Đối với các nhà phát triển, điều này có nghĩa là phải thiết kế lại EVM và cơ sở hạ tầng xung quanh nó để phù hợp với nhiều mức giá và nhiều ràng buộc. Trong một số trường hợp, việc tối ưu hóa cũng có thể trở nên khó khăn hơn vì không thể nói rõ phương pháp nào hiệu quả hơn, phương pháp nào có thể ảnh hưởng đến quá trình phát triển.

Mặc dù có một số thách thức nhưng chúng có thể được giải quyết bằng cách triển khai một giải pháp tương tự như EIP-7623. Chương trình này có thể tính thêm phí cho hoạt động lưu trữ và hoàn lại khi kết thúc giao dịch để đảm bảo rằng cuộc gọi chính vẫn còn đủ gas để thực hiện các hoạt động tiếp theo.

Tóm tắt

Trong cả hai trường hợp, điều cần nhấn mạnh là khi bạn bắt đầu giới thiệu đa -Khi thực thi theo chiều Gas, độ phức tạp của hệ thống sẽ tăng lên đáng kể, điều này dường như là không thể tránh khỏi.

Do đó, chúng tôi phải đối mặt với một lựa chọn phức tạp: liệu chúng tôi có sẵn sàng chấp nhận sự phức tạp hơn ở cấp độ EVM để đổi lấy những lợi ích đáng kể của việc mở khóa khả năng mở rộng L1 không? Nếu vậy, đề xuất cụ thể nào phù hợp hơn với kinh tế giao thức và nhà phát triển ứng dụng? Rất có thể, giải pháp tốt nhất không phải là những giải pháp được đề cập trước đó cũng như những giải pháp được đề cập ở trên, và vẫn còn chỗ để chúng ta đưa ra những giải pháp tinh tế và hiệu quả hơn.

Liên kết gốc

Nhóm Telegram đăng ký: https://t.me/theblockbeats

Nhóm Telegram thảo luận: https://t.me/BlockBeats_App

Tài khoản Twitter chính thức: https://twitter.com/BlockBeatsAsia