Wie eine Extraspur für Linienbusse: Ethereum-Upgrade „Dencun“ verbessert Skalierung durch „Proto-Danksharding“

Ein Slamdunk. Bild von Ari Bakker via flickr.com. Lizenz: Creative Commons

Am 13. März soll „Dencun“ live gehen: Das Ethereum-Upgrade wird unter anderem Proto-Danksharding einführen. Dies wird die Gebühren auf Rollups senken – und den ersten Schritt zu vollem Sharding einleiten.

Die Ethereum Foundation kündigt das bevorstehende Dencun-Upgrade an. Das Upgrade, das vor allem wegen „Proto-Danksharding“ heiß erwartet wird, soll am 13. März live gehen. Da es sich um eine Hardfork handelt, müssen alle Full Nodes und Staker ihren Client schon vorher upgraden.

Dencun setzt neun EIPs (Ethereum Improvement Proposals) um. Die meisten davon verbessern Details oder merzen geringfügige Fehler aus. Als Meilenstein gilt hingegen EIP-4844. Es soll durch „Proto-Danksharding“ eine neue Ära der Skalierung einläuten – nicht nur für Ethereum, sondern für Krypto im Allgemeinen.

Rollups und ihre Limits

Worum geht es dabei? Um Proto-Dunksharding zu verstehen, sollte man einige Kleinigkeiten darüber wissen, wie Ethereum skaliert. Die „Mainchain“ – auch „Beacon Chain“ genannt – hat nur eine begrenzte Kapazität. Die meisten Transaktionen laufen schon heute auf sogenannten „Layer-2“, was vor allem „Rollups“ meint.

Ein Rollup ist eine Art Komprimierung von Transaktionen: Während die Transaktionen selbst auf dem Server des Rollups stattfinden, legt dieser in regelmäßigen Intervallen Beweise für sie auf der Blockchain ab, welche die Staker und Nodes verifizieren können.

Rollups haben den großen Vorteil, dass sie die Nutzererfahrung von Ethereum unverändert lassen und leicht in Wallets zu integrieren sind. So sind sämtliche wichtigen „Layer-2“ von Ethereum Rollups – etwa Arbitrum, Optimism, Starknet, Base – und sie skalieren Ethereum bereits um fast den Faktor 10: Auf jede auf der Mainchain verarbeitete Transaktion kommen derzeit 9,3 Transaktionen auf einem Rollup.

Noch nirgendwo gelang die Skalierung auf höheren Ebenen so erfolgreich wie auf Ethereum. Doch die Technologie stößt an ihre Grenzen: Sie reduziert den Onchain-Abdruck von Transaktionen – baut ihn aber nicht vollkommen ab. Ein gewisser Teil der Transaktionsdaten wird immer durch die Beweise auf die Mainchain durchschlagen. Wenn die Gebühren auf Ethereum steigen, steigen sie demnach auch auf den Rollups, und speziell bei komplexen Transaktionen, die Smart Contracts involvieren, bezahlt man rasch einen mittleren zweistelligen Cent-Betrag.

Das ist kein wildes Problem, aber es stört etwas und hindert Ethereum daran, sein Potenzial als „Blockchain für Alles“ zu entfalten.

Der halbe Weg zum Sharding

EIP-4844 soll dies mit Proto-Danksharding nun ändern. Dies ist nicht die finale Lösung, verspricht aber, Skalierungsschmerzen kurzfristig zu lindern.

Langfristig ist der Plan, in jedem Ethereum-Block eine gewisse Menge an Daten für die Rollup-Beweise zu reservieren – etwa 16 Megabyte – und diese Daten scharf vom Rest des Blocks abzutrennen, so dass nicht jeder Full Node ihn herunterladen und speichern muss. Dieses Verfahren nennt sich Sharding. Man kann es sich wie eine Extraspur für Linienbusse vorstellen.

Proto-Danksharding verwirklicht nun den ersten Schritt dorthin: Es führt das entsprechende Transaktionsformat ein und reserviert dafür Raum in den Blöcken, ohne diesen jedoch vom Rest klar zu trennen.

Bisher sind die Beweise der Rollups als „Calldata“ abgespeichert. Dies ist ein Datenformat, das von der EVM (Ethereum Virtual Machine) vollwertig angesprochen werden kann und daher für immer auf der Blockchain gespeichert werden muss. Mit Proto-Danksharding können die Rollups nun die Daten als „Blob“ abspeichern: Das ist ein Format, das nicht direkt für die EVM zur Verfügung steht, aber von den Nodes verifiziert werden kann.

Je Block sollen etwa 0,35 Megabyte an Blob-Daten reserviert werden. Diese müssen zwar von allen Nodes heruntergeladen werden, um sie zu verifizieren. Da sie aber für künftige Operationen irrelevant sind, können die Nodes sie nach relativ kurzer Zeit löschen.

Am wichtigsten ist dabei: Die Umformatierung koppelt die Daten der Rollups aus dem allgemeinen Gebührenmarkt heraus. Sie konkurrieren nicht mehr mit allen Calldata-Transaktionen, sondern nur noch mit anderen Blob-Daten. Dementsprechend dürften die Gebühren auf Rollups nach dem Dencun-Upgrade deutlich sinken.