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以太坊大規(guī)模采用的最大阻礙之一是：用戶必須支付高昂的 gas 費(fèi)用來進(jìn)行交易或交互。當(dāng)鏈上活動增加時，gas 費(fèi)用也會顯著增加，從而推高了用戶門檻。

為了提高以太坊 L1+L2 性能并解決 gas 費(fèi)的問題，以太坊基金會提出用 EIP-4844 減少 gas 費(fèi)用和增加吞吐量，作為一個中期的過渡解決方案。本文將詳細(xì)介紹 EIP-4844 以及為什么它對于以太坊路線圖的實(shí)施至關(guān)重要。

EIP-4844 簡介

以太坊 EIP-4844 是坎昆升級的核心內(nèi)容，它引入了一種新的交易類型（blob 攜帶交易），以減少以太坊的交易費(fèi)用。blob 攜帶交易與常規(guī)的以太坊交易一樣，但有一些額外的數(shù)據(jù)，被稱為 blob。與當(dāng)前 calldata 存儲交易數(shù)據(jù)不可變和內(nèi)存只讀相比，blob 儲存量大得多而且更便宜。

從上圖的 blockspace 和 blobspace 的區(qū)別來看，blob 與以太坊虛擬機(jī)（EVM）可見的區(qū)塊不同，blob 僅在短時間內(nèi)可用，而對 EVM 不可見。此外，blob 位于以太坊共識層上，而不是在注重計算的執(zhí)行層上。最重要的是，blobspace 比 blockspace 便宜得多。

EIP-4844 也被稱為 Proto-Danksharding，它將實(shí)現(xiàn)與新的交易格式和驗證規(guī)則一樣的 Danksharding 的框架和邏輯。

EIP-4844 發(fā)展時間線

在過去的 3 年中，以太坊經(jīng)歷了一系列升級，以 PoW 轉(zhuǎn)為 PoS 共識，并使其區(qū)塊鏈更具可擴(kuò)展性。

以下是以太坊重要更新的時間線和概述：

2020 年 12 月 1 日，由 PoS 驅(qū)動的信標(biāo)鏈上線，以太坊用戶可以將其 ETH 質(zhì)押在單獨(dú)的信標(biāo)鏈上來以驗證交易。

2022 年 9 月，信標(biāo)鏈與以太坊主網(wǎng)合并，將網(wǎng)絡(luò)的執(zhí)行層和共識層合在一起。

2023 年 4 月 13 日，上海升級（EIP-4895）上線，為以太坊驗證者開放了 ETH 質(zhì)押提款功能。

這些升級對于以太坊提高可擴(kuò)展性是必需的，但它們并未直接改善區(qū)塊鏈的交易速度或 gas 價格。未來的分片和 Danksharding 等升級將使以太坊真正在實(shí)際上實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展性。

什么是分片（Sharding）？

分片是指將區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)分為稱為「分片鏈」的較小單元。每條分片鏈可以平行處理交易，以最大程度地提高交易吞吐量，減少網(wǎng)絡(luò)擁堵并降低 gas 費(fèi)。換言之，分片是一種將數(shù)據(jù)庫劃分為管理特定數(shù)據(jù)段的較小數(shù)據(jù)庫，從而提高了這些數(shù)據(jù)庫的效率和性能。

由于分片技術(shù)的難度很高，以太坊決定采用中間方案，即先實(shí)現(xiàn) Proto-Danksharding，最終再轉(zhuǎn)向更容易實(shí)現(xiàn)的 Danksharding。

什么是 Danksharding?

Danksharding 是一種新的分片架構(gòu)，依靠稱為 blob 的大容量數(shù)據(jù)來擴(kuò)展以太坊區(qū)塊鏈。以 rollup 為中心的二層協(xié)議使用額外的 blob 數(shù)據(jù)空間來緩解網(wǎng)絡(luò)擁堵，從而減少交易費(fèi)用。

目前，以太坊基礎(chǔ)層的 TPS 約為 15，其二層 rollup 的 TPS 約為 100。根據(jù)粗略的估算，Danksharding 預(yù)計將使以太坊（將 L1+L2 視作一個整體）的 TPS 提高到 100000。

Danksharding 的另一個創(chuàng)新是合并費(fèi)用市場，即只有一個提議者選擇所有分片的交易，而不是每個分片都有自己的提議者。為了使這種合并費(fèi)用市場順利運(yùn)行，并減輕最大可提取價值（MEV）的問題，還將實(shí)施一種稱為提議者與建設(shè)者分隔的方法（提議者指選擇將哪些交易包括在下一個區(qū)塊中的以太坊協(xié)議驗證者）。

但是，在以太坊上實(shí)施完整的 Danksharding 并非一蹴而就，而是需要幾個升級來逐步實(shí)現(xiàn)，例如 EIP-4844（Proto-Danksharding）。

什么是 Proto-Danksharding?

Proto-Danksharding 以兩位以太坊研究人員 Proto Lambda 和 Dankrad Feist 的名字命名，它將會把以太坊 TPS 增加到大約 1000，它更簡單，是在實(shí)現(xiàn)完全 Danksharding 之前所需的步驟。最重要的是，它將引入接受 blob 數(shù)據(jù)的新事務(wù)類型，這是使 full Danksharding 成為可能的重要組成部分。

Vitalik Buterin 認(rèn)為，Proto-Danksharding 執(zhí)行 Danksharding 的大部分邏輯和框架，但仍然沒有實(shí)現(xiàn)任何實(shí)際的分片。換句話說，Proto-Danksharding 是 Danksharding 的原型，它提供了框架，以便以后實(shí)現(xiàn)其他分片升級。

EIP-4844 如何降低 gas 費(fèi)？

EIP-4844（Proto-Danksharding）的主要目的是通過使用 blob 攜帶交易來減少以太坊 gas 費(fèi)用。blob 數(shù)據(jù)更便宜，以太坊虛擬機(jī)（EVM）無法訪問它，只能查看對 blob 的承諾。此外，Proto-Danksharding 中的數(shù)據(jù)帶寬固定為每個 slot 1 MB。

由于單純使 CallData 變得更便宜可能導(dǎo)致平均情況或最壞情況不匹配，因此以太坊開發(fā)人員嘗試通過建立新型的 blob 攜帶交易（專注于來自 L2 Rollup 的交易），以減少 gas 費(fèi)。

以太坊平均區(qū)塊大小約為 90 KB，但從理論上講，最大區(qū)塊大小約為 1.8 MB。這意味著以太坊區(qū)塊可以在網(wǎng)絡(luò)活動活躍期間容納更多的交易，但需要非常高的 gas 費(fèi)。如果 calldata 便宜 10 倍，則交易量將增加 10 倍，在極端情況下，區(qū)塊大小將增加 10 倍（18 MB）。很顯然，以太坊無法在其網(wǎng)絡(luò)中容納如此巨大的區(qū)塊。

解決方案

ProtoDanksharding 通過多維度的 EIP-1559 費(fèi)用市場解決 gas 定價危機(jī)。

在 ProtoDanksharding 提出之前，EIP-4488 就曾試圖解決高昂的 gas 費(fèi)問題。

EIP-4488 有兩個規(guī)則：calldata 的 gas 費(fèi)用從每字節(jié)的 16 個 gas 單位減少到 3 個 gas 單位；每個區(qū)塊 1 MB 的限制加上每筆交易的 300 個字節(jié)，最大值可達(dá)約 1.4 MB。

區(qū)塊大小上限是確保平均區(qū)塊負(fù)載激增也不會導(dǎo)致極端情況負(fù)載激增的最簡單方法。此外，最極端情況的區(qū)塊大?。?.4MB）始終低于當(dāng)前最大區(qū)塊容量（1.8 MB）。

既然 EIP-4488 此前已經(jīng)提出了用于 gas 問題的解決方案時，為什么以太坊社區(qū)最后還要選擇 EIP-4844 來減少 gas 費(fèi)呢？因為 EIP-4488 雖然最大程度地減少了當(dāng)前的變化（保持穩(wěn)定性），但未來需要更多的改動。相比之下，Proto-Danksharding 的目的是為了做出更多的框架更改，以幫助以太坊網(wǎng)絡(luò)在未來升級到 danksharding。

Proto-Danksharding 創(chuàng)建了單獨(dú)的交易類型，該類型將來自 L2 Rollup 的數(shù)據(jù)保存在大容量的 blob 中，并且每個區(qū)塊存在的 blob 數(shù)量是有上限的，這樣會讓 L2 費(fèi)用大大降低。blob 存儲在共識層上，而不是執(zhí)行層，因此以太坊虛擬機(jī)（EVM）無法訪問。

即使在 Proto-Danksharding 之后，分片仍然是一項復(fù)雜的任務(wù)，但復(fù)雜性將僅限于共識層。因此，執(zhí)行層客戶端團(tuán)隊和 rollup 開發(fā)人員無需做任何額外的工作即可從 Proto-Danksharding 過渡到完全分片。

EIP-4844 還將 blob 數(shù)據(jù)與 calldata 分開，使在較短時間周期內(nèi)存儲 blob 數(shù)據(jù)變得更加容易。

EIP-4844 的數(shù)據(jù)存儲選項

每個 slot（12 秒）約 1 MB 的 Proto-Danksharding 每年將產(chǎn)生 2.5 TB 的數(shù)據(jù)。共識層可以通過歷史保存期限（EIP-4444）來應(yīng)對數(shù)據(jù)存儲挑戰(zhàn)，并在一段時間后實(shí)現(xiàn)邏輯以自動刪除 blob 數(shù)據(jù)。

關(guān)于在如何訪問舊的 blob 數(shù)據(jù)這個問題，有多種方法可以在去中心化協(xié)議上存儲歷史數(shù)據(jù)。例如，rollup，Bittorrent，以太坊門戶網(wǎng)絡(luò)，區(qū)塊瀏覽器，API 提供商和第三方索引協(xié)議（The Graph）等特定應(yīng)用程序的協(xié)議都可以存儲完整的歷史記錄。

EIP-4844 之前和之后都有哪些升級？

以太坊開發(fā)人員在 EIP-4844 之前提出了幾次升級，以減少 gas 費(fèi)。例如，EIP-3651 降低了阻止區(qū)塊構(gòu)建者與以太坊區(qū)塊構(gòu)建軟件 Coinbase 交互的 gas 費(fèi)，EIP-3855 通過 Push0 降低了開發(fā)人員的 gas 費(fèi)，而 EIP-3860 則減少了特定用例的 gas 費(fèi)用。

EIP-4844 是邁向完全分片的一步，它將擴(kuò)展以太坊網(wǎng)絡(luò)并降低 gas 費(fèi)。開發(fā)人員正計劃在 EIP-4844 之后進(jìn)行「Verge」，其中將引入 Verkle 樹以實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展性。

EIP-4844 的影響

EIP-4844 的主要目標(biāo)是通過使用新型的 blob 攜帶交易使以太坊的 L2 gas 費(fèi)降低 10–100 倍，使向完全分片的過渡更加容易，因為所有未來的升級僅在共識層上進(jìn)行。

架構(gòu)層面，EIP-4844 引入了 blob 攜帶交易，這是以太坊第一次為 L2 單獨(dú)構(gòu)建數(shù)據(jù)層，為后續(xù)完全 Danksharding 打下基礎(chǔ)。

經(jīng)濟(jì)模型層面，EIP-4844 將為 blob 引入新的費(fèi)用市場，這也會是以太坊邁向多維市場的第一步。

用戶體驗層面，用戶最直觀的感知就是 L2 費(fèi)用的大幅降低，這個底層的重要改進(jìn)將為 L2 以及其應(yīng)用層的爆發(fā)提供重要基礎(chǔ)。

小結(jié)

EIP-4844 是使以太坊網(wǎng)絡(luò)更具可擴(kuò)展性的主要升級，同時使未來完全分片所需的更新更少。Proto-Danksharding 增加了 blob 數(shù)據(jù)組的空間，這將允許更多的數(shù)據(jù)處理，從而減少網(wǎng)絡(luò)擁堵和降低 gas 費(fèi)。

作為一種高度復(fù)雜的協(xié)議升級，EIP-4844 是以太坊路線圖的重要部分，它還與其他系統(tǒng)升級有關(guān)，例如提議者和建設(shè)者的分隔和 EIP-1559 blob 費(fèi)用調(diào)整等。

除了引入 blob 攜帶交易外，EIP-4844 還將實(shí)施執(zhí)行層邏輯，驗證規(guī)則，多維 gas 費(fèi)市場以及將來完全分片所需的其他系統(tǒng)變化。

值得注意的是，雖然 EIP-4844 將實(shí)現(xiàn)大部分完整的 Danksharding 邏輯，但它并不會實(shí)現(xiàn)任何實(shí)際的分片。除了使以太坊更接近實(shí)現(xiàn)大規(guī)模采用所需的成本和吞吐量水平外，EIP-4844 還可以提高擴(kuò)展性和節(jié)省成本。

盡管 EIP-4844 目前還沒有確切的發(fā)布日期，但預(yù)計將在今年晚些時候?qū)嵤Ｔ?EIP-4844 實(shí)施后，用戶將看到以太坊，尤其是 L2 的明顯改進(jìn)，主要是更快的交易和較低的費(fèi)用體驗。EIP-4844 的成功實(shí)施也將使以太坊在加密貨幣領(lǐng)域更具競爭力。