WEEX带你全面了解坎昆升级：原理、影响及概念

按照原定计划，以太坊将于2023年内进行今年第二次重要升级——Dencun（德内布）升级，也称坎昆（Cancun）升级（有可能延期至2024年初）。

当前，在Aptos、Sui等新公链围剿下，扩容成为以太坊在竞争中突围，巩固「公链之王」地位的关键。而本次坎昆升级的首要目标就是提高以太坊性能，因此备受关注。

本文通过梳理：

以太坊历史升级回顾

以太坊当前面临的主要问题

以太坊扩容方案

什么是坎昆升级？

坎昆升级概念币

带WEEX唯客用户全面了解坎昆升级的来龙去脉，及其对ETH生态发展繁荣的意义。

1、以太坊历史升级回顾

以太坊的定位是世界计算机。为了实现此目标，Vitalik在以太坊诞生之初就为它规划了好了升级路线图，分别是：Frontier (前沿)、Homestead (家园)、Metropolis (大都会)、Serenity (宁静) 4个阶段。

目前，以太坊已经走过了前2个阶段和第3阶段的部分历程，经历了24个里程碑事件，其中大多为分叉升级，比较重要的有：

2015.7.30，边境升级。以太坊面向开发者发布第一个准系统级版本（Beta版），此时的以太坊就像是当年美国西部大开发时期，充满巨大风险与机遇。

2016.3.14，家园升级。以太坊发布第二个主要版本，此时第一批「淘金者」已经完成了对「边境」的开发，进入了家园建设、安居乐业阶段。

2016.7.20，The DAO被攻击引发硬分叉。这不是一次正常的升级，而是以太坊在至暗时刻被迫进行的妥协，导致ETH、ETC两条链分道扬镳。

2017.10.16，拜占庭升级。「大都会」升级内容较多，最初计划拆分为拜占庭和君士坦丁堡两次升级，后续又拆分出来了伊斯坦布尔、柏林、伦敦…等升级。

2019.2.28，君士坦丁堡/圣彼得堡升级。原计划中的君士坦丁堡升级因为安全漏洞延期，时隔2年后以太坊同时进行了两次升级，即君士坦丁堡和圣彼得堡升级。

2020.1.2，Muir冰川升级。因对挖矿难度炸弹「爆炸」时间预估错误，可能会导致提前「爆炸」，紧急开展的临时升级。

2021.4.15，柏林升级。这是第一次用以太坊开发者大会（Devcon）举办城市命名的升级，此后延续了该传统。

2021.8.5，伦敦升级。发布了对以太坊影响深远的EIP-1559，让一部分Gas费燃烧掉。

2022.9.15，巴黎升级（The Merge）。以太坊正式完成从Pow到PoS共识的过渡。

2023.4.12，上海升级。主要解决了ETH质押的提款问题。

时间未定，坎昆升级。将重点解决以太坊扩容问题。

2、以太坊当前面临的主要问题

整个以太坊2.0阶段将主要解决三大问题：

一是挖矿带来的高能耗。

二是性能问题。目前以太坊链的处理速度甚至不足以支撑一个普通的商业应用，时不时造成网络拥堵，限制其生态发展。

三是高费用问题。以太坊Gas fee通常在几美元到几十美元，视网络拥堵状况而定，最高时甚至达到数百美元，用户直呼「贵族链」，限制了生态发展。

随着以太坊正式转向PoS共识，能耗问题已经解决。同时由于PoS机制下没有了矿工奖励，取而代之的是质押奖励，大大降低了ETH的发行率，使ETH进入通缩时代，并且成为生息资产。

但剩下2个问题——性能低下、费用高昂仍未解决。

随着越来越多的dApp诞生，以太坊的性能瓶颈进一步凸显。区区几十的TPS，别说担当「世界计算机」了，就连「公链之王」的地位都岌岌可危。以太坊扩容势在必行。

3、以太坊扩容方案

以太坊扩容分为链上扩容、链下扩容两大路线。

链上扩容是指对以太坊主网（L1）本身进行性能提升，包括：更改共识机制（已完成）、提升区块容量、分片。链下扩容是指与主网分开实施，无需改变以太坊协议（共识层），常见的链下扩容方案包括：侧链、Layer2方案的Rullup。

而本次以太坊坎昆升级主要涉及分片和Rullup。

分片技术最早是在传统数据库领域提出的，比区块链技术早得多，后来被引入比特币、以太坊等社区。以太坊分片的基本思路是，将网络中的节点分成若干个独立分片，单个分片处理规模较小的事务，存储部分网络状态，多个分片并行处理，理论将使整个网络吞吐量得到指数级提升。

以太坊比较早期的分片计划是将主网划分成64个分片，该方案执行起来很复杂。后来随着L2迅速发展，Rollup百花齐放，以V神为中心的开发者们逐渐抛弃了早期方案，转向以Rollup为中心，由Rollup在交易层面扩容，主链只为Rollup提供数据可用性的底层链路线图。

简单来说，由Rollup来进行交易的计算和验证，并将验证完成的多笔交易和证明结果纳入一个包裹，而主链上的区块只记录这些包裹。

由于一个区块可以纳入多个Rollup产生的包裹，未来以太坊上会存在多种Rollup来为整个网络执行扩容。

Rollup也叫卷叠，是通过将以太坊主网上交易的计算和存储转移至L2处理并压缩打包，再将压缩后的数据上传至主网，以拓展以太坊性能。

按照确保压缩数据的有效性的不同方案（证明方式），Rollup可分为ZK Rollup和Optimistic Rollup，分别对应有效性证明和欺诈证明。

4、什么是坎昆升级？

本次以太坊升级被称为Dencun升级（Dencun+Cancun），其中Cancun（坎昆，Devcon举办城市）升级侧重于以太坊执行层（Execution Layer），Deneb升级侧重于共识层（Consensus Layer）。

以太坊完成合并后，分出了共识层（负责PoS共识）和执行层（执行合约代码）。

执行层的工作是执行Calldata里面存储的数据。目前Layer2回传到L1的数据都存储在Calldata里，但这些数据只需要去验证，并不需要去执行，其实不需要传输到执行层来增加执行层负担，只存储在共识层的节点即可。

为此，EIP-4844引入了一种新交易类型—Blob Transcation，类似一个额外外挂数据库，为L2回传过来的数据单独设计一个数据类型Blob，把它和L1的Calldata分开。如此，Blob数据只需要满足能在一定时间内被有需要的人访问验证即可，无需L1执行层去全部执行，从而大大减轻L1的负担。

EIP-4844是Danksharding的先行版本，旨在通过以太坊节点实现链下数据临时储存和检索，有望使L2交易费用降低10-100倍。

在以太坊路线计划中，分片共分为3步：Pro-Danksharding (EIP-4844)、提议者-构建者分离（PBS）、完整分片（Danksharding）。本次坎昆升级是第一步，即Pro-Danksharding（分片前置方案），通过利用Blob来显著降低Gas费用，并提高交易吞吐量。

除了Pro-Danksharding（EIP-4844），坎昆升级还包括EIP-6780、EIP-1153、EIP-6475、EIP-4788等改进提案。

EIP-6780提议修改SELFDESTRUCT操作码功能，为未来应用默克尔树做准备。后续通过应用默克尔树，以太坊存储效率将大大提升。

EIP-1153通过添加瞬态存储操作码，可以让协议进行临时存储，从而节省网络Gas费。

EIP-6475是EIP-4844的配套方案，通过引入SSZ编码交易类型，提供更佳可读性和紧凑序列化。

EIP-4788旨在改善跨链桥和Staking池的结构。

4、坎昆升级概念币梳理

坎昆升级将为以太坊网络带来实质性好处，包括：增强可扩展性、降低Gas fee、加强安全性、高效数据存储、增强跨链连接等。升级完成后，有望刺激以太坊L1本身及L2生态应用的大爆发，以及跨链桥、存储、GameFi等板块。

ETH：坎昆升级将显著提高以太坊的效用，巩固其「公链之王」地位。升级后将实现更低的Gas费和更高的TPS，使得以太坊的基础设施越来越完善，整个以太坊生态都会得到空前的发展和繁荣，ETH本身的价值自然水涨船高。

Layer2：ARB、OP、MATIC、NEAR、GMX、MAGIC、SNX、LRC、IMX等（WEEX平台均已上线）。

ARB、OP两大龙头凭借先发优势，已在L2市场上占据统治地位，将首当其冲地受益。

L2爆发也会带动对应生态的应用爆发，如Arbitrum生态的GMX、RDNT、MAGIC等，Optimism生态的VELO、SNX等。

Polygon（MATIC）虽然是侧链，有自己的独立共识，并不算L2。但Polygon有几个ZK Layer2解决方案，包括Polygon ZKEVM，相当于从公链市场转向拥抱ETH L2，有较强的技术实力和市场推动力。

WEEX注意到，近日ARB、OP跌幅较大。9月28日，以太坊开发者讨论了Dencun升级测试进展等事项，称需要为Dencun升级启动第10个Devnet（原计划在Devnet-9推出，但延期了）。如果Dencun无法在11月中旬的伊斯坦布尔Devcon大会之前进入公共测试网，坎昆升级或将延期至2024年初。

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