WEEX带你全面了解以太坊坎昆升级:原理、影响及概念币

按照原定计划,以太币将于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)。

目前,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。 而这次坎昆升级的首要目标就是提升以太坊性能,因此备受关注。

本文透过梳理:

  • 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

带着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。 为了实现这个目标,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,充满巨大风险与机会。
  • 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「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堡、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」,紧急进行的临时升级。
  • 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,此后延续了这项传统。
  • 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质押的提领问题。
  • 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,时不时造成网路拥堵,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进入通货紧缩时代,并且成为生息资产。

但剩下2个问题──性能低、费用高昂仍未解决。

随着越来越多的dApp诞生,以太坊的效能瓶颈进一步凸显。 区区几十的TPS,别说担任「世界电脑」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)本身进行效能提升,包括:更改共识机制(完成)、提升区块容量、分片。 链下扩容是指与主网路分开实施,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资料库领域提出的,比区块链技术早得多,后来被引入比特币、以太坊等社群。 以太坊分片的基本想法是,将网路中的节点分成若干个独立分片,单一分片处理规模较小的事务,储存部分网路状态,多个分片并行处理,理论将使整个网路吞吐量 得到指数级提升。

以太坊比较早期的分片计画是将主网划分成64个分片,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来为整个网路执行扩容。

Rollup也叫卷叠,是透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,再将压缩后的资料上传至主网,以拓展以太坊性能。

依照确保压缩资料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诈欺证明。

4.什么是坎昆升级?

本次以太坊升级称为Dencun升级(Dencun+Cancun),其中Cancun(坎昆,Devcon举办城市)升级专注于以太坊执行层(Execution Layer),Deneb升级专注于共识层(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(执行合约程式码)。

执行层的工作是执行Calldata里面储存的资料。 目前Layer2回传到L1的资料都储存在Calldata里,但这些资料只需要去验证,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,只储存在共识层的节点即可 。

为此,EIP-4844引进了一种新交易类型—Blob Transcation,类似一个额外外挂资料库,为L2回传过来的资料单独设计一个资料型别Blob,把它和L1的Calldata分开。 如此,Blob资料只需要满足能在一定时间内被有需要的人存取验证即可,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,旨在透过以太坊节点实现链下资料暂时储存和检索,有望使L2交易费用降低10-100倍。

在以太坊路线计画中,分片共分为3步骤:Pro-Danksharding (EIP-4844)、提议者-建构者分离(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),透过利用Blob来大幅降低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,为未来应用梅克尔树做准备。 后续透过应用默克尔树,以太坊储存效率将大大提升。

EIP-1153透过新增瞬态储存操作码,可让协定进行暂存,从而节省网路Gas费用。

EIP-6475是EIP-4844的配套方案,透过引入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路带来实质好处,包括:增强可扩展性、降低Gas fee、加强安全性、高效资料储存、增强跨链连接等。 升级完成后,可望刺激以太坊L1本身及L2生态应用的大爆发,以及跨链桥、储存、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平台皆已上线)。

ARB、OP两大龙头凭借先发优势,已在L2市场上占据主导地位,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升级测试进度等事项,表示需要为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月中旬的伊斯坦堡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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