以太坊路线图：合并之后，Rollup+ 分片是扩容关键

分布式资本2023/10/27 08:51

作者:分布式资本

昨日以太坊终于完成了 POW 转为 POS 的共识迭代。合并只是以太坊路线图中的一环，那么，之后以太坊路线图到底是怎么样的呢？首先，以太坊路线图分为三个阶段：信标链、合并以及分片。

它们的时间节点分别是

信标链：2020 年 12 月 1 号

(Rollup: Arbitrum 2021 年 9 月份上线，Arbitrum 升级版 Nova 于近日上线。Optimistic 于 2022 年 3 月份上线。ZK-rollup 目前仍在开发阶段。)

合并：2022 年 9 月 15 日

分片：2023 年分片方案叫做 Danksharding，初级阶段为 Proto-Danksharding。

关于共识、执行和数据可用性

当我们回顾以太坊这台世界计算机的运行机制时，我们需要明白三个名词：共识、执行以及数据可用性。

共识：共识确认了存储在区块链上权威的数据真实性。无论是 POS 还是 POW，参与者对区块的真实性达成了统一。

执行：执行则是矿工（验证者）获取 N 的状态，再从内存池中抓取交易来更改这一状态。这一步骤涉及到计算。

数据可用性：指托管在区块链节点上的数据，这些需要永久保留再链上的数据需要相当的区块空间。这使得区块空间变得稀缺（区块空间最大为 1.85MB）。

以太坊路线图中，信标链合并在共识上做出了改变；而 Rollup 和分片则针对的是执行和数据可用性上这两点进行降本增效。

信标链合并

信标链是作为共识层存在的（以区别于主网的执行层），它的作用是用来协调和管理质押者网络。而以太坊合并则更像是以太坊主网衔接到信标链新引擎的过程。共识层面从 POW 转为 POS 使整个系统更加节能高效，也收紧了整个以太坊网络对验证节点的控制（因为存在惩罚机制）。未来，POW 矿工会分为 Builder 和 Proposer 这两种角色（这种分工又称 PBS）。Builder 负责打包区块，而 Proposer 则负责区块竞价（在不知道区块内容的情况下）。未来 PBS 这种新的分工机制对于整个 POS 经济以及 MEV 将有较大的影响，具体影响请查阅这一篇。

详解以太坊合并后带来的 MEV 新问题

在 9 月 15 日的合并之后，近期最值得外界关注的是Shanghai Upgrade。其中，以太坊核心开发者所需要开发的功能之一是帮助质押者提取存于信标链上的以太坊（这部分金额值 210 亿美金。）第二，对于 EVM 进行升级。在过去两年中，EVM 没有进行任何升级，部分原因是把这部分升级纳入 Merge 中将加大开发难度。第三，ProtoDanksharding 的开发，它是 Danksharding 的初级版本。Shanghai Upgrade 的日期目前仍尚未确定，且以太坊内部针对于此次 Shanghai Upgrade 所要开发的功能也有所分歧。上海所包含的功能集合越复杂，升级就越复杂，升级延迟的可能性越大。

Rollup+ 分片

由于数据可用性层面，合并不会带去任何改变。即以太坊不会扩容、Layer1 的使用体验依旧。这时候 Rollup+ 分片在执行和数据可用性方面做出了改变，使得以太坊扩容得以实现。执行层面，Rollup 计算被转至链下处理和执行，而交易数据仍保留在主链上。然而，Rollup 对于数据可用性并没有改进，这意味着 Rollup 上的 Gas 费用仍因为主网拥堵而高企。为此，分片在数据可用性上的提升主要来源于对数据的精细化分类。新的分片模式 Danksharding 奠定了主要为 Rollup 服务的基调，开启了以 Rollup 为主的（rollup-centric) 路线。

Danksharding 是 2020 年后更新的以太坊分片提案，淘汰了之前按的状态通道、Plasma 等扩容方案。Proto-Danksharding（Danksharding 的初阶段），Layer1 向 Layerer2 提供了一种新的数据类型，引出了所谓的Blob 数据。Blob 数据可以理解为不敏感、大量琐碎数据，与 Calldata 这种可调用交易数据是截然不同的数据类型。Blob 数据从 Calldata（可调用交易数据）中分离出来，EVM 的执行无需访问 Blob，EVM 只需查看对 Blob 的承诺。因为在 Rollup 上压缩的文件包有些可以直接解压成可读模式或者下载至链下，无需 EVM 访问。由此，Blob 数据处理的成本比可调用交易数据 Calldata 更加便宜。且存于共识层的 Blobdata 会在一个月之后删除，以减少对区块空间大小的压力 Proto-Danksharding 通过细分数据类型，将数据处理精细化，由此大大减少了系统工作量。

Proto-Danksharding 顺带做出了Gas 费用经济模型的改进（这里称EIP4484）；即处理 blob data 和 calldata 采用不同的收费模型。比如说，你正在二层上进行某些操作时，恰好赶上了某个爆款 NFT 在销售中。而你所需支付的 Gas 费用并不会受火爆的 NFT 售卖所影响。不过 Proto-Danksharding 也带来了不少挑战，即 Gas 费用的计算模型更加复杂。则 Builder ( 区块打包者）寻求最优出价者时碰到了问题，即无法一下子识别而是需要数学公式计算来寻找最优出价者。导致这一问题的原因是 Calldata 和 Blob 都需要收取 Gas，同时不能触碰到 EIP1559 所规定的 gas limit。这对本就趋于专业的 Builder 更进一步提高了要求。

Proto-Danksharding 是迈向 Full Sharding 的重要一步。一旦 Proto-Danksharding 落地，客户端执行层、Rollup 开发者和用户可以一劳永逸；因为未来 Full Sharding 主要发生在共识层。可以说 Proto-Danksharding 在逻辑层面为 Full Sharding 打好了基础。