以太坊:以太坊路線圖：合并之后，Rollup+分片是擴容關鍵

作者：FenbushiCapital分布式資本

以太坊終于完成了POW轉為POS的共識迭代。合并只是以太坊路線圖中的一環，那么，之后以太坊路線圖到底是怎么樣的呢？首先，以太坊路線圖分為三個階段：信標鏈、合并以及分片。

它們的時間節點分別是：

信標鏈：2020年12月1號

(Rollup:Arbitrum2021年9月份上線，Arbitrum升級版Nova于近日上線。Optimistic于2022年3月份上線。ZK-rollup目前仍在開發階段。)

合并：2022年9月15日

分片：2023年分片方案叫做Danksharding，初級階段為Proto-Danksharding。

關于共識、執行和數據可用性

當我們回顧以太坊這臺世界計算機的運行機制時，我們需要明白三個名詞：共識、執行以及數據可用性。

以太坊開發人員就下一次升級中可以包含的內容達成一致:金色財經報道，以太坊開發人員決定考慮將八項以太坊改進提案(EIP) 納入該網絡即將推出的名為“上海”的硬分叉中。硬分叉升級將解鎖Beacon Chain質押的ETH取款，并且可能包括解決可擴展性問題的提案和其他旨在改進以太坊虛擬機的提案。但具體時間，目前還沒有達成共識。

讓 EIP“考慮納入”(CFI) 意味著開發人員將致力于制定這些提案，并將通過開發人員網絡 (devnets) 的測試運行它們。然而，不能保證所有這些提議最終都會被納入上海。[2022/11/25 8:06:10]

共識：共識確認了存儲在區塊鏈上權威的數據真實性。無論是POS還是POW，參與者對區塊的真實性達成了統一。

執行：執行則是礦工獲取N的狀態，再從內存池中抓取交易來更改這一狀態。這一步驟涉及到計算。

以太坊生態零知識協議Semaphore發布V2版本:7月7日消息，以太坊生態針對開發者的零知識協議 Semaphore 推出 V2 版本，更新內容包括不再需要擁有 EdDSA 私鑰，從而實現更簡單的電路（circuit）和更高效的零知識證明生成；用于身份承諾和 Merkle 樹的哈希函數從 MiMC 遷移到 Poseidon，將證明時間減半并提高了 Gas 效率；合約模塊化、三個新的 JavaScript 庫等。

Semaphore 最早由以太坊社區成員 Kobi Gurkan、Koh Wei Jie 和 Barry Whitehat 提出，在 2019 年發布 V1 版，可以讓以太坊用戶可以證明他們的群組成員身份，并在不透露原始身份的情況下發送諸如投票或支持的信號。Semaphore 不是面向用戶的應用程序，旨在為以太坊開發人員提供強大而簡單的工具，以使用私有憑據構建 DApp。[2022/7/7 1:57:35]

數據可用性：指托管在區塊鏈節點上的數據，這些需要永久保留再鏈上的數據需要相當的區塊空間。這使得區塊空間變得稀缺。

以太坊客戶端Nethermind與StarkWare達成合作:以太坊客戶端Nethermind與零知識證明研發機構StarkWare達成合作，共同為ZKRollup擴容方案StarkNet建立基礎設施。目前Nethermind已為StarkNet第一個版本Planets開發了區塊瀏覽器Voyager的alpha版本，之后StarkNet將基于Cairo編程語言開發兼容EVM的版本。[2021/7/8 0:36:21]

以太坊路線圖中，信標鏈&合并在共識上做出了改變；而Rollup和分片則針對的是執行和數據可用性上這兩點進行降本增效。

信標鏈&合并

信標鏈是作為共識層存在的，它的作用是用來協調和管理質押者網絡。而以太坊合并則更像是以太坊主網銜接到信標鏈新引擎的過程。共識層面從POW轉為POS使整個系統更加節能高效，也收緊了整個以太坊網絡對驗證節點的控制。未來，POW礦工會分為Builder和Proposer這兩種角色。

Zettapool創始人陳浩：以太坊升級在即，適時抓住機遇:7月24日晚8:00，由TokenBetter精心打造的行業深度訪談欄目“維度觀察”正式開播。Zettapool創始人陳浩圍繞《2020下半年礦業走勢》話題，就“ETH顯卡挖礦和礦池布局”等話題進行了精彩發言，并表示“在國際局勢比較復雜的情況下，挖礦領域會上漲，顯卡挖礦尤其值得關注。顯卡礦機風險系數比較低，不僅可以用來挖礦，回本周期相對較短。而且以太坊從PoW到PoS升級的三個階段會不斷有利好出現，從而推動幣價上漲。”[2020/7/24]

Builder負責打包區塊，而Proposer則負責區塊競價。未來PBS這種新的分工機制對于整個POS經濟以及MEV將有較大的影響，具體影響請查閱這一篇。

《詳解以太坊合并后帶來的MEV新問題》

在9月15日的合并之后，近期最值得外界關注的是ShanghaiUpgrade。其中，以太坊核心開發者所需要開發的功能之一是幫助質押者提取存于信標鏈上的以太坊第二，對于EVM進行升級。在過去兩年中，EVM沒有進行任何升級，部分原因是把這部分升級納入Merge中將加大開發難度。第三，ProtoDanksharding的開發，它是Danksharding的初級版本。

動態 | 播客主持人Joe Rogan與Shooter Jennings討論基于以太坊的推特:根據CCN消息，在Joe Rogan播客（JRE播客）上，美國歌手兼作曲家Shooter Jennings和Joe Rogan討論了基于以太坊的Twitter替代品Peepeth，它允許任何人發布嵌入區塊鏈的永久推文且無需審查。[2018/8/24]

ShanghaiUpgrade的日期目前仍尚未確定，且以太坊內部針對于此次ShanghaiUpgrade所要開發的功能也有所分歧。上海所包含的功能集合越復雜，升級就越復雜，升級延遲的可能性越大。

Rollup+分片

由于數據可用性層面，合并不會帶去任何改變。即以太坊不會擴容、Layer1的使用體驗依舊。這時候Rollup+分片在執行和數據可用性方面做出了改變，使得以太坊擴容得以實現。執行層面，Rollup計算被轉至鏈下處理和執行，而交易數據仍保留在主鏈上。

然而，Rollup對于數據可用性并沒有改進，這意味著Rollup上的Gas費用仍因為主網擁堵而高企。為此，分片在數據可用性上的提升主要來源于對數據的精細化分類。新的分片模式Danksharding奠定了主要為Rollup服務的基調，開啟了以Rollup為主的（rollup-centric)路線。

Danksharding是2020年后更新的以太坊分片提案，淘汰了之前按的狀態通道、Plasma等擴容方案。Proto-Danksharding，Layer1向Layerer2提供了一種新的數據類型，引出了所謂的Blob數據。Blob數據可以理解為不敏感、大量瑣碎數據，與Calldata這種可調用交易數據是截然不同的數據類型。Blob數據從Calldata中分離出來，EVM的執行無需訪問Blob，EVM只需查看對Blob的承諾。

因為在Rollup上壓縮的文件包有些可以直接解壓成可讀模式或者下載至鏈下，無需EVM訪問。由此，Blob數據處理的成本比可調用交易數據Calldata更加便宜。且存于共識層的Blobdata會在一個月之后刪除，以減少對區塊空間大小的壓力Proto-Danksharding通過細分數據類型，將數據處理精細化，由此大大減少了系統工作量。

Proto-Danksharding順帶做出了Gas費用經濟模型的改進；即處理blobdata和calldata采用不同的收費模型。比如說，你正在二層上進行某些操作時，恰好趕上了某個爆款NFT在銷售中。而你所需支付的Gas費用并不會受火爆的NFT售賣所影響。

不過Proto-Danksharding也帶來了不少挑戰，即Gas費用的計算模型更加復雜。則Builder(區塊打包者）尋求最優出價者時碰到了問題，即無法一下子識別而是需要數學公式計算來尋找最優出價者。導致這一問題的原因是Calldata和Blob都需要收取Gas，同時不能觸碰到EIP1559所規定的gaslimit。這對本就趨于專業的Builder更進一步提高了要求。?

Proto-Danksharding是邁向FullSharding的重要一步。一旦Proto-Danksharding落地，客戶端執行層、Rollup開發者和用戶可以一勞永逸；因為未來FullSharding主要發生在共識層。可以說Proto-Danksharding在邏輯層面為FullSharding打好了基礎。

從以太坊路線圖中，可以發現這幾個規律：

1.信標鏈+合并，是以太坊共識+執行方面的調整。這兩步分離出了信標鏈、主鏈的架構，同時礦工的工作由以PBS方式進行重新分配。區塊生產者趨于專業，而區塊提議者則制約區塊生產者，從而達到一種平衡。

2.合并只是以太坊路線圖的序曲，分片+Rollup才是以太坊成為世界計算機的主章。分片為Rollup服務，Rollup承載以太坊更多敘事。尤其，分片Danksharding在數據可用性方面進行了調整，涉及到了數據的分揀處理以及Gas費用的梯度處理。

3.與Cosmos和波卡一樣，以太坊也走上了模塊化路線。信標鏈成為了共識/信仰所在，而主鏈則類似于實時公告板，而Rollup則是上方不斷運轉的機器。

4.就離最近的ShanghaiUpgrade而言，它是銜接合并和分片的重要步驟。然就開發哪些功能而言，目前以太坊核心開發小組還沒有達成共識。ShanghaiUpgrade的日期現在也還未確定。

相關參考

https://ethereum.org/en/upgrades/sharding/

https://decrypt.co/109766/the-ethereum-merge-is-here-what-next

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