以太坊:以太坊分片設計簡史：從Block到Blob

來源：?@protolambda推文

作者：Protolambda

從“Block”到“Blob”，這其中涵義深刻。

帶有“crosslink”的可執行的“分片鏈”被淘汰了：在信標鏈中實現EVM；使用“數據可用性采樣”的以rollup為中心的以太坊路線圖，擴容以太坊基礎層而無需增加應用環境的復雜性。但是，你如何在沒有區塊元數據的情況下調用分片內容呢？

好吧，這就是“blob”派上用場的地方。“Blobspace”真是一個不錯的叫法！

讓我來分享一些以太坊分片設計的歷史吧：

分片(或“階段1”)按之前的計劃應該是在“階段2”(即信標鏈執行環境)推出。但在“階段0”(信標鏈啟動)之前，主網EVM具有優先權這一情況變得清晰，而“階段2”執行層(ewasm?)的推出遙遙無期。

波場TRON通過開啟虛擬機PUSH0指令提議 兼容以太坊EIP-3855:據官方消息，8月4日，波場TRON網絡正式通過了第89號提案投票請求，該投票請求旨在激活TVM PUSH0指令。目前，該提案已正式生效，波場TRON網絡正式兼容以太坊上海升級的EIP-3855。

據了解，第89號提案的生效將從技術和經濟層面為社區開發者和用戶帶來諸多好處，包括減少合約代碼大小、降低合約濫用風險等。這一提案的通過還將進一步保證波場TRON與以太坊在虛擬機層面的兼容，同時降低未來波場TRON智能合約的使用成本。[2023/8/4 16:18:34]

“階段1”的規范在信標鏈之前已經重寫了多次：

更少的分片(1024->64)

借助理想的跨分片通信(crosslinks)實現自由騎行

新的托管證明設計(去掉托管部分，轉而采用罕見的故意證明丟失)

以太坊合并進度完成99.65%，全網平均算力降至876TH/S:9月12日消息，據OKLink多鏈瀏覽器“以太坊合并倒計時”頁面顯示，當前以太坊合并進度已完成99.65%，按照當前網絡情況計算，合并預計將于9月15日進行。當前以太坊全網平均算力876TH/S。[2022/9/12 13:24:18]

更別說更早期的分片研究工作了，實話說，那些研究都非常抽象以及雄心勃勃：跨域消息傳遞、帶有ewasm的執行環境、動態訪問的無狀態性、分片委員會等等都讓L1變得更加復雜。而L1已經開始僵化了。

但是，如果L1只專注于解決數據問題，那么上述提到的大多數問題都轉化為L2的開發問題。而采樣(sampling)正好解決了L1數據問題。如果我們可以在網絡層支持額外的功能...會如何呢？

因此在2020年10月14日，開發者就”階段1的網絡連接問題(networking)“進行了一次電話會議。討論下來可以得出：gossipsub熱度很高+DHTs似乎很慢。但在當時，這些為時還早——每一個網絡開發者都還在忙著為信標鏈的發布做準備(12月1日！)，而且由于當時的最新情況，網絡層存在很明顯的偏向。

以太坊鏈上NFT銷售總額突破240億美元，創歷史新高:金色財經報道，據最新數據顯示，以太坊鏈上NFT銷售總額突破240億美元，創下歷史新高，本文撰寫時為24,090,724,254美元，鏈上交易數量為9,263,150筆。 據歷史數據顯示，以太坊鏈上NFT銷售總額在2022年1月22日突破200億美元，這意味最近三個月以太坊鏈上NFT總銷售額增長超過40億美元，漲幅超20%。[2022/4/27 5:14:15]

當時的偏向：

Gossipsub=炙手可熱，主網準備就緒(除了一些DoS問題之外，沒有多大問題了。并且這些問題也在主網啟動之前發現/披露了)

Discv5=不完整，需要在主網啟動前從5.0->5.1進行實時網絡遷移

(https://github.com/protolambda/discv5-catdog)

動態 | Tether在以太坊上增發了1億枚USDT:北京鏈安鏈上數據監控發現，北京時間下午 18:07 泰達公司向以太網上 tether treasure 地址增發 1 億枚 USDT。[2019/7/4]

但方向似乎很明確：減少L1復雜性，信標鏈已經夠復雜了。只通過數據提高可擴展性，長期來看使用“數據可用性采樣”方案，并擁抱L2擴容解決方案。因此Vitalik將其描述為《以rollup為中心的以太坊路線圖》(中文版)。

然而，當實現者忙于信標鏈的發布時，研究人員已經忙于發布后的工作了：Vitalik/Dankrad當時致力于一些早期的數據可用性設計草案，試圖讓實現者更加容易理解這些原理。

同時，我們啟動了Zinken、Toledo和Pyrmont測試網+檢查更多的啟動事項(檢查漏洞等)。并且我們嘗試跟上研究的進度，并開始針對網絡層上的東西添加設計文檔。就當時來說，關注這些問題還太早了，但DAS(數據可用性采樣)實在太好了，沒辦法忽視。

動態 | 以太坊未確認交易74617筆:據Etherscan.io數據顯示，當前以太坊未確認交易數量為74617筆，整體網絡仍然較為擁堵。[2018/11/10]

基于gossipsub的一些東西，我確實寫了一些想法，把它用于DAS。事后看來，我現在倒認為DHTs比Gossipsub更加適合DAS，也許除了初始分配。

當時我期望一些DAS的規范能夠被實現和模擬。我想這是“blob”首次被提到？我們確實在“分片數據blob”這樣的上下文中使用過它，而且那時分片的規范中還沒出現過這個詞。

信標鏈發布之后，又有了更多的時間，然后我寫了一個草案，在Vitalik和Dankrad寫的采樣規范草案中加入了更多typing和網絡層的內容。將blob命名引入分片的規范:)

2021年一些事情發生了改變：為其設計的理想的p2p結構太復雜了，所以我轉而嘗試為它貢獻工具(go-kzg)和參與早期的合并工作(rayonism)。然后在夏天再次嘗試加入分片的研究工作，而不是參與Altair/London升級的開發工作。

Blob又出現了，這次它的結構更加PBS化——聚合了blob-構建者和blob-提議者的BLS簽名。但還是太復雜了：因此，分片設計的演進方向變得主要“以信標提議者為中心”，這樣設計使得其“僅”成為一個網絡層的問題。

這在某種程度上就像是對分片的第五次設計？極簡主義要舍棄掉很多東西，但結果確是美麗且強大的：更多的模塊化設計、封裝以及可選的復雜性。Rollup引起了我的注意，尤其是Optimism。

2022年底，EIP4488(注意不要搞混了，不是4844！)和4490出現了：人們開始變得不耐煩，calldata的成本必須快速降低以保持競爭力！倫敦升級之后的AllCoredevs上對這些話題的討論也變得很熱烈。但在我看來這是不可持續的，因為calldata帶有L2不需要的傳統開銷。

同時，Vitalik和Dankrad繼續研究一些新的分片設計：更加以信標鏈為中心、只通過數據進行擴容、專注于采樣方案。我覺得“danksharding”在21年底/22年初真正公開出來？不是很確定第一個版本是哪個了，Dankrad一直都在研究分片。

22年初，Vitalik提出了兩種方法，我們可以在不使用采樣的情況下，向完整的danksharding發展：簡單版本和復雜版本。雖然在我看來，這其實就是“重EL(執行層)”以及“EL和CL分離，更容易和未來兼容”之間的區別。

我喜歡第二個方案，然后在EthDenver2022期間，我們實現了EIP-4844：我和@lightclients致力于Geth；@asn_d6幫助研發KZG；@adietrichs致力于費用市場的研究；并且都和Vitalik/Dankrad一起起草一份EIP。Prysm團隊構建了首個CL原型。

現在4844被命名為"proto-danksharding"：實現完整分片的前提條件。但是“blobspace”才是真正的模因：經過許多次分片的設計迭代之后，這是比任何其他分片設計都更接近達到以太坊愿景的一個版本。

對我來說，Serenity這個階段就是完成所有PoS和分片設計以及迭代更新的工作。我們已經在信標鏈以及類似于協議外PBS這些開發上獲得一些進展，讓我們在PoS方面有了一個不錯的開始。我想現在是時候對分片進行首次升級了：4844！

還有一些對未來danksharding的熱點：

L1數據包含延遲對L2的影響被高估了。

為了獲得更多數據可用性的帶寬，值得權衡的設計空間。

Gossip和TCPDHTs不好，UDPDHT類的覆蓋很好：這都是關于輕節點的計數(什么時候進行discv5擴展？)

更多danksharding的熱點：

采樣很大程度上依賴于良好的對等節點，希望看到更多評分優先但健壯的設計。

寧愿選擇輕量級的通信和更多的女巫，而不是缺乏p2p上的驗證者隱私。

ZK可以成為未來p2p抗女巫的技術，但現在來說似乎還遠著。

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