以太坊路線圖：合并之后，Rollup+分片是擴容關鍵_HARD

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。

當前以太坊Gas Price達到400 Gwei:ETH Gas Station數據顯示，當前以太坊Gas Price達到400 Gwei左右。[2021/2/23 17:43:33]

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。

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。

以太坊未確認交易為98,140筆:金色財經消息，據OKLink數據顯示，以太坊未確認交易98,140筆，當前全網算力為320.99TH/s，全網難度為4.25P，當前持幣地址為53,467,666個，同比增加131,288個，24h鏈上交易量為2,652,722.16ETH，當前平均出塊時間為13s。[2021/1/25 13:22:30]

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。

以太坊開發人員：bZx協議使用后門銷毀資金以解決資金被盜一事:針對昨天bZx協議被攻擊一事，1inch聯合創始人Anton Bukov剛剛發推表示，我們發現有人在兩天前就發現了這個漏洞，將自己的余額增加到1.536億枚iUSDT，并開始從USDT池中抽走，直到1.519億枚iUSDT被銷毀。bZx協議管理員似乎有170萬美元被盜了。以太坊開發人員Roman Semenov對此評論稱，所以bZx協議管理員使用后門將其代幣更新為未經驗證狀態，從而使他們可以銷毀任何用戶的資金。然后，在銷毀一些參與黑客活動的用戶的資金后，他們更新為帶有bug修復的正常狀態。[2020/9/14]

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。

StarkWare發表由以太坊基金會資助的STARK友好散列函數研究報告:零知識證明研發機構StarkWare發表研究報告STARK友好的散列函數——調研與推薦，記錄了以太坊基金會如何選擇標準化的STARK友好的散列函數（SFH）。2018年7月，以太坊基金會給StarkWare一筆為期2年的階段性捐贈，用于選擇STARK友好的散列函數，這樣就可以將區塊鏈的透明度與后量子安全證明系統結合使用，并為基金會發布一個開源高效的STARK系統。[2020/8/10]

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。

ArcaFunds正式開放基于以太坊區塊鏈的Arca美國國債基金ArCoin:洛杉磯基金管理公司ArcaFunds宣布其經美國證券交易委員會（SEC）注冊的Arca美國國債基金（ArcaU.S.TreasuryFund）現已開放投資。該基金是根據《1940年投資公司法》在美國證券交易委員會（SEC）注冊的第一支以數字證券形式發行其股票的基金，名為ArCoin，其數字份額ArCoins在以太坊區塊鏈上交易，應計利息將會在每個季度直接支付給ArCoin持有者。另外，該基金的大部分資產投資于短期美國國庫券和票據。從今天開始，投資者在可以通過ArCoin官方網站直接購買該基金，最低購買金額為1,000美元。此前報道，ArcaFunds于今年2月份重新提交創建加密貨幣美國國債投資基金ArCoin的提案。[2020/7/7]

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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