Cointime

扫码下载App
iOS & Android

遇见「坎昆」:以太坊的下一次升级,降本增效,利好 Layer2

项目方

一文了解以太坊 2023 年即将发生的大事件:坎昆升级。

撰文:布噜

自 2022 年 9 月 15 日以太坊合并后,一直颇受众人关注的 Shapella 升级也正式于 2023 年 4 月顺利完成。下一步,在以太坊的技术发展目标上,又将要迎来怎样的新变化?

2023 年 4 月 29 日,以太坊基金会召开了第 160 次核心开发者电话会议,确定了以太坊下一场重要变化——坎昆升级(Cancun Network Upgrade)所需要进行的各项改进协议(Ethereum Improvement Proposal,简称 EIP)。

如果说 Shapella 升级是以太坊合并之后确保 PoS 共识机制在未来的以太坊上稳定实施的技术分水岭,那么坎昆升级的意义,更是不亚于 Shapella 升级——它是以太坊实现进一步扩容的关键,也将开启以太坊数据存储和检索能力的发展新阶段。

了解坎昆升级

坎昆,是墨西哥一个著名的旅游城市,也是 Devcon 3 大会的举办地,按照以太坊升级命名的规律,以地名命名的升级,是针对以太坊执行层的升级。

此次升级中,会有哪些值得关注的以太坊改进协议(EIP),让我们一起了解。

01 坎昆升级的主角:EIP-4844

以太坊分片的原型

改进目标:解决以太坊的可扩展性(即扩容需求),帮助降低以太坊第 2 层(Layer2) Rollups 解决方案的交易成本,提升 Rollups 的速度。

改进背景:以太坊第 1 层主网(Layer1)的费用一直居高不下,迫切需要必要的改进,来降低整体操作费用。

目前,以太坊上的扩展解决方案主要是第 2 层的 Rollups。

在实践中,Rollups 解决方案帮助用户节约了很多操作费用(下文简称 Gas Fee),比如代表项目 Optimism,Gas Fee 的常规开销只有 0.001 gwei,远低于以太坊第 1 层主网的常规开销;ZK Rollups 的解决方案具有更好的数据压缩性能,并且不需要包含签名数据,费用更低,甚至可以降至以太网第 1 层主网的百分之一。

但是,对于更广泛的用户而言,即使经过 Rollups 解决方案,Gas Fee 依然还是相对昂贵的负担。此外,以太坊处理并行交易的效率仍然较低,每秒钟最多只能处理两位数的交易量,这些都需要新的改进方案去帮助提升可扩展性。

分片(Sharding)——是解决上述问题的一个强大的改进方法,但现在的以太坊还实施不了,而改进方案 EIP-4844 的适时提出,则是为解决上述需求与落实分片升级之间,找到了一个能够适用于现阶段以太坊的权衡之计,为以太坊未来实现整体数据分片奠定前期的技术基础。

因此,EIP-4844 又被称为 「Proto-danksharding」,即「分片的原型」。dank 这个单词也别有来头,是取自以太坊研究人员 Dankrad Feist 的名字,他曾经表示:「EIP-4844 将成为 Rollups 的加速器。」

改进内容(已完成的技术改进):

  • 引入 Blob 交易:Blob,是 Binary Large Object 的简称。Blob 交易是一种新的、将在未来分片中使用的交易类型。
  • 引入实施未来完整分片所需的所有执行层逻辑。
  • 引入实施未来完整分片所需的所有执行层和共识层的交叉验证逻辑。
  • 实现信标区块验证(即以太坊第 2 层数据)和 Blob 数据可用性采样之间的分层。
  • 引入信标区块实施未来完整分片所需的大部分逻辑。

△ 完整分片构想图 / Vitalik Buterin 

图源 /foresightnews

注意事项:Blob 被设计出来的初衷,是要帮助承载以太坊第 2 层的数据。与此同时,Blob,这组数据向量,是由以太坊共识层的节点进行存储,因此不能够被执行层的以太坊虚拟机(简称 EVM)读取,而正是这种数据的分离,实现了以太坊第 2 层 Rollups 解决方案费用的降低。

此外,Blob 的数据会在 30 天之后被删除。

为了减少改进提案给主网造成压力,相比未来实施完整分片,EIP-4844 对每个信标块增加的存储空间设置了上限,至多限制在约 0.5 MB 的数据量大小(约 4 个 Blob),但这个上限预计在未来会提高。

02 坎昆升级已确定实施的其他改进提案

  • EIP-1153
  • EIP-6780

除了备受关注的 EIP-4844,此次坎昆升级已经确定实施的改进提案还包括:

EIP-1153:添加瞬态存储操作码(Transient Storage Opcodes)。瞬态存储是专门用来解决区块内部通讯的解决方案。

瞬态存储不改变现有操作的语义,瞬态存储的数据在每次交易后会被丢弃,不会访问服务器磁盘,使用后也无需清除存储槽,客户端也不需要加载原始数据。

因此,相对来说,使用瞬态存储解决区块内部之间通讯问题的优势在于 Gas Fee 较低,且未来的以太坊数据存储设计中不需要考虑因临时存储而产生的操作费用退费的情况。

但是,EIP-1153 并不适用于解决现有智能合约中临时存储数据的使用问题。

EIP-6780:修改 SELFDESTRUCT 操作码的功能,为未来以太坊应用 Verkle Tree 架构 ( 常见简称「沃克尔树」) 做准备。

当前,以太坊应用的是 Merkle Tree 架构(常见简称「默克尔树」)架构,使用 SELFDESTRUCT 操作码可以对账户状态进行大量更改,比如,可以删除代码和存储。但是,当未来以太坊上应用 Verkle Tree 架构时,就无法轻易对账户进行修改或删除,因为 Verkle Tree 架构会把每个账户存储在不同的账户密钥中,这些密钥不会连接到根账户。

因此,EIP-6780 提出了对 SELFDESTRUCT 操作码功能的修改建议。根据 EIP-6780,修改后的 SELFDESTRUCT 操作码,在使用中不再具备更改或删除账户的能力,将只用于传送 ETH 给调用者,但有一种例外的情况是,当 SELFDESTRUCT 在由一个智能合约创建的相同交易中被调用。

△ 以太坊坎昆升级相关改进提案的实施进度 ( 截至 2023/5/30)

图源 /github@Cancun Network Upgrade Specification

坎昆升级已确定的三个改进协议 EIP-4844 、EIP-1153、EIP-6780 预计激活时间将在 2023 年 10 月。

03 坎昆升级尚在考虑纳入实施的改进协议

  • EIP-2537
  • EIP-4788
  • EIP-5656
  • EIP-5920
  • EIP-7069

EOF 相关的改进协议暂未纳入考虑

EIP-2537:预编译 BLS12-381 曲线操作,并添加到 BLS 签名验证和执行 SNARKs 验证所需的操作集合中,以更好执行相关的验证操作。

目前这个改进方案的开发进度较为缓慢。执行 EIP-2537 改进方案后,与现有预编译 BN254 相比,将会获得更好的操作安全性,并能够允许匹配更友好的曲线操作,会更有利于以太坊第 2 层的用例开发。

EIP-4788:在以太坊虚拟机中公开信标链区块根。信标链区块根(Roots of the Beacon Chain Blocks)是一种密码蓄能器(Accumulators),用于证明任意的共识状态。

在以太坊虚拟机中公开信标链区块根会允许实现对以太坊共识层最小化信任的访问。这也是一个有助于用例开发的改进协议,将支持 Staking Pools 、智能合约桥等用例改进其信任假设(Trust Assumptions)。

EIP-5656:提供一个能够用于复制内存区域的、高效的以太坊虚拟机指令。内存复制是一个基础操作,对于各种计算量大的操作非常有用,不过未来实施到以太坊虚拟机上也会产生操作费用。

EIP-5656 引入的指令是一个以前不存在的新指令,已经发布的智能合约如果使用这个新指令要注意兼容性,可能需要调整操作。

EIP-5920:引入新的操作码 PAY。使用 PAY 操作码将 ETH 发送到账户地址,可以不需要调用账户地址的任何函数。

PAY 操作码是一个专门服务于 ETH 传输的操作码,它不需要调动地址函数,则能够节约网络使用费用,对于小量 ETH 传输来说,十分有利。

EIP-7069:修改 CALL 指令,此协议已启用。

参考链接

[1] Cancun Network Upgrade Specification,https://github.com/ethereum/execution-specs/blob/master/network-upgrades/mainnet-upgrades/cancun.md

评论

所有评论

推荐阅读

  • 特朗普政府解除对OpenAI的GPT 5.6的限制

    7月8日,据AXIOS:特朗普政府解除对OpenAI的GPT 5.6的限制,商务部已批准OpenAI广泛推出其先进的GPT 5.6模型。(金十)

  • 美国现货以太坊ETF昨日净流入2520万美元

    7月8日,据Trader T监测,美国现货以太坊ETF昨日净流入2520万美元。

  • 美国现货比特币ETF昨日净流入2109万美元

    7月8日,据Trader T监测,美国现货比特币ETF昨日净流入2109万美元。

  • 美军称完成对伊朗新一轮打击

    7月8日,美军中央司令部最新发声明及视频称,美军对伊朗发动新一轮进攻性打击,动用精确制导弹药命中80余个目标,以此“直接回应伊朗近期对在霍尔木兹海峡航行的商船发起的袭击”。声明称,美军此次打击目标涵盖伊朗防空系统、指挥控制网络、沿岸雷达站点及反舰导弹作战能力;此外,在海峡及周边水域击毁逾60艘伊朗伊斯兰革命卫队小型舰艇。美军,此前伊朗先后袭击三艘途经霍尔木兹海峡的商船,分别为马绍尔群岛籍“阿尔·雷卡亚特”号油轮、沙特阿拉伯籍“韦迪安”号油轮及利比里亚籍“塞浦路斯繁荣”号油轮。美军中央司令部部队继续保持战备态势,“一旦伊方不遵守或违背协议,美方将随时追究其责任”。(CCTV国际时讯)

  • 伊朗军方誓言对美军予以“毁灭性回应”,警告勿干预霍尔木兹海峡

    7月8日,伊朗最高联合军事指挥部哈塔姆安比亚中央总部周三表示,伊朗武装部队将对美军做出“毁灭性回应”。此前伊朗指责美军针对伊朗南部部分地区发动打击,称其为“公然侵略行为”,并警告德黑兰不会允许美国干预霍尔木兹海峡的管理。该司令部表示,商船和油轮通过该水道的唯一安全通道是由伊朗确定的航线。美军周二对伊朗发动新一轮打击,并在三艘油轮于霍尔木兹海峡遭射弹袭击后,撤销了允许伊朗出口石油的许可证,进一步施压本已脆弱的停火协议。(金十)

  • 市场消息:特朗普批准了对伊朗的打击计划

    7月8日,市场消息:特朗普批准了对伊朗的打击计划。(新浪财经)

  • “人工智能经济学”奠基人乔·韦曼:无论是否存在泡沫,人工智能技术仍将滚滚向前

    7月7日,近日,美国未来产业研究院创始人乔·韦曼在“智联全球 根筑苏州”AI生态研究分享会上表示,没有任何一项技术比人工智能更能颠覆性地改变企业、社会和世界。如果仅仅从有多少资本在追逐,以及存在多少机会的角度来看待人工智能,它可能处于泡沫中。然而某种程度上这并不重要,因为互联网也曾处于泡沫中,如今大多数人仍然在使用互联网。技术的进展和部署与投资路径是松散耦合,但并非直接相关的。投资可能涉及对特定领域的过度投资或投资不足,但像这样充满希望和潜力的技术仍将继续发展,无论未来会发生什么。世界各地有许多聪明人正在努力开发人工智能的下一代技术。乔·韦曼认为,关键在于回归对人类智能的认知本源,从而重建智能。他指出,能够在硅基材料上模仿人脑是一项重大成就,比如通过脉冲神经网络系统,复制大脑神经元如何利用电压脉冲进行工作。另一种路径是利用生物学,比如DNA不仅存储我们发育所需的信息,还可以作为计算机运行。此外,还有一些新的能源管理和简化方法也充满想象力,例如储备池计算、无能耗计算等。

  • 光通信概念股全线下跌,迈威尔科技跌超9%

    7月7日,美股光通信概念股全线下跌,Astera Labs跌超11%,Credo Technology跌超10%,迈威尔科技跌超9%,Coherent、康宁、Applied Optoelectron均跌超7%,Tower导体、格芯跌超6%,Lumentum、Ciena、诺基亚均跌超5%,博通跌超2%。

  • 正式纳入纳斯达克100指数,SpaceX大跌超5%

    7月7日,SpaceX(SPCX.US)跌超5%,报159.3美元。消息面上,SpaceX今日正式被纳入纳斯达克100指数,成为该指数中首家以航天业务为核心的企业。摩根大通测算其在指数中的权重约为1.3%。Freedom Capital Markets技术研究主管Paul Meeks认为,此次纳入“实际意义可能低于市场预期”,因为相关规则透明,市场已提前消化部分影响。 另外值得注意的是,一项诉讼请求法院下令SpaceX关闭为其Colossus 2数据中心供电的燃气轮机,理由是其在未取得所需许可的情况下运营。该诉讼可能会危及SpaceX与Anthropic签订的450亿美元合同中的部分内容。下级法院很可能会下令在获得许可期间关停这些涡轮机,但也可能会给予SpaceX一定的时间来遵守规定。

  • 美股芯片股持续走低,闪迪跌超11%

    7月7日,美股芯片股跌幅持续扩大,费城半导体指数跌幅扩大至6%,闪迪跌超11%,西部数据跌近10%,美光科技 、希捷科技跌超7%, 英伟达跌1.3%。 消息面上,三星电子今日公布的初步业绩虽强于预期,股价却应声下跌,再度印证了该股“业绩利好反成出货信号”的市场惯性——投资者往往在业绩兑现时获利了结,因市场早已提前消化其里程碑式利好。