回顧以太坊發展史及坎昆升級

進階2/4/2024, 10:27:38 AM
在比特幣現貨ETF通過以後,下一個敘事立馬就轉移到了以太坊爲核心的敘事邏輯:5月份以太坊現貨ETF + 坎昆升級 + Restaking 等等。

前言

  1. 爲什麼近期值得關注?

在比特幣現貨ETF通過以後,下一個敘事立馬就轉移到了以太坊爲核心的敘事邏輯:5月份以太坊現貨ETF + 坎昆升級 + Restaking 等等。

  1. 以太坊發展規律初窺

Merge以前的以太坊更像是一個創業公司的發展模式,PoW賦予礦工區塊獎勵作爲早期的營銷手段,並不在意代幣的價值,代幣經濟迅速通脹,優先級上,沉澱價值>用戶體驗。

Merge的目的不是爲了以太坊性能更好,而是爲了降低生成區塊鏈的消耗(PoW轉換成爲POS),用Web2.0的做比喻比較像一條產業鏈的上遊部分降本增效,爲未來的可持續性發展做鋪墊,代幣經濟也隨着變成通縮,同時注重用戶體驗,將礦工的收益逐步轉變成爲質押收益,Gas fee收益也有所降低。

坎昆升級對應的是The surge的部分,開始以用戶體驗第一位(例如提高交易速度、降低Gas fee)。

未來的升級週期間隔會相對較短,以太坊某種意義上在上海升級以後,將PoW的共識改變成PoS。進入了一個成熟期,雖然未來還有幾次大升級,但是可以看出來核心目的是,專注於鏈上可擴展性、更簡單的驗證區塊、更便宜、性能更強大而穩定。

  1. 一些思考

以太坊的發展是復雜而多元的,在學習整體發展路徑的過程,有很多仍未解決的問題待思考。

Vitalik在以太坊的發展過程中,有着非常強的引導作用。實際上如果從一個公司的角度來講是,一個好的CEO帶領公司衝鋒陷陣,是一個非常好的發展方式,最後V神帶動的所有以太坊生態的發展都會Long ETH。

像Arb、OP、ZKsync、Metis等Layer2;Aave、Compound、Uniswap等Defi,等等很多天價估值的項目都依附於以太坊,並且能夠成爲一段時間的熱門敘事,以太坊或多或少能夠獲得紅利。

與其說是和微軟、蘋果類似,感覺最接近的應該是英偉達。AI發展、VRAR、Web3.0、各種雲、算力中心,啥前沿科技都繞不開算力,也就離不開英偉達。

Web 3.0也有種類似的狀態,任何發展都很難離開以太坊發展,以太坊敘事稍微安靜了一段時間,結果兜兜轉轉因爲坎昆升級和以太坊現貨etf,Layer2、Eth一起漲,包括更早期的Defi Summer、NFT Summer等等都會拉動以太坊的價格,而且半衰期長一點的項目都需要與以太坊有足夠的接觸。

很多想要脫離以太坊的,也基本上是抱着“以太坊殺手”的邏輯去思考的,之前討論過的TON,不拉踩以太坊,自己啥聲音沒有了。

以太坊的發展是很中心化的,以太坊本身這個鏈是很去中心化的;有些時候感覺以太坊在發展這一塊兒的中心化程度和Uniswap的團隊有一拼,沒有Aave、MakerDAO等一些協議去中心化程度做的好。側面也反映了,一個項目想要發展的好或許本質上還是得中心化。

或許有一天以太坊未來也能夠發展到一個及其成熟的階段,然後完全去中心化治理,但起碼Vitalik只要還年輕,我就覺得那一天還遙遙無期。話說回來,以太坊也不過是一個才創業11年的公司,遠遠算不上成熟。

1. 大背景——以太坊歷史簡單回顧

1.1 History and Forks

以下內容框架引自:https://ethereum.org/zh/history,以及其他公開信息。更多具體內容請點擊連結進行參考。

2013——第0階段 以太坊誕生

白皮書發布,以太坊誕生

  1. 2013年11月27日,Vitalik Buterin發布《以太坊白皮書》
  2. 以太坊創始人維塔利克·布特林(Vitalik Buterin)發布以太坊的第一版白皮書,介紹了以太坊平台的代幣系統;
  3. 摘要

白皮書定義了智能合約。其中首次提到了以太幣的概念,白皮書中說明了以太幣可以作爲以太坊網路上的燃料費(Gas),用戶進行轉帳交易、部署智能合約等活動時,需要支付一定的燃料費,部分燃料費會作爲獎勵,支付給區塊驗證者(也被稱爲礦工),如果交易的發起者支付的以太幣不足,交易將不會執行,如果支付的以太幣過剩,將會把剩餘的部分返還給發起者的錢包。

2014——第0.5階段 以太坊銷售

以太坊銷售

  1. 2014年7月22日 00:00:00 +UTC
  2. 以太幣的預售期爲 42 天, 可以使用比特幣進行購買。
  3. 摘要

初始匯率爲1枚比特幣可兌換2000枚以太幣,這一匯率保持14天,然後匯率開始線性下降,直至下降爲1枚比特幣兌換1337枚以太幣,這次代幣銷售於2014年9月2日結束,累計獲得約1800萬美元的銷售額,易公出手6000多萬以太幣。完成購買之後,接收到的以太幣需等到以太坊創世區塊的推出才可以進行轉帳。

除了6千多萬預售的ETH,還有其他兩筆分配。一筆分配給了參與以太坊早期開發的貢獻者,另外一筆則分配給了長期的研究項目。這兩筆ETH的數量均爲預售ETH數量的9.9%。

也就是以太坊正式發行時,一共有72002454.768枚ETH分配完了。

圖片來源:https://blog.ethereum.org/2014/07/22/launching-the-ether-sale

2015——第一階段:Frontier

2015年3月3日,在以太坊的官方博客中就宣布了四個重要階段,根據該博客,當初Vitalik的一些思考邏輯如下:

  1. Frontier(邊境/前沿):Frontier 在發布過程中的主要用途是讓採礦作業和以太幣交易所運行,以便社區可以啓動他們的採礦設備,並開始建立一個“實時”環境,人們可以在其中測試 DApp 並獲取以太幣來上傳他們的將自己的軟件引入以太坊。讓以太坊在核心研發人員和審計師中完全穩定;
  2. Homestead(家園):Frontier像是內測版本,Homestead是公測;
  3. Metropolis(大都會):完整成熟的用戶交互版本,追求用戶體驗;
  4. Serenity(寧靜):PoW到PoS

邊境

  1. 2015年7月30日 03:26:13 +UTC
  2. 摘要

邊境是以太坊最初的版本,但在上面能做的事情很少。 該版本在奧利匹克測試階段成功完成之後推出。 它面向的是技術用戶,特別是開發者。 區塊有 5,000 單位的燃料限制。 此“解凍”期使礦工能夠開始操作,並使早期採用者能夠有足夠的時間來安裝客戶端。

和很多Web 3.0項目的冷啓動類似, “礦工”們在“邊境”主網每挖掘一個區塊,將收到5枚以太幣的獎勵。

邊境解凍分叉

  1. 2015年9月7日 09:33:09 +UTC
  2. 區塊編號:200,000
  3. 以太幣價格: $1.24
  4. 摘要

邊境解凍分叉提高了每個區塊 5,000 單位燃料的限制,並將默認燃料價格設爲 51 gwei。 這樣便能進行交易 - 交易需要 21,000 單位燃料。

爲了確保未來硬分叉到權益證明,引入難度炸彈的概念。

難度炸彈,又名TTD,全稱爲Total Terminal Difficulty,即以往所有區塊難度的總和。當全網積累的挖礦難度值達到TTD時,ETH主網會啓動“難度炸彈”。“難度炸彈”是進行以太坊難度調整的後門函數。以太坊的PoW出塊時間並沒有固定,而是根據全網算力大小對挖礦難度進行動態調整,通過這種方式把區塊時間固定在一個大致的範圍。難度炸彈的部署則是通過後門函數將挖礦難度調整到一個極大的值,使得沒有礦工可以在該挖礦難度下生產區塊,從而推動着礦工放棄PoW。PoW-POS的轉換並沒有設置一個固定的區塊高度,而是規定TTD作爲Merge發生的時刻,部分原因其實在於防止有人刻意破壞Merge的進程。

變相證明了以太坊很早就有了PoW到PoS的決心。

2016——第二階段:Homestead

以太坊第一次硬分叉,在經歷多次安全事件後,逐步完善智能合約的一些規範。

家園分叉

  1. 2016年3月14日 06:49:53 +UTC
  2. 區塊編號:1,150,000
  3. 以太幣價格: US$12.50
  4. 摘要

家園分叉, 優化了智能合約的創建過程。

DAO分叉

  1. 2016年7月20日 01:20:40 +UTC
  2. 區塊編號:1,920,000
  3. 以太幣價格: US$12.54
  4. 摘要

這次分叉屬於計劃之外的一次被動分叉,源於一場以太坊上的攻擊事件。

The DAO 是區塊鏈公司 Slock.it 發起的一個眾籌項目,旨在爲項目提供一種社區資助的方式。社區用戶通過將手中的 ETH 兌換成 DAO Token 來參與投票,如果眾籌成功,就可以獲得一部分利潤獎勵。該項目在 2016 年 4 月完成了一次爲期 28 天的眾籌,總共籌集超過 1200 萬個 ETH,幾乎佔到當時以太坊數量的 14%。然而就在 2 個月後,黑客利用 The DAO 代碼裏存在的漏洞從資金池裏盜走了 360 萬 ETH。

此操作是由以太坊社區投票決定的。 所有以太幣持有者都能通過投票平台上的交易進行投票。 分叉的決定獲得了 85% 以上的投票。通過分叉回滾,黑客盜走的 ETH 得以恢復。

此分叉將資金從有問題的合約轉移到一個新合約,新合約只有一個功能:提款。 任何損失了資金的人都可以在他們的錢包中提取以太幣,每 100 個 DAO 代幣 1 個以太幣。

一些礦工,因爲那次 DAO 事件並不是協議中的缺陷而拒絕分叉。 它們之後組建了以太坊經典(ETC)。

橘子口哨分叉

  1. 2016年10月18日 01:19:31 +UTC
  2. 區塊編號:2,463,000
  3. 以太幣價格: US$12.50
  4. 摘要

橘子口哨分叉是對2016年9月18日以太坊網路遭受的拒絕服務 (DoS) 攻擊導致交易處理出現嚴重延遲的問題進行優化;主要解決與作價低估的操作代碼有關的緊急網路健康問題。

僞龍分叉——Spurious Dragon

  1. 2016年11月22日 04:15:44 +UTC
  2. 區塊編號: 2,675,000
  3. 以太幣價格: US$9.84
  4. 摘要

僞龍分叉是對拒絕服務 (DoS) 網路攻擊進一步優化,包括:

-調整操作碼價格,以防網路將來再受攻擊。

-啓用區塊鏈狀態的“區塊鏈減重”。

-增加重放攻擊保護。

2017——第三階段:Metropolis

Metropolis 的主要工作是修復以太坊網路中存在的一些問題、爲引入 ZK-SNARKS 做準備。

在這個階段發生的最具影響力的事件是區塊獎勵的兩次減半:從 5ETH 減少到 3ETH 再到 2ETH,算是PoW到PoS的一個過渡期。

這個階段開始考慮用戶體驗,以及未來如何順利從PoW到PoS。

拜佔庭升級

  1. 2017年10月16日 05:22:11 +UTC
  2. 區塊編號:4,370,000
  3. 以太幣價格:US$334.23
  4. 摘要

拜佔庭分叉爲引入ZK-Snark做鋪墊,開始注重用戶隱私和用戶體驗。

  • 將區塊挖礦獎勵從 5 個以太幣減少到 3 個以太幣。

-將難度炸彈推遲一年。

-增加了調用其他合約而不更改狀態的能力。

-增加了某些加密方法,以實現Layer2

2019——第四階段:Serenity(寧靜)

以太坊逐漸成熟,共識由PoW轉到PoS,用戶體驗、安全性、區去中心化、可擴展性爲以太坊最重要的發展方向。

君士坦丁堡分叉

  1. 2019年2月28日 07:52:04 +UTC
  2. 區塊編號: 7,280,000
  3. 以太幣價格: US$136.29
  4. 摘要

將區塊挖礦獎勵從 3個以太幣減少到 2 個以太幣。

  1. 2019年12月8日 12:25:09 +UTC
  2. 區塊編號: 9,069,000
  3. 以太幣價格: US$151.06
  4. 摘要

-優化了以太坊虛擬機中特定操作的燃料成本。

-提高受到拒絕服務攻擊後的復原能力。

-使基於“零知識簡潔非交互式知識論證”和“零知識可擴容透明知識論證”的Layer2解決方案具有更佳的性能。

-讓合約能夠引入更多創造性功能。

2020繆爾冰川升級

  1. 2020年1月2日 08:30:49 +UTC
  2. 區塊編號: 9,200,000
  3. 以太幣價格: US$127.18
  4. 摘要

繆爾冰川分叉使難度炸彈延遲。 增加工作量證明共識機制的區塊難度可能會增加發送交易和使用去中心化應用程式的等待時間,從而降低以太坊的可用性。

部署質押存款合約

  1. 2020年10月14日 09:22:52 +UTC
  2. 區塊編號: 11,052,984
  3. 以太幣價格: US$379.04
  4. 摘要

質押存款合約將質押引入以太坊生態系統。 雖然是一個主網合約,但它直接影響到信標鏈的發布時間線,而後者是以太坊升級的重要部分。

信標鏈創世塊

  1. 2020年12月1日 12:00:35 +UTC
  2. 信標鏈區塊編號: 1
  3. 以太幣價格: US$586.23
  4. 摘要

信標鏈需要 16384 個存儲了 32 個質押以太幣的帳戶,以確保安全上線。 這發生於 2020 年 11 月 27 日,意味着信標鏈在 2020 年 12 月 1 日開始生產區塊。

信標鏈扮演管理監督與驗證區塊鏈網路的角色。其中信標鏈是採用隨機的方式來選擇驗證者,驗證成功者將得到獎勵,但若是存在惡意行爲將會受到懲罰。

合並後,一個區塊的時間單位將以槽和紀元的形式出現。每 12 秒創建一個槽,每個紀元包由 32 個槽組成。一個紀元是一個固定的時間段,核查員將在這個時間段結束時被重新分配。

要成爲驗證者並獲得投票權,用戶必須至少投入 32 個 ETH。

以太坊的規則是,對於每個紀元,驗證者將被隨機分配到 32 個委員會,確保每個委員會至少由 128 個驗證者組成。系統使用隨機算法 RANDAO 爲每個時段分配 1 名驗證者,並同時爲這個時段隨機選擇一個委員會。這個驗證者負責提出區塊,而委員會負責驗證和對提案進行投票。一旦投票通過,就會產生一個區塊,提議者就會獲得獎勵;否則,不僅獎勵無法獲得,保證金也會被沒收。同樣的情況也適用於普通的核查員:如果正確地遵守規則,就可以得到獎勵,而破壞者則會受到懲罰。一旦 32 個 ETH 的押金降至 16 個 ETH 以下,驗證者的資格將終止。

2021柏林升級

  1. 2021年4月15日 10:07:03 +UTC
  2. 區塊編號: 12,244,000
  3. 以太幣價格: US$2,454.00
  4. 摘要

柏林升級優化了某些以太坊虛擬機操作的燃料成本,並增加了對多種交易類型的支持。

倫敦升級

  1. 2021年8月5日 12:33:42 +UTC
  2. 區塊編號: 12,965,000
  3. 以太幣價格: US$2,621.00
  4. 摘要

倫敦升級引入了 EIP-1559,對交易費市場進行了改革。繼續將難度炸彈延遲,直到21年12月1日啓動。

天鷹座升級

  1. 2021年10月27日 10:56:23 +UTC
  2. 時段編號: 74,240
  3. 以太幣價格: US$4,024.00
  4. 摘要

天鷹座升級是計劃的第一次信標鏈升級。 它增加了對“同步委員會”的支持—支持輕客戶端,在向合並進展的過程中,增加了對驗證者怠惰及可被罰沒行爲的懲罰。

箭形冰川升級

  1. 2021年12月9日 07:55:23 +UTC
  2. 區塊編號: 13,773,000
  3. 以太幣價格: US$4,111.00
  4. 摘要

難度炸彈推遲總共 10,700,000 個區塊,直到 2022 年 6 月。

2022灰色冰川升級

  1. 2022年6月30日 10:54:04 +UTC
  2. 區塊編號: 15,050,000
  3. 以太幣價格: US$1,069.00
  4. 摘要

灰色冰川網路升級將難度炸彈推遲了三個月。 這是此次升級中引入的唯一變更,本質上類似於箭形冰川和繆爾冰川升級。 拜佔庭、君士坦丁堡和倫敦網路升級也做了類似的變更。

Bellatrix 升級

  1. 2022年9月6日 11:34:47 +UTC
  2. 時段編號: 144,896
  3. 以太幣價格: US$1,558.00
  4. 摘要

Bellatrix 升級是計劃的第二次信標鏈升級,讓信標鏈爲合並做好準備。 它將驗證者由於怠惰及進行了可被罰沒的行爲而受到的懲罰提高到其全部價值。 Bellatrix 升級還包括對分叉選擇規則的更新,讓信標鏈爲合並以及從最後一個工作量證明區塊過渡到第一個權益證明區塊做好準備。 這包括讓共識客戶端意識到終端總難度 58750000000000000000000。

巴黎升級(合並)

  1. 2022年9月15日 06:42:42 +UTC
  2. 區塊編號: 15,537,394
  3. 以太幣價格: US$1,472.00
  4. 摘要

巴黎升級是由於工作量證明區塊鏈超過了終端總難度 58750000000000000000000 而觸發的。 這發生在 2022 年 9 月 15 日區塊 15537393 上,並在下一個區塊處觸發了巴黎升級。 巴黎升級就是合並過渡,以太坊的主要功能結束了工作量證明挖礦算法及相關共識邏輯並啓動了權益證明。 巴黎升級本身是對執行客戶端的升級(相當於共識層上的 Bellatrix 升級),讓執行客戶端能夠從與其連接的共識客戶端接受指令。

2023卡佩拉升級

  1. 2023年4月12日 22:27:35 +UTC
  2. 時段編號: 194,048
  3. 信標鏈區塊編號: 6,209,536
  4. 以太幣價格: US$1,917.00
  5. 摘要

卡佩拉升級是共識層(信標鏈)的第三次重大升級,實現了質押提款。 卡佩拉與上海同步升級執行層並啓用了質押提款功能。

這次共識層升級讓未提供初始存款提款憑證的質押人能夠提供提款憑證,從而實現提款。

該升級還提供了自動帳戶掃描功能,可以持續處理驗證者帳戶的任何可用獎勵支付或全額提款。

上海升級

  1. 2023年4月12日 22:27:35 +UTC
  2. 區塊編號:17,034,870
  3. 以太幣價格: US$1,917.00
  4. 摘要

上海升級將質押提款引入執行層。 上海升級與卡佩拉升級同時進行,使區塊能夠接受提款操作,因此質押人可以將以太幣從信標鏈提取到執行層。

1.2爲什麼以太坊能夠變成通縮模型?

PoW更像是一個創業公司早期的營銷手段,有穩定名曲的補貼(礦工挖礦的穩定收益),PoS更像是股權,ETH淨發行量。

The Merge顯著改變了以太坊的貨幣政策。通過消除礦工獎勵,轉換成爲質押獎勵,它大幅削減了新的ETH代幣發行量,這構成了每日ETH發行量下降了約88.7%,相當於總供應量的0.52%年化發行率,再由於EIP-1559下的Gas費被銷毀,淨發行量呈現通縮趨勢。

有兩個關鍵變動:

1.2.1 倫敦升級引進的EIP-1559:引用了費用燃燒機制

參考文章:燃料和費用

  1. 舊協議計算公式:Gas fee = Gas units (limit) * Gas price per unit

對於最簡單的鏈上轉帳交易來說,不管鏈上有多麼忙碌,Gas limit 固定爲21,000。所以,只要明確了Gas price 和 Gas limit,就能夠知道我們爲這次交互花了多少eth。其中Gas price將隨着網路的擁堵而發生變化,Gas limit保持不變。

假設 Alice 需要向 Bob 支付 1 個以太幣。 在交易中,燃料限額爲 21,000 單位,燃料的價格是 200 gwei。

總費用爲:Gas units (limit) Gas price per unit,即 21,000 200 = 4,200,000 gwei 或 0.0042 個以太幣。

而爲了能夠更優先級,科學家可能一拍腦袋就設置了一個很高的Gas fee,因此導致着用戶體驗是比較混亂,且難以預估。

  1. 新協議計算公式:Gas fee = (Base fee + Priority fee) × Gas limit,且下一區塊Base fee的漲幅最多爲12.5%

其中 base fee 由協議設置會直接銷毀,priority fee 是用戶設置的支付給驗證者的小費。

例如,假設 Jordan 要向 Taylor 支付 1 個以太幣。 一筆以太幣轉帳需要 21,000 單位的燃料,基礎費是 10 gwei。 Jordan 支付了 2 gwei 作爲小費。

費用爲 21,000 * (10 + 2) = 252,000 gwei(0.000252 個以太幣)。

當 Jordan 轉帳時,將從 Jordan 帳戶中扣除 1.000252 個以太幣。 Taylor 的帳戶增加 1.0000 個以太幣。 驗證者收到價值 0.000042 個以太幣的小費。 0.00021 個以太幣的 base fee 被銷毀。

1.2.2 巴黎升級

先是君士坦丁堡硬分叉,挖礦獎勵由原來的每區塊獎勵3個ETH降低爲2個ETH。然後,The merge將PoW轉變成爲PoS,挖礦獎勵(160,000eth/天)直接消失,轉變成爲質押獎勵(1,600eth/天),發行量驟減99%。

2022年9月15日,巴黎升級後,以太坊正式開始通縮。

數據來源:https://ultrasound.money/

Merge以來總供應量已經煎炒超過30萬枚以太幣,每年銷毀數量981k,增發數量723k,每年以0.21%的速度進行通縮。

數據來源:https://ultrasound.money/

Merge以後以太坊解決了挖苦那個帶來高能耗的問題,之後專注於性能問題和費用問題,Layer在同時解決這兩個問題,因此成爲Merge後以太坊生態最受關注的賽道。

1.3 以太坊未來的升級路線

Vitalik Buterin 提出了以太坊線路圖的願景,根據對以太坊架構的影響,該路線圖將升級分爲幾個類別。 這包括:

  1. Merge:涉及從工作量證明轉爲權益證明的升級(已完成)
  2. Surge:在Rollups上超過100,000 TPS
  3. Scourge:涉及抗審查性、去中心化、LSD、和MEV風險的升級
  4. Verge:涉及更輕鬆地驗證區塊的升級
  5. Purge:涉及降低運營節點的計算成本和簡化協議的升級
  6. Splurge:其他

這些升級是並行的,也就是說哪個部分研發的快,可能就會先進行升級。

圖片來源-V神推特:https://twitter.com/VitalikButerin/status/1741190491578810445

2. 什麼是坎昆升級?落地哪些重要EIP?

以太坊合並以後,最重要的事情就是提升性能TPS,降低Gas fee,讓以太坊接近於一個完美的應用。

Vitalik認爲Ethereum達到什麼樣的TPS和Gas Fee才算一個合格的公鏈?

  1. 例如:TPS達到10萬+。VISA平均TPS爲2000,峯值4000+;Paypal平均TPS爲200;支付寶繁忙期能達到25萬。

本次以太坊升級被稱爲Dencun升級(Dencun+Cancun),其中Cancun(坎昆,Devcon舉辦城市)升級側重於以太坊執行層(Execution Layer),Deneb升級側重於共識層(Consensus Layer)。

坎昆升級對應的是The Surge的部分,目標達到10+TPS。


根據Github上顯示坎昆升級要執行的是以下六個EIP,我們在下一個部分會重點介紹一下。

圖片來源:https://github.com/ethereum/execution-specs/blob/master/network-upgrades/mainnet-upgrades/cancun.md

除了Pro-danksharding(EIP-4844),坎昆升級還包括EIP-6780、EIP-1153、EIP-6475、EIP-4788等改進提案。

2.1 Proto-danksharding——EIP 4844

坎昆升級最重要的一件事情就是引入Proto-danksharding爲以太坊完全分片擴容做過渡,提前將接近的技術引用。以太坊的最終目標是將主網分成64片從而達到10萬+TPS。

Proto-danksharding 提出的背景在於,雖然 Rollup 方案對比以太坊主鏈而言顯著降低了交易費用,但還沒有到足夠低的理想程度。這是由於以太坊主鏈上提供數據可用性的 calldata 仍然佔據較大的花費(16gas / byte)。在原先的設想中,以太坊提出在數據分片中提供每個區塊 16MB 的專用數據空間給 Rollup 使用,但距離數據分片的真正實施仍舊遙遙無期。

目前Layer2回傳到Layer1的數據都存儲在 Calldata 裏,並永久將數據存儲到執行層裏。此外,爲了安全,Calldata爲了防止網路資源濫用,每一步執行都需要gas。

以太坊完成合並後,分出了共識層(負責PoS共識)和執行層(執行合約代碼)。執行層的工作是執行Calldata(可以認爲是一種給交易類型)裏面存儲的數據。

可以將Calldata包含的內容分爲兩部分:

  1. 執行結果
  2. 交易數據——沒有太多的用途,驗證有效後就沒有什麼用,足夠長的時間可以下載驗證就行了,甚至不需要傳到執行層——EIP-4844就是爲了解決交易數據的問題,這部分成爲佔了Calldata整個成本的60%以上。

數據來源:https://dune.com/optimismfnd/optimism-l1-batch-submission-fees-security-costs

實際上,作爲交易數據只有驗證需求,沒有執行需求,不需要傳輸到執行層來增加執行層負擔,只存儲在共識層的節點即可。

爲此,EIP-4844引入了一種新交易類型—Blob(Binary Large Objects,算是對交易類型進一步細分),比常規交易多攜帶一個數據包( 約125kb),只在共識層,類似於緩存包類似一個額外外掛數據庫,爲L2回傳過來的數據單獨設計一個數據類型Blob,把它和Layer1的Calldata分開。如此,Blob數據只需要滿足能在一定時間內被有需要的人訪問驗證即可,無需Layer1執行層去全部執行,從而大大減輕Layer1的負擔。

Proto-danksharding 所引進的每個 blob 大小爲 128 KB,每個以太坊區塊計劃包含 3-6 個 blob(0.375 MB - 0.75MB),未來逐步拓展至 64 個。

相比之下,目前以太坊每個區塊可以容納的數據大小不到 200KB,引入 blob 後,以太坊區塊可容納的數據量將顯著提高。

數據來源:https://etherscan.io/chart/blocksize

EIP-4844是danksharding的先行版本,旨在通過以太坊節點實現鏈下數據臨時儲存和檢索,而Layer2本身就是壓縮鏈下數據,因此,有望使L2能夠每個區塊鏈攜帶更多數據的同時,交易費用降低10-100倍。

若 Dencun 升級後成功實現了一個區塊外掛 3 個 blob 的平均目標,L2 的吞吐量將有接近 2 倍的提升。若最終實現了一個區塊外掛 64 個 blob 的目標,L2 的吞吐量將有接近 40 倍的提升。

Proto-danksharding引入了EIP-1559,進一步降低blob的費用

  1. 不同類型的gas應該有不同的基本費用和最大限制
  2. blob數據費用更便宜——Blob不競爭區塊空間,理論gasfee應該更低,天然便宜,進一步降低費用

如果想要看交易數據怎麼辦?

EIP-4844 還引入了 KZG (Kate-Zaverucha-Goldberg) 承諾⽅案,作爲 blob 驗證和證明⽣成過程的⼀部分。KZG 承諾是⼀種多項式承諾⽅案,使提交者能夠使⽤一串短字符串來承諾多項式,支持驗證者使⽤短字符串來確認所聲明的承諾。簡單來說,即 KZG 可以將大量數據的驗證工作簡化爲對小型加密承諾的驗證。

引入Proto-danksharding前後對比。

2.2 其他

EIP-6780提議修改SELFDESTRUCT操作碼功能,爲未來應用默克爾樹做準備。後續通過應用默克爾樹,以太坊存儲效率將大大提升。

EIP-1153通過添加瞬態存儲操作碼,可以讓協議進行臨時存儲,從而節省網路Gas費。

EIP-6475是EIP-4844的配套方案,通過引入SSZ編碼交易類型,提供更佳可讀性和緊湊序列化。

EIP-4788旨在改善跨鏈橋和Staking池的結構。

3. 相關數據情況

3.1 Layer2數據情況

  1. 總TVL

總TVL已經超過了$20b

數據來源:https://l2beat.com/scaling/tvl

  1. Layer2 TVL情況

固然Vitalik認爲ZK是Rollup最終方案,其實際上Arb+OP以及其他Op系已經超過了85%,同時很多項目也在嘗試OP+ZK的結合,不斷迭代。

數據來源:https://l2beat.com/scaling/summary

  1. Layer Gas Fee情況

單筆交易幾塊錢的手續費,或許對於早期接觸web3.0的OG來講可能算是小數目,但是對於Mass Adpotion來說還是過於昂貴。

數據來源:https://l2fees.info/

  1. 收入情況

數據來源:https://cryptofees.info/,category選擇Layer1、Layer2,blockchain選擇圖中四條公鏈

3.2 TPS

以太坊最早TPS爲108,理論上Layer2的TPS是可以超過10萬交易/秒的(TON),但是目前還沒有這種級別的應用,也是一個比較擔憂的地方。

數據來源:https://chainspect.app/dashboard/tps

像Layer2上的實時TPS目前最多的也不到50。

數據來源:https://chainspect.app/dashboard/tps?tag=layer_2

4. 仍待解決的問題

  1. 以太坊流動性由於多個不同的Layer2而導致一定的割裂性?潛在方案爲序列器共享、去中心化序列器等等
    1. CM:A鏈的錢不容易到B鏈,Layer2的概念就是一個服務層,Arb以Gmx爲首的衍生品爲主,Layer2的市場偏小,一開始Layer2的任務就是以太坊的業務細分到Layer2。現在解決方案就是通過應用層解決。通過跨鏈應用來解決體驗的問題,從鏈的角度必然會有資金割裂的現象,主要是安全性的問題。
    2. DZ:最近好像Layer2漲了不少?對Layer2的預期炒起來了?一上4844能立馬降低費用麼?從而導致一些格局將發生變化,例如波場的USDT轉到以太坊Layer2上.

附錄——知識科普

1. 網路升級和分叉

在以太坊協議的發展進程中,網路升級和分叉的意思相同,都是對以太坊協議進行更改,添加新的規則(EIP 形式),可以是計劃內也可以是計劃外。但是硬分叉的含義又有所不同,它是指這種網路更新不完全向後兼容,甚至可能會更改已部署合約的現有功能而使某些先前的交易無效。

2. EIP/ERC介紹

主要參考來源:https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-1,即EIP-1

2.1 EIP分類

EIP 可以分爲三個大類別:

Standards Track EIP(標準跟蹤 EIP):這類 EIP 描述了影響大多數或所有以太坊實現的任何更改,或者影響使用以太坊的應用程序的互操作性的任何更改或添加。簡單來說,就是任何會改變以太坊所有或者大多數實現細節的 EIP。它可以細分爲以下幾種:

  1. Core(核心):指可能導致分叉的、需要對共識進行的修改(如 EIP-5、EIP-101 等),以及不一定是共識但可能與以太坊 “核心開發” 有關內容的更改;
  2. Networking(網路):指圍繞以太坊通信 devp2p ( EIP-8 ) 和 Light Ethereum Subprotocol 的修改,以及對 Whisper 和 swarm 網路協議規範的擬議改進。
  3. Interface(接口): 指對以太坊客戶端 API/RPC 定義和標準的修改、調用方法稱和合約 ABI 等語言級標準的改進。
  4. ERC:指應用程序級標準和約定。它包括有 Token 標準、名稱註冊、URI 方案、帳戶抽象等。

Meta EIP(元提案 EIP):這類 EIP 圍繞以太坊的流程(或流程中的事件)進行更改,包括有流程修改、用戶指南、決策過程、開發環境及工具等的修改。因爲這種修改需要社區用戶一起遵守,因而需要達成社區共識。

Informational EIP(信息提案 EIP):這類 EIP 是非標準改進,不提出新功能,只提出設計問題和對以太坊社區通用指南或信息的意見,且不一定代表以太坊社區的共識或建議。

目前 EIP 存儲庫已經進行了 ERC 和 EIP 的分離。EIP-7329 提案提出將 ERC 規範從 EIP 存儲庫中拆分到新的存儲庫中,以便僅保留核心協議 EIP,因此,當前的 EIP 存儲庫是針對標準化以太坊本身以及基於其構建的協議,它以 EIP 的形式跟蹤以太坊過去和正在進行的改進。而 ERC(Ethereum Request for Comment)存儲庫是針對標準化以太坊應用層,它以 ERC 的形式跟蹤過去和正在進行的改進應用程序標準。ERC 裏產生了不少我們熟知的 ERC-20、ERC-721、ERC-1155 等。

2.2 EIP審核流程

想法 Idea- 預草案的想法。EIP 存儲庫中不會對此進行跟蹤。

草案 Draft- EIP 開發中的第一個正式跟蹤階段。當格式正確時,EIP 會被 EIP 編輯器合並到 EIP 存儲庫中。

審查 Review- EIP 作者將 EIP 標記爲準備好並請求同行審查。

最後一次通話 Last Call- 這是轉移到 之前 EIP 的最後審核窗口

Final

。EIP 編輯將分配

Last Call

狀態並設置審核結束日期 (

last-call-deadline

),通常爲 14 天後。

如果在此期間導致必要的規範性更改,EIP 將會恢復爲

Review

.

最終版 Final- 該 EIP 代表最終標準。最終 EIP 處於最終確定狀態,僅應更新以更正勘誤表並添加非規範性說明。

將 EIP 從上次調用轉移到最終調用的 PR 不應包含除狀態更新之外的任何更改。任何內容或編輯提議的更改都應與此狀態更新 PR 分開並在其之前提交。

停滯 Stagnant

Draft

  • 處於或

Review

或6 個月或更長時間不活動狀態的任何 EIP

Last Call

將移至

Stagnant

。作者或 EIP 編輯者可以通過將 EIP 移回

Draft

或更早的狀態來從該狀態恢復。如果不復活,提案可能會永遠保持這種狀態。

EIP 作者會收到其 EIP 狀態的任何算法更改的通知

撤回 Withdrawn- EIP 作者已撤回提議的 EIP。該狀態具有最終性,不能再使用該EIP號復活。如果稍後繼續實施該想法,則該想法將被視爲新提案。

Living- EIP 的一種特殊狀態,旨在不斷更新且不會達到最終狀態。其中最著名的是 EIP-1。

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回顧以太坊發展史及坎昆升級

進階2/4/2024, 10:27:38 AM
在比特幣現貨ETF通過以後,下一個敘事立馬就轉移到了以太坊爲核心的敘事邏輯:5月份以太坊現貨ETF + 坎昆升級 + Restaking 等等。

前言

  1. 爲什麼近期值得關注?

在比特幣現貨ETF通過以後,下一個敘事立馬就轉移到了以太坊爲核心的敘事邏輯:5月份以太坊現貨ETF + 坎昆升級 + Restaking 等等。

  1. 以太坊發展規律初窺

Merge以前的以太坊更像是一個創業公司的發展模式,PoW賦予礦工區塊獎勵作爲早期的營銷手段,並不在意代幣的價值,代幣經濟迅速通脹,優先級上,沉澱價值>用戶體驗。

Merge的目的不是爲了以太坊性能更好,而是爲了降低生成區塊鏈的消耗(PoW轉換成爲POS),用Web2.0的做比喻比較像一條產業鏈的上遊部分降本增效,爲未來的可持續性發展做鋪墊,代幣經濟也隨着變成通縮,同時注重用戶體驗,將礦工的收益逐步轉變成爲質押收益,Gas fee收益也有所降低。

坎昆升級對應的是The surge的部分,開始以用戶體驗第一位(例如提高交易速度、降低Gas fee)。

未來的升級週期間隔會相對較短,以太坊某種意義上在上海升級以後,將PoW的共識改變成PoS。進入了一個成熟期,雖然未來還有幾次大升級,但是可以看出來核心目的是,專注於鏈上可擴展性、更簡單的驗證區塊、更便宜、性能更強大而穩定。

  1. 一些思考

以太坊的發展是復雜而多元的,在學習整體發展路徑的過程,有很多仍未解決的問題待思考。

Vitalik在以太坊的發展過程中,有着非常強的引導作用。實際上如果從一個公司的角度來講是,一個好的CEO帶領公司衝鋒陷陣,是一個非常好的發展方式,最後V神帶動的所有以太坊生態的發展都會Long ETH。

像Arb、OP、ZKsync、Metis等Layer2;Aave、Compound、Uniswap等Defi,等等很多天價估值的項目都依附於以太坊,並且能夠成爲一段時間的熱門敘事,以太坊或多或少能夠獲得紅利。

與其說是和微軟、蘋果類似,感覺最接近的應該是英偉達。AI發展、VRAR、Web3.0、各種雲、算力中心,啥前沿科技都繞不開算力,也就離不開英偉達。

Web 3.0也有種類似的狀態,任何發展都很難離開以太坊發展,以太坊敘事稍微安靜了一段時間,結果兜兜轉轉因爲坎昆升級和以太坊現貨etf,Layer2、Eth一起漲,包括更早期的Defi Summer、NFT Summer等等都會拉動以太坊的價格,而且半衰期長一點的項目都需要與以太坊有足夠的接觸。

很多想要脫離以太坊的,也基本上是抱着“以太坊殺手”的邏輯去思考的,之前討論過的TON,不拉踩以太坊,自己啥聲音沒有了。

以太坊的發展是很中心化的,以太坊本身這個鏈是很去中心化的;有些時候感覺以太坊在發展這一塊兒的中心化程度和Uniswap的團隊有一拼,沒有Aave、MakerDAO等一些協議去中心化程度做的好。側面也反映了,一個項目想要發展的好或許本質上還是得中心化。

或許有一天以太坊未來也能夠發展到一個及其成熟的階段,然後完全去中心化治理,但起碼Vitalik只要還年輕,我就覺得那一天還遙遙無期。話說回來,以太坊也不過是一個才創業11年的公司,遠遠算不上成熟。

1. 大背景——以太坊歷史簡單回顧

1.1 History and Forks

以下內容框架引自:https://ethereum.org/zh/history,以及其他公開信息。更多具體內容請點擊連結進行參考。

2013——第0階段 以太坊誕生

白皮書發布,以太坊誕生

  1. 2013年11月27日,Vitalik Buterin發布《以太坊白皮書》
  2. 以太坊創始人維塔利克·布特林(Vitalik Buterin)發布以太坊的第一版白皮書,介紹了以太坊平台的代幣系統;
  3. 摘要

白皮書定義了智能合約。其中首次提到了以太幣的概念,白皮書中說明了以太幣可以作爲以太坊網路上的燃料費(Gas),用戶進行轉帳交易、部署智能合約等活動時,需要支付一定的燃料費,部分燃料費會作爲獎勵,支付給區塊驗證者(也被稱爲礦工),如果交易的發起者支付的以太幣不足,交易將不會執行,如果支付的以太幣過剩,將會把剩餘的部分返還給發起者的錢包。

2014——第0.5階段 以太坊銷售

以太坊銷售

  1. 2014年7月22日 00:00:00 +UTC
  2. 以太幣的預售期爲 42 天, 可以使用比特幣進行購買。
  3. 摘要

初始匯率爲1枚比特幣可兌換2000枚以太幣,這一匯率保持14天,然後匯率開始線性下降,直至下降爲1枚比特幣兌換1337枚以太幣,這次代幣銷售於2014年9月2日結束,累計獲得約1800萬美元的銷售額,易公出手6000多萬以太幣。完成購買之後,接收到的以太幣需等到以太坊創世區塊的推出才可以進行轉帳。

除了6千多萬預售的ETH,還有其他兩筆分配。一筆分配給了參與以太坊早期開發的貢獻者,另外一筆則分配給了長期的研究項目。這兩筆ETH的數量均爲預售ETH數量的9.9%。

也就是以太坊正式發行時,一共有72002454.768枚ETH分配完了。

圖片來源:https://blog.ethereum.org/2014/07/22/launching-the-ether-sale

2015——第一階段:Frontier

2015年3月3日,在以太坊的官方博客中就宣布了四個重要階段,根據該博客,當初Vitalik的一些思考邏輯如下:

  1. Frontier(邊境/前沿):Frontier 在發布過程中的主要用途是讓採礦作業和以太幣交易所運行,以便社區可以啓動他們的採礦設備,並開始建立一個“實時”環境,人們可以在其中測試 DApp 並獲取以太幣來上傳他們的將自己的軟件引入以太坊。讓以太坊在核心研發人員和審計師中完全穩定;
  2. Homestead(家園):Frontier像是內測版本,Homestead是公測;
  3. Metropolis(大都會):完整成熟的用戶交互版本,追求用戶體驗;
  4. Serenity(寧靜):PoW到PoS

邊境

  1. 2015年7月30日 03:26:13 +UTC
  2. 摘要

邊境是以太坊最初的版本,但在上面能做的事情很少。 該版本在奧利匹克測試階段成功完成之後推出。 它面向的是技術用戶,特別是開發者。 區塊有 5,000 單位的燃料限制。 此“解凍”期使礦工能夠開始操作,並使早期採用者能夠有足夠的時間來安裝客戶端。

和很多Web 3.0項目的冷啓動類似, “礦工”們在“邊境”主網每挖掘一個區塊,將收到5枚以太幣的獎勵。

邊境解凍分叉

  1. 2015年9月7日 09:33:09 +UTC
  2. 區塊編號:200,000
  3. 以太幣價格: $1.24
  4. 摘要

邊境解凍分叉提高了每個區塊 5,000 單位燃料的限制,並將默認燃料價格設爲 51 gwei。 這樣便能進行交易 - 交易需要 21,000 單位燃料。

爲了確保未來硬分叉到權益證明,引入難度炸彈的概念。

難度炸彈,又名TTD,全稱爲Total Terminal Difficulty,即以往所有區塊難度的總和。當全網積累的挖礦難度值達到TTD時,ETH主網會啓動“難度炸彈”。“難度炸彈”是進行以太坊難度調整的後門函數。以太坊的PoW出塊時間並沒有固定,而是根據全網算力大小對挖礦難度進行動態調整,通過這種方式把區塊時間固定在一個大致的範圍。難度炸彈的部署則是通過後門函數將挖礦難度調整到一個極大的值,使得沒有礦工可以在該挖礦難度下生產區塊,從而推動着礦工放棄PoW。PoW-POS的轉換並沒有設置一個固定的區塊高度,而是規定TTD作爲Merge發生的時刻,部分原因其實在於防止有人刻意破壞Merge的進程。

變相證明了以太坊很早就有了PoW到PoS的決心。

2016——第二階段:Homestead

以太坊第一次硬分叉,在經歷多次安全事件後,逐步完善智能合約的一些規範。

家園分叉

  1. 2016年3月14日 06:49:53 +UTC
  2. 區塊編號:1,150,000
  3. 以太幣價格: US$12.50
  4. 摘要

家園分叉, 優化了智能合約的創建過程。

DAO分叉

  1. 2016年7月20日 01:20:40 +UTC
  2. 區塊編號:1,920,000
  3. 以太幣價格: US$12.54
  4. 摘要

這次分叉屬於計劃之外的一次被動分叉,源於一場以太坊上的攻擊事件。

The DAO 是區塊鏈公司 Slock.it 發起的一個眾籌項目,旨在爲項目提供一種社區資助的方式。社區用戶通過將手中的 ETH 兌換成 DAO Token 來參與投票,如果眾籌成功,就可以獲得一部分利潤獎勵。該項目在 2016 年 4 月完成了一次爲期 28 天的眾籌,總共籌集超過 1200 萬個 ETH,幾乎佔到當時以太坊數量的 14%。然而就在 2 個月後,黑客利用 The DAO 代碼裏存在的漏洞從資金池裏盜走了 360 萬 ETH。

此操作是由以太坊社區投票決定的。 所有以太幣持有者都能通過投票平台上的交易進行投票。 分叉的決定獲得了 85% 以上的投票。通過分叉回滾,黑客盜走的 ETH 得以恢復。

此分叉將資金從有問題的合約轉移到一個新合約,新合約只有一個功能:提款。 任何損失了資金的人都可以在他們的錢包中提取以太幣,每 100 個 DAO 代幣 1 個以太幣。

一些礦工,因爲那次 DAO 事件並不是協議中的缺陷而拒絕分叉。 它們之後組建了以太坊經典(ETC)。

橘子口哨分叉

  1. 2016年10月18日 01:19:31 +UTC
  2. 區塊編號:2,463,000
  3. 以太幣價格: US$12.50
  4. 摘要

橘子口哨分叉是對2016年9月18日以太坊網路遭受的拒絕服務 (DoS) 攻擊導致交易處理出現嚴重延遲的問題進行優化;主要解決與作價低估的操作代碼有關的緊急網路健康問題。

僞龍分叉——Spurious Dragon

  1. 2016年11月22日 04:15:44 +UTC
  2. 區塊編號: 2,675,000
  3. 以太幣價格: US$9.84
  4. 摘要

僞龍分叉是對拒絕服務 (DoS) 網路攻擊進一步優化,包括:

-調整操作碼價格,以防網路將來再受攻擊。

-啓用區塊鏈狀態的“區塊鏈減重”。

-增加重放攻擊保護。

2017——第三階段:Metropolis

Metropolis 的主要工作是修復以太坊網路中存在的一些問題、爲引入 ZK-SNARKS 做準備。

在這個階段發生的最具影響力的事件是區塊獎勵的兩次減半:從 5ETH 減少到 3ETH 再到 2ETH,算是PoW到PoS的一個過渡期。

這個階段開始考慮用戶體驗,以及未來如何順利從PoW到PoS。

拜佔庭升級

  1. 2017年10月16日 05:22:11 +UTC
  2. 區塊編號:4,370,000
  3. 以太幣價格:US$334.23
  4. 摘要

拜佔庭分叉爲引入ZK-Snark做鋪墊,開始注重用戶隱私和用戶體驗。

  • 將區塊挖礦獎勵從 5 個以太幣減少到 3 個以太幣。

-將難度炸彈推遲一年。

-增加了調用其他合約而不更改狀態的能力。

-增加了某些加密方法,以實現Layer2

2019——第四階段:Serenity(寧靜)

以太坊逐漸成熟,共識由PoW轉到PoS,用戶體驗、安全性、區去中心化、可擴展性爲以太坊最重要的發展方向。

君士坦丁堡分叉

  1. 2019年2月28日 07:52:04 +UTC
  2. 區塊編號: 7,280,000
  3. 以太幣價格: US$136.29
  4. 摘要

將區塊挖礦獎勵從 3個以太幣減少到 2 個以太幣。

  1. 2019年12月8日 12:25:09 +UTC
  2. 區塊編號: 9,069,000
  3. 以太幣價格: US$151.06
  4. 摘要

-優化了以太坊虛擬機中特定操作的燃料成本。

-提高受到拒絕服務攻擊後的復原能力。

-使基於“零知識簡潔非交互式知識論證”和“零知識可擴容透明知識論證”的Layer2解決方案具有更佳的性能。

-讓合約能夠引入更多創造性功能。

2020繆爾冰川升級

  1. 2020年1月2日 08:30:49 +UTC
  2. 區塊編號: 9,200,000
  3. 以太幣價格: US$127.18
  4. 摘要

繆爾冰川分叉使難度炸彈延遲。 增加工作量證明共識機制的區塊難度可能會增加發送交易和使用去中心化應用程式的等待時間,從而降低以太坊的可用性。

部署質押存款合約

  1. 2020年10月14日 09:22:52 +UTC
  2. 區塊編號: 11,052,984
  3. 以太幣價格: US$379.04
  4. 摘要

質押存款合約將質押引入以太坊生態系統。 雖然是一個主網合約,但它直接影響到信標鏈的發布時間線,而後者是以太坊升級的重要部分。

信標鏈創世塊

  1. 2020年12月1日 12:00:35 +UTC
  2. 信標鏈區塊編號: 1
  3. 以太幣價格: US$586.23
  4. 摘要

信標鏈需要 16384 個存儲了 32 個質押以太幣的帳戶,以確保安全上線。 這發生於 2020 年 11 月 27 日,意味着信標鏈在 2020 年 12 月 1 日開始生產區塊。

信標鏈扮演管理監督與驗證區塊鏈網路的角色。其中信標鏈是採用隨機的方式來選擇驗證者,驗證成功者將得到獎勵,但若是存在惡意行爲將會受到懲罰。

合並後,一個區塊的時間單位將以槽和紀元的形式出現。每 12 秒創建一個槽,每個紀元包由 32 個槽組成。一個紀元是一個固定的時間段,核查員將在這個時間段結束時被重新分配。

要成爲驗證者並獲得投票權,用戶必須至少投入 32 個 ETH。

以太坊的規則是,對於每個紀元,驗證者將被隨機分配到 32 個委員會,確保每個委員會至少由 128 個驗證者組成。系統使用隨機算法 RANDAO 爲每個時段分配 1 名驗證者,並同時爲這個時段隨機選擇一個委員會。這個驗證者負責提出區塊,而委員會負責驗證和對提案進行投票。一旦投票通過,就會產生一個區塊,提議者就會獲得獎勵;否則,不僅獎勵無法獲得,保證金也會被沒收。同樣的情況也適用於普通的核查員:如果正確地遵守規則,就可以得到獎勵,而破壞者則會受到懲罰。一旦 32 個 ETH 的押金降至 16 個 ETH 以下,驗證者的資格將終止。

2021柏林升級

  1. 2021年4月15日 10:07:03 +UTC
  2. 區塊編號: 12,244,000
  3. 以太幣價格: US$2,454.00
  4. 摘要

柏林升級優化了某些以太坊虛擬機操作的燃料成本,並增加了對多種交易類型的支持。

倫敦升級

  1. 2021年8月5日 12:33:42 +UTC
  2. 區塊編號: 12,965,000
  3. 以太幣價格: US$2,621.00
  4. 摘要

倫敦升級引入了 EIP-1559,對交易費市場進行了改革。繼續將難度炸彈延遲,直到21年12月1日啓動。

天鷹座升級

  1. 2021年10月27日 10:56:23 +UTC
  2. 時段編號: 74,240
  3. 以太幣價格: US$4,024.00
  4. 摘要

天鷹座升級是計劃的第一次信標鏈升級。 它增加了對“同步委員會”的支持—支持輕客戶端,在向合並進展的過程中,增加了對驗證者怠惰及可被罰沒行爲的懲罰。

箭形冰川升級

  1. 2021年12月9日 07:55:23 +UTC
  2. 區塊編號: 13,773,000
  3. 以太幣價格: US$4,111.00
  4. 摘要

難度炸彈推遲總共 10,700,000 個區塊,直到 2022 年 6 月。

2022灰色冰川升級

  1. 2022年6月30日 10:54:04 +UTC
  2. 區塊編號: 15,050,000
  3. 以太幣價格: US$1,069.00
  4. 摘要

灰色冰川網路升級將難度炸彈推遲了三個月。 這是此次升級中引入的唯一變更,本質上類似於箭形冰川和繆爾冰川升級。 拜佔庭、君士坦丁堡和倫敦網路升級也做了類似的變更。

Bellatrix 升級

  1. 2022年9月6日 11:34:47 +UTC
  2. 時段編號: 144,896
  3. 以太幣價格: US$1,558.00
  4. 摘要

Bellatrix 升級是計劃的第二次信標鏈升級,讓信標鏈爲合並做好準備。 它將驗證者由於怠惰及進行了可被罰沒的行爲而受到的懲罰提高到其全部價值。 Bellatrix 升級還包括對分叉選擇規則的更新,讓信標鏈爲合並以及從最後一個工作量證明區塊過渡到第一個權益證明區塊做好準備。 這包括讓共識客戶端意識到終端總難度 58750000000000000000000。

巴黎升級(合並)

  1. 2022年9月15日 06:42:42 +UTC
  2. 區塊編號: 15,537,394
  3. 以太幣價格: US$1,472.00
  4. 摘要

巴黎升級是由於工作量證明區塊鏈超過了終端總難度 58750000000000000000000 而觸發的。 這發生在 2022 年 9 月 15 日區塊 15537393 上,並在下一個區塊處觸發了巴黎升級。 巴黎升級就是合並過渡,以太坊的主要功能結束了工作量證明挖礦算法及相關共識邏輯並啓動了權益證明。 巴黎升級本身是對執行客戶端的升級(相當於共識層上的 Bellatrix 升級),讓執行客戶端能夠從與其連接的共識客戶端接受指令。

2023卡佩拉升級

  1. 2023年4月12日 22:27:35 +UTC
  2. 時段編號: 194,048
  3. 信標鏈區塊編號: 6,209,536
  4. 以太幣價格: US$1,917.00
  5. 摘要

卡佩拉升級是共識層(信標鏈)的第三次重大升級,實現了質押提款。 卡佩拉與上海同步升級執行層並啓用了質押提款功能。

這次共識層升級讓未提供初始存款提款憑證的質押人能夠提供提款憑證,從而實現提款。

該升級還提供了自動帳戶掃描功能,可以持續處理驗證者帳戶的任何可用獎勵支付或全額提款。

上海升級

  1. 2023年4月12日 22:27:35 +UTC
  2. 區塊編號:17,034,870
  3. 以太幣價格: US$1,917.00
  4. 摘要

上海升級將質押提款引入執行層。 上海升級與卡佩拉升級同時進行,使區塊能夠接受提款操作,因此質押人可以將以太幣從信標鏈提取到執行層。

1.2爲什麼以太坊能夠變成通縮模型?

PoW更像是一個創業公司早期的營銷手段,有穩定名曲的補貼(礦工挖礦的穩定收益),PoS更像是股權,ETH淨發行量。

The Merge顯著改變了以太坊的貨幣政策。通過消除礦工獎勵,轉換成爲質押獎勵,它大幅削減了新的ETH代幣發行量,這構成了每日ETH發行量下降了約88.7%,相當於總供應量的0.52%年化發行率,再由於EIP-1559下的Gas費被銷毀,淨發行量呈現通縮趨勢。

有兩個關鍵變動:

1.2.1 倫敦升級引進的EIP-1559:引用了費用燃燒機制

參考文章:燃料和費用

  1. 舊協議計算公式:Gas fee = Gas units (limit) * Gas price per unit

對於最簡單的鏈上轉帳交易來說,不管鏈上有多麼忙碌,Gas limit 固定爲21,000。所以,只要明確了Gas price 和 Gas limit,就能夠知道我們爲這次交互花了多少eth。其中Gas price將隨着網路的擁堵而發生變化,Gas limit保持不變。

假設 Alice 需要向 Bob 支付 1 個以太幣。 在交易中,燃料限額爲 21,000 單位,燃料的價格是 200 gwei。

總費用爲:Gas units (limit) Gas price per unit,即 21,000 200 = 4,200,000 gwei 或 0.0042 個以太幣。

而爲了能夠更優先級,科學家可能一拍腦袋就設置了一個很高的Gas fee,因此導致着用戶體驗是比較混亂,且難以預估。

  1. 新協議計算公式:Gas fee = (Base fee + Priority fee) × Gas limit,且下一區塊Base fee的漲幅最多爲12.5%

其中 base fee 由協議設置會直接銷毀,priority fee 是用戶設置的支付給驗證者的小費。

例如,假設 Jordan 要向 Taylor 支付 1 個以太幣。 一筆以太幣轉帳需要 21,000 單位的燃料,基礎費是 10 gwei。 Jordan 支付了 2 gwei 作爲小費。

費用爲 21,000 * (10 + 2) = 252,000 gwei(0.000252 個以太幣)。

當 Jordan 轉帳時,將從 Jordan 帳戶中扣除 1.000252 個以太幣。 Taylor 的帳戶增加 1.0000 個以太幣。 驗證者收到價值 0.000042 個以太幣的小費。 0.00021 個以太幣的 base fee 被銷毀。

1.2.2 巴黎升級

先是君士坦丁堡硬分叉,挖礦獎勵由原來的每區塊獎勵3個ETH降低爲2個ETH。然後,The merge將PoW轉變成爲PoS,挖礦獎勵(160,000eth/天)直接消失,轉變成爲質押獎勵(1,600eth/天),發行量驟減99%。

2022年9月15日,巴黎升級後,以太坊正式開始通縮。

數據來源:https://ultrasound.money/

Merge以來總供應量已經煎炒超過30萬枚以太幣,每年銷毀數量981k,增發數量723k,每年以0.21%的速度進行通縮。

數據來源:https://ultrasound.money/

Merge以後以太坊解決了挖苦那個帶來高能耗的問題,之後專注於性能問題和費用問題,Layer在同時解決這兩個問題,因此成爲Merge後以太坊生態最受關注的賽道。

1.3 以太坊未來的升級路線

Vitalik Buterin 提出了以太坊線路圖的願景,根據對以太坊架構的影響,該路線圖將升級分爲幾個類別。 這包括:

  1. Merge:涉及從工作量證明轉爲權益證明的升級(已完成)
  2. Surge:在Rollups上超過100,000 TPS
  3. Scourge:涉及抗審查性、去中心化、LSD、和MEV風險的升級
  4. Verge:涉及更輕鬆地驗證區塊的升級
  5. Purge:涉及降低運營節點的計算成本和簡化協議的升級
  6. Splurge:其他

這些升級是並行的,也就是說哪個部分研發的快,可能就會先進行升級。

圖片來源-V神推特:https://twitter.com/VitalikButerin/status/1741190491578810445

2. 什麼是坎昆升級?落地哪些重要EIP?

以太坊合並以後,最重要的事情就是提升性能TPS,降低Gas fee,讓以太坊接近於一個完美的應用。

Vitalik認爲Ethereum達到什麼樣的TPS和Gas Fee才算一個合格的公鏈?

  1. 例如:TPS達到10萬+。VISA平均TPS爲2000,峯值4000+;Paypal平均TPS爲200;支付寶繁忙期能達到25萬。

本次以太坊升級被稱爲Dencun升級(Dencun+Cancun),其中Cancun(坎昆,Devcon舉辦城市)升級側重於以太坊執行層(Execution Layer),Deneb升級側重於共識層(Consensus Layer)。

坎昆升級對應的是The Surge的部分,目標達到10+TPS。


根據Github上顯示坎昆升級要執行的是以下六個EIP,我們在下一個部分會重點介紹一下。

圖片來源:https://github.com/ethereum/execution-specs/blob/master/network-upgrades/mainnet-upgrades/cancun.md

除了Pro-danksharding(EIP-4844),坎昆升級還包括EIP-6780、EIP-1153、EIP-6475、EIP-4788等改進提案。

2.1 Proto-danksharding——EIP 4844

坎昆升級最重要的一件事情就是引入Proto-danksharding爲以太坊完全分片擴容做過渡,提前將接近的技術引用。以太坊的最終目標是將主網分成64片從而達到10萬+TPS。

Proto-danksharding 提出的背景在於,雖然 Rollup 方案對比以太坊主鏈而言顯著降低了交易費用,但還沒有到足夠低的理想程度。這是由於以太坊主鏈上提供數據可用性的 calldata 仍然佔據較大的花費(16gas / byte)。在原先的設想中,以太坊提出在數據分片中提供每個區塊 16MB 的專用數據空間給 Rollup 使用,但距離數據分片的真正實施仍舊遙遙無期。

目前Layer2回傳到Layer1的數據都存儲在 Calldata 裏,並永久將數據存儲到執行層裏。此外,爲了安全,Calldata爲了防止網路資源濫用,每一步執行都需要gas。

以太坊完成合並後,分出了共識層(負責PoS共識)和執行層(執行合約代碼)。執行層的工作是執行Calldata(可以認爲是一種給交易類型)裏面存儲的數據。

可以將Calldata包含的內容分爲兩部分:

  1. 執行結果
  2. 交易數據——沒有太多的用途,驗證有效後就沒有什麼用,足夠長的時間可以下載驗證就行了,甚至不需要傳到執行層——EIP-4844就是爲了解決交易數據的問題,這部分成爲佔了Calldata整個成本的60%以上。

數據來源:https://dune.com/optimismfnd/optimism-l1-batch-submission-fees-security-costs

實際上,作爲交易數據只有驗證需求,沒有執行需求,不需要傳輸到執行層來增加執行層負擔,只存儲在共識層的節點即可。

爲此,EIP-4844引入了一種新交易類型—Blob(Binary Large Objects,算是對交易類型進一步細分),比常規交易多攜帶一個數據包( 約125kb),只在共識層,類似於緩存包類似一個額外外掛數據庫,爲L2回傳過來的數據單獨設計一個數據類型Blob,把它和Layer1的Calldata分開。如此,Blob數據只需要滿足能在一定時間內被有需要的人訪問驗證即可,無需Layer1執行層去全部執行,從而大大減輕Layer1的負擔。

Proto-danksharding 所引進的每個 blob 大小爲 128 KB,每個以太坊區塊計劃包含 3-6 個 blob(0.375 MB - 0.75MB),未來逐步拓展至 64 個。

相比之下,目前以太坊每個區塊可以容納的數據大小不到 200KB,引入 blob 後,以太坊區塊可容納的數據量將顯著提高。

數據來源:https://etherscan.io/chart/blocksize

EIP-4844是danksharding的先行版本,旨在通過以太坊節點實現鏈下數據臨時儲存和檢索,而Layer2本身就是壓縮鏈下數據,因此,有望使L2能夠每個區塊鏈攜帶更多數據的同時,交易費用降低10-100倍。

若 Dencun 升級後成功實現了一個區塊外掛 3 個 blob 的平均目標,L2 的吞吐量將有接近 2 倍的提升。若最終實現了一個區塊外掛 64 個 blob 的目標,L2 的吞吐量將有接近 40 倍的提升。

Proto-danksharding引入了EIP-1559,進一步降低blob的費用

  1. 不同類型的gas應該有不同的基本費用和最大限制
  2. blob數據費用更便宜——Blob不競爭區塊空間,理論gasfee應該更低,天然便宜,進一步降低費用

如果想要看交易數據怎麼辦?

EIP-4844 還引入了 KZG (Kate-Zaverucha-Goldberg) 承諾⽅案,作爲 blob 驗證和證明⽣成過程的⼀部分。KZG 承諾是⼀種多項式承諾⽅案,使提交者能夠使⽤一串短字符串來承諾多項式,支持驗證者使⽤短字符串來確認所聲明的承諾。簡單來說,即 KZG 可以將大量數據的驗證工作簡化爲對小型加密承諾的驗證。

引入Proto-danksharding前後對比。

2.2 其他

EIP-6780提議修改SELFDESTRUCT操作碼功能,爲未來應用默克爾樹做準備。後續通過應用默克爾樹,以太坊存儲效率將大大提升。

EIP-1153通過添加瞬態存儲操作碼,可以讓協議進行臨時存儲,從而節省網路Gas費。

EIP-6475是EIP-4844的配套方案,通過引入SSZ編碼交易類型,提供更佳可讀性和緊湊序列化。

EIP-4788旨在改善跨鏈橋和Staking池的結構。

3. 相關數據情況

3.1 Layer2數據情況

  1. 總TVL

總TVL已經超過了$20b

數據來源:https://l2beat.com/scaling/tvl

  1. Layer2 TVL情況

固然Vitalik認爲ZK是Rollup最終方案,其實際上Arb+OP以及其他Op系已經超過了85%,同時很多項目也在嘗試OP+ZK的結合,不斷迭代。

數據來源:https://l2beat.com/scaling/summary

  1. Layer Gas Fee情況

單筆交易幾塊錢的手續費,或許對於早期接觸web3.0的OG來講可能算是小數目,但是對於Mass Adpotion來說還是過於昂貴。

數據來源:https://l2fees.info/

  1. 收入情況

數據來源:https://cryptofees.info/,category選擇Layer1、Layer2,blockchain選擇圖中四條公鏈

3.2 TPS

以太坊最早TPS爲108,理論上Layer2的TPS是可以超過10萬交易/秒的(TON),但是目前還沒有這種級別的應用,也是一個比較擔憂的地方。

數據來源:https://chainspect.app/dashboard/tps

像Layer2上的實時TPS目前最多的也不到50。

數據來源:https://chainspect.app/dashboard/tps?tag=layer_2

4. 仍待解決的問題

  1. 以太坊流動性由於多個不同的Layer2而導致一定的割裂性?潛在方案爲序列器共享、去中心化序列器等等
    1. CM:A鏈的錢不容易到B鏈,Layer2的概念就是一個服務層,Arb以Gmx爲首的衍生品爲主,Layer2的市場偏小,一開始Layer2的任務就是以太坊的業務細分到Layer2。現在解決方案就是通過應用層解決。通過跨鏈應用來解決體驗的問題,從鏈的角度必然會有資金割裂的現象,主要是安全性的問題。
    2. DZ:最近好像Layer2漲了不少?對Layer2的預期炒起來了?一上4844能立馬降低費用麼?從而導致一些格局將發生變化,例如波場的USDT轉到以太坊Layer2上.

附錄——知識科普

1. 網路升級和分叉

在以太坊協議的發展進程中,網路升級和分叉的意思相同,都是對以太坊協議進行更改,添加新的規則(EIP 形式),可以是計劃內也可以是計劃外。但是硬分叉的含義又有所不同,它是指這種網路更新不完全向後兼容,甚至可能會更改已部署合約的現有功能而使某些先前的交易無效。

2. EIP/ERC介紹

主要參考來源:https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-1,即EIP-1

2.1 EIP分類

EIP 可以分爲三個大類別:

Standards Track EIP(標準跟蹤 EIP):這類 EIP 描述了影響大多數或所有以太坊實現的任何更改,或者影響使用以太坊的應用程序的互操作性的任何更改或添加。簡單來說,就是任何會改變以太坊所有或者大多數實現細節的 EIP。它可以細分爲以下幾種:

  1. Core(核心):指可能導致分叉的、需要對共識進行的修改(如 EIP-5、EIP-101 等),以及不一定是共識但可能與以太坊 “核心開發” 有關內容的更改;
  2. Networking(網路):指圍繞以太坊通信 devp2p ( EIP-8 ) 和 Light Ethereum Subprotocol 的修改,以及對 Whisper 和 swarm 網路協議規範的擬議改進。
  3. Interface(接口): 指對以太坊客戶端 API/RPC 定義和標準的修改、調用方法稱和合約 ABI 等語言級標準的改進。
  4. ERC:指應用程序級標準和約定。它包括有 Token 標準、名稱註冊、URI 方案、帳戶抽象等。

Meta EIP(元提案 EIP):這類 EIP 圍繞以太坊的流程(或流程中的事件)進行更改,包括有流程修改、用戶指南、決策過程、開發環境及工具等的修改。因爲這種修改需要社區用戶一起遵守,因而需要達成社區共識。

Informational EIP(信息提案 EIP):這類 EIP 是非標準改進,不提出新功能,只提出設計問題和對以太坊社區通用指南或信息的意見,且不一定代表以太坊社區的共識或建議。

目前 EIP 存儲庫已經進行了 ERC 和 EIP 的分離。EIP-7329 提案提出將 ERC 規範從 EIP 存儲庫中拆分到新的存儲庫中,以便僅保留核心協議 EIP,因此,當前的 EIP 存儲庫是針對標準化以太坊本身以及基於其構建的協議,它以 EIP 的形式跟蹤以太坊過去和正在進行的改進。而 ERC(Ethereum Request for Comment)存儲庫是針對標準化以太坊應用層,它以 ERC 的形式跟蹤過去和正在進行的改進應用程序標準。ERC 裏產生了不少我們熟知的 ERC-20、ERC-721、ERC-1155 等。

2.2 EIP審核流程

想法 Idea- 預草案的想法。EIP 存儲庫中不會對此進行跟蹤。

草案 Draft- EIP 開發中的第一個正式跟蹤階段。當格式正確時,EIP 會被 EIP 編輯器合並到 EIP 存儲庫中。

審查 Review- EIP 作者將 EIP 標記爲準備好並請求同行審查。

最後一次通話 Last Call- 這是轉移到 之前 EIP 的最後審核窗口

Final

。EIP 編輯將分配

Last Call

狀態並設置審核結束日期 (

last-call-deadline

),通常爲 14 天後。

如果在此期間導致必要的規範性更改,EIP 將會恢復爲

Review

.

最終版 Final- 該 EIP 代表最終標準。最終 EIP 處於最終確定狀態,僅應更新以更正勘誤表並添加非規範性說明。

將 EIP 從上次調用轉移到最終調用的 PR 不應包含除狀態更新之外的任何更改。任何內容或編輯提議的更改都應與此狀態更新 PR 分開並在其之前提交。

停滯 Stagnant

Draft

  • 處於或

Review

或6 個月或更長時間不活動狀態的任何 EIP

Last Call

將移至

Stagnant

。作者或 EIP 編輯者可以通過將 EIP 移回

Draft

或更早的狀態來從該狀態恢復。如果不復活,提案可能會永遠保持這種狀態。

EIP 作者會收到其 EIP 狀態的任何算法更改的通知

撤回 Withdrawn- EIP 作者已撤回提議的 EIP。該狀態具有最終性,不能再使用該EIP號復活。如果稍後繼續實施該想法,則該想法將被視爲新提案。

Living- EIP 的一種特殊狀態,旨在不斷更新且不會達到最終狀態。其中最著名的是 EIP-1。

聲明:

  1. 本文轉載自[PANews],著作權歸屬原作者[E2M Research],如對轉載有異議,請聯系Gate Learn團隊,團隊會根據相關流程盡速處理。
  2. 免責聲明:本文所表達的觀點和意見僅代表作者個人觀點,不構成任何投資建議。
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