以太坊的下一步：坎昆升級，Layer 2 Rollup 將迎來爆發？

坎昆升級的一項重要提案是 EIP-4844，將降低 Rollup 的費用。

撰文：貓老大
來源：MarsBit

期待已久的上海和卡佩拉升級已經順利完成：終於可以提款了！這也是以太坊區塊鏈繼去年由 POW 成功過渡到 POS 的又一大步。那麼沿著以太坊路線圖的安排，下一步又是什麼呢？

Table of Contents

坎昆升級

遵循使用 devcon 城市名稱進行升級的慣例，以太坊下一次升級將是坎昆升級（cancun）。目前，從以太坊 github 上也可以看到，「cancun.md」已經被創建並維護。

實際上，以太坊上海升級除了解鎖質押可以提款以外，原本還考慮包含了其他改進提議，比如關於「proto-danksharding」的改進提議 EIP-4844。但是為了降低延誤，在去年 12 月的核心開發者大會中，以太坊核心開發者達成一致，決定上海升級主要包括取款、小部分 EOF 等，這些只要不耽誤取款即可。而在上海升級中被推遲的「EIP-4844」將成為以太坊下一次升級「坎昆升級」的中心。

目前，坎昆升級，除了已經被確認包含的 EIP-4844 之外，還有一些其他納入考慮的 EIP，詳細的內容，大家可以關注這裡：cancun.md

以太坊的擴容之路

2022 年，Aptos、Sui 等新公鏈高調宣發，超越以太坊 TPS 打造高性能公鏈，這給以太坊社區帶來了很大壓力。一直以來，由於可擴展性不足而導致的高昂 gas 費，一直困擾著以太坊，也經常被大家吐槽。所以，無論是來自外界的競爭壓力，還是內部的用戶體驗，以太坊的擴容都被迫在眉睫。

隨著以太坊的進一步升級和發展，目前擴容方向主要有兩個：

使用 Layer2 擴容，目前主流為 rolllups，是將交易批處理在一起，並將交易輸出發送回以太坊，這種方式允許以太坊在不處理交易的情況下驗證其正確性。 Rollup 又分為兩種：一種是 zkRollup，採用零知識證明；一種是 Optimistic Rollup，採用欺詐證明。（PS：在之前的發展中 Layer2 的技術還有狀態通道、側鏈、Plasma，不過都逐漸凋零了。）
在 Layer1 使用分片擴容，這裡分為三個步驟去實現，Pro-Danksharding（EIP-4844）、提議者 – 構建者分離（PBS）、完整分片（Danksharding）。

這兩個方向，一個是從執行層面在鏈下進行擴容，一個是從數據角度在鏈上進行擴容。這兩個方向並不是獨立並行的，而是相輔相成的。或者說，以太坊 L1 的分片擴容是為了將 Layer2 Rollup 的費用降得更低。

以太坊之外的擴容：L2 Rollup

Rollup，匯總，顧名思義，是把一堆交易打包匯總後，放到以太坊主鏈（L1）以外（L2）去執行，再將其執行結果和交易數據壓縮以後發回到 L1。

通過這種打包匯總數據在鏈下執行，今天的 Rollup 交易費用已經比以太坊 L1 便宜 3-8 倍了，可事實上，目前 L2 的交易費用仍然大大高於 Solana 和 Polygon 等「低費用」鏈。

Rollup 的交易費用瓶頸在哪兒呢？

以太坊 L1 資源昂貴（計算、存儲、帶寬等等），所以將執行移出到 L2，使用 L2 上的計算和 L2 的存儲，這樣一來，L1 的執行和狀態存儲的成本自然就降低了。但是，由於 L2 的安全性繼承自 L1，其必須將其執行數據發回到 L1 並確保其數據可供驗證，這將勢必會用到 L1 來存儲這些數據。因此，將數據發回到 L1 存儲是 Rollup 費用的主要瓶頸。

如何減少 Rollup 的交易費用呢？

在回傳數據到 L1 的時候，是通過一個智能合約函數調用的參數 CallData 進行存儲的。這個 CallData 是默認被所有 L1 節點同步下載的數據，如果 CallData 很大，或者很多 CallData 存儲在 L1，勢必會造成 L1 節點的存儲負擔。因此，降低 CallData 的存儲成本，就成為了大家的努力方向。

要降低數據的存儲成本，目前有這樣幾種方式：

壓縮數據體積：當下主流的 Rollup 項目都在積極的採用不同的算法壓縮數據，以便減少 CallData 因數據過大而產生的交易費用。
提供廉價的存儲成本：以太坊分片（Danksharding）。
將數據可用性模塊化。統一數據可用性的標準，降低部署維護成本，由專業的鏈做專門的事，如 Celestia。

這幾種方式中，壓縮數據體積，L2 們已經在做了，雖算法不同，但各有優勢；而後兩者目前均尚在實施中。尤其是以太坊分片方案，是以太坊 L1 解決擴容問題的新方案，也是下一個階段以太坊的重點。

以太坊之內的擴容：L1 分片

完整的分片會大大降低將數據發佈到以太坊 L1 的成本，其基本思路是通過擴大臨時的外掛數據包提供廉價的存儲成本，以及通過新的方法來加密證明驗證節點已經驗證了 Rollup 數據的最小子集，而不像現在是全數據提交驗證。

但是實現完整的分片複雜度很高，開發週期估計得按年計劃。所以以太坊路線圖中，將整個分片方案的實施過程分三個主要步驟來完成：Pro-Danksharding (EIP-4844)、提議者 – 構建者分離（PBS）、Danksharding。

以太坊下一次重大升級 – 坎昆升級，將完成以太坊 L1 擴容的第一步，proto-danksharding，也稱之為 EIP-4844，分片的前置方案，主要實現分片中的交易類型 Blob，使 Rollup 的費用降得更低，以及預編譯等一些設計。

EIP-4844

從上述內容中我們可以了解到，Rollup 回傳 L1 的數據 CallData 包含兩個內容：Rollup 的執行結果和交易數據。執行結果是需要在 L1 執行層被所有節點記錄在帳本上，而交易數據是用於驗證 Rollup 操作的正確性，並不需要被 L1 執行，它只需要在足夠長的時間裡可供下載和檢查就可以。可見，它並不需要被永久保存。

將 Rollup 交易數據永久存儲在 L1 上不僅昂貴也沒有必要。用戶為 Rollups 支付的交易成本中有 90% 以上是由於這種數據存儲造成的。 EIP-4844 就是為了進一步優化 Rollup 的交易成本而設計的。

如何使 Rollup 費用降得更低？

EIP-4844 引入了一種新的交易類型 Blob，通過類似外掛數據空間的方式，將交易數據移動到一個新的臨時「blob」存儲中，以此來提供廉價的存儲成本。 Blob 存在共識層的節點中，而不是像 Calldata 那樣在會直接上主鏈執行層，同時 Blob 也不需要永久存儲，一旦不再需要它們，就會從以太坊中刪除，因此也更便宜。

而長期存儲 Rollup 數據可以被需要這些數據的第三方服務商來做，例如 Rollup 運營商、交易所、索引服務等等。

關於 Blob

Blob 雖然由 EIP-4844 引入，但也會與最終分片所使用的格式完全兼容。在 EIP-4844 中，每筆 Rollup 交易最多掛 2 個 blob，每個區塊包含 8 個 blob ~ 16 個 blob，約為 1MB ~ 2MB。在完整的分片方案中，Blob 將進一步擴充至 16MB~32MB，但這一步的前提是先要完成提議者 – 構建者分離以及數據可用性採樣。

深遠的影響

綜上，我們了解了 EIP-4844 是以太坊擴容之路的第一步，其重要性和影響之深遠不亞於本次上海升級，所以在以太坊下一次坎昆升級中，EIP-4844 將作為主線任務被盡快推進完成，目前完成時間估計可能在下半年。

可以預想到，在 EIP-4844 完全實施之後，L2 Rollups 的交易費用將會降低一個數量級，甚至是降低至 < $0.001，這對 L2 Rollups 來說將迎來真正的爆發。而對以太坊來說，EIP-4844 只是完整分片擴容方案的第一步，而第一步的實施就已經可以大大降低 gas 費，這會使整個生態都更有信心，對比其他公鏈，以太坊將更具競爭力和發展前景。

Layer2 Rollup 將迎來真正的爆發

Rollup+ Danksharding 在短期和中期，甚至可能在長期內，是以太坊唯一的去信任擴展解決方案。很明顯，這將完全利好 Layer2 Rollup 整個賽道。

讓我們通過數據來直觀感受一下，已經處於上升通道、大爆發前夜的 L2 Rollup。

1.目前 L2 Rollups 的費用，對比 ETH 已經降低一個數位。

2.總鎖倉量 TVL （Total Value Locked），達 104.6 億美元，過去 7 天漲幅為 14.22%。

3.按總鎖倉量佔比，排名前十的項目。

4.每秒交易活動 TPS

從以上這些數據可見，受先發優勢影響，當前 L2 賽道 Arbitrum 和 Optimism 已經佔據了整個賽道 87.27% 的鎖定份額，兩者同屬 Optimism Rollup。其中，Arbitrum One 網路總鎖倉量為 70.6 億美元，獨占總額的 66.75%，甚至過去 30 天的交易總數已經超過了以太坊； Optimism 網路總鎖倉量為 21.7 億美元，約為 Arbitrum One 的 1/3（20.52%）。而 ZK Rollup 的項目當前的市場份額還很小。不過總體而言，整個賽道的所有項目都在上升通道，自 23 年 1 月份低點以來整體 TVL 已經上漲約 36%。

目前主流的 Rollup 分為兩個方向，Optimism Rollup 和 ZK Rollup，其中 ZK Rollup 又分為基於 zkSync 構建和基於 StarkEx 構建。從 Rollup 項目 TVL 數據排名來看，採用 OP 和 ZK 的項目比例為 1：2，ZK Rollup 項目佔據較多數量，但是 OP Rollup 的 TVL 市場份額更高。

雖然當下 OP Rollup 憑藉先發優勢佔據市場主要份額，但 OP Rollup 的欺詐證明系統目前都不可用，用戶不得不相信當前系統沒有作惡，以及區塊鏈提議者提交的狀態根是正確的。而 ZK Rollup 迫於 OP 的競爭壓力，趕鴨子上架了測試網，目前的份額也較少，但隨著以太坊完整分片的逐步升級，越到後來 ZK Rollup 的優勢會越明顯。當然了，要實現這些依賴於很多技術難題的攻克，這或許要以年為單位。

另外，Rollups 項目生態也在呈指數級增長，許多以太坊優秀的項目已經啟動並遷移到這些 Rollup 生態中。鑑於目前個人精力所限，本篇就不對 Rollup 生態做擴展分析了。挖個坑，且聽下回詳述。

總結

縱觀全文的分析，總結一下：

公鏈 L1 的競爭，以太坊的地位將繼續無法撼動。隨著以太坊路線圖的一步步升級推進，以太坊生態將進一步的擴大和穩固。
L2 的競爭，目前是 Rollup 的天下，短期乃至中期都不會有變化。隨著下半年的坎昆升級臨近，整個 Rollup 賽道都將迎來普漲利好。但我們也期盼未來有更優於 Rollup 的擴容方案出現。
Rollup 的競爭，短時間內，OP 憑藉先發優勢，只是暫時領先。長遠來看，ZK 的爆發時機可能在以太坊完整分片的實施時刻。
Rollup 項目，如果是擼空操作，重點關注尚未發幣的項目，尤其是團隊背景和技術實力都不錯的可以作為優先，如果再加一個對比維度，可以考慮被明星基金已經投資的。如果是二級市場操作，已發幣的項目，雖然代幣價格已經漲了一些，不過隨著臨近 EIP-4844 的實施，真正的利好還沒落地，預計應該還有一波勢頭，可逢低尋找時機。
其他方面，坎昆升級利好 Rollup 賽道，而 Rollups 本質上也是多鏈運行，所以也同時看好跨鏈協議，比如 LayerZero。模塊化數據可用性，如 Celestia，也同樣看好，因為其原理與以太坊分片方案一樣，都可以一定程度上降低 Rollup 目前的交易費用瓶頸「數據存儲成本」。

以上，僅為個人觀點，如有疏漏歡迎指正，本文不代表任何投資建議。 DYOR！

特別鳴謝：感謝尤老師的指導和審閱。尤老師，是我的 Crypto 世界的領路人，亦師亦友。

參考文獻

AllCoreDevs
https://tim.mirror.xyz/zLdl8bEiDmobHZ5RlvG2LrlZLWV9c2XvkuKQ-vpljSU

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

EIP-4844: Shard Blob Transactions
https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-4844

Scaling Ethereum
https://ethereum.org/en/roadmap/scaling/

Danksharding
https://ethereum.org/en/roadmap/danksharding/

SCALING
https://ethereum.org/en/developers/docs/scaling/

以太坊邁向 full sharding 的第一步，EIP-4844 全面解析
https://mp.weixin.qq.com/s/45y2L25XwZBVHKzMsAxxrA

Danksharding、4844 萬字研報：白話解讀「不可能三角」的變革性解決方案
https://news.marsbit.cc/20230214132434665042.html

從上海升級聊聊以太坊升級的前世今生
https://mp.weixin.qq.com/s/OL-_2kKCMZAXR3GGjTr6hg