以太坊分片設計簡史：從Block到Blob_DAN

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。

“階段 1” 的規范在信標鏈之前已經重寫了多次：

Cardano創始人：Cardano明年將比以太坊生態系統更勝一籌:Cardano昨天慶祝三周年紀念日，目前有2500人參與100個項目的500個概念。Cardano創始人Charles Hoskinson解釋為何Cardano將在2021年會比以太坊更勝一籌。

他承諾很快一些偉大的項目將來到Cardano。IOHK將是即將啟動的Haskell基金會的創始成員之一，這將使IOHK“有一些技術指導，以確保Haskell繼續發展并且輕便，對我們做的所有事情都更有用。”

據他透露，到明年，Cardano將擁有數百至數千個DApp、DeFi、數百個代幣、投票系統和身份解決方案，以太坊生態系統也擁有這些，但（Cardano生態系統）更好、更安全、更具可擴展性。IOHK正與4個科學機構（東京工業大學、雅典大學、愛丁堡大學和懷俄明大學）合作。最新最難的技術，比如SNARKs和更好的博弈論都在研究中。Hoskinson指責V神和以太坊回避困難的事情，“Cardano是我一生中做過的最大項目，包括以太坊。其范圍和規模巨大，我們正在做Vitalik似乎忽視和回避的事情，因為它們太難了，盡管我們在每一個方面都取得進展。”（Crypto news flash）[2020/9/29]

更少的分片 (1024 -> 64)

以太坊未確認交易為115,323筆:金色財經消息，據OKLink數據顯示，以太坊未確認交易115,323筆，當前全網算力為238.63TH/s，全網難度為3.16P，當前持幣地址為47,963,441個，同比增加123,901個，24h鏈上交易量為4,014,724.25ETH，當前平均出塊時間為13s。[2020/9/23]

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)

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。

Tether在以太坊鏈上新增發1.5億USDT:據Whale Alert數據顯示，北京時間09月04日20:08，USDT發行方Tether在以太坊鏈上新增發1.5億USDT，交易哈希為：0xf737881bdaa6c28908bbea2a903308eeae1e6fe288f7203506537cef1a5a125b。[2020/9/4]

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)

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)。

以太坊2.0測試網Medalla尚未產生新區塊:金色財經報道，以太坊2.0測試網Medalla在上周末遇到了“一系列級聯故障”。在參與率下降之后，開發人員和參與者正在努力使網絡恢復正常。但是根據公開數據，該網絡尚未產生新的區塊。[2020/8/20]

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。

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。

動態 | 以太坊已經成為Tether最主要發行平臺，分析稱USDT總流通量中至少有1億的水分:根據Tokenview數據顯示，USDT今年4月以后在以太坊上的需求量持續走高，從6月開始發行量超過其他公鏈，進入7月以來成為最主要發行USDT的公鏈。由于用戶對以太坊USDT的需求持續走高，致使Tether近期在以太坊大量增發，用以替換Omni鏈的USDT。此前，Tether CTO曾在推特中解釋道，近期Tether在以太坊新印的1億USDT并非新入場的資金，而是為了將Omni鏈的USDT轉移至以太坊所致，后續將會被銷毀。分析師Aaron認為，增發的USDT尚未銷毀，也就意味著目前USDT總流通量中至少有1億的水分。[2019/7/9]

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，EIP 4488 (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 All Core devs 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 EthDenver 2022 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 TCP DHTs 不好，UDP DHT 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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