以太坊擴容的關鍵：優化數據可用性 (DA)_以太坊

作者：TY，Medium；編譯：Lynn，MarsBit

介紹

隨著以太坊從一項實驗性技術發展成為一個完全開發的系統，能夠為普通用戶提供開放、全球和無需許可的體驗，需要進行的一項重要技術轉型涉及將用戶轉移到 L2。

為了獲得廣泛采用，以太坊必須每秒處理數百萬筆交易。可擴展性三難困境強調了在去中心化、安全性和可擴展性的限制下全面擴展以太坊的挑戰。交易成本從 4 美元到 200 美元不等，以太坊對許多用戶來說并沒有吸引力。

來源：Etherscan.io

通過以 Rollup 為中心的方法應對以太坊的擴容挑戰

為了通過將更多數據和交易裝入一個區塊來提高區塊鏈的容量，需要進行權衡：這可能需要更強大的硬件來運行節點，并可能損害去中心化。另一種選擇是構建以以太坊為基礎層的更高級別的解決方案，而不是引入可能導致網絡中斷的新區塊鏈功能。

鏈下擴展解決方案提供了一種擴展主區塊鏈層的間接方法。他們將交易計算卸載到以太坊網絡之外，利用主區塊鏈進行信任和仲裁。這種方法稱為第 2 層擴展，在以太坊之上添加了一個額外的層。狀態通道、側鏈、等離子、樂觀匯總和有效性匯總（通常稱為 zk-rollups）等不同方法都屬于此類。

以太坊L2網絡總鎖倉量為63.6億美元:金色財經報道，L2BEAT數據顯示，截至1月19日，以太坊Layer2上總鎖倉量為63.6億美元。其中鎖倉量最高的為擴容方案Arbitrum，約33.7億美元，占比53.08%；其次是dYdX，鎖倉量為9.38億美元，占比14.74%；第三為Metis，鎖倉量為5.08億美元，占比7.99%.[2022/1/19 8:58:15]

Rollup提供了一種多功能且通用的解決方案，甚至允許 EVM（以太坊虛擬機）在其中運行。這意味著現有的以太坊智能合約可以通過最少的代碼更改轉移到匯總，同時還可以受益于以太坊的安全性和數據可用性。數據計算發生在鏈下，并在鏈上存儲足夠的信息，以便任何人都可以根據需要在本地計算完整的內部狀態，并且經常用于欺詐檢測目的。

每個匯總都需要在以太坊上部署特定的合約。Rollup 中的交易在專用鏈上離線執行，然后交易數據在提交到以太坊之前進行批處理和壓縮。這減輕了以太坊計算資源的負載，降低了費用并實現了更具可擴展性的交易處理。雖然匯總可以通過處理更多交易來擴展以太坊，并且可能涉及某種程度上中心化的區塊生產，但只要存在去中心化和去信任的驗證，就仍然存在強大的反審查保護。

資料來源：Vitalik 的《Endgame》

以太坊上Dex協議年內交易量超過千億美元:據歐科云鏈OKLink數據顯示，截至12月25日，年內以太坊上Dex協議交易量約合1050億美元。其中Uniswap V2自5月發布上線后，年內交易量約合508億美元，占以太坊上Dex交易量的48%。[2020/12/25 16:28:11]

今天的 Rollups 格局

目前，以太坊的匯總環境包括樂觀和零知識解決方案，這些解決方案利用先進的壓縮技術將批量交易數據作為調用數據打包到以太坊上。然而，由于以太坊交易歷史中永久存儲大量數據，這種方法會帶來巨大的成本。

例如，2023 年 5 月 5 日，由于以太坊 Gas 費用激增，Arbitrum 批量提交給以太坊的交易需要支付大量 Gas（353.93 ETH），盡管以太坊上僅涉及 1369 筆交易，交易量還不到 100 萬筆。 Arbitrum 上的交易。

來源：Etherscan.io — Arbitrum 批量提交者

資料來源：Arbiscan.io

動態 | 金融科技創業公司Tradeshift通過以太坊區塊鏈削減買賣雙方間跨境交易成本:金色財經報道，金融科技創業公司Tradeshift表示已通過使用以太坊區塊鏈削減了其平臺上買賣雙方之間的跨境交易成本。Tradeshift旗下創新部門Tradeshift Frontiers將發票價值表示為買方和賣方之間的代幣化借據，然后以一種鏈上法幣形式進行結算。Tradeshift與Consensys支持的Monerium合作，在今年早些時候完成了一項國內交易，此次交易涉及了零售商Nordic Store和IKEA Iceland。在下一階段的試點中，智能合約中涉及歐元計價的電子貨幣的跨境交易。[2019/12/18]

在 6 月 7 日進行 Bedrock 升級之前，Optimism 排序器平均每天有3000 個交易批次發布到以太坊。在基巖升級之后，Optimism 經歷了網絡上交易量的激增，同時向以太坊提交的交易量減少了，這表明現在每批交易都包含更高的交易量。

隨著以太坊 rollups 越來越受歡迎，Linea、Polygon zkEVM 和 zkSync Era 在主網上部署，以及像Celo和Fantom這樣的替代 L1正在考慮采用 rollups，很明顯，每個解決方案最終都將面臨與以太坊 Gas 費用相關的可擴展性瓶頸。

動態 | 以太坊未確認交易23567筆:據Etherscan.io數據顯示，以太坊未確認交易23567筆。以太坊全網算力為162.62 TH/s，當前挖礦難度2026.16 TH，交易處理能力9.9 TPS。[2019/6/21]

目前，每天有大約 7,000 個交易批次通過zkSync Era、Linea、Arbitrum、Base和Optimism等匯總提交到以太坊。隨著以太坊 L2 的發展越來越受關注并且對開發者更加友好，這個數字預計將進一步增長。

許多項目已經使用 OP 鏈在以太坊上構建，包括 Coinbase、Debank、Mantle、Celo、Worldcoin、Zora Network 和 Public Goods Network。此外，許多匯總項目正在加緊發布自己的堆棧，以方便 L2（和 L3）開發。

使用 EIP-4844 提高匯總效率

在以太坊以匯總為中心的生態系統不斷發展的領域中，越來越需要提高以太坊上匯總的可擴展性，同時保持數據的安全可用性。這個目標圍繞著一個聰明的方法：無需在以太坊上永久存儲大量數據塊，同時仍然允許用戶在需要時計算內部狀態。

EIP-4844引入了一種稱為二進制大對象 ( blob )的新事務類型，并為每個塊額外分配6 個 blob（每個大小為 128kb）數據空間，專門用于匯總。考慮到以太坊每日平均 7,100 個區塊，平均每個區塊 3 個 blob，這相當于每天處理 21,300 個 blob。

動態 | 芝加哥交易所即將推出以太坊期貨:在比特幣推出期貨合約不到一年的時間里，以太坊將成為第二個在受監管期貨交易所交易的加密貨幣。芝加哥期權交易所（CBOE）于2017年12月推出比特幣期貨，并等待商品期貨交易委員會（CFTC）在2018年底允許以太坊期貨。[2018/9/25]

通過此次升級，排序器將把批量交易數據格式化為 blob，并將它們存儲在以太坊的內存池中。然后，驗證者會將這些 Blob 交易合并到區塊中，而 Blob 將在以太坊共識層中暫時駐留長達三周。這顯著降低了匯總在以太坊上發布數據的成本，因為它不會將數據存儲為調用數據。然而，這也意味著blob數據無法通過以太坊的執行層直接檢索。

來源：原始 Danksharding 常見問題解答

此外，此升級為 blob 交易引入了獨特的費用市場，與EIP-1559的費用市場設計相似。想象一下，一家繁忙的漢堡店為其受歡迎的軟冰淇淋設立了一條單獨的生產線。同樣，blob 將在自己指定的費用市場中進行交易，從而有效地將它們與常規交易脫鉤。因此，對于使用超過一半 Blob 空間（最小 384kb）的每個塊，Blob 交易成本將增加 12.5%，反之亦然。

KZG 承諾在 EIP-4844 中發揮著關鍵作用。這些承諾充當零知識證明的一種形式，促進對 blob 等大型數據對象的有效操作和驗證。該過程涉及將 blob 表示為多項式，使計算機能夠評估 blob 屬性，而無需讀取整個 blob 事務。

KZG 儀式于2023 年 1 月啟動，截至撰寫本文時已有超過 13 萬個貢獻，涉及一次性可信設置，該設置結合了多個貢獻的熵，以生成獨特且不可復制的值。這一流程確保了 KZG 承諾的最大安全性和完整性。

重要的是，值得注意的是，雖然這次升級并沒有直接增加以太坊的交易能力，但它顯著降低了與匯總相關的運營費用。此增強功能使 L2 更加經濟高效，并為匯總提供安全的數據可用性。

為全面danksharding奠定必要的基礎

雖然與常規交易相比，EIP-4844 最初預計將為 blob 交易提供成本節約，但重要的是要考慮隨著以太坊匯總數量的增長潛在的成本增加。EIP-4844 的最終目標是將多達 64 個 blob 合并到以太坊中，而不會在塊驗證期間給節點帶來過多負擔。此舉旨在使以太坊成為優化的數據可用性（DA）層，從長遠來看逐漸將最終用戶轉變為在匯總而不是以太坊上進行交易。

實現完整的 danksharding 需要實施數據可用性采樣 (DAS) 和擦除編碼。DAS旨在通過隨機選擇全節點來驗證數據可用性來確保排序數據已發布到鏈上。數據采樣越多，完整數據可用性的置信度就越高。當惡意排序器保留一部分 blob 數據時，擦除編碼就會發揮作用。通過基于已知片段重建丟失的數據，擦除編碼引入了冗余，從而阻止了數據扣留嘗試。

Rollups 生態系統值得探索的方面

隨著匯總領域的擴大，建立去中心化的欺詐證明和共享排序器變得至關重要。目前的匯總通常在孤島中運行，專注于吸引特定的用戶群體，并且它們可能會忽視 L2 之間互操作性的重要性。在 L2 之間建立跨鏈通信協議將在更廣泛的以太坊生態系統中為用戶提供無縫交易體驗方面發揮至關重要的作用。觀察這些 Rollup 開發帶來的跨鏈 MEV 的出現也很有趣。

雖然以太坊的目標是成為去中心化和安全數據可用性 (DA) 層的頂峰，但現有的去中心化 DA 服務（如 Eigenlayer 和 Celestia）滿足了匯總的 DA 要求。看看 DA 格局將如何繼續發展以使以太坊生態系統更加高效將會很有趣。而完整的丹麥分片仍需要數年時間才能完成。

結論性想法

為了通過匯總促進以太坊的進一步擴展，以太坊必須轉變為優化的數據可用性層，以確保安全性并吸引新匯總的建立和最終確定。這必須在不要求以太坊存儲匯總數據的情況下實現，因為匯總景觀的快速擴張可能會給以太坊節點帶來壓力并導致潛在的中心化效應。為了使以太坊能夠有效地擴展以應對即將到來的采用浪潮，必須采用先進的數據操作和驗證技術來滿足不斷增長的需求。

鑒于以太坊匯總的容量和功能不斷發展，EIP-4844 對降低 L2 成本的影響仍有待觀察。此外，觀察這種升級如何有助于刺激增加匯總活動并釋放相關技術的潛力是很有趣的。

MarsBit

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