WEEX帶你全面了解以太坊坎昆升級：原理、影響及概念幣

按照原定計劃，以太幣將於2023年內進行今年第二次重要升級－Dencun（德內布）升級，也稱坎昆（Cancun）升級（有可能延期至2024年初）。

目前，在Aptos、Sui等新公鏈圍剿下，擴容成為以太坊在競爭中突圍，鞏固「公鏈之王」地位的關鍵。 而這次坎昆升級的首要目標就是提升以太坊性能，因此備受關注。

本文透過梳理：

• 以太坊歷史升級回顧
• 以太坊當前面臨的主要問題
• 以太坊擴容方案
• 什麼是坎昆升級？
• 坎昆升級概念幣

帶著WEEX唯客用戶全面了解坎昆升級的來龍去脈，及其對ETH生態發展繁榮的意義。

1.以太坊歷史升級回顧

以太坊的定位是世界計算機。 為了實現這個目標，Vitalik在以太坊誕生之初就為它規劃了好了升級路線圖，分別是：Frontier (前沿)、Homestead (家園)、Metropolis (大都會)、Serenity (寧靜) 4個階段。

目前，以太坊已經走過了前2個階段和第3階段的部分歷程，經歷了24個里程碑事件，其中大多為分叉升級，比較重要的有：

• 2015.7.30，邊境升級。 以太坊面向開發者發布第一個準系統級版本（Beta版），此時的以太坊就像是當年美國西部大開發時期，充滿巨大風險與機會。
• 2016.3.14，家園升級。 以太坊發布第二個主要版本，此時第一批「淘金者」已經完成了「邊境」的開發，進入了家園建設、安居樂業階段。
• 2016.7.20，The DAO被攻擊引發硬分叉。 這不是正常的升級，而是以太坊在至暗時刻被迫進行的妥協，導致ETH、ETC兩條鏈分道揚鑣。
• 2017.10.16，拜占庭升級。 「大都會」升級內容較多，最初計劃拆分為拜占庭和君士坦丁堡兩次升級，後續又拆分出來了伊斯坦堡、柏林、倫敦…等升級。
• 2019.2.28，君士坦丁堡/聖彼得堡升級。 原計劃中的君士坦丁堡升級因為安全漏洞延期，時隔2年後以太坊同時進行了兩次升級，即君士坦丁堡和聖彼得堡升級。
• 2020.1.2，Muir冰川升級。 因對挖礦難度炸彈「爆炸」時間預估錯誤，可能會導致提前「爆炸」，緊急進行的臨時升級。
• 2021.4.15，柏林升級。 這是第一次用以太坊開發者大會（Devcon）舉辦城市命名的升級，此後延續了這項傳統。
• 2021.8.5，倫敦升級。 發布了對以太坊影響深遠的EIP-1559，讓一部分Gas費燃燒掉。
• 2022.9.15，巴黎升級（The Merge）。 以太坊正式完成從Pow到PoS共識的過渡。
• 2023.4.12，上海升級。 主要解決了ETH質押的提領問題。
• 時間未定，坎昆升級。 將重點解決以太坊擴容問題。

2、以太坊當前面臨的主要問題

整個以太坊2.0階段將主要解決三大問題：

一是挖礦帶來的高能耗。

二是性能問題。 目前以太坊鏈的處理速度甚至不足以支撐一個普通的商業應用，時不時造成網路擁堵，限制其生態發展。

三是高費用問題。 以太坊Gas fee通常在幾美元到幾十美元，視網絡擁堵狀況而定，最高時甚至達到數百美元，用戶直呼“貴族鏈”，限制了生態發展。

隨著以太坊正式轉向PoS共識，能耗問題解決。 同時由於PoS機制下沒有了礦工獎勵，取而代之的是質押獎勵，大大降低了ETH的發行率，使ETH進入通貨緊縮時代，並且成為生息資產。

但剩下2個問題──性能低、費用高昂仍未解決。

隨著越來越多的dApp誕生，以太坊的效能瓶頸進一步凸顯。 區區幾十的TPS，別說擔任「世界電腦」了，就連「公鏈之王」的地位都岌岌可危。 以太坊擴容勢在必行。

3.以太坊擴容方案

以太坊擴容分為鏈上擴容、鏈下擴容兩大路線。

鏈上擴容是指對以太坊主網（L1）本身進行效能提升，包括：更改共識機制（完成）、提升區塊容量、分片。 鏈下擴容是指與主網路分開實施，無需改變以太坊協議（共識層），常見的鏈下擴容方案包括：側鏈、Layer2方案的Rullup。

而本次以太坊坎昆升級主要涉及分片和Rullup。

分片技術最早是在傳統資料庫領域提出的，比區塊鏈技術早得多，後來被引入比特幣、以太坊等社群。 以太坊分片的基本想法是，將網路中的節點分成若干個獨立分片，單一分片處理規模較小的事務，儲存部分網路狀態，多個分片並行處理，理論將使整個網路吞吐量 得到指數級提升。

以太坊比較早期的分片計畫是將主網劃分成64個分片，執行起來很複雜。 後來隨著L2迅速發展，Rollup百花齊放，以V神為中心的開發者們逐漸拋棄了早期方案，轉向以Rollup為中心，由Rollup在交易層面擴容，主鏈只為Rollup提供數據可用性的底層鏈路線圖。

簡單來說，由Rollup來進行交易的計算和驗證，並將驗證完成的多筆交易和證明結果納入一個包裹，而主鏈上的區塊只記錄這些包裹。

由於區塊可以納入多個Rollup產生的包裹，未來以太坊上會存在多種Rollup來為整個網路執行擴容。

Rollup也叫卷疊，是透過將以太坊主網上交易的計算和存儲轉移至L2處理並壓縮打包，再將壓縮後的資料上傳至主網，以拓展以太坊性能。

依照確保壓縮資料的有效性的不同方案（證明方式），Rollup可分為ZK Rollup和Optimistic Rollup，分別對應有效性證明和詐欺證明。

4.什麼是坎昆升級？

本次以太坊升級稱為Dencun升級（Dencun+Cancun），其中Cancun（坎昆，Devcon舉辦城市）升級專注於以太坊執行層（Execution Layer），Deneb升級專注於共識層（Consensus Layer）。

以太坊完成合併後，分出了共識層（負責PoS共識）和執行層（執行合約程式碼）。

執行層的工作是執行Calldata裡面儲存的資料。 目前Layer2回傳到L1的資料都儲存在Calldata裡，但這些資料只需要去驗證，並不需要去執行，其實不需要傳輸到執行層來增加執行層負擔，只儲存在共識層的節點即可 。

為此，EIP-4844引進了一種新交易類型—Blob Transcation，類似一個額外外掛資料庫，為L2回傳過來的資料單獨設計一個資料型別Blob，把它和L1的Calldata分開。 如此，Blob資料只需要滿足能在一定時間內被有需要的人存取驗證即可，無需L1執行層去全部執行，從而大大減輕L1的負擔。

EIP-4844是Danksharding的先行版本，旨在透過以太坊節點實現鏈下資料暫時儲存和檢索，有望使L2交易費用降低10-100倍。

在以太坊路線計畫中，分片共分為3步驟：Pro-Danksharding (EIP-4844)、提議者-建構者分離（PBS）、完整分片（Danksharding）。 本次坎昆升級是第一步，即Pro-Danksharding（分片前置方案），透過利用Blob來大幅降低Gas費用，並提高交易吞吐量。

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。

EIP-6780提議修改SELFDESTRUCT操作碼功能，為未來應用梅克爾樹做準備。 後續透過應用默克爾樹，以太坊儲存效率將大大提升。

EIP-1153透過新增瞬態儲存操作碼，可讓協定進行暫存，從而節省網路Gas費用。

EIP-6475是EIP-4844的配套方案，透過引入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。

4.坎昆升級概念幣梳理

坎昆升級將為以太坊網路帶來實質好處，包括：增強可擴展性、降低Gas fee、加強安全性、高效資料儲存、增強跨鏈連接等。 升級完成後，可望刺激以太坊L1本身及L2生態應用的大爆發，以及跨鏈橋、儲存、GameFi等板塊。

ETH：坎昆升級將顯著提高以太坊的效用，鞏固其「公鏈之王」地位。 升級後將實現更低的Gas費和更高的TPS，使得以太坊的基礎設施越來越完善，整個以太坊生態都會得到空前的發展和繁榮，ETH本身的價值自然水漲船高。

Layer2：ARB、OP、MATIC、NEAR、GMX、MAGIC、SNX、LRC、IMX等（WEEX平台皆已上線）。

ARB、OP兩大龍頭憑藉先發優勢，已在L2市場上佔據主導地位，將首當其沖地受益。

L2爆發也會帶動對應生態的應用爆發，如Arbitrum生態的GMX、RDNT、MAGIC等，Optimism生態的VELO、SNX等。

Polygon（MATIC）雖然是側鏈，有自己的獨立共識，並不算L2。 但Polygon有幾個ZK Layer2解決方案，包括Polygon ZKEVM，相當於從公鏈市場轉向擁抱ETH L2，有較強的技術實力和市場推動力。

WEEX注意到，近日ARB、OP跌幅較大。 9月28日，以太坊開發者討論了Dencun升級測試進度等事項，表示需要為Dencun升級啟動第10個Devnet（原計劃在Devnet-9推出，但延期了）。 如果Dencun無法在11月中旬的伊斯坦堡Devcon大會之前進入公共測試網，坎昆升級或將延期至2024年初。