以太坊「坎昆升級」中的主要提案 EIP-4844 讓以太坊網路更具擴容性，作為一個過渡解決方案，本文將詳解 EIP-4844 的重要性。 本文源自 Ebunker 於 Medium 所著文章 《EIP-4844：坎昆升級的核心》，由 BlockBeats 整理。
（前情提要：坎昆升級預備》以太坊核心開發者：EIP-4844專用測試網Devnet #7即將上線 ）
（背景補充：科普｜以太坊坎昆升級 EIP-4844，有哪些真實利多？ ）
以太坊大規模採用的最大阻礙之一是：使用者必須支付高昂的 gas 費用來進行交易或互動。當鏈上活動增加時，gas 費用也會顯著增加，從而推高了使用者門檻。
為了提高以太坊 L1+L2 效能並解決 gas 費的問題，以太坊基金會提出用 EIP-4844 減少 gas 費用和增加吞吐量，作為一個中期的過渡解決方案。本文將詳細介紹 EIP-4844 以及為什麼它對於以太坊路線圖的實施至關重要。
EIP-4844 簡介
以太坊 EIP-4844 是坎昆升級的核心內容，它引入了一種新的交易型別（blob 攜帶交易），以減少以太坊的交易費用。blob 攜帶交易與常規的以太坊交易一樣，但有一些額外的資料，被稱為 blob。與當前 calldata 儲存交易資料不可變和記憶體只讀相比，blob 儲存量大得多而且更便宜。
從上圖的 blockspace 和 blobspace 的區別來看，blob 與以太坊虛擬機器（EVM）可見的區塊不同，blob 僅在短時間內可用，而對 EVM 不可見。此外，blob 位於以太坊共識層上，而不是在注重計算的執行層上。最重要的是，blobspace 比 blockspace 便宜得多。
EIP-4844 也被稱為 Proto-Danksharding，它將實現與新的交易格式和驗證規則一樣的 Danksharding 的框架和邏輯。
EIP-4844 發展時間線
在過去的 3 年中，以太坊經歷了一系列升級，以 PoW 轉為 PoS 共識，並使其區塊鏈更具可擴充套件性。
以下是以太坊重要更新的時間線和概述：
2020 年 12 月 1 日，由 PoS 驅動的信標鏈上線，以太坊使用者可以將其 ETH 質押在單獨的信標鏈上來以驗證交易。
2022 年 9 月，信標鏈與以太坊主網合併，將網路的執行層和共識層合在一起。
2023 年 4 月 13 日，上海升級（EIP-4895）上線，為以太坊驗證者開放了 ETH 質押提款功能。
延伸閱讀：ConsenSys報告》上海升級與ETH質押提款的「終極指南」
這些升級對於以太坊提高可擴充套件性是必需的，但它們並未直接改善區塊鏈的交易速度或 gas 價格。未來的分片和 Danksharding 等升級將使以太坊真正在實際上實現可擴充套件性。
什麼是分片（Sharding）？
分片是指將區塊鏈網路分為稱為「分片鏈」的較小單元。每條分片鏈可以平行處理交易，以最大程度地提高交易吞吐量，減少網路擁堵並降低 gas 費。換言之，分片是一種將資料庫劃分為管理特定資料段的較小資料庫，從而提高了這些資料庫的效率和效能。
由於分片技術的難度很高，以太坊決定採用中間方案，即先實現 Proto-Danksharding，最終再轉向更容易實現的 Danksharding。
什麼是 Danksharding?
Danksharding 是一種新的分片架構，依靠稱為 blob 的大容量資料來擴充套件以太坊區塊鏈。以 rollup 為中心的二層協議使用額外的 blob 資料空間來緩解網路擁堵，從而減少交易費用。
目前，以太坊基礎層的 TPS 約為 15，其二層 rollup 的 TPS 約為 100。根據粗略的估算，Danksharding 預計將使以太坊（將 L1+L2 視作一個整體）的 TPS 提高到 100000。
Danksharding 的另一個創新是合併費用市場，即只有一個提議者選擇所有分片的交易，而不是每個分片都有自己的提議者。為了使這種合併費用市場順利執行，並減輕最大可提取價值（MEV）的問題，還將實施一種稱為提議者與建設者分隔的方法（提議者指選擇將哪些交易包括在下一個區塊中的以太坊協議驗證者）。
但是，在以太坊上實施完整的 Danksharding 並非一蹴而就，而是需要幾個升級來逐步實現，例如 EIP-4844（Proto-Danksharding）。
什麼是 Proto-Danksharding?
Proto-Danksharding 以兩位以太坊研究人員 Proto Lambda 和 Dankrad Feist 的名字命名，它將會把以太坊 TPS 增加到大約 1000，它更簡單，是在實現完全 Danksharding 之前所需的步驟。最重要的是，它將引入接受 blob 資料的新事務型別，這是使 full Danksharding 成為可能的重要組成部分。
Vitalik Buterin 認為，Proto-Danksharding 執行 Danksharding 的大部分邏輯和框架，但仍然沒有實現任何實際的分片。換句話說，Proto-Danksharding 是 Danksharding 的原型，它提供了框架，以便以後實現其他分片升級。
EIP-4844 如何降低 gas 費？
EIP-4844（Proto-Danksharding）的主要目的是通過使用 blob 攜帶交易來減少以太坊 gas 費用。blob 資料更便宜，以太坊虛擬機器（EVM）無法訪問它，只能檢視對 blob 的承諾。此外，Proto-Danksharding 中的資料頻寬固定為每個 slot 1 MB。
由於單純使 CallData 變得更便宜可能導致平均情況或最壞情況不匹配，因此以太坊開發人員嘗試通過建立新型的 blob 攜帶交易（專注於來自 L2 Rollup 的交易），以減少 gas 費。
以太坊平均區塊大小約為 90 KB，但從理論上講，最大區塊大小約為 1.8 MB。這意味著以太坊區塊可以在網路活動活躍期間容納更多的交易，但需要非常高的 gas 費。如果 calldata 便宜 10 倍，則交易量將增加 10 倍，在極端情況下，區塊大小將增加 10 倍（18 MB）。很顯然，以太坊無法在其網路中容納如此巨大的區塊。
解決方案
ProtoDanksharding 通過多維度的 EIP-1559 費用市場解決 gas 定價危機。
在 ProtoDanksharding 提出之前，EIP-4488 就曾試圖解決高昂的 gas 費問題。
EIP-4488 有兩個規則：calldata 的 gas 費用從每位元組的 16 個 gas 單位減少到 3 個 gas 單位；每個區塊 1 MB 的限制加上每筆交易的 300 個位元組，最大值可達約 1.4 MB。
區塊大小上限是確保平均區塊負載激增也不會導致極端情況負載激增的最簡單方法。此外，最極端情況的區塊大小（1.4MB）始終低於當前最大區塊容量（1.8 MB）。
既然 EIP-4488 此前已經提出了用於 gas 問題的解決方案時，為什麼以太坊社群最後還要選擇 EIP-4844 來減少 gas 費呢？因為 EIP-4488 雖然最大程度地減少了當前的變化（保持穩定性），但未來需要更多的改動。相比之下，Proto-Danksharding 的目的是為了做出更多的框架更改，以幫助以太坊網路在未來升級到 danksharding。
Proto-Danksharding 建立了單獨的交易型別，該型別將來自 L2 Rollup 的資料儲存在大容量的 blob 中，並且每個區塊存在的 blob 數量是有上限的，這樣會讓 L2 費用大大降低。blob 儲存在共識層上，而不是執行層，因此以太坊虛擬機器（EVM）無法訪問。
即使在 Proto-Danksharding 之後，分片仍然是一項複雜的任務，但複雜性將僅限於共識層。因此，執行層客戶端團隊和 rollup 開發人員無需做任何額外的工作即可從 Proto-Danksharding 過渡到完全分片。
EIP-4844 還將 blob 資料與 calldata 分開，使在較短時間週期記憶體儲 blob 資料變得更加容易。
EIP-4844 的資料儲存選項
每個 slot（12 秒）約 1 MB 的 Proto-Danksharding 每年將產生 2.5 TB 的資料。共識層可以通過歷史儲存期限（EIP-4444）來應對資料儲存挑戰，並在一段時間後實現邏輯以自動刪除 blob 資料。
關於在如何訪問舊的 blob 資料這個問題，有多種方法可以在去中心化協議上儲存歷史資料。例如，rollup，Bittorrent，以太坊門戶網路，區塊瀏覽器，API 提供商和第三方索引協議（The Graph）等特定應用程式的協議都可以儲存完整的歷史記錄。
EIP-4844 之前和之後都有哪些升級？
以太坊開發人員在 EIP-4844 之前提出了幾次升級，以減少 gas 費。例如，EIP-3651 降低了阻止區塊構建者與以太坊區塊構建軟體 Coinbase 互動的 gas 費，EIP-3855 通過 Push0 降低了開發人員的 gas 費，而 EIP-3860 則減少了特定用例的 gas 費用。
EIP-4844 是邁向完全分片的一步，它將擴充套件以太坊網路並降低 gas 費。開發人員正計劃在 EIP-4844 之後進行「Verge」，其中將引入 Verkle 樹以實現可擴充套件性。
EIP-4844 的影響
EIP-4844 的主要目標是通過使用新型的 blob 攜帶交易使以太坊的 L2 gas 費降低 10–100 倍，使向完全分片的過渡更加容易，因為所有未來的升級僅在共識層上進行。
架構層面，EIP-4844 引入了 blob 攜帶交易，這是以太坊第一次為 L2 單獨構建資料層，為後續完全 Danksharding 打下基礎。
經濟模型層面，EIP-4844 將為 blob 引入新的費用市場，這也會是以太坊邁向多維市場的第一步。
使用者體驗層面，使用者最直觀的感知就是 L2 費用的大幅降低，這個底層的重要改進將為 L2 以及其應用層的爆發提供重要基礎。
小結
EIP-4844 是使以太坊網路更具可擴充套件性的主要升級，同時使未來完全分片所需的更新更少。Proto-Danksharding 增加了 blob 資料組的空間，這將允許更多的資料處理，從而減少網路擁堵和降低 gas 費。
作為一種高度複雜的協議升級，EIP-4844 是以太坊路線圖的重要部分，它還與其他系統升級有關，例如提議者和建設者的分隔和 EIP-1559 blob 費用調整等。
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除了引入 blob 攜帶交易外，EIP-4844 還將實施執行層邏輯，驗證規則，多維 gas 費市場以及將來完全分片所需的其他系統變化。
值得注意的是，雖然 EIP-4844 將實現大部分完整的 Danksharding 邏輯，但它並不會實現任何實際的分片。除了使以太坊更接近實現大規模採用所需的成本和吞吐量水平外，EIP-4844 還可以提高擴充套件性和節省成本。
儘管 EIP-4844 目前還沒有確切的釋出日期，但預計將在今年晚些時候實施。在 EIP-4844 實施後，使用者將看到以太坊，尤其是 L2 的明顯改進，主要是更快的交易和較低的費用體驗。EIP-4844 的成功實施也將使以太坊在加密貨幣領域更具競爭力。
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