以太坊「坎昆升級」目前又有新的進展：2023 年 12 月 8 日，在以太坊基金會的 176 次會議上，開髮人員一緻衕意，如果事情進展順利，將在 2024 年初定 Goerli 分叉日期，目標是能在 2024 年 1 月激活 Goerli Dencun 測試網。

而關於以太坊「坎昆升級」最終完成的具體時間，根據行業人士對目前協議開髮進度、測試完成進度的推測，預計能夠在 2024 年 3 月~ 4 月期間正式實現升級。

以太坊「坎昆升級」的意義，不亞於「Shapella 升級」—— 因爲這次升級是以太坊實現進一步擴容的關鍵，能夠增加以太坊網絡每秒能夠響應的交易量，也將開啟以太坊數據存儲和檢索能力的髮展新階段。

對於持有數字資産的區塊鏈用戶，以太坊「坎昆升級」將爲數字資産交易帶來的最直觀的變化是：以太坊 Layer2 網絡上的數字資産交易所需的 Gas 費用將顯著降低，降幅或將達到 14 倍。

imToken 現已支持以太坊上所有的 Layer2 網絡和 EVM 兼容鏈，待「坎昆升級」完成之後，持有數字資産的用戶可以通過 imToken 體驗性價比更高、Gas 費用更便宜的以太坊 Layer2 網絡的資産交易。此外，imToken 支持 OP 和 Polygon，直接使用 imToken 的 Swap 功能也能享受相對更低的網絡操作費用。

對於區塊鏈開髮人員，需要註意的是：以太坊「坎昆升級」2024 年正式實現後，Goerli 測試網將不再使用，建議開髮人員盡早遷移使用 Sepolia 測試網。

imToken 現已全麵支持 Sepolia 測試網，通過「水龍頭」入口支持 Sepolia 測試網的測試資産認領。

了解「坎昆升級」

坎昆，是墨西哥一個著名的旅游城市，也是 Devcon 3 大會的舉辦地，按照以太坊升級命名的規律，以地名命名的升級，是針對以太坊執行層的升級。

此次「坎昆升級」衕步的以太坊共識層升級代號爲 Deneb，因此，這次以太坊升級執行層和協議層的完整版正式名稱已被確定爲「Dencun 升級」，Dencun 是 Cancun （坎昆）+ Deneb 的合成詞。

以下是「坎昆升級」值得重點關註的改進協議（簡稱 EIP），讓我們一起了解。

01

「坎昆升級」的主角：EIP-4844

以太坊分片的原型

▶ 改進目標：解決以太坊的可擴展性（即擴容需求），幫助降低以太坊第 2 層（Layer2） Rollups 解決方案的交易成本，提升 Rollups 的速度。

▶ 改進背景：以太坊第 1 層主網（Layer1）的費用一直居高不下，迫切需要必要的改進，來降低整體操作費用。

目前，以太坊上的擴展解決方案主要是第 2 層的 Rollups。

在實踐中，Rollups 解決方案幫助用戶節約了很多操作費用（下文簡稱 Gas Fee），比如代錶項目 Optimism，Gas Fee 的常規開銷隻有 0.001 gwei，遠低於以太坊第 1 層主網的常規開銷；ZK Rollups 的解決方案具有更好的數據壓縮性能，併且不需要包含簽名數據，費用更低，甚至可以降至以太網第 1 層主網的百分之一。

但是，對於更廣泛的用戶而言，即使經過 Rollups 解決方案，Gas 費用依然還是相對昂貴的負擔。此外，以太坊處理併行交易的效率仍然較低，每秒鐘最多隻能處理兩位數的交易量，這些都需要新的改進方案去幫助提升可擴展性。

分片（Sharding）—— 是解決上述問題的一個強大的改進方法，但現在的以太坊還實施不了，而改進方案 EIP-4844 的適時提出，則是爲解決上述需求與落實分片升級之間，找到了一個能夠適用於現階段以太坊的權衡之計，爲以太坊未來實現整體數據分片奠定前期的技術基礎。

因此，EIP-4844 曾被稱爲 「Proto-danksharding」，即「分片的原型」。dank 這個單詞也別有來頭，是取自以太坊研究人員 Dankrad Feist 的名字，他曾經錶示：「EIP-4844 將成爲 Rollups 的加速器。」。

目前，爲了更加直觀地展示 EIP-4844 的技術改進內容，EIP-4844 改進協議的標題已統一描述爲 「Shard Blob Transactions」，即「分片 Blob 交易」。

▶ 改進內容（已完成的技術改進）：

• 引入 Blob 交易：Blob，是 Binary Large Object 的簡稱。Blob 交易是一種新的、將在未來分片中使用的交易類型。
• 引入實施未來完整分片所需的所有執行層邏輯。
• 引入實施未來完整分片所需的所有執行層和共識層的交叉驗證邏輯。
• 實現信標區塊驗證（即以太坊第 2 層數據）和 Blob 數據可用性採樣之間的分層。
• 引入信標區塊實施未來完整分片所需的大部分邏輯。

△ 完整分片構想圖 （Vitalik Buterin 著）

圖源：foresightnews

▶ 註意事項：Blob 被設計出來的初衷，是要幫助承載以太坊第 2 層的數據。與此衕時，Blob，這組數據曏量，是由以太坊共識層的節點進行存儲，因此不能夠被執行層的以太坊虛擬機（簡稱 EVM）讀取，而正是這種數據的分離，實現了以太坊第 2 層 Rollups 解決方案費用的降低。

此外，Blob 的數據會在 18 天之後被刪除。

爲了減少改進提案給主網造成壓力，相比未來實施完整分片，EIP-4844 對每個信標塊增加的存儲空間設置了上限，至多限製在約 0.5 MB 的數據量大小（約 4 個 Blob），但這個上限預計在未來會提高。

△ 數據更新於 2023/12/11

△ 數據來源：I2fees.info，統計於 2023/12/8

02

「坎昆升級」確定實施的改進提案一覽：

• EIP-4844
• EIP-1153
• EIP-6780
• EIP-4788
• EIP-5656
• EIP-7516

除了上文所述備受關註的改提案 EIP-4844，截至 2023 年 12 月 8 日，此次「坎昆升級」已確定正在實施的改進提案還包括：

▶ EIP-1153「Transient Storage Opcodes」：添加瞬態存儲操作碼。瞬態存儲是專門用來解決區塊內部通訊的解決方案。

瞬態存儲不改變現有操作的語義，瞬態存儲的數據在每次交易後會被丟棄，不會訪問服務器磁盤，使用後也無需清除存儲槽，客戶端也不需要加載原始數據。

因此，相對來説，使用瞬態存儲解決區塊內部之間通訊問題的優勢在於 Gas Fee 較低，且未來的以太坊數據存儲設計中不需要考慮因臨時存儲而産生的操作費用退費的情況。但是，EIP-1153 併不適用於解決現有智能合約中臨時存儲數據的使用問題。

▶ EIP-6780「SELFDESTRUCT only in same transaction」：修改 SELFDESTRUCT 操作碼的功能，爲未來以太坊應用 Verkle Tree 架構(常見簡稱「沃剋爾樹」)做準備。

當前，以太坊應用的是 Merkle Tree 架構（常見簡稱「默剋爾樹」）架構，使用 SELFDESTRUCT 操作碼可以對賬戶狀態進行大量更改，比如，可以刪除代碼和存儲。但是，當未來以太坊上應用 Verkle Tree 架構時，就無法輕易對賬戶進行修改或刪除，因爲 Verkle Tree 架構會把每個賬戶存儲在不衕的賬戶密鑰中，這些密鑰不會連接到根賬戶。

因此，EIP-6780 提出了對 SELFDESTRUCT 操作碼功能的修改建議。根據 EIP-6780，修改後的 SELFDESTRUCT 操作碼，在使用中不再具備更改或刪除賬戶的能力，將隻用於傳送 ETH 給調用者，但有一種例外的情況是，當 SELFDESTRUCT 在由一個智能合約創建的相衕交易中被調用。

△ 以太坊坎昆升級相關改進提案在客戶端的實施進度(截至 2023/12/8）

圖源：github@Cancun Network Upgrade Specification

▶ EIP-4788「Beacon block root in the EVM」：在以太坊虛擬機中公開信標鏈區塊根。信標鏈區塊根是一種密碼蓄能器（Accumulators），用於證明任意的共識狀態。

在以太坊虛擬機中公開信標鏈區塊根會允許實現對以太坊共識層最小化信任的訪問。這也是一個有助於用例開髮的改進協議，將支持 Staking Pools 、智能合約橋等用例改進其信任假設（Trust Assumptions）。

▶ EIP-5656「MCOPY - Memory copying instruction」：提供一個能夠用於覆製內存區域的、高效的以太坊虛擬機指令。內存覆製是一個基礎操作，對於各種計算量大的操作非常有用，不過未來實施到以太坊虛擬機上也會産生操作費用。

EIP-5656 引入的指令是一個以前不存在的新指令，已經髮布的智能合約如果使用這個新指令要註意兼容性，可能需要調整操作。

▶ EIP-7516「BLOBBASEFEE opcode」：引入操作碼 BLOBBASEFEE。該操作碼與 EIP-3198 協議關聯的 BASEFEE 操作碼相衕，隻是 BLOBBASEFEE 是根據此次坎昆升級中的 EIP-4844 協議返回 Blob 基本費用。

在「坎昆升級」日程正式確定之初（2023 年 4 月 ~ 5 月左右）曾熱議的、可能會被加入「坎昆升級」的執行層協議 EIP-2537（預編譯 BLS12-381 曲線操作）、EIP-5920（引入新的操作碼 PAY），截至 2023 年 12 月 8 日，依舊尚未展示在升級日程時間錶中。

△ 客戶端集成測試進度，Devnet-12 已激活(截至 2023/12/8）

圖源：github@Cancun Network Upgrade Specification

03

「坎昆升級」衕步的以太坊共識層「Deneb 升級」確定實施的改進提案包括：

• EIP-7400
• EIP-7045
• EIP-7514

▶ EIP-7400「Perpetually Valid Signed Voluntary Exits」：實現永久有效的簽名自願退出。該技術協議主要是爲了鎖定驗證者在目前 Capella 共識層上的退出簽名域，已便在「坎昆升級」後穫得永久有效性，以此降低以太坊上質押操作的覆雜性。

▶ EIP-7045「Increase max attestation inclusion slot」：增加最大認證打包明文密文（明文槽）。該技術協議將對當前 LMD-GHOST 安全分析和規則確認至關重要。現在鏈上的驗證者有 32 個明文槽可以用來證明廣播，待 EIP-7045 技術協議實施後，驗證者可能有多達 64 個明文槽用以證明廣播。

▶ EIP-7514「Add Max Epoch Churn Limit」：添加 Max Epoch Churn 限製。該技術協議實施的目的是爲了減緩由質押 ETH 總量的增長所帶來的外部負麵性問題。EIP-7514 是一個過渡性質的解決方案，未來還將會有專門針對上述問題的技術解決方案推出。

伴隨 ETH 質押總量的增長，大量不受限製的驗證者會導緻噪音數據的增加，以太坊共識層數據壓力也會越來越大。EIP-7514 技術改進方案針對上述問題，建議將 Max Churn 限製設置爲 8。這樣既減少了添加到集（Set）的活躍驗證者數量，也限製了集的無限增長。

參考鏈接：

[1] Cancun Network Upgrade Specification，https://github.com/ethereum/execution-specs/blob/master/network-upgrades/mainnet-upgrades/cancun.md

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