什么是坎昆升级？

坎昆（cancun）升级是以太坊区块链发展路线图中一次重要的技术升级。跟此前上海升级类似，也根据以太坊开发者大会举办的城市来命名，所以采用了墨西哥城市坎昆作为升级名称。

每次以太坊的技术升级都会纳入几个非常重要的以太坊提案进行升级，提案的目的基本上都是为了更好的调和区块链三难问题，以提升性能和使用体验。坎昆升级主要负责以太坊执行层升级，而协议层的升级被称为Deneb，所以开发人员也将两个单词合拼成为“ Dencun ”。所以坎昆升级也可被称为Decun升级。

以太坊作为Web3世界上最活跃的公链，拥有数量最多的区块链应用和协议。每次底层技术的升级都会对很多Web3应用和协议产生巨大影响，所以备受业内人士关注。

坎昆升级对以太坊意味着什么？

根据9月14日发布的以太坊核心开发人员电话会议记录来看，本次以太坊升级的目前采纳提案包括：

1. EIP-4884：分片 blob 事务
2. EIP-1153：瞬态存储操作码
3. EIP-4788：EVM 中的信标块根
4. EIP-5656：MCOPY - 内存复制指令
5. EIP-6780：仅在同一事务中自毁
6. EIP-7516：BLOBBASEFEE 操作码*
7. EIP-7044：锁定 Capella 上的自愿退出域
8. EIP-7045：增加最大证明包含槽
9. EIP-7514：添加最大 Epoch 流失限制*

其中*标识为本次会议新添加的EIP。最后三个EIP为协议层Deneb升级内容。

尽管术语看起来专业，但这些EIP主要做了两件事：

（1）优化上海升级带来质押技术，完善质押基础设施。

（2）减低Gas Fee和提高区块链的可扩展性，为rollup技术在以太坊的落地提供更多支持。

在上海升级后，以太坊目前的发展重点在于推动以 Rollup 为中心的扩容，所以本次升级中，能推动Rollup发展、降低Gas Fee的提案EIP-4844成为本次升级的核心。

什么时候进行升级？

根据最新的开发者会议，Dencun 测试网Devnet-9的启动推迟一周，至 9 月 26 日星期二。并且有参会人员提出开放Devnet-10作为短期测试的建议。面向开发人员的测试网的结束主要由网络压力测试结果决定，假设开发人员对此感到满意，会转向公共测试网。否则，Devnet -10会启动。公共测试网将包括Goerli、Sepolia等网络。如果公共测试网运行成功才会在主网正式升级。

虽然具体升级时间暂无法确定，但具大多数业内人士推测，时间范围在23年Q3-24年Q1内完成。

什么是EIP-4844？

EIP-4844（Proto-Danksharding）是以太坊基金会提出的用于减少 gas 费用和增加吞吐量的解决方案。EIP-4844其实在上海升级前就开始被讨论，但开发者们为了更好的升级效果，将EIP-4844延期升级。

从以太坊发展路线来看，在短期和中期内，Rollup 可能是以太坊唯一可信任的扩展解决方案。L1 的交易费用一直很高，因此需要采取措施来帮助促进整个生态系统向Rollup转变。Rollups 可以显著降低以太坊用户的费用：Optimism 和 Arbitrum等Layer2经常比以太坊主网费用低约 3-8 倍，而 ZK Rollups 具有更好的数据压缩能力并且可以避免包含签名，因此费用约低于主网40-100 倍。

然而，即使这样，对于许多用户来说也太昂贵了。解决 Rollup 本身长期不足的长期解决方案一直是数据分片（Danksharding），但数据分片仍需要相当长的时间才能完成实施和部署，所以选择了一个权宜之计，即EIP-4844。[1]

什么是Danksharding？

Danksharding 是为以太坊提出的新分片设计，于 2021 年末被 Dankrad 提出。在此之前，人们一直讨论的扩容方案是Sharding（分片）1.0，这种技术的核心原理可简单理解为将网络验证者进行分组，使其并行计算多种不同的链上事项，这样单一的区块链相当于由多条并行的“分片链”组成。这本质上是一种并行计算或者说分治的思想。以太坊信标链计划首先连接64条分片链，其处理能力保守估计是以太坊1.0的64倍，而在最初规划中，分片链的数量可达1024条。这项技术的问题就在于，网络需要频繁对各分片链运行状态和数据进行同步，这个过程不仅技术复杂而且对节点要求较高，需要全部节点在某一特定时间段完成同步。这个过程不仅会带来网络延迟，还有可能产生网络安全问题。

后来Dankrad为分片技术提出了一套新方案，在这套方案中满足了中心化的出块、去中心化的验证、抗审查性的三个特性。该方案有三个核心的创新点：

【1】数据可用性采样（Data Availability Sampling, DAS）：在区块链中，区块生产者（矿工/验证者）必须公布并提供他们生产区块的交易数据供全节点验证，这个过程可称作数据可用性（Data Availability, DA）。Danksharding中采用一定的数学设计，让验证节点只需要检查部分数据碎片就能获得数据可用性，这样会大大提升节点的性能。

【2】出块者-打包者分离（PBS）：目前以太坊验证者既构建区块，也广播区块。 他们将通过传播网络接收的交易打包成一个区块，然后发送到以太坊网络的对等节点。PBS 将这些工作分给多个验证者。 区块构建者将负责创建区块，并在每个时隙将它们提供给区块提议者。 区块提议者无法看到区块的内容，只是选择收益最高的区块，并向区块构建者支付费用，然后将区块发送给对等节点。

【3】抗审查清单（crList）：要求出块者指定一个在存储池中看到的所有符合条件的交易列表；区块打包者在出价的时候需要证明自己看到了这个列表，打包的时候需要强制包含列表中的交易，这样做可以防止区块打包者故意忽略某些合法的交易。

这套方案最后以Dankrad的名字进行命名，被称为Dankshrding。由于实现起来的技术难度较大，所以需要分阶段分步骤实现完整的Dankshrding。EIP-4844则主要用于实现构成完整 Danksharding 规范的大部分逻辑和“脚手架”（例如交易格式、验证规则）。

在区块链中，交易一般由区块打包并记录，而EIP-4844引入的新交易类型 Blob 与以太坊虚拟机（EVM）可见的区块不同，Blob 仅在短时间内可用，而对 EVM 不可见。每 12s 一次的 Blob 可存储 1MB 的数据，而以太坊平均区块大小约为 90 KB，存储量也大大提升，可以容纳更多交易。此外，Blob 位于以太坊共识层上，而不是在注重计算的执行层上。也正式由于对EVM不可见，也不属于执行层，其价格极为便宜，大大降低了交易手续费用。[2]

那为什么很多人都会说其对Layer2影响较大呢？

因为Layer2采用的Rollup技术运行的基本原理是：将一捆交易在以太坊主链外执行，执行完后将执行结果和交易数据本身经过压缩后发回到 L1 上，以便其他人去验证交易结果的正确性。显然，如果其他人没有办法读取数据，那就无法完成验证。因此让其他人能够获取交易原始数据这一点非常重要，它也被称为“数据可用性”（Data Availability）。

而受限于以太坊当前的架构，L2 向 L1 的传输的数据，是储存在交易的 Calldata 里面的。然而，Calldata 在最初以太坊设计的时候只是一个智能合约函数调用的参数，是所有节点必须同步下载的数据。如果 Calldata 膨胀，将造成以太坊网络节点的高负载，因此 Calldata 的费用是比较昂贵的。这也是造成当前 L2 费用的主要因素。[3]

Blob 做的事情就是将 L2 传过来的数据单独设计一个数据类型，把它和 L1 的 Calldata 分开。这种数据类型只需要满足能在一定时间内被有需要的其他人所访问下载即可，无需做全网的同步。

EIP-4844带来的影响

【1】Gas Fee 降低

降低网络中交易的费用，尤其是会大幅降低Layer2解决方案的交易成本。

【2】为分片做好准备

通过这次升级，为未来的数据分片技术在以太坊的落地起到过渡作用。

【3】以太坊核心竞争力的增强

随着越来越多的 Layer1 出现，减轻 Layer2 费用和主网交易费用有助于以太坊保持核心竞争力，维持甚至夺取更多市场份额。

【4】增强用户体验

升级后可以容纳更多交易，且手续费更加便宜，对用户来讲是件好事。

【5】引入费用市场

由于 Blob 与之前存储方式不同，所以费用模式也有不同，因此它将会带来一个独立于 L1 Gas 费的新费用市场。

潜在影响的项目

Layer2：Arbitrum、Optimism、zkSync等

上文中提到了，Layer2为了验证自己的数据，存储在calldata字段需要缴纳很高的Gas Fee。在EIP-4844升级后，可以大幅降低成本，增加其利润。另外Layer2的费用进一步降低也将促进用户在Layer2上进行链上活动，推动其生态繁荣。

Layer2 DeFi

类似于GMX、RDNT这种强调资金费率和交易速度的部署在Layer2上的DeFi，在坎昆升级后，可以让用户实现“花更少的钱做更多的操作”，为承载更多用户做好准备。

DA 赛道

由于 Blob 数据只能短期保存，所以对于历史数据的调用问题的解决方案可能刺激出新的服务和创业项目，比如专为Layer2打造的DA扩容解决方案。

作为底层架构的重要升级，这次升级不仅仅影响以上的赛道，NFT、跨链桥等赛道也将受到影响。

下一步计划

根据ETH中文给出的以太坊路线图介绍中，我们可以看出坎昆升级属于The Surge的重要一环，该路线的主要目标是推动以 Rollup 为中心的扩容，实现每秒 10 万的 TPS，主要分为两个阶段：

1. 实现 Rollup 的初步扩容：EIP4844 向以太坊引入一种新的交易类型，这种交易类型携带短暂存在的 Blob 数据，将使得 rollup 的开销降低 10-100 倍，同时结合初步的 OP Rollup 欺诈证明以及 ZK-EVMs 的辅助，实现初步扩容。
2. 实现 Rollup 的完全扩容：在前者基础优化完善的同时，重点着手数据可用性 DA 方面的优化，如数据可用性抽样的客户端、P2P 设计等。

坎昆升级仅仅是第一步初步扩容的实践，为第二阶段完全扩容做下了铺垫。

以太坊发展路线图（来源：ETH中文）

在Surge结束后，还有The Scourge、The Verge、The Purge和The Splurge四个阶段。

结语

作为Surge阶段重要的一次升级，坎昆升级将进一步优化Layer2的体验和费用。这大大增强了以太坊及EVM系区块链的竞争性，巩固了以太坊主网的优势地位。同时由于Layer2的成本进一步优化，Layer2盈利空间变大，可能在Layer2赛道迎来新一轮的竞争。