以太坊路線圖:合併之後 Rollup+分片是擴容關鍵
昨日以太坊終於完成了POW轉為POS的共識迭代。合併只是以太坊路線圖中的一環,那麼,之後以太坊路線圖到底是怎麼樣的呢?首先,以太坊路線圖分為三個階段:信標鏈、合併以及分片。
它們的時間節點分別是
信標鏈:2020年12月1號
(Rollup: Arbitrum 2021年9月份上線,Arbitrum升級版Nova於近日上線。Optimistic於2022年3月份上線。ZK-rollup目前仍在開發階段。)
合併:2022年9月15日
分片:2023年 分片方案叫做Danksharding,初級階段為Proto-Danksharding。
關於共識、執行和資料可用性
當我們回顧以太坊這臺世界計算機的執行機制時,我們需要明白三個名詞:共識、執行以及資料可用性。
共識:共識確認了儲存在區塊鏈上權威的資料真實性。無論是POS還是POW,參與者對區塊的真實性達成了統一。
執行:執行則是礦工(驗證者)獲取N的狀態,再從記憶體池中抓取交易來更改這一狀態。這一步驟涉及到計算。
資料可用性:指託管在區塊鏈節點上的資料,這些需要永久保留再鏈上的資料需要相當的區塊空間。這使得區塊空間變得稀缺(區塊空間最大為1.85MB)。
以太坊路線圖中,信標鏈&合併在共識上做出了改變;而Rollup和分片則針對的是執行和資料可用性上這兩點進行降本增效。
信標鏈&合併
信標鏈是作為共識層存在的(以區別於主網的執行層),它的作用是用來協調和管理質押者網路。而以太坊合併則更像是以太坊主網銜接到信標鏈新引擎的過程。共識層面從POW轉為POS使整個系統更加節能高效,也收緊了整個以太坊網路對驗證節點的控制(因為存在懲罰機制)。 未來,POW礦工會分為Builder和Proposer這兩種角色(這種分工又稱PBS)。 Builder負責打包區塊,而Proposer則負責區塊競價(在不知道區塊內容的情況下)。
在9月15日的合併之後,近期最值得外界關注的是 Shanghai Upgrade 。其中,以太坊核心開發者所需要開發的功能 之一 是幫助質押者提取存於信標鏈上的以太坊(這部分金額值21億美金。) 第二 , 對於EVM進行升級。在過去兩年中,EVM沒有進行任何升級,部分原因是把這部分升級納入Merge中將加大開發難度。 第三 ,ProtoDanksharding的開發,它是Danksharding的初級版本。Shanghai Upgrade的日期目前仍尚未確定,且以太坊內部針對於此次Shanghai Upgrade所要開發的功能也有所分歧。上海所包含的功能集合越複雜,升級就越複雜,升級延遲的可能性越大。
Rollup+分片
由於資料可用性層面,合併不會帶去任何改變。即以太坊不會擴容、Layer1的使用體驗依舊。這時候Rollup+分片在執行和資料可用性方面做出了改變,使得以太坊擴容得以實現。執行層面,Rollup計算被轉至鏈下處理和執行,而交易資料仍保留在主鏈上。然而,Rollup對於資料可用性並沒有改進,這意味著Rollup上的Gas費用仍因為主網擁堵而高企。為此, 分片在資料可用性上的提升主要來源於對資料的精細化分類。 新的分片模式Danksharding奠定了主要為Rollup服務的基調,開啟了以Rollup為主的(rollup-centric)路線。
Danksharding是2020年後更新的以太坊分片提案,淘汰了之前按的狀態通道、Plasma等擴容方案。Proto-Danksharding(Danksharding的初階段),Layer1向Layerer2提供了一種新的資料型別,引出了所謂的 Blob資料 。Blob資料可以理解為不敏感、大量瑣碎資料,與Calldata這種可呼叫交易資料是截然不同的資料型別。Blob資料從Calldata(可呼叫交易資料)中分離出來,EVM的執行無需訪問Blob,EVM只需檢視對Blob的承諾。因為在Rollup上壓縮的檔案包有些可以直接解壓成可讀模式或者下載至鏈下,無需EVM訪問。由此,Blob資料處理的成本比可呼叫交易資料Calldata更加便宜。且存於共識層的Blobdata會在一個月之後刪除,以減少對區塊空間大小的壓力Proto-Danksharding通過細分資料型別,將資料處理精細化,由此大大減少了系統工作量。
Proto-Danksharding順帶做出了 Gas費用經濟模型 的改進(這裡稱 EIP4484 );即處理blob data和calldata採用不同的收費模型。比如說,你正在二層上進行某些操作時,恰好趕上了某個爆款NFT在銷售中。而你所需支付的Gas費用並不會受火爆的NFT售賣所影響。不過Proto-Danksharding也帶來了不少挑戰,即Gas費用的計算模型更加複雜。則Builder (區塊打包者)尋求最優出價者時碰到了問題,即無法一下子識別而是需要數學公式計算來尋找最優出價者。導致這一問題的原因是Calldata和Blob都需要收取Gas,同時不能觸碰到EIP1559所規定的gas limit。這對本就趨於專業的Builder更進一步提高了要求。
Proto-Danksharding是邁向Full Sharding的重要一步。一旦Proto-Danksharding落地,客戶端執行層、Rollup開發者和使用者可以一勞永逸;因為未來Full Sharding主要發生在共識層。可以說Proto-Danksharding在邏輯層面為Full Sharding打好了基礎。
從以太坊路線圖中,可以發現這幾個規律:
1. 信標鏈+合併,是以太坊共識+執行方面的調整。這兩步分離出了信標鏈(共識層)、主鏈(執行層)的架構,同時礦工的工作由以PBS方式進行重新分配。區塊生產者趨於專業(對於機器和頻寬也有著嚴苛要求),而區塊提議者則制約區塊生產者,從而達到一種平衡。
2. 合併只是以太坊路線圖的序曲,分片+Rollup才是以太坊成為世界計算機的主章。分片為Rollup服務,Rollup承載以太坊更多敘事。尤其,分片Danksharding在資料可用性方面進行了調整,涉及到了資料的分揀處理以及Gas費用的梯度處理。
3. 與Cosmos和波卡一樣,以太坊也走上了模組化路線。信標鏈成為了共識/信仰所在(也承擔了國庫的作用),而主鏈則類似於實時公告板(對Rollup的驗證以及區塊處理的實時更新),而Rollup則是上方不斷運轉的機器(承載所有Dapp功能)。
4. 就離最近的Shanghai Upgrade而言,它是銜接合並和分片的重要步驟。然就開發哪些功能而言,目前以太坊核心開發小組還沒有達成共識。Shanghai Upgrade的日期現在也還未確定。
http://ethereum.org/en/upgrades/sharding/
http://decrypt.co/109766/the-ethereum-merge-is-here-what-next
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