理解并应对即将到来的以太坊Dencun升级

自2013年发布白皮书以来，以太坊已经迎来了九年的存在。在这漫长而辉煌的时期，以太坊成功经历了11次重大升级，每次都为其生态系统注入了新的叙事和机遇。在当前的宁静阶段（以太坊2.0），创始人维塔利克·布特林概述了一个六阶段的升级路线图，专注于可扩展性、增强安全性、共识机制和经济模型优化。根据维塔利克·布特林的以太坊路线图，Dencun升级是"激增"阶段的一部分。

激增

激增阶段主要旨在解决持续存在的可扩展性问题，最终目标是实现以太坊每秒10万笔交易（TPS）的性能水平，接近传统电子支付的速度。这次升级通过Danksharding（"DS"），也称为分片技术来实现，这也是本文的重点，突出了今年计划进行的Dencun升级。

什么是Dencun升级？

Dencun升级是一项重要的以太坊改进，旨在增加数据存储并降低成本。Dencun升级包括五个以太坊改进提案（EIP），其中EIP-4844尤其受到关注。EIP-4844旨在解决以太坊的可扩展性问题，有助于降低以太坊Layer2解决方案的交易成本，直接惠及更广泛的L2生态系统。除了核心的EIP-4844外，其他改进提案还包括EIP-1153、EIP-4788、EIP-5656和EIP-6780。

1月17日和30日，以太坊开始在Goerli和Sepolia测试网上测试Dencun升级。目前测试网运行顺畅，Blob数量提交正常。随后在Holesky测试网上的测试计划于2月7日进行，主网实施日期尚未公布。

EIP-4844（原型Danksharding）：

目前，以太坊上所有Layer 2的交易数据都存储在Layer 1的Calldata中。然而，Calldata空间有限，无法满足不断增长的存储需求，导致数据使用成本高昂，并增加了以太坊节点的计算负担。Dencun升级引入了Blob，这是EIP-4844中的一种新数据存储结构，专门用于存储从Layer 2提交到Layer 1的交易数据。Blob存储在共识层，与Calldata分开，使其无法被以太坊虚拟机（EVM）访问。Blob的作用是在一定时间范围内（约一个月）满足存储数据的需求方访问验证，而无需Layer 1完全执行它，显著减少了节点工作负载。

（来源：https://hackmd.io/@luozhu/SyleCcpti）

目前，一个Blob的大小固定为128KB，这意味着单个Rollup只能购买整个Blob，而不能购买数据的个别部分。总的来说，将六个完整的Blob附加到一个区块上会使区块大小增加约40%。考虑到当前区块大小约为1.875MB，一个完整的Blob集可能会增加约0.75MB。这种增加发生在18天的滚动周期内，确保网络节点不会长期增加存储容量。

新的预编译点评估预编译：

此外，EIP-4844引入了一个名为点评估预编译的新预编译，便于乐观Rollup和ZK Rollup解决方案验证与Blob相关的数据。在乐观Rollup中，点评估预编译主要用于验证欺诈证明提交期间提供的底层数据。在ZK Rollup中，它用于验证两个关键承诺：Blob承诺和ZK Rollup自身的承诺。通过利用点评估预编译，ZK Rollups可以有效地证明这些承诺指向相同的数据，确保数据一致性，并为整个ZK Rollup系统提供可靠性和安全性。

EIP-1153（即时存储操作）：

目前，以太坊上的所有数据存储都遵循永久存储模型，包括临时数据的存储，这导致了浪费和高昂的燃气费。EIP-1153旨在引入一种新机制来处理智能合约执行期间的临时或即时存储。引入即时存储操作允许智能合约在完整的交易执行周期内读取和调用临时存储数据，并在交易执行周期结束后清除临时数据。

EIP-4788（信标区块根提交）：

目前以太坊虚拟机（EVM）和信标链（以太坊的共识层）之间的独立性带来了一些挑战。EVM无法直接访问信标链，需要依赖外部可信预言机来获取信标链的数据和状态。EIP-4788在每个执行区块头上放置一个信标链区块根，使EVM能够直接访问以太坊共识层的状态和数据。这引入了一个协议级预言机，提高了操作效率和准确性，并消除了与外部预言机相关的风险。

EIP-5656（MCOPY操作码）：

EIP-5656引入MCOPY操作码，以优化智能合约执行过程中内存中数据复制的过程。内存复制指的是将数据从内存的一个位置移动到另一个位置的过程，这是计算中用于构建数据结构和复制对象的基本操作。采用MCOPY操作码将减少相关操作的燃气费，同时提高合约执行的性能。

EIP-6780（限制SELFDESTRUCT）：

现有的SELFDESTRUCT操作码，顾名思义，允许开发者从区块链上完全移除智能合约。执行时，它会从以太坊中删除合约的代码和存储，并将合约中剩余的ETH发送到指定地址。这个操作涉及账户状态的重大变化，因为它包括从链上移除已部署的合约代码和存储数据。

EIP-6780旨在限制SELFDESTRUCT操作码的使用。它只会在创建智能合约并在同一交易中执行SELFDESTRUCT操作码时生效。在其他情况下，不会删除代码或存储。

总结：

作为区块链技术的先驱，以太坊通过更新和升级不断推进其技术能力，以满足企业和用户期望的不断增长需求。Dencun升级代表了以太坊在其可扩展性和性能改进路线图上的重要一步。

随着Dencun升级的实施，以太坊在安全性、可扩展性和可持续性方面取得了实质性进展，为未来区块链更广泛的应用奠定了坚实基础。