Proto-Danksharding 如何改变以太坊的 Dencun 升级：深入探讨 2024 年的重大扩展性变革

以太坊网络已达到另一个关键节点。在经过数月的多阶段测试和开发后，Dencun 升级于 2024 年 3 月 13 日在主网上线——标志着以太坊迈向真正可扩展性的重要转折点。在这次变革的核心，是一个看似简单但意义深远的概念：数据块（data blobs）。但在这个看似朴素的创新背后，是对以太坊处理交易数据方式的根本重塑，其影响波及整个区块链生态系统。

Dencun 背后的架构：不仅仅是一个名字

当开发者选择以 Deneb（天鹅座最亮的恒星）命名此次升级时，他们传达了深远的信号。这不仅仅是一次例行维护更新。Dencun 升级同时在两个层面上运作：Cancun 分叉处理执行层（(通常称为数据可用性层)），而 Deneb 则影响共识层。这种双层架构反映了以太坊日益复杂的工程设计。

升级的核心，EIP-4844（正式名为 Proto-Danksharding(），引入了一种截然不同的存储交易数据的方法。以太坊不再将所有数据塞入标准交易空间，而是创建临时的“数据块”——专为短期存储设计的特殊数据包。这些数据块每个插槽（slot）最多可存储 1 MB 数据，约 18 天后自动过期。这种短暂性至关重要：数据不必在每个节点上永久驻留。Layer-2 解决方案可以在数据存在期间访问和验证，然后将其丢弃，从而释放网络资源。

超越 EIP-4844：创新的配角

虽然 Proto-Danksharding 备受关注，但 Dencun 升级悄然引入了另外五个增强提案（EIP），共同强化以太坊的基础设施：

EIP-1153 解决智能合约执行中的特定低效问题。它引入了临时存储——仅在合约执行期间存在的数据。可以比作自动删除的临时草稿纸。这一目标优化减少了不必要的 Gas 消耗，缓解了计算瓶颈。

EIP-4788 通过允许执行层直接读取 Beacon 链数据，增强共识的最终性。此前，获取最新共识信息需要复杂的变通方案。现在连接更直接高效，支持更复杂的应用构建。

EIP-5656 引入 MCOPY 指令，简化智能合约中的内存操作。虽然改进看似微不足道——更高效的复制——但在每日数千笔交易中累积，能带来可观的 Gas 节省。

EIP-6493 调整验证者选择链的规则。这一微调提升了网络安全性，减少了某些攻击的窗口期，加快了最终确认速度。

EIP-6780 限制了 SELFDESTRUCT 操作，解决了长期存在的安全隐患。通过限制合约自毁的时机，减少了攻击面。

这些提案虽不单独成为头条，但共同构筑了协议的系统性强化——逐步提升效率、安全性或稳定性。

测试之旅：从理论到主网

以太坊的工程实践在测试流程中表现得淋漓尽致。Dencun 升级并未直接跳到主网，而是经过一系列有序的部署：

• 1 月 17 日：在 Goerli 测试网开始测试
• 1 月 30 日：Sepolia 测试网激活升级
• 2 月 7 日：Holesky 测试网验证实现
• 3 月 13 日：主网部署

这种逐步推进、在更具代表性的测试环境中验证的方式，使开发者能够在实际经济价值触及网络之前发现并修复问题。最初计划在 2023 年第四季度完成，但在 2023 年 11 月的全核心开发者共识会议后推迟，优先考虑稳定性。这一哲学立场已成为以太坊治理的鲜明特征。

燃气费革命：量化影响

升级从技术规范转向用户实际利益的关键在于成本的实质性降低。

目前 Layer-2 经济模型显示问题十分明显。Arbitrum 转账 ETH 费用为 0.24 美元，Optimism 为 0.47 美元，Polygon 为 0.78 美元。代币兑换的费用也在上升：Arbitrum 为 0.67 美元，Optimism 为 0.92 美元，Polygon 为 2.85 美元。虽然与两年前 Layer-1 的微观成本相比已大幅降低，但这些费用仍阻碍了普通用户和小额交易的普及。

EIP-4844 的数据块架构正是针对这一痛点。通过将数据存储与执行分离，Proto-Danksharding 使 Layer-2 排序器（sequencers）能更高效地批量处理交易。早期分析显示，Layer-2 网络的费用可能降低 10 到 100 倍。一些预测甚至认为，Layer-2 的成本最终可能降至 0.001-0.01 美元的范围——开启全新应用场景的门槛。

其机制优雅：数据块的成本远低于传统 calldata（调用数据）所需空间，因为数据块无需在所有节点上永久存储。Rollup 运营商目前为永久数据可用性支付高昂费用，而借助临时存储，成本大幅降低。这些节省最终惠及用户，体现在更低的交易费用上。

数据可用性层的悖论

Proto-Danksharding 的意外副作用值得分析。该升级部分设计为桥接技术——向全 Danksharding 过渡的跳板。但通过提供廉价的协议内数据可用性（blob），以太坊无意中与专门的数据可用性（)DA(）解决方案（如 Celestia、EigenDA 和 Avail）形成竞争。

这些项目的核心价值在于为 Rollups 提供可扩展的数据存储。而 Dencun 通过原生提供类似功能，削弱了它们的核心竞争力。数据可用性生态系统面临重新校准。一些项目可能转向提供替代服务，另一些则在成本和专业化上展开竞争，而非必要性。市场最终将决定，数据可用层会演变为细分市场的提供者，还是随着以太坊内部数据可用性能力的成熟而逐渐淡出。

吞吐量变革及其连锁反应

目前以太坊在 Layer-1 上每秒处理约 15 笔交易。这并非技术瓶颈——网络故意限制以优先保障去中心化和验证者的可访问性。随着 Dencun 升级提升 Layer-2 的效率，以太坊生态的实际吞吐量将大幅跃升。Layer-2 解决方案在大幅降低最终确认成本的同时，可以处理更多交易，直到达到自身的吞吐极限。

数学上令人信服：如果 Arbitrum 或 Optimism 现在能以 10-100 倍更低的成本完成最终确认，它们的经济模型将发生根本变化。排序器（sequencers）可以更长时间等待交易批次，)降低延迟波动(，同时保持盈利。用户体验也变得更为稳定、可预测。

这一效率提升还重塑了开发者体验。当交易成本大幅下降，基于 Layer-2 构建应用变得更具吸引力。微交易、高频交易、实时数据流等新型应用场景逐渐浮现——这些在 gas 成本高企时曾难以实现。

安全性与可扩展性同步提升

升级不仅仅是扩容——安全性也在不断增强。EIP-6780 对 SELFDESTRUCT 的限制，解决了已知的安全漏洞。虽然攻击者早已适应了之前的限制，但减少攻击面仍然具有重要价值。

更根本的是，通过 Proto-Danksharding 减少网络拥堵，间接提升了安全性。拥堵的网络会导致更高的延迟，为某些攻击提供窗口。当区块瞬间填满，基础费用飙升，验证者和用户面临时间敏感的决策，容易出错。减少拥堵营造出更平静的环境，使参与者做出更谨慎、更安全的选择。

Beacon 链的权益证明（PoS）共识机制在每次升级中不断成熟。EIP-4493 的调整微调了验证者的选择和分叉规则——虽是细节，却具有深远的安全意义。

开发者新天地

Proto-danksharding 不仅降低了现有应用的成本，还开启了全新类别的应用。每个插槽（slot）1 MB 的数据块带宽虽有限，但其潜力巨大：存储密集型应用，之前依赖链外基础设施的，现在可以在链上存储关键数据。

对于 dApp 开发者而言，存储更多数据在链上变得经济可行。机器学习模型可以在链上存储训练数据，游戏 dApp 可以保存更高保真度的状态，NFT 元数据可以以更低成本永久记录。

这一架构转变也激励 Layer-2 设计创新。开发者尝试不同的排序机制、证明系统和状态管理技术，借助更廉价的基础数据可用性，推动创新。

未来的不确定性

尽管技术方案成熟，但执行风险依然存在。复杂的协议变更可能引发意想不到的交互问题。过渡期可能出现临时的费用波动，用户对新型 blob 交易类型的采用至关重要——如果开发者和用户未能高效利用新功能，潜在收益可能难以完全实现。

旧智能合约与新数据块基础设施的互操作性也可能出现边界情况。Dencun 之前构建的项目可能未立即优化新费用结构。逐步迁移可能导致网络状态异质化，增加假设复杂性。

此外，增加交易量对整体网络安全的实际影响仍待实证。理论上，吞吐量提升会增加验证负载，但 Layer-2 的最终确认分布应能缓解中心化担忧。

未来路线：从 Proto 到 Full Danksharding

Dencun 升级是一个有意的中间步骤。Proto-danksharding 验证了数据块架构的可行性，收集了关于采用、成本和技术问题的实证数据，为最终过渡到全 Danksharding 奠定基础。

全 Danksharding 将把以太坊划分为多个分片（shards），每个分片能独立处理交易。这一架构演进代表了以太坊当前路线图的最终可扩展性边界。Dencun 通过集中实现验证了核心概念。

在 Dencun 之后，以太坊的开发路线图指向 Electra + Prague（昵称 Petra），可能引入 Verkle 树——一种高效的状态验证密码学数据结构。生态系统正逐步构建，层层推进可扩展性。

结语：一个逐步成熟的网络

以太坊的 Dencun 升级凝聚了多年的研究与开发成果，成为一项实用的、已部署的改进。Proto-danksharding 并非概念上的革命——相关思想已流传多年，但将其工程化落地到主网，是真正的成就。

对用户而言，此次升级带来 Layer-2 费用的实质性缓解，尽管历史上已较低，但仍减轻了日常使用的阻力。对开发者而言，成本降低开启了新应用类别。对整个生态系统而言，此次升级彰显了以太坊协同、技术先进的演进能力。

从 Proto-danksharding 到全 Danksharding 乃至更远的未来，彰显了以太坊的雄心：成为一个真正可扩展、同时坚守去中心化原则的区块链。Dencun 升级，是这一路上的重要里程碑。