以太坊坎昆升级深度解析,Dencun升级如何为以太坊注入新活力
以太坊作为全球领先的智能合约平台,其持续的协议升级是推动网络发展、提升性能和降低成本的关键，在经历了“伦敦”、“合并”、“上海”等重要升级后，以太坊社区正 eagerly 迎来下一次重大更新——坎昆升级（Cancun Upgrade），此次升级，更准确地说是其核心部分“Dencun升级”（以 Cancun 和 Deneb 两个升级点命名），被寄予厚望，尤其旨在解决以太坊二层网络（L2）扩容的痛点，预计将对整个以太坊生态产生深远影响。
坎昆升级（Dencun）的核心目标：聚焦L2扩容
坎昆升级的首要目标是显著降低二层网络上的交易费用,特别是对于rollup这种主流的L2扩容方案，随着以太坊主网日益繁忙，L2承担了大部分的交易执行，但其数据成本（Data Availability，DA）仍占比较高，限制了L2进一步发挥其低成本、高吞吐的优势，坎昆升级正是要通过引入新的协议机制，大幅削减这部分成本。
关键升级详情：EIP-4844（Proto-Danksharding）
坎昆升级中最核心、最受关注的改进是EIP-4844：Blob Transactions（Proto-Danksharding），通常被称为“proto-Danksharding”或“EIP-4844”。
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什么是Blob Transactions？
- 在EIP-4844之前，L2将交易数据发布到以太坊主网主要通过调用
calldata，这种方式的成本相对较高，且与以太坊的状态租金（State Rent）机制存在一定不匹配。 - Blob Transactions引入了一种新的交易类型，专门用于发布大量的、不经常需要访问的数据——也就是“Blob”（Binary Large Object，二进制大对象），这些Blob数据被承诺在网络上可用一段时间（目前预计为40天左右），但它们不会被直接存储在以太坊的状态中（即不增加主网的状态存储负担），而是通过一种名为“数据可用性采样”（Data Availability Sampling, DAS）的机制来确保其可用性。
- 在EIP-4844之前，L2将交易数据发布到以太坊主网主要通过调用
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Blob Transactions如何降低L2成本？
- 更低的Gas成本：Blob Transactions引入了一种新的Gas费用计价机制，除了基础的
gas_limit和max_fee_per_gas外，Blob交易还包含blob_versioned_hashes和max_fee_per_blob_gas，发布Blob数据需要支付max_fee_per_blob_gas，这部分费用远低于使用
calldata传输同等数据量的费用，这直接降低了L2向主网提交数据的成本，从而显著降低了L2用户的交易费用。 - 分离数据与计算：Blob Transactions将L2的交易数据（Blob）与执行逻辑（主网上的智能合约交互）分离开，使得主网可以更高效地处理和验证数据可用性，而不需要实际存储这些庞大的数据。
- 更低的Gas成本：Blob Transactions引入了一种新的Gas费用计价机制，除了基础的
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Blob的数量限制
为了防止网络资源被滥用,每个区块中可以包含的Blob数量是有限的，EIP-4844最初设计为每个区块最多可以包含3个Blob，但后续可能会根据网络情况进行调整，每个Blob的大小约为128KB，因此单个区块可以处理的数据量有了显著提升。
坎昆升级的其他重要EIP
除了EIP-4844这一明星升级外，坎昆升级还包含一些其他值得关注的以太坊改进提案（EIP）：
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EIP-1153：Transient Storage（临时存储）：
- 允许智能合约在单个交易中读写临时的存储槽位,这些数据在交易结束后会被自动清除。
- 这为智能合约提供了一种更高效、更节省Gas的临时数据存储方式，无需占用永久存储空间，也无需在交易结束后手动清理。
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EIP-4788：Execution Layer Block Header as a Contract Call：
- 将最新的区块头信息作为一笔特殊的预编译合约调用（
ADDRESS）注入到每个交易的顶层调用中。 - 这为智能合约提供了直接访问链上最新区块信息（如区块号、时间戳、哈希等）的能力，无需通过复杂的预言机或状态查询，增强了合约的功能性和可组合性。
- 将最新的区块头信息作为一笔特殊的预编译合约调用（
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EIP-6110：Limit on PUSH0 Instruction：
- 引入了对
PUSH0指令的限制，这是对EIP-3855（引入PUSH0指令）的一个补充，旨在防止合约滥用PUSH0指令导致潜在的无限循环或Gas消耗问题。
- 引入了对
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EIP-7044：Proof-of-State Transition (PoST) for Validators：
（此EIP可能仍在讨论或调整中，需确认最终是否包含）旨在改进验证者的状态转换证明机制，可能涉及验证者更高效地参与共识过程。
坎昆升级的时间表与影响
- 时间表：坎昆升级原计划在2024年初进行，但由于以太坊核心开发者对EIP-4844的细节（如Blob数量、Gas定价等）进行了充分讨论和测试，其激活时间表可能会略有推迟，目前预计将通过Capella（上海升级）后的下一次网络升级（称为Deneb）来激活，通常被称为“Dencun升级”，具体激活时间将以以太坊核心开发者会议决定为准。
- 对L2的影响：EIP-4844的引入被广泛认为是L2发展的“强心剂”，通过大幅降低数据成本，L2可以提供更便宜的交易服务，吸引更多用户和开发者，从而推动以太坊生态的整体繁荣，预计各L2项目（如Arbitrum, Optimism, StarkNet, zkSync等）将积极拥抱此次升级，并可能推出基于Blob交易的新功能或优化。
- 对以太坊主网的影响：虽然升级主要针对L2，但主网需要处理Blob数据和DA采样，这对节点的硬件配置和网络带宽提出了一定要求，节点运营商可能需要进行升级以支持新的交易类型和数据验证机制，长期来看，健康的L2生态反过来也会减轻主网的交易处理压力，提升整个以太坊网络的可扩展性和用户体验。
以太坊坎昆升级（Dencun）是以太坊发展道路上的又一重要里程碑，其核心EIP-4844（Blob Transactions）通过创新的数据可用性方案，有望从根本上解决L2的数据成本瓶颈，为以太坊的扩容之路扫清关键障碍，配合其他EIP的改进，坎昆升级将进一步提升以太坊网络的效率、安全性和可扩展性，为构建一个更加繁荣、低成本的Web3生态系统奠定坚实基础，开发者、用户和投资者都应密切关注此次升级的进展和实施效果，它无疑将深刻影响未来以太坊生态的格局。