理解以太坊的Danksharding：通往可扩展性的道路

以太坊解决网络拥塞的方法已经显著演变。在2024年，该协议最雄心勃勃的扩展升级集中在danksharding上——一种旨在以规模实现快速、经济交易的变革性技术。随着以太坊受到去中心化金融应用、数字收藏品和游戏生态系统的压力，danksharding代表了网络管理数据和处理交易方式的根本转变。

本综合概述探讨了danksharding的架构，称为proto-danksharding的中间阶段(通过EIP-4844)实施，以及对用户和开发者的实际影响。我们将审视EIP-4844如何大幅降低Layer 2成本，追溯以太坊向全面可扩展性的演变，并展示已为生态系统带来好处的实际费用降低。

基础：Danksharding的独特之处

Danksharding 与早期的扩展方法有根本性的不同。传统的分片将区块链划分为多个并行部分——每个部分都有自己的验证者集和处理能力——而 danksharding 采用统一架构，在每个槽位上使用单一提议者模型。

这种建筑选择带来了两个关键优势：

简化协议设计： 单一提议者结构显著降低了协调复杂性，同时保持安全保障。这种优雅使得danksharding与传统分片模型的碎片化特性截然不同。

卓越的吞吐量： 网络从管理孤立的分片转向协调一个单一的高容量数据空间。这一演变是在rollup技术成熟的过程中出现的，研究共识从传统分片转向了danksharding作为首选的扩展路径。

历史背景：当以太坊的核心开发者在2015-2016年最初提出分片时，这代表了主要的扩展策略。然而，随着第二层汇总解决方案证明了其可行性和安全性，社区认识到，专为满足汇总数据需求而设计的danksharding提供了更高的效率和更快的部署。

Proto-Danksharding 到来：EIP-4844 解释

EIP-4844代表了danksharding概念的第一次实际实施。这个升级引入了一组战略性danksharding能力，而不是等待完整的基础设施，从而带来即时、可衡量的好处。

核心创新：数据块

该协议升级引入了一种新的数据原语，称为“blobs”——与以太坊区块捆绑的大量二进制信息。与传统的交易数据竞争有限的区块空间的智能合约调用不同，blobs占据了一个独立的数据维度。这种分离使得Rollup能够以历史成本的一小部分发布其交易记录。

EIP-4844的三个定义特征：

• 引入一个专门的 blob 数据市场，具有独立的费用机制
• 加密验证机制确保数据完整性，无需完全下载要求
• 向后兼容，保持所有现有以太坊功能

proto-danksharding (EIP-4844) 与最终的完整danksharding 之间的区别在于范围：当前的实施专注于建立基础机制和适度的数据容量 (大约每个区块 3-6 个 blobs )，而完整的danksharding 目标是每个区块扩展到 64+ 个 blob 空间。

技术架构：Blob和承诺是如何工作的

Danksharding的力量来自于优雅的加密解决方案，以解决数据可用性周围的复杂问题。

数据块：Rollup 的成本优势

Blobs 充当经济数据仓库。当 Layer 2 rollup 需要在以太坊上永久记录交易批次时，它之前消耗了 “calldata”——一种与所有其他以太坊活动共享区块空间的优质资源。Blob 空间在独立经济下运作，通常每字节的成本低于 10-20 倍。这一成本差异直接转化为终端用户的费用节省。

KZG承诺：无需完全验证的安全性

以太坊验证者无法实际下载和验证每一个字节的 blob 数据。相反，他们依赖于 KZG ( Kate-Zaverucha-Goldberg ) 承诺——紧凑的密码学证明，保证：

• 数据可用性 (blobs 没有被审查或隐藏)
• 数据完整性 (未发生未经授权的修改)
• 计算效率 (验证需要最少的计算资源)

KZG仪式于2023年完成，生成了支持该系统的加密参数。这个信任设置涉及数万名独立参与者，使参数被破坏在加密上不可行。

验证者处理机制

当代以太坊验证者现在执行增强的职责：他们通过密码验证而不是数据检查来验证包含大块承诺的区块。这维护了去中心化，同时支持了显著的吞吐量提升。

第二层经济转型：真实费用影响

EIP-4844 的实际影响已经在整个生态系统中显现。

实施前景

尽管Rollups在链外处理方面具有优势，但之前仍面临着可观的每笔交易成本。将批量证明发布到以太坊昂贵的calldata空间占据了Rollup运营费用的80-90%。这些成本不可避免地转嫁给了最终用户。

实施后结果

在EIP-4844激活后，主要的rollup平台实施了基于blob的数据发布:

运营机制

在EIP-4844之前:

1. Rollup 序列器在链下批处理数百笔交易
2. 序列器将批量作为调用数据发布(昂贵)
3. 用户承担~80%的calldata费用

在EIP-4844之后：

1. Rollups 将相同的批量数据作为 blob 发布，而不是
2. Blob 经济在独立的供需曲线下运作
3. 用户在相同交易中体验到80-85%的费用减少

受影响最大的使用类别

代币转移、NFT 操作和金融协议受益匪浅：

• 基本转账费用从 $0.30 降至低于 $0.05
• 批量NFT铸造操作对于较小的收藏变得经济可行
• 去中心化金融套利和质押操作变得对零售参与者可访问

Rollups 作为以太坊的主要扩展层

理解汇总类别有助于阐明为什么EIP-4844代表了如此关键的升级路径。

乐观汇总：通过乐观加速

像Arbitrum和Optimism这样的平台默认假设交易有效。网络包括欺诈证明机制，允许任何人挑战他们认为包含无效交易的批次。这种基于假设的方法在保持完全安全的同时，最小化了链上计算。

零知识汇总：密码学确定性

包括 zkSync 和 StarkNet 的解决方案采用零知识证明——加密证据，证明交易在不透露交易细节的情况下被正确处理。这些证明需要更多的计算资源，但提供了即时最终性和增强的隐私特性。

共同利益：Blob 采用

无论架构方法如何，两种 rollup 类别通过 blob 数据发布实现了显著的成本降低。EIP-4844 兼容性现在已成为主要 Layer 2 平台的标准。

安全架构：在规模上保持信任

Danksharding 在前所未有的吞吐量提升下，仍然保持以太坊的核心安全属性。

审查抵抗机制

单一提议者架构实际上增强了审查抵抗力。通过消除传统分片中所需的多个协调者，danksharding减少了发起审查攻击所需的参与者数量。提议者轮换确保没有单一方控制数据包含决策。

通过可访问的验证实现去中心化

完整的以太坊验证者——不是专用硬件或高资本实体——可以使用标准计算基础设施验证 blob 承诺。KZG 承诺系统保持了这一可访问性，保护了分布式验证者网络。

KZG仪式的重要角色

涉及数万贡献者的随机参数生成确保没有任何联盟可以预先确定 blob 承诺。这个可信的设置代表了一次性的密码投资，保护所有后续协议操作。

实用安全指南

用户与第二层平台互动时应：

• 验证他们选择的平台或dApp是否运行在经过审核的成熟Rollup基础设施上
• 维护定期的钱包安全实践，包括交易批准审查
• 理解Layer 2安全性源于rollup操作员的诚信和以太坊结算层的保障

以太坊的扩展时间线：从原型到全面实施

以太坊的路线图分为不同的阶段：

当前阶段：Proto-Danksharding Live EIP-4844 的部署标志着实际可扩展性改进的开始。用户和开发者现在体验到了首次实质性的手续费降低。

中级开发 (1-2 年) 协议研究专注于扩展 blob 容量和完善数据可用性机制。开发者致力于额外的第二层优化策略。

完整的 Danksharding 部署 网络过渡到每个区块64+个blob空间，实现指数级的吞吐量增长。此阶段代表了多年研究和工程努力的顶峰。

未来考虑 除了全面的danksharding，协议社区还在继续探索多维费用市场、跨域互操作性和先进的隐私机制。

解答常见问题

danksharding 如何精准解决以太坊的扩展问题？

Danksharding 增加了可供 Layer 2 rollups 使用的数据容量。通过为交易证明提供经济空间，该架构允许更多的交易通过 rollups 得以结算，而不会导致以太坊的主层网络拥塞。

proto-danksharding与最终实现有什么区别？

原始的danksharding (EIP-4844)建立了基础机制，保守地增加容量(3-6个blob每个区块)。完整的danksharding将其扩展到每个区块64+个blob，实现协议的完整可扩展性愿景。

danksharding是否会影响安全性或去中心化？

不。该架构通过KZG承诺保持密码安全，并通过使验证者要求对标准硬件可访问来维护去中心化。

Layer 2交易成本是永久降低的吗？

Blob费用根据网络需求波动，类似于传统交易费用。然而，它们仍然远低于传统的calldata定价，为用户提供持续的成本节省。

普通用户何时会体验到这些改善？

改进已然生效。任何通过启用 blob 的 rollup 进行交易的用户都能立即体验到降低的费用。

转型已经开始

以太坊通过danksharding技术的转型并非理论上的——它正在积极重塑生态系统。Proto-danksharding带来了可衡量的、即时的好处：Layer 2用户的费用下降超过80%，为微支付、游戏和去中心化金融开辟了新的可能性。

通往完全的danksharding的道路代表着一个经过精心设计的进程。每个阶段都建立在通过多年的研究所确立的密码学基础之上。KZG仪式、EIP-4844实施以及开发者对Layer 2优化的持续关注共同展示了以太坊如何朝着其可扩展性目标演进。

对于用户来说，这意味着网络确实变得更加可访问。对于开发者来说，这意味着可以在没有高昂交易成本的情况下构建复杂的应用程序。这种结合解决了以太坊的核心扩展挑战，同时保持了定义协议的去中心化和安全性特性。

未来1-2年将揭示这种精心设计的方法是否能够实现其雄心勃勃的目标。根据目前的证据，趋势是明确的：以太坊正在成为其最初愿景所承诺的可扩展平台。

风险提示：加密货币市场涉及重大风险。过去的表现并不代表未来的结果。在参与区块链应用或资产交易之前，请进行彻底的研究并实施稳健的安全措施。