以太坊:以太坊分片设计简史：从「Block」到「Blob」

原文来源：@protolambda推文

原文作者：Protolambda

从“Block”到“Blob”，这其中涵义深刻。

带有“crosslink”的可执行的“分片链”被淘汰了：在信标链中实现EVM；使用“数据可用性采样”的以rollup为中心的以太坊路线图，扩容以太坊基础层而无需增加应用环境的复杂性。但是，你如何在没有区块元数据的情况下调用分片内容呢？

好吧，这就是“blob”派上用场的地方。“Blobspace”真是一个不错的叫法！

让我来分享一些以太坊分片设计的历史吧：

分片(或“阶段1”)按之前的计划应该是在“阶段2”(即信标链执行环境)推出。但在“阶段0”(信标链启动)之前，主网EVM具有优先权这一情况变得清晰，而“阶段2”执行层(ewasm?)的推出遥遥无期。

以太坊核心开发者：尚未确定合并具体日期，会定期重新运行影子分叉:金色财经消息，以太坊核心开发者Tim Beiko针对以太坊合并时间点再次表示，尚未确定合并具体日期，只有在客户端团队确信软件实施已经过彻底测试，并且没有错误时，才会确定合并日期。

另外，Tim Beiko表示，截至2022年4月，所有客户端团队都在进行合并实施，包括新测试网的推出和影子分叉的测试。其中，针对现有测试网和以太坊主网运行的影子分叉已经揭示了客户端的实施问题，目前团队现在正在修复这些问题，并且会定期重新运行影子分叉以测试修复。

4月13日，Tim Beiko发推表示，强烈建议此时不要对挖矿设备进行更多投资，（以太坊合并）不会在6月完成，但可能是之后的几个月，目前没有确定的日期，但我们肯定目前处于以太坊PoW的最后阶段，且会在2022年内完成（以太坊合并）。（github.com）[2022/4/14 14:24:19]

“阶段1”的规范在信标链之前已经重写了多次：

本体将为以太坊和波卡的DeFi项目提供 DID 解决方案:据官方推特消息，本体计划为以太坊和波卡的DeFi项目提供DID解决方案，包含本体信任分、可复用KYC和电子签名等功能。[2020/7/27]

更少的分片(1024->64)

借助理想的跨分片通信(crosslinks)实现自由骑行

新的托管证明设计(去掉托管部分，转而采用罕见的故意证明丢失)

更别说更早期的分片研究工作了，实话说，那些研究都非常抽象以及雄心勃勃：跨域消息传递、带有ewasm的执行环境、动态访问的无状态性、分片委员会等等都让L1变得更加复杂。而L1已经开始僵化了。

但是，如果L1只专注于解决数据问题，那么上述提到的大多数问题都转化为L2的开发问题。而采样(sampling)正好解决了L1数据问题。如果我们可以在网络层支持额外的功能...会如何呢？

当前以太坊未确认交易达241579笔:金色财经报道，据btc.com数据显示，当前以太坊未确认交易达241579笔。当前全网难度2,360.31T，平均出块时间为13.4S，每秒交易数约为11.25。截至目前以太坊全球均价为226.26美元，24h跌幅为1.93%。[2020/6/21]

因此在2020年10月14日，开发者就”阶段1的网络连接问题(networking)“进行了一次电话会议。讨论下来可以得出：gossipsub热度很高DHTs似乎很慢。但在当时，这些为时还早——每一个网络开发者都还在忙着为信标链的发布做准备(12月1日！)，而且由于当时的最新情况，网络层存在很明显的偏向。

当时的偏向：

Gossipsub=炙手可热，主网准备就绪(除了一些DoS问题之外，没有多大问题了。并且这些问题也在主网启动之前发现/披露了)

Discv5=不完整，需要在主网启动前从5.0->5.1进行实时网络迁移

动态 | 金融科技创业公司Tradeshift通过以太坊区块链削减买卖双方间跨境交易成本:金色财经报道，金融科技创业公司Tradeshift表示已通过使用以太坊区块链削减了其平台上买卖双方之间的跨境交易成本。Tradeshift旗下创新部门Tradeshift Frontiers将发票价值表示为买方和卖方之间的代币化借据，然后以一种链上法币形式进行结算。Tradeshift与Consensys支持的Monerium合作，在今年早些时候完成了一项国内交易，此次交易涉及了零售商Nordic Store和IKEA Iceland。在下一阶段的试点中，智能合约中涉及欧元计价的电子货币的跨境交易。[2019/12/18]

(https://github.com/protolambda/discv5-catdog)

但方向似乎很明确：减少L1复杂性，信标链已经够复杂了。只通过数据提高可扩展性，长期来看使用“数据可用性采样”方案，并拥抱L2扩容解决方案。因此Vitalik将其描述为《以rollup为中心的以太坊路线图》(中文版)。

动态 | 报告：ICO泡沫之后两年里以太坊网络健康增长 得益于稳定币的崛起:Coinmetrics一份报告显示，在ICO泡沫之后的过去两年中，以太坊表现出了相当大的增长。大部分增长归因于加密市场中稳定币（特别是Tether）的崛起。尽管在2018年ICO泡沫期间以太坊被严重高估，但当前的NVTV比率正在达到一个转折点。较低的NVTV比率表明网络的增长。 不仅网络价值，在网络上进行的交易也增加了。代币交易（或ERC20和ERC721代币）开始引领ETH交易。这些指标的变化预示着网络相对于投机活动出现正增长。 此外，大部分增长归因于过去两年稳定币的增长。根据Coinshares的另一份报告，自去年11月以来，稳定币的总市值增至2.5倍。尽管Tether遭受指控，但其稳定币市值份额仍然保持在80％。越来越多的交易所和钱包支持USDT-ERC 20，对它的崛起起到了推动作用。ERC-721代币交易也有所增长，其中大部分可归因于在线游戏Godsunchained。（CoinGape）[2019/11/13]

然而，当实现者忙于信标链的发布时，研究人员已经忙于发布后的工作了：Vitalik/Dankrad当时致力于一些早期的数据可用性设计草案，试图让实现者更加容易理解这些原理。

同时，我们启动了Zinken、Toledo和Pyrmont测试网检查更多的启动事项(检查漏洞等)。并且我们尝试跟上研究的进度，并开始针对网络层上的东西添加设计文档。就当时来说，关注这些问题还太早了，但DAS(数据可用性采样)实在太好了，没办法忽视。

基于gossipsub的一些东西，我确实写了一些想法，把它用于DAS。事后看来，我现在倒认为DHTs比Gossipsub更加适合DAS，也许除了初始分配。

当时我期望一些DAS的规范能够被实现和模拟。我想这是“blob”首次被提到？我们确实在“分片数据blob”这样的上下文中使用过它，而且那时分片的规范中还没出现过这个词。

信标链发布之后，又有了更多的时间，然后我写了一个草案，在Vitalik和Dankrad写的采样规范草案中加入了更多typing和网络层的内容。将blob命名引入分片的规范:)

2021年一些事情发生了改变：为其设计的理想的p2p结构太复杂了，所以我转而尝试为它贡献工具(go-kzg)和参与早期的合并工作(rayonism)。然后在夏天再次尝试加入分片的研究工作，而不是参与Altair/London升级的开发工作。

Blob又出现了，这次它的结构更加PBS化——聚合了blob-构建者和blob-提议者的BLS签名。但还是太复杂了：因此，分片设计的演进方向变得主要“以信标提议者为中心”，这样设计使得其“仅”成为一个网络层的问题。

这在某种程度上就像是对分片的第五次设计？极简主义要舍弃掉很多东西，但结果确是美丽且强大的：更多的模块化设计、封装以及可选的复杂性。Rollup引起了我的注意，尤其是Optimism。

2022年底，EIP4488(注意不要搞混了，不是4844！)和4490出现了：人们开始变得不耐烦，calldata的成本必须快速降低以保持竞争力！伦敦升级之后的AllCoredevs上对这些话题的讨论也变得很热烈。但在我看来这是不可持续的，因为calldata带有L2不需要的传统开销。

同时，Vitalik和Dankrad继续研究一些新的分片设计：更加以信标链为中心、只通过数据进行扩容、专注于采样方案。我觉得“danksharding”在21年底/22年初真正公开出来？不是很确定第一个版本是哪个了，Dankrad一直都在研究分片。

22年初，Vitalik提出了两种方法，我们可以在不使用采样的情况下，向完整的danksharding发展：简单版本和复杂版本。虽然在我看来，这其实就是“重EL(执行层)”以及“EL和CL分离，更容易和未来兼容”之间的区别。

我喜欢第二个方案，然后在EthDenver2022期间，我们实现了EIP-4844：我和@lightclients致力于Geth；@asn_d6帮助研发KZG；@adietrichs致力于费用市场的研究；并且都和Vitalik/Dankrad一起起草一份EIP。Prysm团队构建了首个CL原型。

现在4844被命名为"proto-danksharding"：实现完整分片的前提条件。但是“blobspace”才是真正的模因：经过许多次分片的设计迭代之后，这是比任何其他分片设计都更接近达到以太坊愿景的一个版本。

对我来说，Serenity这个阶段就是完成所有PoS和分片设计以及迭代更新的工作。我们已经在信标链以及类似于协议外PBS这些开发上获得一些进展，让我们在PoS方面有了一个不错的开始。我想现在是时候对分片进行首次升级了：4844！

还有一些对未来danksharding的热点：

L1数据包含延迟对L2的影响被高估了。

为了获得更多数据可用性的带宽，值得权衡的设计空间。

Gossip和TCPDHTs不好，UDPDHT类的覆盖很好：这都是关于轻节点的计数(什么时候进行discv5扩展？)

更多danksharding的热点：

采样很大程度上依赖于良好的对等节点，希望看到更多评分优先但健壮的设计。

宁愿选择轻量级的通信和更多的女巫，而不是缺乏p2p上的验证者隐私。

ZK可以成为未来p2p抗女巫的技术，但现在来说似乎还远着。

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