計劃于 2025 年 12 月 3 日激活的 Fusaka 硬分叉是以太坊繼 Pectra 之后的又一次重大網(wǎng)絡升級，標志著這家加密巨頭又向擴容邁出了重要一步。

Pectra 升級的 EIP 專注于提升性能、安全性和開發(fā)者工具。Fusaka 升級的 EIP 則注重擴容、操作碼更新和執(zhí)行安全性等方面。

PeerDAS (EIP-7594) 通過允許節(jié)點在無需下載所有數(shù)據(jù)的情況下驗證 Blob，提高了數(shù)據(jù)可用性。多項升級也加強了執(zhí)行安全性，包括限制 ModExp (EIP-7823)、限制交易 Gas 限額 (EIP-7825) 以及更新 ModExp Gas 成本 (EIP-7883)。此次 Fusaka 升級還通過確定性提議者前瞻機制 (EIP-7917) 改進了區(qū)塊生成，并通過設置與執(zhí)行成本掛鉤的“保留價格”保持 Blob 費用的穩(wěn)定 (EIP-7918) 。

其他增強功能包括限制 RLP 格式的區(qū)塊大小 (EIP-7934)、添加新的 CLZ 操作碼以加快位操作速度 (EIP-7939)，以及引入 secp256r1 預編譯 (EIP-7951) 以更好地兼容現(xiàn)代密碼學和硬件安全密鑰。

Fusaka 是 Fulu（執(zhí)行層）和 Osaka（共識層）的組合名稱。它代表著以太坊向高度可擴展、數(shù)據(jù)豐富的未來邁出的又一步，在這個未來中，Layer 2 Rollup 可以以更低的成本和更快的速度運行。

本篇文章將深入剖析 Fusaka 硬分叉的9大核心 EIP 提案。

EIP-7594：PeerDAS ——節(jié)點數(shù)據(jù)可用性采樣

以太坊需要這項提案，因為網(wǎng)絡希望為用戶（尤其是 Rollup 用戶）提供更高的數(shù)據(jù)可用性。

然而，在當前的 EIP-4844 設計下，每個節(jié)點仍然需要下載大量的 blob 數(shù)據(jù)才能驗證其是否已發(fā)布。這造成了擴展性問題，因為如果所有節(jié)點都必須下載所有數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡的帶寬和硬件需求就會增加，去中心化程度也會受到影響。為了解決這個問題，以太坊需要一種方法，讓節(jié)點無需下載所有數(shù)據(jù)即可確認數(shù)據(jù)是否可用。

數(shù)據(jù)可用性采樣 (DAS) 通過允許節(jié)點僅檢查少量隨機數(shù)據(jù)來解決這個問題。

但以太坊還需要一種與現(xiàn)有 Gossip 網(wǎng)絡兼容的 DAS 方法，并且不會給區(qū)塊生產(chǎn)者增加繁重的計算負擔。PeerDAS 的創(chuàng)建正是為了滿足這些需求，并在保持節(jié)點需求較低的情況下安全地提高 blob 吞吐量。

PeerDAS 是一種網(wǎng)絡系統(tǒng)，它允許節(jié)點僅下載少量數(shù)據(jù)片段來驗證完整數(shù)據(jù)是否已發(fā)布。節(jié)點無需下載全部數(shù)據(jù)，而是利用常規(guī)的 gossip 網(wǎng)絡共享數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)哪些節(jié)點持有特定部分的數(shù)據(jù)，并僅請求所需的小樣本。其核心思想是，通過僅下載數(shù)據(jù)片段中隨機的小部分，節(jié)點仍然可以確信整個數(shù)據(jù)片段的存在。例如，節(jié)點可能只下載大約 1/8 的數(shù)據(jù)，而不是下載完整的 256 KB 數(shù)據(jù)片段——但由于許多節(jié)點會采樣不同的部分，因此任何缺失的數(shù)據(jù)都會很快被發(fā)現(xiàn)。

為了實現(xiàn)采樣，PeerDAS 使用一種基本的糾刪碼對 EIP-4844 中的每個數(shù)據(jù)片段進行擴展。糾刪碼是一種添加額外冗余數(shù)據(jù)的技術，即使某些數(shù)據(jù)片段缺失，也能恢復原始數(shù)據(jù)——類似于拼圖即使丟失幾塊也能拼完整。

blob 會變成一個“行”，其中包含原始數(shù)據(jù)以及一些額外的編碼數(shù)據(jù)，以便后續(xù)能夠重建數(shù)據(jù)。然后，這一行會被分割成許多稱為“單元格”的小塊，單元格是與 KZG 承諾關聯(lián)的最小驗證單元。所有“行”隨后會被重新組織成“列”，每列包含來自所有行的相同位置的單元格。每列都被分配到一個特定的 gossip 子網(wǎng)。

節(jié)點負責根據(jù)其節(jié)點 ID 存儲某些列，并在每個時隙從對等節(jié)點采樣一些列。如果一個節(jié)點收集到至少 50% 的列，它就可以完全重建數(shù)據(jù)。如果收集到的列少于 50%，它需向對等節(jié)點請求缺失的列。這確保了如果數(shù)據(jù)確實已發(fā)布，則始終可以重建。簡而言之，如果總共有 64 列，一個節(jié)點只需要大約 32 列即可重建完整的 blob。它自己保留一些列，并從對等節(jié)點下載一些列。只要網(wǎng)絡中存在一半的列，節(jié)點就能重建所有內容，即使某些列缺失。

此外，EIP-7594 還引入了一條重要規(guī)則：任何交易都不能包含超過 6 個 blob。此限制必須在交易驗證、gossip 傳播、區(qū)塊創(chuàng)建和區(qū)塊處理期間強制執(zhí)行。這有助于減少單個交易導致 blob 系統(tǒng)過載的極端情況。

PeerDAS 添加了一種稱為“單元 KZG 證明”的功能。單元 KZG 證明表明 KZG 承諾確實與 blob 中的一個特定 cell（一小單元）匹配。這使得節(jié)點可以僅下載它想要采樣的 cell。在保證數(shù)據(jù)完整性的前提下，獲取完整的 blob，這對于數(shù)據(jù)可用性采樣至關重要。

但是，生成所有這些單元證明的成本很高。區(qū)塊生產(chǎn)者需要對許多 blob 反復計算這些證明，這使得速度太慢。不過，證明驗證的成本非常低，因此，EIP-7594 要求 blob 交易發(fā)送者預先生成所有單元證明，并將其包含在交易包裝器中。

正因如此，交易 gossip（PooledTransactions）現(xiàn)在使用了一個修改后的包裝器：

rlp([tx_payload_body, wrapper_version, blobs, commitments, cell_proofs])

在新包裝器中，cell_proofs 只是一個列表，其中包含每個 blob 的每個單元的所有證明（例如：[cell_proof_0, cell_proof_1, ...]）。其他字段 tx_payload_body、blobs 和 commitments 與 EIP-4844 中的完全相同。區(qū)別在于，原有的單個“proofs”字段被移除，并替換為新的 cell_proofs 列表，同時新增了一個名為 wrapper_version 的字段，用于指示當前使用的包裝器格式。

PeerDAS 使以太坊能夠在不增加節(jié)點工作量的情況下提高數(shù)據(jù)可用性。如今，一個節(jié)點只需采樣大約 1/8 的總數(shù)據(jù)。未來，這一比例甚至可能降至 1/16 或 1/32，從而提升以太坊的可擴展性。該系統(tǒng)運行良好，因為每個節(jié)點都擁有眾多對等節(jié)點，因此，如果某個對等節(jié)點無法提供所需數(shù)據(jù)，該節(jié)點可以向其他對等節(jié)點請求。這自然地建立了冗余機制，并提高了安全性，節(jié)點還可以選擇存儲超出實際需求的數(shù)據(jù)，這進一步增強了網(wǎng)絡的安全性。

驗證節(jié)點比普通全節(jié)點承擔更多責任。由于驗證節(jié)點本身運行著性能更強的硬件，PeerDAS 會根據(jù)驗證節(jié)點的總數(shù)，為其分配相應的數(shù)據(jù)托管負載。這確保始終有穩(wěn)定的節(jié)點組可用于存儲和共享更多數(shù)據(jù)，從而提升網(wǎng)絡的可靠性。簡而言之，如果有 90 萬個驗證節(jié)點，則每個驗證節(jié)點可能被分配一小部分總數(shù)據(jù)進行存儲和服務。由于驗證節(jié)點擁有更強大的機器，網(wǎng)絡可以信任它們能夠確保數(shù)據(jù)的可用性。

PeerDAS 使用列采樣而非行采樣，因為這樣可以大大簡化數(shù)據(jù)重建。如果節(jié)點對整行（整個 blob）進行采樣，則需要創(chuàng)建原本不存在的額外“擴展 blob”，這會減慢區(qū)塊生產(chǎn)者的速度。

通過列采樣，節(jié)點可以預先準備額外的行數(shù)據(jù)，并且由交易發(fā)送者（而非區(qū)塊生產(chǎn)者）計算必要的證明。這可以保持區(qū)塊創(chuàng)建的速度和效率。例如：假設一個 blob 是一個 4×4 的單元格網(wǎng)格。行采樣意味著從一行中取出所有 4 個單元格，但某些擴展行尚未準備就緒，因此區(qū)塊生產(chǎn)者必須現(xiàn)場生成它們；列采樣則是從每一行（每一列）中抽取一個單元格，重建所需的額外單元格可以預先準備好，這樣節(jié)點就可以在不減慢區(qū)塊生成速度的情況下驗證數(shù)據(jù)。

EIP-7594 與 EIP-4844 完全兼容，因此不會破壞以太坊上的任何現(xiàn)有功能。所有測試和詳細規(guī)則都包含在共識和執(zhí)行規(guī)范中。

任何 DAS 系統(tǒng)的主要安全風險是“數(shù)據(jù)隱瞞攻擊”，即區(qū)塊生產(chǎn)者假裝數(shù)據(jù)可用，但實際上隱藏了部分數(shù)據(jù)。PeerDAS 通過使用隨機抽樣來防止這種情況：節(jié)點檢查數(shù)據(jù)的隨機部分。抽樣的節(jié)點越多，攻擊者就越難作弊。EIP-7594 甚至提供了一個公式，可以根據(jù)節(jié)點總數(shù) (n)、樣本總數(shù) (m) 和每個節(jié)點的樣本數(shù) (k) 來計算此類攻擊成功的可能性。在擁有約 10,000 個節(jié)點的以太坊主網(wǎng)上，攻擊成功的概率極低，因此 PeerDAS 被認為是安全的。

EIP-7823：為 MODEXP 設置 1024 字節(jié)上限

這項提案的必要性在于，以太坊當前的 MODEXP 預編譯機制多年來導致了諸多共識漏洞。這些漏洞大多源于 MODEXP 允許輸入數(shù)據(jù)量極其龐大且不切實際，導致客戶端必須處理無數(shù)異常情況。

由于每個節(jié)點都必須處理交易提供的所有輸入，因此沒有上限使得 MODEXP 更難測試、更容易出錯，并且更容易在不同的客戶端上表現(xiàn)不同。過大的輸入數(shù)據(jù)也使得 gas 成本公式難以預測，因為當數(shù)據(jù)量可以無限增長時，很難對其進行定價。這些問題也使得未來使用 EVMMAX 等工具將 MODEXP 替換為 EVM 級別的代碼變得困難，因為如果沒有固定的限制，開發(fā)者就無法創(chuàng)建安全且優(yōu)化的執(zhí)行路徑。

為了減少這些問題并提高以太坊的穩(wěn)定性，EIP-7823 為 MODEXP 輸入數(shù)據(jù)量添加了嚴格的上限，從而使預編譯過程更加安全、易于測試且更可預測。

EIP-7823 引入了一條簡單的規(guī)則：MODEXP 使用的所有三個長度字段（基數(shù)、指數(shù)和模數(shù)）都必須小于等于 8192 位，即 1024 字節(jié)。MODEXP 輸入遵循 EIP-198 中定義的格式：<len(BASE)> <len(EXPONENT)> <len(MODULUS)> <BASE> <EXPONENT> <MODULUS>，因此該 EIP 僅限制長度值。如果任何長度超過 1024 字節(jié)，預編譯將立即停止，返回錯誤并消耗所有 gas。

例如，如果有人嘗試提供一個 2000 字節(jié)長的基數(shù)，則調用將在任何工作開始之前失敗。這些限制仍然能夠滿足所有實際應用場景。RSA 驗證通常使用 1024 位、2048 位或 4096 位等密鑰長度，這些長度都在新限制范圍內。橢圓曲線運算使用更小的輸入大小，通常小于 384 位，因此也不受影響。

這些新的限制也有助于未來的升級。如果未來使用 EVMMAX 將 MODEXP 重寫為 EVM 代碼，開發(fā)者可以為常見的輸入大?。ɡ?256 位、381 位或 2048 位）添加優(yōu)化路徑，并為罕見情況使用較慢的回退方案。通過固定最大輸入大小，開發(fā)者甚至可以為非常常見的模數(shù)添加特殊處理。此前，由于輸入大小不受限制，設計空間過于龐大，難以安全管理，因此這些都無法實現(xiàn)。

為了確認此更改不會破壞過去的交易，作者分析了從區(qū)塊 5,472,266（2018 年 4 月 20 日）到區(qū)塊 21,550,926（2025 年 1 月 4 日）的所有 MODEXP 使用情況。結果顯示，歷史上所有成功的 MODEXP 調用都沒有使用過超過 513 字節(jié)的輸入，遠低于新的 1024 字節(jié)限制。大多數(shù)實際調用都使用了較小的長度，例如 32 字節(jié)、128 字節(jié)或 256 字節(jié)。

存在一些無效或損壞的調用，例如空輸入、填充了重復字節(jié)的輸入，以及一個非常大但無效的輸入。這些調用在新限制下的行為也是無效的，因為它們本身就是無效的。因此，雖然 EIP-7823 在技術上是一個重大變更，但實際上它不會改變任何過去交易的結果。

從安全角度來看，減少允許的輸入大小并不會帶來新的風險。相反，它消除了之前導致客戶端之間出現(xiàn)錯誤和不一致的不必要極端情況。通過將 MODEXP 輸入限制在合理的大小范圍內，EIP-7823 使系統(tǒng)更具可預測性，減少了奇怪的極端情況，并降低了不同實現(xiàn)之間出錯的概率。這些限制也有助于做好準備，如果未來的升級（例如 EVMMAX）引入了優(yōu)化的執(zhí)行路徑，則該系統(tǒng)能夠實現(xiàn)更平滑的過渡。

EIP-7825：交易 1670 萬 Gas 上限

以太坊確實也需要這項提案，因為目前單筆交易幾乎可以消耗整個區(qū)塊的 Gas 上限。

這會造成幾個問題：一筆交易可能消耗掉區(qū)塊的大部分資源，導致類似 DoS 攻擊的緩慢延遲；耗費大量 Gas 的操作會過快地增加以太坊的狀態(tài)更新；區(qū)塊驗證速度變慢，節(jié)點難以跟上。

如果一個用戶提交了一筆幾乎消耗所有 Gas 的巨額交易（例如，一筆在 4000 萬 Gas 的區(qū)塊中消耗 3800 萬 Gas 的交易），那么其他普通交易就無法放入該區(qū)塊，每個節(jié)點都必須花費額外的時間來驗證該區(qū)塊。這會威脅到網(wǎng)絡的穩(wěn)定性和去中心化，因為驗證速度變慢意味著性能較弱的節(jié)點會落后。為了解決這個問題，以太坊需要一個安全的 Gas 上限，限制單筆交易可以使用的 Gas 數(shù)量，從而使區(qū)塊負載更加可預測，降低 DoS 攻擊的風險，并使節(jié)點的負載更加均衡。

EIP-7825 引入了一條硬性規(guī)則：任何交易消耗的 Gas 不得超過 16,777,216 (2²?)。這成為協(xié)議層面的上限，意味著它適用于所有環(huán)節(jié)：用戶發(fā)送交易、交易池檢查交易以及驗證者將交易打包進區(qū)塊。如果有人發(fā)送的 Gas 上限超過此值，客戶端必須立即拒絕該交易，并返回類似 MAX_GAS_LIMIT_EXCEEDED 的錯誤。

此上限與區(qū)塊 Gas 上限完全獨立。例如，即使區(qū)塊 Gas 上限為 4000 萬，任何單筆交易的 Gas 消耗也不得超過 1670 萬。其目的是確保每個區(qū)塊可以容納多筆交易，而不是讓單筆交易占據(jù)整個區(qū)塊。

為了更好地理解這一點，假設一個區(qū)塊可以容納 4000 萬 Gas。如果沒有此上限，有人可能會發(fā)送一筆消耗 3500 萬到 4000 萬 Gas 的交易。該交易會壟斷區(qū)塊，不給其他交易留下任何空間，就像一個人包下整輛巴士，其他人都無法上車一樣，新的 1670 萬 Gas 上限將使區(qū)塊自然容納多筆交易，從而避免此類濫用行為。

該提案還對客戶端如何驗證交易提出了具體要求。如果交易的 Gas 超過 16,777,216，交易池必須拒絕該交易，這意味著此類交易甚至不會進入隊列。在區(qū)塊驗證過程中，如果區(qū)塊中包含超過上限的交易，則該區(qū)塊本身必須被拒絕。

選擇 16,777,216 (2²?) 這個數(shù)字是因為它是一個清晰的 2 的冪次方邊界，便于實現(xiàn)，而且它仍然足夠大，可以處理大多數(shù)實際交易。例如智能合約部署、復雜的 DeFi 交互或多步驟合約調用。這個值大約是典型區(qū)塊大小的一半，這意味著即使是最復雜的交易也能輕松控制在這個限制范圍內。

這項 EIP 也保持了與現(xiàn)有 Gas 機制的兼容性。大多數(shù)用戶不會注意到這一變化，因為幾乎所有現(xiàn)有交易消耗的 Gas 都遠低于 1600 萬。驗證者和區(qū)塊創(chuàng)建者仍然可以創(chuàng)建總 Gas 超過 1670 萬的區(qū)塊，只要每筆交易都遵守新的上限即可。

唯一受影響的交易是之前試圖使用超過新限制的超大交易。這些交易現(xiàn)在必須拆分成多個較小的操作，類似于將一個非常大的文件上傳拆分成兩個較小的文件。從技術上講，這項更改對于這些罕見的極端交易并不向下兼容，但預計受影響的用戶數(shù)量將非常少。

在安全性方面，Gas 上限使以太坊更能抵御基于 Gas 的 DoS 攻擊，因為攻擊者無法再強迫驗證者處理超大交易。它還有助于保持區(qū)??塊驗證時間的可預測性，從而使節(jié)點更容易保持同步。主要極端情況是，少數(shù)規(guī)模非常大的合約部署可能無法滿足上限要求，需要重新設計或拆分為多個部署步驟。

總體而言，EIP-7825 旨在加強網(wǎng)絡防范濫用，保持節(jié)點需求合理，提高區(qū)塊空間使用的公平性，并確保隨著 Gas 上限提高，區(qū)塊鏈仍能保持快速穩(wěn)定運行。

EIP-7883：ModExp Gas 費用上漲

以太坊需要這項提案的原因是，ModExp 預編譯（用于模冪運算）的價格與其實際消耗的資源相比一直偏低。

在某些情況下，ModExp 操作所需的計算量遠遠超過用戶目前支付的費用。這種不匹配會帶來風險：如果復雜的 ModExp 調用價格過低，它們可能會成為瓶頸，使網(wǎng)絡難以安全地提高 Gas 上限。因為區(qū)塊生產(chǎn)者可能被迫以極低的成本處理極其繁重的操作。

為了解決這個問題，以太坊需要調整 ModExp 的定價公式，使 Gas 消耗能夠準確反映客戶端實際完成的工作量。因此，EIP-7883 引入了新的規(guī)則，提高了最低 Gas 成本、提高了總 Gas 成本，并使輸入數(shù)據(jù)量較大的操作（尤其是超過 32 字節(jié)的指數(shù)、底數(shù)或模數(shù)運算）更加昂貴，從而使 Gas 定價與實際所需的計算量相匹配。

該提案通過幾個重要方面提高了成本，從而修改了最初在 EIP-2565 中定義的 ModExp 定價算法。

首先，最低 Gas 消耗從 200 提高到 500，并且總 Gas 消耗不再除以 3，這意味著總 Gas 消耗實際上增加了三倍。例如，如果之前一個 ModExp 調用需要消耗 1200 gas，那么在新公式下，它現(xiàn)在將需要消耗大約 3600 gas。

其次，指數(shù)大于 32 字節(jié)的運算成本翻倍，這是因為乘數(shù)從 8 增加到了 16。舉例來說，如果指數(shù)長度為 40 字節(jié)，EIP-2565 會將迭代次數(shù)增加 8 × (40 − 32) = 64 次，而 EIP-7883 現(xiàn)在使用 16 × (40 − 32) = 128 次，成本翻了一番。

第三，定價現(xiàn)在假定最小基數(shù)/模數(shù)大小為 32 字節(jié)，并且當這些值超過 32 字節(jié)時，計算成本會急劇增加。例如，如果模數(shù)為 64 字節(jié)，則新規(guī)則應用雙倍復雜度 (2 × words²)，而不是以前更簡單的公式，從而反映了大數(shù)運算的實際成本。這些更改共同確保了小型 ModExp 運算支付合理的最低費用，并且大型、復雜的運算的成本會根據(jù)其大小進行適當?shù)恼{整。

該提案定義了一個新的 Gas 計算函數(shù)，更新了復雜度和迭代次數(shù)規(guī)則。乘法復雜度現(xiàn)在對基數(shù)/模數(shù)長度不超過 32 字節(jié)的情況使用默認值 16，而對于更大的輸入，則切換到更復雜的公式 2 × words²，其中“words”指的是 8 字節(jié)塊的數(shù)量。迭代次數(shù)也進行了更新，使得 32 字節(jié)或更小的指數(shù)使用其位長度來確定復雜度，而大于 32 字節(jié)的指數(shù)則會增加更大的 Gas 懲罰。

這確保了實際計算成本很高的超大指數(shù)現(xiàn)在具有更高的 Gas 成本。重要的是，返回的最小 Gas 成本被強制設置為 500，而不是之前的 200，這使得即使是最簡單的 ModExp 調用也更加合理。

這些價格上漲的動機源于基準測試，該測試表明在許多情況下 ModExp 預編譯的定價明顯偏低。修訂后的公式將小型操作的 Gas 費用提高 150%，典型操作提高約 200%，而大型或不平衡操作的 Gas 費用則提高更多倍，有時甚至超過 80 倍，具體取決于指數(shù)、底數(shù)或模數(shù)的大小。

此舉的目的并非改變 ModExp 的工作原理，而是為了確保即使在資源消耗最大的極端情況下，它也不會再威脅網(wǎng)絡穩(wěn)定性或阻礙未來區(qū)塊 Gas 上限的提升。由于 EIP-7883 更改了 ModExp 所需的 Gas 數(shù)量，因此它不向后兼容，但 Gas 重定價在以太坊中已多次發(fā)生，并且已被充分理解。

測試結果表明，此次 Gas 費用的提升幅度非常顯著。大約 99.69% 的歷史 ModExp 調用現(xiàn)在要么需要 500 Gas（之前為 200 Gas），要么需要之前價格的三倍。但某些高負載測試用例的 Gas 費用漲幅更大。例如，在一個“指數(shù)運算密集型”測試中，Gas 消耗從 215 躍升至 16,624，大約增加了 76 倍，這是因為現(xiàn)在對極大指數(shù)的定價更加合理。

在安全性方面，該提案不會引入新的攻擊途徑，也不會降低任何運算的成本。相反，它著重于防范一個重要的風險：定價過低的 ModExp 運算可能使攻擊者能夠以極低的成本在區(qū)塊中填充極其繁重的計算。唯一可能的缺點是某些 ModExp 運算的價格可能會過高，但這遠比當前定價過低的問題要好得多。該提案沒有引入任何接口變更或新功能，因此現(xiàn)有的算術行為和測試向量仍然有效。

EIP-7917：準確預言下一提議者

以太坊需要這項提案，因為網(wǎng)絡下一 epoch 的提議者調度無法完全預測。即使在第 N 個 epoch 已知 第 N+1 個 epoch 的 RANDAO 種子，實際的提議者列表仍然可能因第 N 個 epoch 內的有效余額 (EB) 更新而發(fā)生變化。

這些 EB 變化可能來自罰沒、懲罰、超過 1 ETH 的獎勵、驗證者合并或新的存款，尤其是在 EIP-7251 將最大有效余額提高到 32 ETH 以上之后。這種不確定性給那些依賴于提前知道下一個提議者的系統(tǒng)（例如基于預確認的協(xié)議）帶來了問題，這些系統(tǒng)需要穩(wěn)定且可預測的時間表才能順利運行。驗證者甚至可能試圖“刷”或操縱其有效余額，以影響下一個 epoch 的提議者。

由于這些問題，以太坊需要一種方法來使提議者時間表在未來幾個 epoch 內完全確定，使其不會因最后一刻的 EB 更新而改變，并且易于被應用層訪問。

為了實現(xiàn)這一點，EIP-7917 引入了一種確定性的提議者前瞻機制，即在每個 epoch 開始時預先計算并存儲接下來 MIN_SEED_LOOKAHEAD + 1 個 epoch 的提議者調度。簡單來說，信標狀態(tài)現(xiàn)在包含一個名為 `prosoperer_lookahead` 的列表，該列表始終涵蓋兩個完整周期的提議者（總共 64 個時隙）。

例如，當 epoch N 開始時，該列表已經(jīng)包含了 epoch N 和 epoch N+1 中每個時隙的提議者。然后，當網(wǎng)絡進入周期 N+1 時，該列表向前移動：移除周期 N 的提議者條目，將周期 N+1 的條目移到列表前面，并在列表末尾添加周期 N+2 的新提議者條目。這使得調度固定、可預測，并且客戶端可以直接讀取，而無需每個時隙都重新計算提議者。

為了保持更新，列表會在每個 epoch 邊界處向前移動：移除上一個 epoch 的數(shù)據(jù)，并計算下一個未來 epoch 的一組新的提議者索引并添加到??列表中。該過程使用與之前相同的種子和有效余額規(guī)則，但現(xiàn)在調度計算得更早，從而避免了在種子確定后有效余額變化對其產(chǎn)生影響。分叉后的第一個區(qū)塊也會填充整個前瞻范圍，以確保所有未來的 epoch 都擁有正確初始化的調度。

假設每個 epoch 有 8 個槽位而不是 32 個（為了簡化起見）。如果沒有這項 EIP，在第 5 個 epoch 期間，雖然您知道第 6 個 epoch 的種子，但如果驗證者被罰沒或獲得足夠的獎勵以改變其在第 5 個 epoch 期間的有效余額，則第 6 個 epoch 的槽位 2 的實際提議者仍然可能發(fā)生變化。有了 EIP-7917，以太坊會在第 5 個 epoch 開始時預先計算第 5、6 和 7 個 epoch 的所有提議者，并按順序存儲在 `prosopers_lookahead` 中。那么即使余額在第 5 個 epoch 后期發(fā)生變化，第 6 個 epoch 的提議者列表也保持固定且可預測。

EIP-7917 修復了信標鏈設計中長期存在的缺陷。它保證一旦先前 epoch 的 RANDAO 可用，未來 epoch 的驗證者選擇就無法更改。這也防止了“有效余額刷取”，即驗證者在看到 RANDAO 后試圖調整其余額以影響下一個 epoch 的提議者列表。確定性前瞻機制消除了整個攻擊向量，大大簡化了安全分析。它還使共識客戶端能夠提前了解誰將提議即將到來的區(qū)塊，這有助于實現(xiàn)，并允許應用層通過信標根的默克爾證明輕松驗證提議者日程。

在此提案之前，客戶端僅計算當前時隙的提議者。有了 EIP-7917，它們現(xiàn)在會在每個 epoch 轉換期間一次性計算下一個 epoch 所有時隙的提議者列表。這會增加少量工作，但計算提議者索引非常輕量級，主要涉及使用種子對驗證者列表進行采樣。然而，客戶端需要進行基準測試，以確保此額外計算不會導致性能問題。

EIP-7918：Blob 基礎費用受執(zhí)行成本限制

以太坊需要這項提案，因為當前的 Blob 費用系統(tǒng)（源自 EIP-4844）在執(zhí)行 Gas 成為 Rollup 的主要成本時會失效。

目前，大多數(shù) Rollup 支付的執(zhí)行 Gas（將 Blob 交易包含在區(qū)塊中的成本）遠高于實際的 Blob 費用。這造成了一個問題：即使以太坊不斷降低 Blob 基礎費用，Rollup 的總成本實際上并沒有改變，因為成本最高的部分仍然是執(zhí)行 Gas。因此，Blob 基礎費用會持續(xù)下降，直至達到絕對最低值（1 wei），此時協(xié)議將無法再利用 Blob 費用來控制需求。然后，當 Blob 使用量突然上升時，Blob 費用需要經(jīng)過很多區(qū)塊才能恢復到正常水平。這使得價格不穩(wěn)定，對用戶而言難以預測。

例如，假設一個 Rollup 想要發(fā)布其數(shù)據(jù)：它需要支付大約 25,000,000 gwei 的執(zhí)行 Gas（大約 1,000,000 gas 需要 25 gwei），而 Blob 費用僅約為 200 gwei。這意味著總成本約為 25,000,200 gwei，其中幾乎全部成本都來自執(zhí)行 Gas，而非 Blob 費用。如果以太坊持續(xù)降低 Blob 費用，例如從 200 gwei 降至 50 gwei，再降至 10 gwei，最終降至 1 gwei，總成本幾乎也不會改變，仍然保持在 25,000,000 gwei。

EIP-7918 通過引入一個基于執(zhí)行基礎費用的最低“保留價格”來解決這個問題，從而防止 Blob 價格過低，并使 Rollup 的 Blob 定價更加穩(wěn)定和可預測。

EIP-7918 的核心思想很簡單：Blob 的價格永遠不應低于一定數(shù)量的執(zhí)行 Gas 成本（稱為 BLOB_BASE_COST）。calc_excess_blob_gas() 的值被設置為 2¹³，該機制通過對 calc_excess_blob_gas() 函數(shù)進行微小的修改來實現(xiàn)。

通常，該函數(shù)會根據(jù)區(qū)塊使用的 blob gas 是否高于或低于目標值來增加或減少 Blob 基礎費用。根據(jù)此提案，如果 Blob 相對于執(zhí)行 Gas 變得“過低”，該函數(shù)將停止扣除目標 blob gas。這使得多余的 blob gas 增長得更快，從而防止 Blob 基礎費用進一步下降。因此，Blob 基礎費用現(xiàn)在有一個最小值，等于 BLOB_BASE_COST × base_fee_per_gas ÷ GAS_PER_BLOB。

為了理解為什么需要這樣做，我們可以看看 Blob 的需求。Rollup 關注的是它支付的總成本：執(zhí)行成本加上 blob 成本。如果執(zhí)行 Gas 費用非常高，例如 20 gwei，那么即使 Blob 費用從 2 gwei 降到 0.2 gwei，總成本也幾乎不變。這意味著降低 Blob 基礎費用對需求幾乎沒有影響。在經(jīng)濟學中，這被稱為“費用缺乏彈性”。它造成了一種需求曲線幾乎垂直的情況：降低價格不會增加需求。

在這種情況下，Blob 基礎費用機制會變得盲目——即使需求沒有反應，它也會繼續(xù)降低價格。這就是為什么 blob 基礎費用經(jīng)常會降到 1 gwei 的原因。然后，當實際需求稍后增加時，協(xié)議需要一個小時或更長時間的幾乎滿區(qū)塊才能將費用提升到合理的水平。EIP-7918 通過建立與執(zhí)行 Gas 掛鉤的儲備價格來解決這個問題，從而確保即使執(zhí)行成本占主導地位，Blob 費用仍然有意義。

添加此保留價格的另一個原因是，節(jié)點需要做很多額外的工作來驗證 Blob 數(shù)據(jù)的 KZG 證明。這些證明保證了 Bob 中的數(shù)據(jù)與其承諾相符。在 EIP-4844 下，節(jié)點只需驗證每個 Blob 的一個證明，成本很低。但在 EIP-7918 中，節(jié)點需要驗證的證明數(shù)量更多。這全是因為在 EIP-7594 (PeerDAS) 中，blob 被分割成許多稱為 cell 的小塊，每個 cell 都有自己的證明，這使得驗證工作量大大增加。

從長遠來看，EIP-7918 也有助于以太坊為未來做好準備。隨著技術的進步，存儲和共享數(shù)據(jù)的成本自然會降低，以太坊預計會隨著時間的推移允許存儲更多 Blob 數(shù)據(jù)。當 Blob 容量增加時，Blob 費用（以 ETH 計）自然會下降。該提案支持這一點，因為保留價格與執(zhí)行 Gas 價格掛鉤，而不是一個固定值，因此它可以根據(jù)網(wǎng)絡的增長進行調整。

隨著 Blob 空間和執(zhí)行區(qū)塊空間的擴展，它們的價格關系將保持平衡。只有在極少數(shù)情況下，以太坊大幅增加 Blob 容量但未增加執(zhí)行 Gas 容量時，保留價格才可能過高。在這種情況下，Blob 費用最終可能會高于實際所需。但以太坊沒有計劃以這種方式擴展——Blob 空間和執(zhí)行區(qū)塊空間預計將同步增長。因此，所選值 (BLOB_BASE_COST = 2¹³) 被認為是安全且平衡的。

當執(zhí)行 Gas 費用突然飆升時，需要了解一個小細節(jié)。由于 Blob 的價格取決于執(zhí)行基礎費用，執(zhí)行成本的突然上升可能會暫時使 Blob 費用進入一種由執(zhí)行成本主導的狀態(tài)。例如，假設執(zhí)行 Gas 費用在一個區(qū)塊內突然從 20 gwei 躍升至 60 gwei。由于 Blob 的價格與該數(shù)值掛鉤，Blob 費用無法跌破新的更高水平。如果 Blob 仍在被使用，其費用仍會正常增長，但協(xié)議不會允許其下降，直到其增長到足以匹配更高的執(zhí)行成本為止。這意味著在幾個區(qū)塊內，Blob 費用的增長速度可能會慢于執(zhí)行成本。這種短暫的延遲并無害處——它實際上可以防止 Blob 價格出現(xiàn)劇烈的波動，并使系統(tǒng)更加平穩(wěn)。

作者還對 2024 年 11 月至 2025 年 3 月的實際區(qū)塊交易活動進行了實證分析，應用了保留價格規(guī)則。在高執(zhí)行費時期（平均約 16 gwei），與舊機制相比，儲備閾值顯著提高了區(qū)塊基礎費用。在低執(zhí)行費時期（平均約 1.3 gwei），區(qū)塊費用幾乎保持不變，除非計算出的區(qū)塊基礎費用低于儲備價格。通過比較數(shù)千個區(qū)塊，作者表明，新機制在保持對需求自然響應的同時，還能創(chuàng)造更穩(wěn)定的定價。四個月的區(qū)塊費用直方圖顯示，儲備價格防止區(qū)塊費用暴跌至 1 gwei，從而降低了極端波動。

就安全性而言，此變更也不會引入任何風險?；緟^(qū)塊費用始終會等于或高于執(zhí)行 Gas 的 BLOB_BASE_COST 單位成本。這是安全的，因為該機制僅提高了最低費用，而設定價格下限不會影響協(xié)議的正確性。它只是確保了健康的經(jīng)濟運行。

EIP-7934：RLP 執(zhí)行區(qū)塊大小限制

在 EIP-7934 之前，以太坊對 RLP 編碼的執(zhí)行區(qū)塊的大小沒有嚴格的上限。理論上，如果區(qū)塊包含大量交易或非常復雜的數(shù)據(jù)，則其大小可能會非常大。這造成了兩個主要問題：網(wǎng)絡不穩(wěn)定和拒絕服務 (DoS) 攻擊風險。

如果區(qū)塊過大，節(jié)點下載和驗證它所需的時間就會更長，這會減慢區(qū)塊傳播速度并增加區(qū)塊鏈臨時分叉的可能性。更糟糕的是，攻擊者可以故意創(chuàng)建一個非常大的區(qū)塊來使節(jié)點過載，導致延遲甚至使其離線——這是一種典型的拒絕服務攻擊。同時，以太坊的共識層（CL）Gossip 協(xié)議已經(jīng)拒絕傳播任何超過 10MB 的區(qū)塊，這意味著過大的執(zhí)行區(qū)塊可能無法在網(wǎng)絡中傳播，從而造成鏈上的碎片化或節(jié)點間的分歧。鑒于這些風險，以太坊需要一條清晰的協(xié)議級規(guī)則來防止區(qū)塊過大，并保持網(wǎng)絡的穩(wěn)定和安全。

EIP-7934 通過引入?yún)f(xié)議級的 RLP 編碼執(zhí)行區(qū)塊大小上限來解決這個問題。允許的最大區(qū)塊大?。∕AX_BLOCK_SIZE）設置為 10 MiB（10,485,760 字節(jié)），但由于信標區(qū)塊也會占用一些空間（SAFETY_MARGIN），以太坊在此基礎上增加了 2 MiB（2,097,152 字節(jié)）。

這意味著實際允許的最大 RLP 編碼執(zhí)行塊大小為 MAX_RLP_BLOCK_SIZE = MAX_BLOCK_SIZE - SAFETY_MARGIN。如果編碼后的塊大于此限制，則該塊將被視為無效，節(jié)點必須拒絕它。有了這條規(guī)則，區(qū)塊生產(chǎn)者必須檢查他們構建的每個區(qū)塊的編碼大小，驗證者必須在區(qū)塊驗證期間驗證此限制。此大小上限獨立于 Gas 限制，這意味著即使區(qū)塊“低于 Gas 限制”，如果其編碼大小過大，仍然會被拒絕。這確保了 Gas 使用量和實際字節(jié)大小限制都得到遵守。

選擇 10 MiB 的上限是有意為之，因為它與共識層 gossip 協(xié)議中現(xiàn)有的限制相匹配。任何大于 10 MiB 的數(shù)據(jù)都不會在網(wǎng)絡中廣播，因此此 EIP 使執(zhí)行層與共識層的限制保持一致。這確保了所有組件的一致性，并防止了由于 CL 拒絕傳播而導致有效執(zhí)行區(qū)塊“不可見”的情況。

此變更不向下兼容大于新限制的區(qū)塊，這意味著礦工和驗證者必須更新其客戶端以遵守該規(guī)則。然而，由于超大區(qū)塊本身就存在問題，且在實際運行中并不常見，因此影響微乎其微。

在安全性方面，EIP-7934 通過確保任何參與者都無法創(chuàng)建會使網(wǎng)絡癱瘓的區(qū)塊，顯著增強了以太坊抵御針對特定區(qū)塊大小的 DoS 攻擊的能力。總而言之，EIP-7934 增加了一條重要的安全邊界，提高了穩(wěn)定性，統(tǒng)一了執(zhí)行邏輯 (EL) 和 CL 的行為，并防止了與超大區(qū)塊的創(chuàng)建和傳播相關的多種攻擊。

EIP-7939：計算前導零 (CLZ) 操作碼

在此 EIP 之前，以太坊沒有內置的操作碼來計算 256 位數(shù)字中前導零的位數(shù)。開發(fā)者不得不使用 Solidity 手動實現(xiàn) CLZ 函數(shù)，這需要大量的位移操作和比較。

這是一個很大的問題，因為自定義實現(xiàn)速度慢、成本高，而且會占用大量字節(jié)碼，從而增加 G?????as 消耗。對于零知識證明系統(tǒng)來說，成本更高，右移操作的證明成本極高，因此像 CLZ 這樣的操作會顯著降低零知識證明電路的運行速度。由于 CLZ 是一個非常常見的底層函數(shù)，廣泛應用于數(shù)學庫、壓縮算法、位圖、簽名方案以及許多加密或數(shù)據(jù)處理任務中，以太坊需要一種更快、更經(jīng)濟的計算方法。

EIP-7939 通過引入一個名為 CLZ (0x1e) 的新操作碼解決了這個問題。該操作碼從棧中讀取一個 256 位的值，并返回前導零的個數(shù)。如果輸入數(shù)字為零，則操作碼返回 256，因為一個 256 位的零有 256 個前導零。

這與 ARM 和 x86 等許多 CPU 架構中 CLZ 的工作方式一致，在這些架構中，CLZ 操作是原生支持的。添加 CLZ 可以顯著降低許多算法的開銷：lnWad、powWad、LambertW、各種數(shù)學函數(shù)、字節(jié)串比較、位圖掃描、調用數(shù)據(jù)壓縮/解壓縮以及后量子簽名方案等操作都能受益于更快的先行零檢測。

CLZ 的 gas 成本設置為 5，與 ADD 類似，并且略高于之前的 MUL 價格，以避免定價過低而導致拒絕服務 (DoS) 攻擊的風險?；鶞蕼y試表明，CLZ 的計算量與 ADD 大致相同，并且在 SP1 rv32im 證明環(huán)境中，CLZ 的證明成本實際上比 ADD 更低，從而降低了零知識證明的成本。

EIP-7939 完全向后兼容，因為它引入了一個新的操作碼，并且沒有修改任何現(xiàn)有行為。

總體而言，EIP-7939 通過添加一個現(xiàn)代 CPU 已支持的簡單高效的原語，使以太坊運行速度更快、成本更低，并且對開發(fā)者更加友好——降低 Gas 費用、減小字節(jié)碼大小，并降低許多常見操作的零知識證明成本。

EIP-7951：支持現(xiàn)代硬件的簽名

在此 EIP 之前，以太坊沒有安全、原生的方式來驗證使用 secp256r1 (P-256) 曲線創(chuàng)建的數(shù)字簽名。

該曲線是 Apple Secure Enclave、Android Keystore、HSM、TEE 和 FIDO2/WebAuthn 安全密鑰等現(xiàn)代設備使用的標準。由于缺少這種支持，應用程序和錢包無法輕松地使用設備級硬件安全進行簽名。此前曾有過一次嘗試 (RIP-7212)，但它存在兩個嚴重的安全漏洞，分別與無窮遠點處理和錯誤的簽名比較有關。這些問題可能導致驗證錯誤，甚至可能導致共識失敗。 EIP-7951 修復了這些安全問題，并引入了一個安全、原生的預編譯程序，使以太坊最終能夠安全高效地支持來自現(xiàn)代硬件的簽名。

EIP-7951 在地址 0x100 處添加了一個名為 P256VERIFY 的新預編譯合約，該合約使用 secp256r1 曲線執(zhí)行 ECDSA 簽名驗證。與直接在 Solidity 中實現(xiàn)該算法相比，這使得簽名驗證更加快速且成本更低。

EIP-7951還定義了嚴格的輸入驗證規(guī)則。如果存在任何無效情況，預編譯將返回失敗，且不會回滾，消耗的 Gas 與成功調用相同。驗證算法遵循標準的 ECDSA：它計算 s?¹ mod n，重建簽名點 R'，如果 R' 為無窮遠則拒絕，最后檢查 R' 的 x 坐標是否與 r (mod n) 匹配。這修正了 RIP-7212 中的錯誤，RIP-7212 直接比較了 r'，而不是先將其模 n 化簡。

該操作的 Gas 費用設定為 6900 gas，高于 RIP-7212 版本，但與 secp256r1 驗證的實際性能基準相符。重要的是，該接口與已部署 RIP-7212 的 Layer 2 網(wǎng)絡完全兼容（地址相同，輸入/輸出格式相同），因此現(xiàn)有的智能合約將繼續(xù)正常運行，無需任何更改。唯一的區(qū)別在于修正后的行為和更高的 Gas 費用。

從安全角度來看，EIP-7951 恢復了 ECDSA 的正確行為，消除了預編譯級別的可塑性問題（將可選檢查留給應用程序），并明確指出預編譯不需要恒定時間執(zhí)行。 secp256r1 曲線提供 128 位安全性，并已獲得廣泛的信任和分析，因此可安全應用于以太坊。

簡而言之，EIP-7951 旨在安全地將現(xiàn)代硬件支持的身份驗證引入以太坊，修復早期提案的安全問題，并提供一種可靠、標準化的方式來驗證整個生態(tài)系統(tǒng)中的 P-256 簽名。

總結

下表總結了哪些以太坊客戶端需要針對不同的 Fusaka EIP 進行更改。共識客戶端下的勾選標記表示該 EIP 需要更新共識層客戶端，而執(zhí)行客戶端下的勾選標記則表示該升級影響執(zhí)行層客戶端。某些 EIP 需要同時更新共識層和執(zhí)行層，而其他 EIP 則僅需更新其中一層。

總而言之，以上就是包含在Fusaka 硬分叉中的關鍵 EIP。雖然此次升級涉及共識和執(zhí)行客戶端的多項改進，從 Gas 調整和操作碼更新再到新的預編譯，但此次升級的核心還是 PeerDAS，它引入了點對點數(shù)據(jù)可用性采樣，從而能夠更高效、更去中心化地處理整個網(wǎng)絡中的 Blob 數(shù)據(jù)。

到此這篇關于以太坊Fusaka是什么?深入剖析Fusaka升級的9大EIP提案的文章就介紹到這了,更多相關Fusaka升級內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章，希望大家以后多多支持腳本之家！

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