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坎昆升級將至，如何提前布局？

2024-02-19 11:53:58 | 來源： | 作者：佚名

坎昆升級降低二層存儲成本，但存在安全隱患，為數(shù)據(jù)可用性賽道帶來機會,那么，坎昆升級將至，如何提前布局？下面一起來參考下文內(nèi)容

以太坊網(wǎng)絡(luò)升級 Dencun 測試網(wǎng)版本在 2024 年 1 月 17 日上線了 Goerli 測試網(wǎng)， 1 月 30 日成功上線了 Sepolia 測試網(wǎng)，Dencun 升級離我們越來越近。

再經(jīng)歷一次 2 月 7 日的 Holesky 測試網(wǎng)升級之后，就會是主網(wǎng)升級，目前坎昆升級主網(wǎng)上線已經(jīng)正式確定在 3 月 13 日。

每次以太坊升級幾乎都會伴有一波主題行情，追溯以太坊的上一次還是 2023 年 4 月 12 日的上海升級，POS 相關(guān)的項目都受到了市場的追捧。

如果按照先前經(jīng)驗，本次 Dencun 升級也會有提前布局的機會。

而由于 Dencun 升級背后涉及的技術(shù)內(nèi)容比較晦澀，并不能像 Shanghai 升級那樣用一句話“以太坊從 PoW 轉(zhuǎn)向 PoS”一言以蔽，難以抓住布局的重點。

因此，本文將用通俗易懂的語言去解釋 Dencun 升級的技術(shù)細(xì)節(jié)，為讀者梳理本次升級與數(shù)據(jù)可用性 DA 和 Layer 2 等賽道之間的脈絡(luò)。

EIP 4484

EIP-4844 是本次 Dencun 升級中最重要的提案，標(biāo)志著以太坊在以去中心化方式擴展的道路上邁出了切實而重要的一步。

通俗來講，目前以太坊二層需要將二層發(fā)生的交易提交到以太坊主網(wǎng)的 calldata 之中，供節(jié)點驗證二層網(wǎng)絡(luò)出塊的有效性。

這樣做帶來的問題是，雖然交易數(shù)據(jù)已經(jīng)被盡可能的壓縮，但二層龐大的交易量再乘以以太坊主網(wǎng)高昂儲存成本基數(shù)，對于二層節(jié)點和二層用戶來講依舊是一筆不小得開銷。光是價格因素，就會讓二層失去大量用戶，流向側(cè)鏈。

而 EIP 4484 建立了一個更為便宜的新型的儲存區(qū)域 BLOB（Binary Large Object ，二進(jìn)制大型對象），并用一種可以指向 BLOB 存儲空間的名為"BLOB-Carrying Transaction" 的新交易類型來替代升級之前需要存入 calldata 的交易數(shù)據(jù)，幫助以太坊生態(tài)二層實現(xiàn)節(jié)約 Gas 成本。

BLOB 存儲便宜的原因

眾所周知便宜是要付出代價的，BLOB 數(shù)據(jù)比類似大小的普通以太坊 Calldata 成本更低的原因是，以太坊執(zhí)行層（EL， EVM）實際上無法訪問 BLOB 數(shù)據(jù)本身。

相反，EL 只能訪問 BLOB 數(shù)據(jù)的引用，而 BLOB 本身的數(shù)據(jù)只能由以太坊的共識層（CL，又稱信標(biāo)節(jié)點）下載和存儲，存儲起來耗費的內(nèi)存與計算量遠(yuǎn)小于普通以太坊 Calldata 。

而且 BLOB 還有一個特性，只能存儲有限的一段時間（通常為約 18 天），并不會像以太坊賬本大小那樣無限膨脹。

BLOB 的存儲有效期

與區(qū)塊鏈永久的賬本相反，BLOB 是暫時的存儲，其可用時間為 4096 個紀(jì)元，即大約 18 天。

過期后，大多數(shù)共識客戶端將無法檢索 BLOB 中的特定數(shù)據(jù)。但是，它之前存在的證據(jù)將以 KZG 承諾的形式保留在主網(wǎng)上，并且永久存儲在以太坊主網(wǎng)上。

為什么選擇 18 天？這是在衡量儲存成本和有效性之間的折衷方案。

首先要考慮此次升級最直觀的受益對象 Optimistic Rollups（如：Arbitrum 和 Optimism，），因為根據(jù) Optimistic Rollups 的設(shè)定，有 7 天的故障證明（Fruad Proof）的時間窗口。

而 blob 中所存儲的交易數(shù)據(jù)，正是 Optimistic Rollups 發(fā)起挑戰(zhàn)的時候所需要的資料。

因此，Blob 的有效期必須要保證 Optimistic Rollups 故障證明可以訪問，為了簡單起見，以太坊社區(qū)選擇了 2 的 12 次冪（4096 個紀(jì)元由 2 ^ 12 推導(dǎo)而來，一個紀(jì)元大概 6.4 分鐘）。

BLOB-Carrying Transaction 與 BLOB

理解這兩者之間的關(guān)系，對于理解 BLOB 在數(shù)據(jù)可用性（DA）方面的作用十分重要。

前者是 EIP-4484 提案的整體，是一種新型交易，而后者可以理解成一種針對 layer 2 臨時存儲交易的位置。

兩者關(guān)系可以理解為，前者中的大部分?jǐn)?shù)據(jù)（layer 2 交易數(shù)據(jù)）存儲在后者之中。而剩下的數(shù)據(jù)也就是 BLOB 數(shù)據(jù)的承諾（Commitment）則會存在主網(wǎng)的 calldata 之中。也就是說，承諾是可以被 EVM 讀取的。

可以將 Commitment 想象為將 BLOB 中的所有交易構(gòu)建成一個 Merkle 樹，然后只有 Merkle 根也就是 Commitment 可以被合約訪問。

如此做可以巧妙的實現(xiàn)：雖然 EVM 無法得知 BLOB 的具體內(nèi)容，但 EVM 合約可以通過知曉 Commitment 進(jìn)而可以驗證交易數(shù)據(jù)的真實性的目的。

BLOB 與 Layer 2 的關(guān)系

Rollup 技術(shù)通過將數(shù)據(jù)上傳到以太坊主網(wǎng)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)可用性（DA），但這并不是為了讓 L1 的智能合約直接讀取或驗證這些上傳的數(shù)據(jù)。

上傳交易數(shù)據(jù)到 L1 的目的，僅僅是為了讓所有參與者都可以查看這些數(shù)據(jù)。

在 Dencun 升級以前，如上文所述，Op-rollup 會將交易數(shù)據(jù)作為 Calldata 發(fā)布到以太坊。所以任何人都可以使用這些交易信息來復(fù)現(xiàn)狀態(tài)，驗證二層網(wǎng)絡(luò)的正確性。

不難看出，Rollup 交易數(shù)據(jù)需要便宜+公開透明，Calldata 并不是為二層專門存放交易數(shù)據(jù)的好地方，而 BLOB-Carrying Transaction 才正是為 Rollup 量身定制的。

讀到這里，可能大家心里有個疑問，這種交易數(shù)據(jù)看起來并不重要，它有什么用？

其實，交易數(shù)據(jù)只有在少數(shù)情況才會用到：

對于 Optimistic Rollup，基于信任假設(shè)，有一定可能會出現(xiàn)不誠信問題，此時 Rollup 上傳的交易記錄才派上用場，用戶可以利用這個數(shù)據(jù)發(fā)起交易挑戰(zhàn)（ Fraud proof）；
對于 ZK Rollup，零知識證明已經(jīng)證明狀態(tài)更新是正確的，上傳數(shù)據(jù)只是為讓用戶自己計算出完整狀態(tài)，在二層節(jié)點無法正確運轉(zhuǎn)時啟用逃生艙機制（Escape Hatch，需要完整的 L2 狀態(tài)樹，最后一節(jié)會講到）。

這意味著,交易數(shù)據(jù)被合約實際使用的場景非常有限。即使在 Optimistic Rollup 的交易挑戰(zhàn)中也只需要當(dāng)場提交證明交易數(shù)據(jù)“存在過”的證據(jù)（狀態(tài)），而不需要那一筆交易詳情事先就儲存在主網(wǎng)。

所以如果我們把交易數(shù)據(jù)放在 BLOB 元素中，雖然合約無法訪問，但主網(wǎng)合約可以存儲這個 BLOB 的 Commitment。

將來如果挑戰(zhàn)機制需要某一筆交易，我們只需提供該筆交易的數(shù)據(jù)，只要能對應(yīng)上。這就能說服合約，并將交易數(shù)據(jù)提供給挑戰(zhàn)機制使用。

這樣既利用了交易數(shù)據(jù)的公開透明性，也規(guī)避了把所有數(shù)據(jù)提前錄入合約的巨大 gas 成本。

通過僅記錄 Commitment，達(dá)成交易數(shù)據(jù)可驗證性的同時又極大優(yōu)化了成本。這是 Rollup 技術(shù)上傳交易數(shù)據(jù)的一個巧妙且高效的解決方案。

需要說明的是，在 Dencun 實際操作之中，并沒有采用同 Celestia 類似的 Merkle 樹的方式產(chǎn)生 Commitment，而是采用巧妙 KZG （Kate-Zaverucha-Goldberg，多項式承諾）算法。

相比 Merkle 樹證明，生成過程 KZG Proof 的過程相對復(fù)雜，但其驗證的體積更小，驗證步驟也更簡單，但缺點是需要進(jìn)行可信任設(shè)置（ceremony.ethereum.org 現(xiàn)如今已經(jīng)結(jié)束）且不具防量子計算攻擊能力（Dencun 使用了 Version Hash 的方法，如果需要可以更換其他驗證方法）。

對于現(xiàn)在大熱的 DA 項目 Celestia ，其采用的正是 Merkle 樹變體，相比 KZG，有一定程度要依賴節(jié)點的誠信，而卻有助于降低節(jié)點之間計算資源的門檻要求，維持網(wǎng)絡(luò)的去中心化特征。

Dencun 的機會

Eip 4844 為二層降本增效的同時，卻也引出了安全隱患，這也帶來新機會。

要想理解原因，我們需要聊回上文提到的逃生艙機制或者強制取款機制。

在 Layer 2 節(jié)點失能時，這種機制可以保證用戶資金安全回到主網(wǎng)。激活這個機制的前提是用戶需要獲得 Layer 2 完整的狀態(tài)樹。

按照正常情況，用戶只要找一個 Layer 2 全節(jié)點索要數(shù)據(jù)，生成 merkle Proof ，再提交給主網(wǎng)的合約，以證明自己提款的正當(dāng)性。

但不要忘了用戶想要啟動逃生艙機制退出L2恰恰是因為L2節(jié)點作惡，節(jié)點都作惡了，那大概率就不會從節(jié)點哪里獲取到想要的數(shù)據(jù)。

這就是 Vitalik 常提到的數(shù)據(jù)扣留攻擊。

EIP-4844 之前，主網(wǎng)上記錄了永久的 Layer 2 記錄，在沒有 Layer 2 節(jié)點可以提供完整的鏈下狀態(tài)時，用戶可以自己部署一個全節(jié)點。

這個全節(jié)點可以通過與以太坊主網(wǎng)獲取 Layer 2 排序器在主網(wǎng)上發(fā)布的所有歷史數(shù)據(jù)，用戶就可以構(gòu)造出所需的 Merkle 證明，將證明提交給主網(wǎng)上的合約，就能安全地完成 L2 資產(chǎn)撤離。

而 EIP-4844 之后，Layer 2 數(shù)據(jù)只存在以太坊全節(jié)點的 BLOB 中， 18 天之前的歷史數(shù)據(jù)將被自動刪除。

因此，上一段中的通過同步主網(wǎng)獲取整棵狀態(tài)樹的方法不再可行，想要獲取 Layer 2 的完整狀態(tài)樹，只能通過第三方為愛發(fā)電的儲存了以太坊 BLOB 全部數(shù)據(jù)（本該 18 天自動刪除）的主網(wǎng)節(jié)點，或 Layer 2 原生節(jié)點（很少）。

由此 4844 上線后，用戶通過完全可信的方式獲取 Layer 2 完整狀態(tài)樹將會變得十分困難。

用戶沒有穩(wěn)定途徑獲取 Layer 2 狀態(tài)樹，就沒法在極端條件下進(jìn)行強制提款操作。因此， 4844 一定程度上造成了 Layer 2 的安全短板/缺失。

要補足這塊的安全缺失，我們需要擁有有正向經(jīng)濟(jì)循環(huán)的無需信任儲存方案。這里的儲存，主要是指以一種無需信任的方式保留以太坊中的數(shù)據(jù)，和過去的儲存賽道不太一樣，因為還存在“無需信任”這個關(guān)鍵字。

Ethstorage 就可以解決無需信任這個問題，得到了兩輪以太坊基金會的資助。

可以說這個概念真正的可以迎合/彌補 Dencun 升級的賽道，非常值得關(guān)注。

首先，Ethstorage 最直觀意義在于，能夠以完全去中心化的方式延長 DA BLOB 的可用時間，補上了 4844 后 Layer 2 的安全最短板。

此外，大多數(shù)現(xiàn)有的 L2 解決方案主要側(cè)重于擴展以太坊的計算能力，即增加 TPS。然而，在以太坊主網(wǎng)上安全存儲大量數(shù)據(jù)的需求激增，特別是由于 NFT 和 DeFi 等 dApp 的流行。

例如，鏈上 NFT 的存儲需求非常明顯，因為用戶不僅擁有 NFT 合約的令牌，還擁有鏈上圖像。Ethstorage 可以解決將這些圖像存儲在第三方會帶來額外的信任問題。

最后，Ethstorage 還能解決去中心化 dApp 的前端的需求。目前現(xiàn)有的解決方案主要是由中心化服務(wù)器（帶 DNS）進(jìn)行托管，這種設(shè)置使網(wǎng)站容易受到審查和其他問題的影響，如 DNS 劫持、網(wǎng)站黑客攻擊或服務(wù)器崩潰，龍卷風(fēng)現(xiàn)金等事件就是證明。

現(xiàn)在 Ethstorage 還在初期網(wǎng)測試階段，看好這一賽道的前景的用戶可以體驗一下。

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Tag：坎昆升級將至

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