研報：以太坊「坎昆升級」—— Layer2 Rollup 將迎來爆發

引言

期待已久的 Shapella 上海升級已經順利完成：終於可以提款了！這也是以太坊區塊鏈繼去年由 POW 成功過渡到 POS 的又一大步。那麼沿著以太坊路線圖的安排，下一步又是什麼呢？

坎昆升級

遵循使用 devcon 城市名稱進行升級的慣例，以太坊下一次升級將是坎昆升級（cancun）。目前，從以太坊 github 上也可以看到，「 cancun.md 」已經被創建並維護。

實際上，以太坊上海升級除了解鎖質押可以提款以外，原本還考慮包含了其他改進提議，比如關於「proto-danksharding」的改進提議 EIP-4844。但是為了降低延誤，在去年 12 月的核心開發者大會中，以太坊核心開發者達成一致，決定上海升級主要包括取款、小部分 EOF 等，這些只要不耽誤取款即可。而在上海升級中被推遲的「EIP-4844」將成為以太坊下一次升級「坎昆升級」的中心。

來源：以太坊路線圖

目前，坎昆升級，除了已經被確認包含的 EIP-4844 之外，還有一些其他納入考慮的 EIP，詳細的內容，大家可以關注這裡：cancun.md

以太坊的擴容之路

2022 年，Aptos、Sui 等新公鏈高調宣發，超越以太坊 TPS 打造高性能公鏈，這給以太坊社區帶來了很大壓力。一直以來，由於可擴展性不足而導致的高昂 gas 費，一直困擾著以太坊，也經常被大家吐槽。所以，無論是來自外界的競爭壓力，還是內部的用戶體驗，以太坊的擴容都被迫在眉睫。

隨著以太坊的進一步升級和發展，目前擴容方向主要有兩個：

1. 使用 Layer2 擴容，目前主流為 rolllups，是將交易批處理在一起，並將交易輸出發送回以太坊，這種方式允許以太坊在不處理交易的情況下驗證其正確性。Rollup 又分為兩種：一種是 zkRollup，採用零知識證明；一種是 Optimistic Rollup，採用欺詐證明。(PS: 在之前的發展中 Layer2 的技術還有狀態通道、側鏈、Plasma，不過都逐漸凋零了。)

2. 在 Layer1 使用分片擴容，這里分為三個步驟去實現，Pro-Danksharding (EIP-4844)、提議者-構建者分離（PBS）、完整分片（Danksharding）。

這兩個方向，一個是從執行層面在鏈下進行擴容，一個是從數據角度在鏈上進行擴容。這兩個方向並不是獨立並行的，而是相輔相成的。或者說，以太坊 Layer 的分片擴容是為了將 Layer2 Rollup 的費用降得更低。

以太坊之外的擴容： Layer 2 Rollup

Rollup，匯總，顧名思義，是把一堆交易打包匯總後，放到以太坊主鏈（Layer 1）以外（Layer 2）去執行，再將其執行結果和交易數據壓縮以後發回到 Layer 1 。

通過這種打包匯總數據在鏈下執行，今天的 Rollup 交易費用已經比以太坊 Layer 1 便宜 3-8 倍了，可事實上，目前 Layer 2 的交易費用仍然大大高於 Solana 和 Polygon 等「低費用」鏈。

Rollup 的交易費用瓶頸在哪兒呢？

以太坊 Layer 1 資源昂貴（運算、儲存、頻寬等等），所以將執行移出到 Layer 2 ，使用 Layer 2 上的運算和 Layer 2 的儲存，這樣一來， Layer 1 的執行和狀態儲存的成本自然就降低了。但是，由於 Layer 2 的安全性繼承自 Layer 1 ，其必須將其執行數據發回到 Layer 1 並確保其數據可供驗證，這將勢必會用到 Layer 1 來儲存這些數據。因此，將數據發回到 Layer 1 儲存是 Rollup 費用的主要瓶頸。

如何減少 Rollup 的交易費用呢？

在回傳數據到 Layer 1 的時候，是通過一個智能合約函數調用的參數 CallData 進行儲存的。這個 CallData 是默認被所有 Layer 1 節點同步下載的數據，如果 CallData 很大，或者很多 CallData 儲存在 Layer 1 ，勢必會造成 Layer 1 節點的儲存負擔。因此，降低 CallData 的儲存成本，就成為了大家的努力方向。

要降低數據的儲存成本，目前有這樣幾種方式：

1. 壓縮數據體積：當下主流的 Rollup 項目都在積極的採用不同的算法壓縮數據，以便減少 CallData 因數據過大而產生的交易費用。

2. 提供廉價的儲存成本：以太坊分片（Danksharding）。

3. 將數據可用性模塊化。統一數據可用性的標準，降低部署維護成本，由專業的鏈做專門的事，如 Celestia。

這幾種方式中，壓縮數據體積， Layer 2 們已經在做了，雖算法不同，但各有優勢；而後兩者目前均尚在實施中。尤其是以太坊分片方案，是以太坊 Layer 1 解決擴容問題的新方案，也是下一個階段以太坊的重點。

以太坊之內的擴容： Layer 1 分片

完整的分片會大大降低將數據發佈到以太坊 Layer 1 的成本，其基本思路是通過擴大臨時的外掛數據包提供廉價的儲存成本，以及通過新的方法來加密證明驗證節點已經驗證了 Rollup 數據的最小子集，而不像現在是全數據提交驗證。

但是實現完整的分片複雜度很高，開發週期估計得按年計劃。所以以太坊路線圖中，將整個分片方案的實施過程分三個主要步驟來完成：Pro-Danksharding (EIP-4844)、提議者-構建者分離（PBS）、Danksharding。

以太坊下一次重大升級– 坎昆升級，將完成以太坊 Layer 1 擴容的第一步，proto-danksharding，也稱之為 EIP-4844，分片的前置方案，主要實現分片中的交易類型 Blob，使 Rollup 的費用降得更低，以及預編譯等一些設計。

EIP-4844

從上述內容中我們可以了解到，Rollup 回傳 Layer 1 的數據 CallData 包含兩個內容：Rollup 的執行結果和交易數據。執行結果是需要在 Layer 1 執行層被所有節點記錄在帳本上，而交易數據是用於驗證 Rollup 操作的正確性，並不需要被 Layer 1 執行，它只需要在足夠長的時間裡可供下載和檢查就可以。可見，它並不需要被永久保存。

將 Rollup 交易數據永久儲存在 Layer 1 上不僅昂貴也沒有必要。用戶為 Rollups 支付的交易成本中有 90% 以上是由於這種數據儲存造成的。EIP-4844 就是為了進一步優化 Rollup 的交易成本而設計的。

如何使 Rollup 費用降得更低？

EIP-4844 引入了一種新的交易類型 Blob，通過類似外掛數據空間的方式，將交易數據移動到一個新的臨時「blob」儲存中，以此來提供廉價的儲存成本。Blob 存在共識層的節點中，而不是像 Calldata 那樣在會直接上主鏈執行層，同時 Blob 也不需要永久儲存，一旦不再需要它們，就會從以太坊中刪除，因此也更便宜。

而長期儲存 Rollup 數據可以被需要這些數據的第三方服務商來做，例如 Rollup 運營商、交易所、索引服務等等。

關於 Blob

Blob 雖然由 EIP-4844 引入，但也會與最終分片所使用的格式完全兼容。在 EIP-4844 中，每筆 Rollup 交易最多掛 2 個 blob，每個區塊包含 8 個 blob ~ 16 個 blob，約為 1MB ~ 2MB。在完整的分片方案中，Blob 將進一步擴充至 16MB~32MB，但這一步的前提是先要完成提議者-構建者分離以及數據可用性採樣。

深遠的影響

綜上，我們了解了 EIP-4844 是以太坊擴容之路的第一步，其重要性和影響之深遠不亞於本次上海升級，所以在以太坊下一次坎昆升級中，EIP-4844 將作為主線任務被盡快推進完成，目前完成時間估計可能在下半年。

可以預想到，在 EIP-4844 完全實施之後， Layer 2 Rollups 的交易費用將會降低一個數量級，甚至是降低至< $0.001，這對 Layer 2 Rollups 來說將迎來真正的爆發。而對以太坊來說，EIP-4844 只是完整分片擴容方案的第一步，而第一步的實施就已經可以大大降低 gas 費，這會使整個生態都更有信心，對比其他公鏈，以太坊將更具競爭力和發展前景。

Layer2 Rollup 將迎來真正的爆發

Rollup+ Danksharding 在短期和中期，甚至可能在長期內，是以太坊唯一的去信任擴展解決方案。很明顯，這將完全利好 Layer2 Rollup 整個賽道。

讓我們通過數據來直觀感受一下，已經處於上升通道、大爆發前夜的 Layer 2 Rollup。

1. 目前 Layer 2 Rollups 的費用，對比 ETH 已經降低一個數位。

來源： Layer 2 Fees

2. 總鎖倉量 TVL（Total Value Locked），達 104.6 億美元，過去 7 天漲幅為 14.22%。

來源： Layer 2 beat

3. 按總鎖倉量佔比，排名前十的項目。

來源： Layer 2 beat

4. 每秒交易活動 TPS

來源： Layer 2 beat

從以上這些數據可見，受先發優勢影響，當前 Layer 2 賽道 Arbitrum 和 Optimism 已經佔據了整個賽道 87.27% 的鎖定份額，兩者同屬 Optimism Rollup。其中，Arbitrum One 網絡總鎖倉量為 70.6 億美元，獨占總額的 66.75%，甚至過去 30 天的交易總數已經超過了以太坊； Optimism 網絡總鎖倉量為 21.7 億美元，約為 Arbitrum One 的 1/3（20.52%）。而 ZK Rollup 的項目當前的市場份額還很小。不過總體而言，整個賽道的所有項目都在上升通道，自 23 年 1 月份低點以來整體 TVL 已經上漲約 36%。

目前主流的 Rollup 分為兩個方向，Optimism Rollup 和 ZK Rollup，其中 ZK Rollup 又分為基於 zkSync 構建和基於 StarkEx 構建。從 Rollup 項目 TVL 數據排名來看，採用 OP 和 ZK 的項目比例為 1：2，ZK Rollup 項目佔據較多數量，但是 OP Rollup 的 TVL 市場份額更高。

雖然當下 OP Rollup 憑藉先發優勢佔據市場主要份額，但 OP Rollup 的欺詐證明系統目前都不可用，用戶不得不相信當前系統沒有作惡，以及區塊鏈提議者提交的狀態根是正確的。而 ZK Rollup 迫於 OP 的競爭壓力，趕鴨子上架了測試網，目前的份額也較少，但隨著以太坊完整分片的逐步升級，越到後來 ZK Rollup 的優勢會越明顯。當然了，要實現這些依賴於很多技術難題的攻克，這或許要以年為單位。

另外，Rollups 項目生態也在呈指數級增長，許多以太坊優秀的項目已經啟動並遷移到這些 Rollup 生態中。鑑於目前個人精力所限，本篇就不對 Rollup 生態做擴展分析了。挖個坑，且聽下回詳述。

總結

縱觀全文的分析，總結一下：

公鏈 Layer 1 的競爭，以太坊的地位將繼續無法撼動。隨著以太坊路線圖的一步步升級推進，以太坊生態將進一步的擴大和穩固。

Layer 2 的競爭，目前是 Rollup 的天下，短期乃至中期都不會有變化。隨著下半年的坎昆升級臨近，整個 Rollup 賽道都將迎來普漲利好。但我們也期盼未來有更優於 Rollup 的擴容方案出現。

Rollup 的競爭，短時間內，OP 憑藉先發優勢，只是暫時領先。長遠來看，ZK 的爆發時機可能在以太坊完整分片的實施時刻。

Rollup 項目，如果是擼空操作，重點關注尚未發幣的項目，尤其是團隊背景和技術實力都不錯的可以作為優先，如果再加一個對比維度，可以考慮被明星基金已經投資的。如果是二級市場操作，已發幣的項目，雖然代幣價格已經漲了一些，不過隨著臨近 EIP-4844 的實施，真正的利好還沒落地，預計應該還有一波勢頭，可逢低尋找時機。

其他方面，坎昆升級利好 Rollup 賽道，而 Rollups 本質上也是多鏈運行，所以也同時看好跨鏈協議，比如 LayerZero。模塊化數據可用性，如 Celestia，也同樣看好，因為其原理與以太坊分片方案一樣，都可以一定程度上降低 Rollup 目前的交易費用瓶頸「數據儲存成本」。

（以上，僅為個人觀點，如有疏漏歡迎指正，本文不代表任何投資建議。DYOR！）

參考文獻

AllCoreDevs

tim.mirror.xyz/zLdl8bEiDmobHZ5RlvG2LrlZLWV9c2XvkuKQ-vpljSU

cancun.md

github.com/ethereum/execution-specs/blob/master/network-upgrades/mainnet-upgrades/cancun.md

EIP-4844: Shard Blob Transactions

eips.ethereum.org/EIPS/eip-4844

Scaling Ethereum

ethereum.org/en/roadmap/scaling/

Danksharding

ethereum.org/en/roadmap/danksharding/

SCALING

ethereum.org/en/developers/docs/scaling/

以太坊邁向 full sharding 的第一步，EIP-4844 全面解析

mp.weixin.qq.com/s/45y2L25XwZBVHKzMsAxxrA

Danksharding、4844 萬字研報：白話解讀「不可能三角」的變革性解決方案

news.marsbit.cc/20230214132434665042.html

從上海升級聊聊以太坊升級的前世今生

mp.weixin.qq.com/s/OL-_2kKCMZAXR3GGjTr6hg