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向小白解释以太坊的Fusaka分叉:PeerDAS到底是什么?

2025-11-20 17:07:42
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在Holesky、Sepolia和Hoodi测试网上成功进行三次试验后,以太坊的Fusaka硬分叉将于12月3日在主网上线。

这是自上次升级Pectra以来,以太坊最令人期待的升级——尽管Fusaka的影响更为重大,它将使Rollup在一个月内扩展到每秒1,000笔交易(TPS),并随着时间的推移扩展到每秒100,000笔交易(TPS)。

实际上,这是两次独立的硬分叉:Fulu升级到共识层(区块链中验证者就发生的事情达成一致意见的部分)和Osaka升级到执行层(实际处理交易的部分)。

未来,共识层将重建为精益共识(以前称为Beam Chain,但在商标纠纷后更名),并加强安全性和去中心化,最终结果可在几秒钟内确定。

作为精简以太坊路线图的一部分,执行层的验证者将从重新执行交易转变为简单地验证微小的零知识证明,从而使L1能够扩展到10,000 TPS。

但这是长远规划,预计五年内完成。接下来,让我们详细了解一下两周多后,在福坂的带领下,将会发生哪些改进。

当然可以,但是PeerDAS是什么?

对等数据可用性采样(PeerDAS)是一种巧妙的方法,使以太坊能够处理更多的数据,从而使L2和Rollup能够扩展吞吐量。

区块链之所以是真理的来源,是因为网络中的每台计算机都会重复网络中所有其他计算机的工作,并就结果达成一致,然后将结果永久记录下来。

这当然效率极低,意味着区块链的速度受限于网络上速度最慢、下载速度最差的计算机。

尽管以太坊总共有100万个验证节点(Ethernodes),但实际运行以太坊的独立运营商却只有大约1万家

以太坊加剧了这个问题,因为它对去中心化的承诺意味着它将验证者和节点的技术规格维持在消费级水平。(目前的推荐配置更接近游戏笔记本电脑,而不是传说中的树莓派,但仍然是世界各地许多人都能负担得起的。)

可以将PeerDAS理解为区块链领域的种子下载——它并非要求网络上的每个人下载并上传整个文件,而是允许他们只处理其中的一小部分。之后,可以通过组装各个组件来重建整个数据块(blob)。这显著提高了吞吐量。

好的,但是以太坊中的blobs是什么?

L2层在以太坊之外处理交易,以释放L1层的容量。然后,它们以各种形式将交易数据发布回以太坊,以便所有人都能确信交易的合法性,并在需要时恢复L2层的状态。交易越多,L2层就需要向以太坊发布更多数据。

2024年3月的Dencun系统升级引入了Blob存储单元,每个Blob可存储128 KB的数据。系统最初的目标是存储三个Blob(但最多可扩展到六个,高峰期会收取更高的费用以限制使用),在Pectra系统升级中,Blob存储单元的数量翻了一番,达到六个(最多九个)。

空间已经饱和,而且由于每个节点和验证者都必须下载每个数据块,网络的处理能力也接近极限。这对使用笔记本电脑和家用台式机的独立质押者来说尤其困难。

Teku客户端的区块链协议工程师Lucas Saldanha解释说,以太坊去中心化的核心概念是“任何人都可以运行它”。

“但如果我们不断增加存储和网络需求,总有一天普通人将无法再满足这些需求。”

PeerDAS将数据块分割成128个独立的“列”,并允许验证者和节点仅下载其中的一部分。这使得以太坊的数据处理能力提升了八倍,从而使L2层能够处理比现在多八倍的交易,因为它们现在有了一个可以以较低成本发布这些交易数据的地方。

Saldanha表示:“理解PeerDAS最简单的方式就是,即使数据块数量更多,每个服务器或节点也不必下载所有数据块。但你仍然可以确保数据在需要时可用,并且数据是正确的。”

以太坊二进制数据块并非永恒存在

过去,人们会永久存储所有数据,但为了避免随着二级缓存规模的扩大而导致存储需求无休止地大幅增长,现在数据块只需保留18天。假设有六个数据块,验证器在这段时间内需要存储90GB的数据,而最低配置建议使用4TB的固态硬盘。

PeerDAS的巧妙之处在于,它仅需50%的切片即可重建整个数据块。Saldanha解释说,这运用了擦除编码(又称里德-所罗门编码),这种编码最初是为了防止CD因刮擦而无法播放而发明的。

数据以一种特殊方式编码,在被分割成128个部分之前,其大小会翻倍。这种冗余设计使得即使只拼凑出其中64位,也能恢复整个数据块。萨尔达尼亚解释说,系统会随机抽取哪些用户拥有哪些列,“以获得数据可用性的统计保证”。

“所以,这听起来有点像魔法,但这正是它背后的设计原则。你不需要下载所有内容,你可以查看其中的一部分列。如果你有足够多的列,你就可以根据需要重建整个系统。”

BPO分支只会增加blobs的数量

以太坊开发者们一向谨慎,并不打算一次性将二进制大块的数量增加到48个。

Fusaka并未采用传统方式,而是利用EIP-7892创建了仅包含Blob参数(BPO)的硬分叉,从而可以根据需要增加(或减少)blob的数量。首次BPO硬分叉将于Fusaka之后一周,即12月9日进行,届时blob目标数量将增加67%,达到10个blob,最大值为15个。

如果一切顺利,第二次BPO分叉将于1月7日进行,目标blob数量为14(最大21)。这将比目前的数据可用性提高133%,并使标准L2缓存的处理速度达到800-1000 TPS左右。(Lighter应用链的处理速度确实比这快很多倍,但这只是个例。)

Saldanha预计前两个BPO分叉不会出现任何问题。

他说:“与我们实际能做到的相比,这些数字非常保守。”Sepolia和Hoodi测试网均已升级到BP02版本,未报告任何问题。

但到了2026年,区块数量能否达到1001个(也就是大家一直谈论的8倍增长)仍是未知数。Saldanha表示,他们在受控的开发网络环境中已经成功突破了48个区块的限制,但在实际应用中,区块提议和内存池(mempool)方面存在一些瓶颈(技术性很强,但这里有详细的解释)。

一系列EIP旨在解决这些问题,包括2026年Glamsterdam分叉的Enshrined Proposer Builder Separation升级,这将为区块传播提供更多时间,并允许进一步增加blob。

在最近一次全核心开发人员电话会议上,讨论了一种可能有助于实现每个区块72个blob的新优化方案,以及一个非常“推测性的时间表”,其中包括在2月下旬之后每两周进行一系列BPO分叉,以实现72个blob的目标。

随着时间的推移,预计每个区块中的blobs将达到128个以上的blobs。

修复破碎的二进制费用市场

Fusaka还将修复blob费用定价中失衡的供求经济机制。

当blob费用高时,L2服务应该提交更少的blob(实际上也确实如此);而当费用低时,它们应该提交更多blob(但实际上并没有)。问题在于,与在以太坊上发布数据所需的gas费用相比,blob费用微不足道,因此没有人会关心这种激励机制。

“即使交易活动下降,你仍然希望它能再次回升,”Consensys的高级区块链工程师Gabriel Trintinalia解释道,他正在开发执行客户端Besu。“如今,要达到那个水平需要一段时间,”他说道。

为了解决这个问题,EIP-7918确保最低blob费用永远不会低于以太坊gas价格的1/16,这将使费用对实时网络状况更加敏感,并使blob实现“比以前快得多的价格发现”。

“这基本上意味着,blob基础费用不能低到与执行成本脱钩,”他说。

Fusaka如何扩展以太坊的L1缓存

使用零知识证明来扩展L1的精简以太坊计划仍处于早期阶段,我们不太可能在2026年下半年Hegota(Heka-Bogota)硬分叉之前看到这方面的重大进展。

但福萨卡确实将gas上限(网络可以处理的计算量)从4500万提高到6000万(EIP-7935),使网络容量提高了33%。Trintinalia说:“我们将能够在区块中包含更多交易。”

根据目前的TPS来看,以太坊从12月起将维持在30 TPS左右。

在本周的Bankless峰会上,以太坊基金会联合执行董事Tomasz Stanczak表示,他预计以太坊的gas上限将在2026年上半年提升至1亿,并在此基础上翻倍甚至三倍,达到每个区块2亿至3亿gas。如果这一预测成真,那么这将比以太坊在2025年初设定的3000万gas上限提升10倍。

让以太坊感觉比实际运行速度更快

EIP-7917实现了一种沟通方式,用于确定下一个以太坊区块的提议者,从而优化预确认机制。预确认是指提议者承诺将交易包含在下一个区块中。从用户的角度来看,钱包或应用程序可以在几毫秒内即时确认交易,而无需像以太坊那样等待长达12秒的区块时间。像Taiko这样的基于Rollup的项目将依赖于此功能。

支持使用密码将手机变成以太坊钱包

Fusaka为苹果手机上的安全隔离区和Android密钥库(EIP-7951)使用的“secp256r1椭圆曲线”加密技术添加了一个新的预编译代码(在EVM外部自动执行操作的代码)。

账户抽象已经使之成为可能,但成本太高;由于以太坊使用不同的secp256k1椭圆曲线,因此消耗了大量的gas。

“我们正在将其移至预编译阶段,这是一个客户端实现。因此,现在您可以调用此预编译阶段来完成所有需要的计算,而无需为EVM中执行的昂贵计算付费。”

因此,以太坊Maxis用户无需写下助记词,只需使用通行密钥、手机生物识别技术和钱包即可。

让很多事情变得更可预测,以便扩大规模

Fusaka包含许多EIP,有助于使一切更加统一和可预测,从而防止协议随着扩展速度越来越快而出现故障。

随着L1层规模的扩大,交易量也会增加,区块大小也会随之增大。为了避免偶尔出现的恶意区块(无论是意外还是蓄意攻击)导致网络崩溃,区块最大大小将被限制为10兆字节(EIP-7934)。

“协议中存在带宽限制,无法传播大于10兆字节的消息。因此,例如,在某种攻击中,攻击者可以构造一笔交易,这笔交易不会消耗区块的全部gas,但其大小仍然足以在编码后超过10兆字节的限制。这样就会出现问题。”

“虽然这笔交易仍然有效,但它会导致该区块无法在网络中传播。”

单笔交易消耗的gas量上限也将设定为1670万,以防止单笔交易填满整个区块。这将有助于网络稳定性,并防止分布式拒绝服务攻击。此外,它还有助于网络为并行区块处理(即将在Glamsterdam版本中实现)做好准备,并有助于zkEVM证明的生成。

使用ModEXP预编译程序的定价也将进行调整,以反映实际的计算成本,并且将对预编译程序的输入设置限制,以避免出现错误和极端情况攻击(分别为EIP-7823和EIP-7883)。

Trintinalia表示:“这样做是为了让ModeXP预编译更加可预测。”他指出,过长的输入导致了许多共识错误。

此外,还有一个新的操作码(EIP-7939)可以自动统计数据中前导零的个数。虽然这听起来有点荒谬,但它取代了开发者目前用于此目的的耗费大量资源的代码。

他说:“对于零知识证明和编译器来说,由于结构中包含了这些信息,它可以缩短字节码,因此零知识证明的成本也会大大降低。”

EIP-7642中包含另一项维护工作,它修复了5月份一些节点清除合并前网络历史记录时产生的一些问题,导致节点同步失败。

全球以太坊节点(Everstake)

未来:格拉姆斯泰丹、赫戈塔及其他

以太坊社区正在热烈讨论Glamsterdam分叉应该包含哪些内容,不应该包含哪些内容,以及是否应该将反审查措施FOCIL(Fork-Choice强制包含列表)添加到当前范围内,或者这样做是否会给所有人带来太多麻烦。(目前看来,FOCIL正在被推进,但仍在正式考虑之中。)

目前,区块级访问列表和提案者与构建者分离机制肯定包含在内,但对其作用的简单解释要等到12月中旬《杂志》的“2026年以太坊”特刊才会给出。

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