坎昆升級將至，如何提前布局？
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(xiàng)目都受到了市場的追捧。
如果按照先前經(jīng)驗(yàn)，本次 Dencun 升級也會有提前布局的機(jī)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(diǎn)。
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(kuò)展的道路上邁出了切實(shí)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(diǎn)驗(yàn)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(diǎn)和二層用戶來講依舊是一筆不小得開銷。光是價(jià)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(gè)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(shí)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(jià)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(shí)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(diǎn)）下載和存儲，存儲起來耗費(fèi)的內(nèi)存與計(jì)算量遠(yuǎn)小于普通以太坊 Calldata 。
而且 BLOB 還有一個(gè)特性，只能存儲有限的一段時(shí)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(shí)的存儲，其可用時(shí)間為 4096 個(gè)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?yàn)楦鶕?jù) Optimistic Rollups 的設(shè)定，有 7 天的故障證明（Fruad Proof）的時(shí)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(shí)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(gè)紀(jì)元由 2 ^ 12 推導(dǎo)而來，一個(gè)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(shí)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(gè) 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(shí)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(yàn)證交易數(shù)據(jù)的真實(shí)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(shí)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(yàn)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(yàn)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(gè)疑問，這種交易數(shù)據(jù)看起來并不重要，它有什么用？
其實(shí)，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(shí) Rollup 上傳的交易記錄才派上用場，用戶可以利用這個(gè)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(jì)算出完整狀態(tài)，在二層節(jié)點(diǎn)無法正確運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)啟用逃生艙機(jī)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(shí)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(gè) BLOB 的 Commitment。
將來如果挑戰(zhàn)機(jī)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(jī)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(yàn)證性的同時(shí)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(gè)巧妙且高效的解決方案。
需要說明的是，在 Dencun 實(shí)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(xiàng)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(yàn)證的體積更小，驗(yàn)證步驟也更簡單，但缺點(diǎn)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(jì)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(yàn)證方法）。
對于現(xiàn)在大熱的 DA 項(xiàng)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(diǎn)的誠信，而卻有助于降低節(jié)點(diǎn)之間計(jì)算資源的門檻要求，維持網(wǎng)絡(luò)的去中心化特征。
Dencun 的機(jī)會
Eip 4844 為二層降本增效的同時(shí)，卻也引出了安全隱患，這也帶來新機(jī)會。
要想理解原因，我們需要聊回上文提到的逃生艙機(jī)制 或者 強(qiáng)制取款機(jī)制。
在 Layer 2 節(jié)點(diǎn)失能時(shí)，這種機(jī)制可以保證用戶資金安全回到主網(wǎng)。激活這個(gè)機(jī)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(gè) Layer 2 全節(jié)點(diǎn)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(jī)制退出L2恰恰是因?yàn)長2節(jié)點(diǎn)作惡，節(jié)點(diǎn)都作惡了，那大概率就不會從節(jié)點(diǎn)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(diǎn)可以提供完整的鏈下狀態(tài)時(shí)，用戶可以自己部署一個(gè)全節(jié)點(diǎn)。
這個(gè)全節(jié)點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)，或 Layer 2 原生節(jié)點(diǎn)（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(qiáng)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(bǔ)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?yàn)檫€存在“無需信任”這個(gè)關(guān)鍵字。
Ethstorage 就可以解決無需信任這個(gè)問題，得到了兩輪以太坊基金會的資助。
可以說這個(gè)概念真正的可以迎合/彌補(bǔ) 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(shí)間，補(bǔ)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(kuò)展以太坊的計(jì)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?yàn)橛脩舨粌H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(yàn)一下。
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