以太坊的模块化前景 实现“世界计算机”初衷

站在2022年的现在来看Crypto的趋势，这个时候做L1的新链条是不可能的。 模块化区块链史诗不容忽视。

The Merge之后，Ethereum的发展路线越来越趋于模块化区块链(modular

块通道( )的方向。 模块化区块链和单片区块链(monolithic

Blockchain )的区别主要是单片(区块链在一个基础协议层执行，同时实现结算、协议、数据可用性四个功能，模块)区块链分多个模块负责这些功能的实现事实上，并不是只有以太坊在计划模块化体系结构。 首先提出了模块化。 提出区块链构想的Celestia基于Cosmos生态构建了Rollups数据可用性层。 Tezos和拥抱以Rollup为中心的路线图的NEAR都在设计数据可用性瓷砖。 本文主要讨论以太坊的模块化趋势。

以太坊的拥堵现状反映出单片机区块链弊端——扩展性差，不可定制，费用高。 单片区块链的问题在于，共识层需要执行很多不同的任务，即使只优化一个功能，也无法有效提高区块链的性能。 形象地说，单片区块链就像一个由四块木板组成的木桶，其容量(性能)依赖于最短的一块木板，有一个属性就是短板整体性能有短板，但“区块链不可能有三角形”都是

模块化扩展：第1层( datas Harding )第2层( Rollups ) ) ) ) ) ) ) )。

其实模块化区块链本质上是混合扩展的方案。 在第6届区块链全球峰会上，Vitalik的演讲主题为《以太坊第二层协议生态的崛起》，Vitalik认为以太坊生态系统不是单纯的第1层扩展或第2层扩展，而是采用混合扩展方式模块化区块链的本质类似于第1层和第2层的混合扩展。

以太坊的模块化架构

以太坊的模块化架构设计主要分为执行层、结算层、共识层、数据可用性层四个层。 目前，业内也多将执行层和结算层统称为执行层，将共识层和数据可用性层统称为共识层。

执行层( Execution

Layer ) :负责处理链上交易、执行链上订单、验证转账和智能合约的执行，主要以Rollup为主。 模块化区块链发展到一定阶段后，用户通常根据运行级别与区块链进行交互。 这包括签署交易、引入智能合约和转移资产。 执行层解决了区块链的可扩展性。

结算级别( Settlement Layer )结算级别用于验证执行级别执行结果(如Rollup )、解决冲突和结算状态承诺。

共识层( Consensus

Layer ) :共识层通过全节点网络下载并执行块的内容，对状态转移的有效性达成共识，给出排序和最终确定性，并通过PoS机制验证块。

数据可用性层( Data Availability )

层) :确保事务处理数据可用(确保存储和可验证且可用)。 必须将验证状态转换有效性所需的数据发布并保存在此层次结构中。 如果发生恶意阻止建议者挂起交易数据的事件，则可以使用数据可用性层次结构中的数据进行验证。

The Merge后可预见的短中期阶段，以太坊的结算层、共识层、数据可用性层统一。 未来的钉钉将对以太坊L1的数据进行切片(

Sharding (过渡到数据可用性引擎，信标链成为共识层，传统的(以太坊 )主网络成为一个运行层，更多的运行层成为Rollups。 另外，除了现在的L2之外，业界开始探索定制化的L3也将成为执行层的扩展。

如果现在的“以太坊”还是理论上的“世界计算机”，那么模块化“区块链”的“以太坊”就是“世界计算机”的工程化方案。

以太坊接下来的规划

众所周知，The Merge是关于PoW到PoS的转换，Beacon Chain和原以太坊主链的合并。 The

除了Merge之外，以太坊其实同时并行推进The Surge、The Verge、The Purge、The

飞溅。 由于这些升级是相互独立并行进行的，因此上市顺序不确定。

The Surge涉及瓷砖的部署，以太坊网络可以在瓷砖上实现大规模的扩展。

The Verge针对Verkle Trees，以帮助优化以太坊的存储和减少节点大小。 这次升级将致力于通过Verkle

Trees可优化存储。 这是数学证明，是Merkle

树升级。 通过减少验证者需要存储在计算机上的数据量来执行操作，可以缩小节点的规模，并允许更多的用户成为验证者。 这将进一步使网络中心化，提高安全性。

The Purge减少了验证者所需的硬盘空间，以消除历史数据和技术债务。 这意味着简化了存储，减少了网络拥塞。

The Splurge是对以太坊网络的一系列微调，包括各种小升级，使以太坊网络更加顺畅。

Vitalik表示，在完成上述文章的五个关键阶段后，以太坊实现了10万TPS，真正成为了他当初设想的“世界计算机”。

虽然上述五个并行重要阶段的命名押韵，但以太坊未来三四年的具体规划可能仍难以理解。 如果把其中更关键更具体的升级事件拿出来谈，可能会更好地看到以太坊的模块化趋势。

1、Proto-danksharding(EIP-4844)

Proto-Danksharding是一种实现构成完整danksharding规范的大部分逻辑和基本规则(如事务格式、验证规则等)的方案，但在此阶段尚未实现切片。 在Proto-danksharding阶段，所有验证者和用户仍然需要直接验证完整数据的可用性。

Proto-danksharding引入的主要特征是被称为“携带blob的交易”的新交易类型。 具有blob的事务类似于普通事务，但主要区别在于它还具有其他数据，称为blob。 Blob约为128kb，比差不多大小的Calldata便宜多了。 但是，EVM的执行无法访问blob数据，EVM只能看到对于blob的承诺。

目前，以太坊的块大小由Gas容量决定，实施EIP-4844后，Blob的数量成为决定块大小的另一个维度。 Blob是约128kb的二维数据结构，以太坊块对各块能容纳的Blob有限制，目标Blob数为8个，考虑最多为16个，所以各块为1-2MB(128*8-128*16 )

Blob主要用于存储第2层的数据，在此之前，第2层的数据存储是通过Calldata实现的。 引入Blob后，块中可用于存储的空间将大幅增加。 然而，因为Blob数据很大，所以当每一块增加1MB的Blob数据时，(以太坊 )区块链 )一个月增加几TB的数据，为了解决这些数据量迅速增加的问题，

Blob的数据不与现有以太坊交易的Gas使用量冲突，因此仍然可以获得明显的扩展效果。 比较简单地了解一下Proto-Danksharding的这个EIP-4844提案，——以太坊第1层在保持1MB的块大小的同时，通过30天的短期、离线存储方式对第2层的数据进行了Layer2的存储

2、Danksharding

Danksharding是为以太坊提出的新型瓷砖设计。 以前计划的分片是状态分片( State )

Sharding )，之后决定以Rollups为中心的路线图，实施第1层( data )

在Sharding(layer2) Rollups )模块化混合扩展方案之后，实施了数据切片( Data )

Sharding )。 数据切片本质上是模块化的。 按照区块链的思路，将以太坊划分为多个数据片，每个数据片连接一个或多个Rollup，Rollup作为执行层，以太坊作为共识层和数据可用性层。

钉钉引入的核心机制主要是PBS和DAS。

PBS (处理器生成器)

separation (是指在构建块时，块发起人( Proposer )和块构建者( builder )分离。 Proposer提出区块，Builder竞争交易排序权计算区块头，Proposer根据Builder的计算结果打包交易，将区块头写入区块完成区块。 PBS以前的区块提案者( Merge之前为Miner，Merge之后为Validator )可以通过确认mempool中进行了何种交易并采取策略，获得MEV的机会以实现开采收益最大化。 引入PBS机制后，该角色分离机制结合Builder序列权的竞争机制可以在一定程度上解决MEV问题，最后的MEV收益相当于全网验证者共享。 此外，PBS还有助于解决分片和信标链的同步问题、以太坊网络的检测策略问题等。

DAS )数据可用性采样，数据可用性

Sampling ( )是解决区块链状态爆炸的有效方法。 通过让验证节点检查块的可用性，然后使用DAS检查，写客户端可以通过只下载随机选择的块来验证块是否已公开。 因为DAS可以并行验证块数据，所以将来的数据片(

Sharding )的数量较多，并不会给各个验证节点增加负担，反而会刺激更多验证节点的参与，保证验证节点充分去中心化。

最终，钉钉通过PBS实现了以太坊的中心化分块，通过DAS实现了中心化解除验证，具备了一定的抗干扰能力，以太坊成为可扩展的共识层和数据可用性层，并运行( PS )中心化模块、去中心化验证也是Vitalik在Endgame上提出的对以太坊未来发展的构想。 ）

总结

其实，以太坊创始团队很有感情，有很多细节让我觉得不忘初心、勇往直前。

以太坊历次升级中，有437万个街区高的拜占庭硬叉、728万个街区高的君士坦丁堡硬叉、906.9万个街区高的伊斯坦布尔网络升级

值得一提的是，拜占庭、君士坦丁堡和伊斯坦布尔是同一个城市。 这座城市横跨欧亚，北濒金角湾，南临马尔马拉海，东与小亚细亚半岛隔海，只有西与陆地相连。 拿破仑对这个城市作了慷慨的陈词。 “如果世界是一个国家，他的首都一定是伊斯坦布尔”。 由于以太坊的原因，这座古城与区块链世界建立了微妙的联系。 这三次升级的命名也传达了——以太坊的消息。

以太坊模块化区块链的路可能没那么快，但大主题的The Merge、The Surge、TheVerge、The

Purge、TheSplurge等是以实现10万TPS的5个阶段为目的，还是具体的重要升级Proto-Danksharding、danksharding？ 最终目的是推进以太坊实现“世界计算机”的初衷。