元笔记｜5分钟读懂坎昆升级核心

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2023年4月，以太坊完成上海升级，质押以太币的验证者们可以提取被锁定的以太币，使得以太坊的Pos机制更加灵活，质押者们也获得了退出的渠道。

上海升级相对轻量，坎昆升级则是重量级的。今年1月初以太坊核心开发者会议结束，确定了坎昆升级的测试网时间，2月份坎昆升级指日可待。坎昆升级涉及到比较硬核的技术原理，本文将用浅显的语言向大家说明白坎昆升级的核心到底什么。

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背景——Rollups扩容方案

区块链网络苦 “不可能三角（指不可能同时满足安全性、去中心化、规模化这三个特性）” 久矣。如何在保证安全性、去中心化的前提下，最大化扩容、提升每秒交易量、降低gas费，是区块链网络大规模发展的关键问题。

以太坊目前发展最为成熟且最为核心的是Layer 2 Rollups方案。Rollups方案简单理解就是将以太坊主网的计算过程转移到Layer2上。Layer2相当于一条迷你区块链，它对计算过程进行处理，并将处理结果压缩后上传到以太坊主网上。

更形象地说，以太坊主网类似于银行分行，layer 2 相当于营业网点。营业网点会详细地记载、结算每一笔资金出入，但仅把每日的结算汇总汇报至分行。同理layer2为主网分担了计算过程，仅把计算结果反馈至以太坊主网，因此大幅缓解了以太坊的网络拥堵问题。

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困境——扩容方案瓶颈

但是Rollups方案中，layers 2仍需将计算结果（状态根数据）锚定并永久存储在以太坊主网上。随着以太坊应用的不断增加，以太坊仍面临存储空间不足的问题。这是Rollups方案的一大瓶颈。

Layer 2传回到主网的数据，包含执行结果和交易数据。其中，交易数据是用来验证Rollups操作的正确性，验证完成后交易数据其实是没有用的。但是这个数据占比大，且将永久存储在主网上，这导致了以太网较高的交易费用。

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解法——坎昆升级的核心：Blobs

分片（Sharding）是解决以上问题的最终方法，但是完整的分片实施难度大，目前无法落实。而坎昆升级则是针对现阶段的以太坊缓解这个问题的权衡之计。坎昆升级的核心提案EIP-4844引入了全新的交易类型Blobs（Binary large objects）。这种交易类型比常规的交易多携带了一个临时数据存储包。

当Layer 2将交易数据上传到主网，以太坊节点下载并验证交易数据后，这个存储包将在1-3个月内自动删除交易数据。每个blobs有125KB的存储空间。一笔交易最多外挂2个blobs，一个区块最多外挂16个Blobs，这就是高达2MB的存储空间。Blobs确保了所有验证者和用户都有机会验证数据的可用性，在不影响以太坊安全性的前提下大大降低了以太主网上的计算和存储压力。

以太坊用户在Layer 2Rollups支付的交易成本中有90%以上是由于数据存储造成的，EIP-4844将layer 2的交易费用降低一个数量级，每笔交易成本将降低10-100倍。

坎昆升级是以太坊发展中具有里程碑意义的一步，它为以太坊带来更低的交易费用、更好的交易体验，解决了长期以来制约以太坊的关键问题。这将催生出更多的应用场景，促进以太坊生态的繁荣发展。

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