这里总结了以太坊（Ethereum）升级的不同阶段，特别关注了 2024 年以太坊升级 Electra 后可能的共识层改进方向。本文源自 Terence 所着文章 《Navigating Ethereum’s 2024 Consensus Landscape》，由 白话区块链 编译、整理。 （前情提要：以太坊坎昆升级确认纳入EIP-7514、将拍板Devnet-9发布日 ） （背景补充：以太坊第116次核心会议：坎昆升级、Verkle Trie 转换和 SSZ 序列化 ）
本文目录
- 一、以太坊升级阶段
- 1、Capella：
- 2、Deneb：
- 3、Electra：
- 二、Electra
- 1、增加最大有效质押额度：
- 2、包含名单：
- 3、祕密单一领导者选举：
- 4、分叉选择的改进：
- 5、ePBS：
- 6、Danksharding：
- 7、EIP4844+：
- 8、客户端程式码改进：
- 三、总结
我最近有幸在芝加哥以太坊（ETH Chicago）发表演讲，重点关注了 2024 年以太坊（Deneb）后共识层可能走向的潜力。
注：Ethereum Cancun-Deneb（又称 Dencun）是以太坊区块链即将推出的升级版，此次升级旨在增强网路的可扩容性、安全性和可用性。在 Deneb 之后，我们会进入一个有趣的时刻，有各种引人入胜的协议问题以及解决这些问题的各种理由。值得注意的是，关于以太坊升级 Electra 的未来，目前还没有一个单一、普遍一致的特性方向。
一、以太坊升级阶段
1、Capella：
在 Capella 阶段，很明显合併后的主要特性应该是启用提款功能。 这实现了 2020 年信标链的最初承诺，允许验证者质押、获得奖励，然后提取他们的以太币。与此同时，Proto-danksharding（EIP4844）需要更多时间进行审查和正确实施，社群首先将提款功能放在优先位置，将 EIP4844 推迟到随后的发布版本 – Deneb。
2、Deneb：
毫无疑问，Deneb 的主要特性是 EIP4844，它扩容了依赖在父链上发布资料的 Rollup 和应用程式。 以太坊通过引入 Blob 储存来增加可扩容性，以减少资料发布费用。这个解决方案有效地缓解了可扩容性问题，可以在可预见的未来内应对。还有其他特性，如将共识信标块根暴露给 EVM，从而使质押池或重新质押协议更加无需信任。它还将验证者启用率的波动限制在 8 之内。
3、Electra：
当我们聚焦于 Electra 时，出现了三个主要领域：
二、Electra
我们深入了解一下这三个领域：
1、增加最大有效质押额度：
增加验证者的最大有效质押额度可以减少信标证明的点对点讯息，为 ePBS 和单个插槽的最终性更新铺平道路。 它还通过减小验证者状态的大小来优化客户端程式码效能。
状态中较小的验证者大小会导致更快的hash计算和更低的记忆体消耗。这个可选择的功能将使节点运营者能够确定集中首选项，儘管一些设计部分仍在争议中。依赖项包括重用验证者索引和允许执行层部分提款。有关 EIP 的起草工作正在进行中，有一个 FAQ 用于回答任何初步问题，以及有关惩罚规则的分析。
2、包含名单：
加强链的抗审查能力至关重要。以太坊的抗审查能力相对较弱，被审查的交易最终会被包含，儘管使用者体验会降低。（参见 Tornado 案例） 通过加强执行和共识客户端在构建器覆盖标誌上的互动，共识客户端可以优先处理本地交易 。 然而，强大的抗审查能力至关重要，我们必须不懈追求。
随着时间的推移，包含名单已经经过广泛研究，不断完善其机製。一直在研究可实施的机制，以解决自由 DA 问题、扩容问题以及包含名单周围的博弈论分析。至于规範的编写，正在进行共识、验证者和网路规範的工作，进一步考虑 ePBS。还有很多未解之谜，比如包含名单是否有其 gas 限制？ 如果是的话，它是否会开放给 MEV-boost 或类似 PEPC 的包含名单的边缘市场？规範和实施複杂性之间存在一定的权衡。
3、祕密单一领导者选举：
祕密的单一领导者选举确保提案分配在指定的时间之前保持私密，消除了提案者相互攻击或窃取 MEV 的风险。儘管在主网上没有明确的这种情况的证据，但这一属性对于链的未来至关重要。SSLE 的候选演算法是 Whisk，它将提案者洗牌从候选人选择到洗牌再到选择的各个阶段都视为私密。
目前已经有了规範，甚至有一个测试网在执行！
4、分叉选择的改进：
像 Lighthouse 和 Prysm 等客户端重新组织晚期块。很快所有的客户端实现都将採用重新组织晚期块的行为，等待这个 PR 合併。
这种行为可以扩容，允许证明者反对晚期块，像 view-merge、RLMD GHOST 和超越 LMD GHOST 和 FFG GHOST 的改进等提案都突显了分叉选择的重要性。 分叉选择是链的最关键组成部分，决定了它的主头，并支撑了它的经济安全。因此，强大的分叉选择对于保持稳定的共识至关重要。
5、ePBS：
大约 95% 的区块是通过 MEV-boost 和中继器等协议外机制构建的。这些方法存在与之相关的挑战，如中心化和潜在的治理威胁。最终目标是将中继角色整合到协议中。
即使在其最基本的形式中，实现 ePBS 也是一项巨大的任务，甚至超越了合併的複杂性。 然而，这是一个值得追求的目标。Potuz、我自己以及以太坊协议的同仁们一直在规範方面付出努力，希望很快能够实现。设计包括：
- 质押建设者同时执行验证者职责
- PTC 委员会
- 最大有效质押额度及其依赖项
- 强制包含名单
- 来自证明者的（区块、插槽）投票
- 主要的複杂性在于分叉选择以及如何处理等价情况。
6、Danksharding：
就可扩容性而言，我们可以逐步构建 Danksharding。资料可用性取样（DAS）和缺失资料样本重建被认为是实现 Danksharding 的最大未知数。如 Danny 所提出的 PeerDas 提供了一个简单的资料可用性取样网路构建。如果基準测试验证了其可行性，那么它可能会迅速得到实施。
7、EIP4844+：
一旦需求上升，我们可以考虑将 blob 大小从当前的 3/6 增加。此外，我们可以探索像纠删码和基于 EIP4844 blob 的覆盖网路等创新。这些举措允许节点使用主网作为沙盒进行取样和重建，而无需等待完全的 danksharding。
8、客户端程式码改进：
假设我们可以分配大约六个月的时间给客户端团队解决技术债务，这似乎是有益的。随着以太坊信标链的发展，我们必须优先考虑客户端程式码的长期健康。
有大约 2500 万 ETH 质押，这保护了 DeFi、NFT 和 L2 等领域的巨大价值，因此专注于维护客户端程式码的健康至关重要 。正如我们一次又一次地学到的，很难在改进现有程式码的健康状况的同时专注于新功能。2019/2020 年的设计决策可能已经过时，需要进行重大改革。
三、总结
我的观点是， Deneb 之后应该全力改进共识层的稳定性。重点应该集中在包含名单、增加验证者的有效质押额度及其依赖项以及改进分叉选择上 。至于随后的 「F-Star」 升级，它可能是实现 ePBS 和 danksharding 增量的理想地点。如果存在 blob 资料需求，我们还可以增加 blob 目标和最大分配以解决短期可扩容性需求。
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