深入解析坎昆升級後時代:數據與投資視角

前言

以太坊自2015年7月30日正式上線以來,已經有過12次升級歷史,每次升級都備受矚目。

本次以太坊坎昆-德內布升級(Dencun升級)的主要目標是提升Layer網路的可擴展性和模塊化,增強以太坊網路的安全功能,並改進整體可用性。

1. Dencun升級是什麼

1.1 升級介紹

1.1.1 名稱由來

以太坊底層由兩部分合並組成,分別是執行層和共識層,兩部分分別有不同的命名規則。

執行層升級命名規則自2021年起,由Devcon(以太坊開發者大會)舉辦的城市來命名。例如柏林升級、倫敦升級、上海升級等。

共識層升級命名規則是從信標鏈推出以來,以天體名稱命名,按照字母表順序進行。例如牽牛星(Altair)、參宿五(Bellatrix)、五車二(Capella)等。

以太坊的每次升級名稱是使用二者不同的升級名稱進行組合,形成整體升級命名。由於這次Devcon地點在墨西哥的坎昆,而共識層升級爲Deneb,所以本次以太坊升級簡稱爲Dencun升級。

1.1.2 升級背景

Dencun升級背景一個是基於以太坊發展的長期規劃,另一個核心就是提升以太坊體驗感,最終實現一個無需許可、去中心化、抗審查、開源的生態系統。

一方面,通過以太坊創始人Vitalik Buterin在2023年12月31日公布的規劃圖可知,Dencun升級對應的是The surge的部分,開始以用戶體驗爲第一位(例如提高交易速度、降低Gas fee),目的在於提高網路的效率、降低交易成本,並爲未來的發展打下堅實基礎。

而另一方面,從Vitalik Buterin在2023年12月28日發布的文章《Make Ethereum Cypherpunk Again》中可知,Vitalik認爲目前導致區塊鏈越來越局限於資產炒作的核心原因之一就是交易費用的漲,這使得Degen Gamblers成爲主流羣體,不利於實現區塊鏈的應用價值落地,所以必須降低交易費用。

1.1.3 升級時間

根據以太坊規劃,升級時間及激活信息爲:

• 執行層(EL)升級激活時間:13,843,136 高度
• 共識層(CL)升級激活時間:Epoch 269568

1.1.4 涉及內容

以太坊Cancun-Deneb升分別對執行層和共識層進行了一系列改進,坎昆(Cancun)完善了執行層(EL),德內布(Deneb)增強了共識層(CL),並納入了一系列對以太坊網路發展至關重要的EIP(以太坊改進提案)。共有9項EIP,關鍵的EIP我們會在後續介紹。

1.2 Dencun升級的重點

通過以上了解,我們知曉了Dencun升級主要是對以太坊進行改進,而具體的實施計劃則是圍繞着一系列的EIP進行,以下將會對涉及的核心EIP進行展開分析。

1.2.1 EIP-4844 分片Blob事務(Proto-danksharding)

EIP-4844是本次升級的最大亮點,旨在降低手續費,增加交易吞吐量(TPS)和擴展性。其本質是一次過渡性的升級爲未來做準備,以實現完全的danksharding(以太坊"寧靜"階段升級的最後部分),Proto-danksharding是在爲danksharding打下基礎。

以太坊主鏈上提供數據可用性是Calldata(可以理解爲合約交易調用中產生的數據),而Layer回傳到Layer 1的數據都存儲在Calldata裏,另外爲了安全,Calldata每一步執行都需要Gas,這就造成了Gas花費較大的情況。但Calldata中的交易數據驗證完後其實是沒有太多用途的,長時間的數據也可以下載驗證,甚至不需要傳到執行層,以Layer2-OP鏈的平均交易費用歷史構成舉例,可以看到接近80%的費用都來自L1的數據費用。

所以EIP-4844引入了一種新數據存儲結構--- Blob,專門用於存儲L2向L1提交的交易數據。引入後,L2的交易數據直接提交至Blob中進行存儲,可供共識節點完全下載,僅在短暫延遲後即可刪除,降低沒必要的存儲負擔。這意味着Blob的引進將會極大的降低L2的交易費用。同時,Blob還相當於爲L2額外拓展了區塊空間,同時L2交易吞吐量也將顯著提高。

1.2.2 EIP-1153 瞬態存儲操作碼

EIP-1153主要目的是節約存儲空間和存儲成本。瞬態存儲在每次交易後都會被丟棄,因此,臨時存儲更便宜,因爲它不需要磁盤訪問。

EIP-1153對Dapp開發人員比較友好,在EVM中引入了新的操作碼TSTORE和TLOAD,調用這些操作碼的Gas成本約爲每個100 Gas,比傳統存儲調用(SLOAD和SSTORE)便宜了95%。同時一旦完整事務執行結束,該部分存儲就會清除,從而降低存儲成本和Gas消耗,比如未來可能會讓新的DeFi合約更節省Gas。

1.2.3 EIP-4788 EVM中的信標塊根

EIP-4788將實現EVM(以太坊虛擬機)和信標鏈(Beacon)之間的通信。此功能支持各種用例,可改善質押池(staking pools)、再質押(restaking constructions)、跨鏈橋(smart contract bridges)、MEV等。

在之前,EVM無法直接訪問Beacon的數據與狀態,只能通過外部可信的預言機捕獲狀態。因此提出在每個EVM區塊中放置一個父信標區塊根(parent_beacon_block_root),這樣當Beacon有所更新時,EVM上可以立即獲得準確的信息。

而父信標塊根將被存儲於環形緩衝區,僅保留1天左右,一旦新的父信標塊根進入,同時緩衝區容量到達臨界值時,最舊的父信標塊根將會被覆蓋,從而實現高效且有限的共識存儲。這樣一來,就以信任最小化的方式實現了通信,而且還消除了外部預言機故障和惡意風險,增加了安全性。

1.2.4 EIP-5656 MCOPY - 內存復制指令

EIP-5656通過引入新的EVM指令MCOPY來優化復制內存區域過程的成本,從而提高數據在EVM中移動的效率。

內存復制是一項基本操作,但在EVM上實現它會帶來開銷。以復制256字節內存數據爲例,開發人員通過MCOPY操作碼可以將成本從此前的96 Gas(使用MLOAD和MSTORE)顯著降低至27 Gas。預計未來大多數開發人員將使用MCOPY代替MSTORE/MLOAD,更高效的Gas合約最終也會讓終端用戶受益。

同時MCOPY填補了當前在EVM中復制內存的方法中缺失的空白。

1.2.5 EIP-6780 SELFDESTRUCT僅在同一交易中

EIP-6780限制了操作碼SELFDESTRUCT功能,新功能只是將帳戶中的所有資金發送到目標,但不影響代碼、存儲和其他信息,同時也是爲後續Verkle樹升級做準備。

在EIP-6780之前,如果合約創建中引用了SELFDESTRUCT操作碼,那資金可以發送到目標,但代碼、存儲和其他信息將會被刪除,然而,這一功能會產生一定危險和意想不到的後果。在EIP-6780之後,這一切將不會受到影響,開發人員可以更好地管理項目,從而實現更穩定和可預測的區塊鏈。

2. 升級後數據層面影響

2.1 Gas費影響

本次升級最核心,也是大家最關心的莫過於Gas費的變化,由於EIP-4844的引入,受益最顯著的就是Layer2層,Gas費用下降效果非常明顯,用戶體驗感得到提升。基本符合在升級前預計Layer2手續費降低90%的預期。

而對於Layer1(以太坊自身)來說,升級後Gas費有所降低,但不顯著,用戶在實際使用中其實感受並無變化。

2.2 交易量影響

升級除了降低Gas外,還有就是想提高吞吐量,這也是以太坊擴容發展規劃中的重點。

在升級完成之後,Base的交易量率先激增並突破原先的瓶頸,從之前的50萬突增至2百萬,意味着EIP-4844對其產生了直接影響,受益也最明顯。

2.3 TPS影響

TPS(每秒交易數)的優化意味着開發人員在構建和部署dApps時擁有更大的靈活性,預計會催生更多復雜、數據密集型的應用程序,從而吸引更廣泛的用戶羣體。

在升級完成後,各Layer2的TPS基本有所增加,但最大也不超過30筆/秒。

TPS較低是目前Web3行業普遍現象,區別於傳統Web2行業的高TPS特性。Layer2的TPS最高也未超過500,但從行業發展角度來看,本次升級也是在爲未來打下基礎,同時也呼應了以太坊發展期望------達到10萬+的TPS。

2.4 Blob使用情況

Layer2交易費用的整體下降主要原因是Blob類型的引進,交易中掛的Blob數量越多,整體的吞吐量也會越大,這也是爲後續以太坊升級打下基礎。

最初預計,如果實現一個區塊3個Blob的平均目標,L2的吞吐量將有接近2倍的提升。若最終實現了一個區塊外掛64個Blob的目標,L2的吞吐量將有接近40倍的提升。本次升級最大限制給到了6個Blob。

就目前情況來看,Blob已開始在交易中使用,但整體使用率不算高,峯值也是出現在剛剛完成升級時,後續逐漸回落,暫未達到預估的3個Blob的平均目標。

但Blob類型的引進,實實在在的是對Layer2在Layer1上的數據費用有明顯改善。從上文中提到的OP鏈例子,可以直觀感受到Layer2平均交易費用中使用L1的數據費用明顯降低,幾乎消除,這也從另一個方面推測,Layer2的利潤空間可能會有所提升。

L2的盈利模式相對比較簡單清晰,基本可以總結爲:鏈上利潤 = L2的交易費用 - L1的支付成本;以OP鏈爲例,盡管升級同時降低了L2交易費用和L1支付成本,但由於交易量和用戶基數增加,兩者的降幅完全不在一個數量級。交易費用從幾十萬降低至幾萬,而支付成本則從幾十萬降低至不足1k,鏈上利潤從升級後也有所增加。