作者：Ebunker / 來源：https://medium.com/@ebunker.io/an-in-depth-explanation-of-ei
翻譯：火火/白話區塊鏈以太坊大規模采用的最大障礙之一是用戶必須支付高額 Gas 費才能進行交易或交互。隨著鏈上活躍度的增加，gas 費用也大幅上漲，從而提高了用戶門檻。
為了提高以太坊 L1+L2 的性能并解決 Gas 費問題，以太坊基金會提出使用 EIP-4844 來降低 Gas 費并提高吞吐量作為中期過渡方案。本文將詳細介紹 EIP-4844 以及為什么它對于以太坊路線圖的實施至關重要。
1、EIP-4844 簡介
以太坊的EIP-4844是坎昆升級的核心內容。它引入了一種新型交易（blob-carrying transaction）來降低以太坊的交易成本。攜帶 Blob 的交易與常規以太坊交易類似，但它們攜帶一些額外的數據，稱為 Blob。與當前的不可變調用數據存儲和只讀內存相比，blob 具有更大的存儲空間并且更便宜。
從上圖中看塊空間和blob空間的區別，blob與以太坊虛擬機（EVM）可見的塊不同。Blob 僅短暫可用，并且對 EVM 不可見。此外，blob 位于以太坊共識層，而不是位于以計算為中心的執行層。最重要的是，blobspace 比 blockspace 便宜得多。
EIP-4844 也稱為 Proto-Danksharding。它將實現 Danksharding 的框架和邏輯，與新的交易格式和驗證規則相同。
2、EIP-4844 開發時間表
在過去的3年里，以太坊經歷了一系列升級，從PoW共識過渡到PoS共識，使其區塊鏈更具可擴展性。
以下是以太坊重要更新的時間表和概述：
- 2020 年 12 月 1 日，PoS 驅動的信標鏈推出，以太坊用戶可以將他們的 ETH 質押在單獨的信標鏈上來驗證交易。
- 2022 年 9 月，信標鏈與以太坊主網合并，將網絡的執行層和共識層結合在一起。
- 2023年4月13日，上海升級（EIP-4895）上線，為以太坊驗證者開放ETH質押提現功能。
這些升級對于以太坊提高可擴展性是必要的，但它們并沒有直接提高區塊鏈的交易速度或汽油價格。未來的升級（例如 Sharding 和 Danksharding）將使以太坊在實踐中具有可擴展性。
3、什么是分片（Sharding）？
分片是指將區塊鏈網絡劃分為更小的單元，稱為“分片鏈”。每個分片鏈都可以并行處理交易，以最大限度地提高交易吞吐量、減少網絡擁塞并降低天然氣費用。換句話說，分片是一種將數據庫劃分為更小的數據庫來管理特定數據段的方法，從而提高這些數據庫的效率和性能。
由于Sharding技術難度較高，以太坊決定采用中間方案，首先實現Proto-Danksharding，最終過渡到更容易實現的Danksharding。
4、什么是Danksharding？
Danksharding 是一種新的分片架構，它依賴于稱為 blob 的大容量數據來擴展以太坊區塊鏈。以 Rollup 為中心的第二層協議使用額外的 blob 數據空間來緩解網絡擁塞，從而降低交易成本。
目前，以太坊基礎層的TPS約為15，其第二層rollup的TPS約為100。根據粗略估計，Danksharding預計將以太坊的TPS提升至10萬（整體考慮L1+L2） ）。
Danksharding 的另一項創新是合并費用市場，即只有一個提議者從所有分片中選擇交易，而不是每個分片都有自己的提議者。為了使這個合并的費用市場平穩運行并緩解最大可提取價值（MEV）的問題，還將實施一種稱為提議者-構建者分離的方法（提議者是指以太坊協議驗證者，他選擇將哪些交易包含在下一個塊）。
然而，在以太坊上實現完整的 Danksharding 并不是一蹴而就的過程，而是需要多次升級才能逐步實現，例如 EIP-4844（Proto-Danksharding）。
5、什么是原始 Danksharding？
Proto-Danksharding 以兩位以太坊研究人員 Proto Lambda 和 Dankrad Feist 的名字命名，它將把以太坊的 TPS 提高到 1000 左右。它更簡單，是實現完整 Danksharding 之前所需的一個步驟。最重要的是，它將引入一種接受 blob 數據的新交易類型，這是實現完整 Danksharding 的重要組成部分。
Vitalik Buterin 認為 Proto-Danksharding 執行了 Danksharding 的大部分邏輯和框架，但它仍然沒有實現任何實際的分片。換句話說，Proto-Danksharding是Danksharding的原型，為未來實現其他分片升級提供了框架。
6、EIP-4844 如何降低 Gas 費？
EIP-4844（Proto-Danksharding）的主要目的是通過使用 Blob 交易來降低以太坊的 Gas 費用。Blob 數據更具成本效益，以太坊虛擬機（EVM）無法訪問它，只能查看對 Blob 的承諾。此外，Proto-Danksharding 中的數據帶寬固定為每槽 1 MB。
由于簡單地使 CallData 更便宜可能會導致平均或最壞情況下的不匹配，因此以太坊開發人員正在嘗試通過建立一種新型的 Blob 承載交易（重點關注 L2 Rollup 的交易）來降低 Gas 費用。
以太坊的平均區塊大小約為 90 KB，但理論上最大區塊大小約為 1.8 MB。這意味著以太坊區塊可以在網絡活動活躍期間容納更多交易，但需要非常高的汽油費。如果calldata便宜10倍，則交易量將增加10倍，極端情況下，區塊大小將增加10倍（18 MB）。顯然，以太坊無法在其網絡中容納如此大的區塊。
7、解決方案
ProtoDanksharding 通過多維 EIP-1559 費用市場解決 Gas 定價危機。
在 ProtoDanksharding 被提出之前，EIP-4488 就曾嘗試解決高 Gas 費的問題。
EIP-4488有兩個規則：
calldata的gas成本從每字節16個gas單位減少到3個gas單位；
每個區塊1MB的限制加上每筆交易300字節，最大可以達到1.4MB左右。
區塊大小限制是確保平均區塊負載激增不會導致極端案例負載激增的最簡單方法。此外，最極端情況下的塊大小（1.4MB）始終低于當前最大塊容量（1.8MB）。
既然EIP-4488之前就提出了解決gas問題的方案，為什么以太坊社區最終選擇了EIP-4844來降低gas費用呢？因為雖然EIP-4488最大限度地減少了當前的變化（保持穩定性），但未來還需要更多的變化。相比之下，Proto-Danksharding 旨在進行更多框架更改，以幫助以太坊網絡未來升級到 Danksharding。
Proto-Danksharding創建了一個單獨的交易類型，將L2 Rollup的數據存儲在大容量的blob中，并且每個塊中的blob數量是有上限的，這將大大降低L2費用。Blob 存儲在共識層，而不是執行層，因此以太坊虛擬機（EVM）無法訪問它們。
即使在Proto-Danksharding之后，Sharding仍然是一項復雜的任務，但復雜性將僅限于共識層。因此，執行層客戶端團隊和 Rollup 開發人員不需要做任何額外的工作來從 Proto-Danksharding 過渡到完整分片。
EIP-4844還將blob數據與calldata分開，使得更容易在更短的時間內存儲blob數據。
8、EIP-4844 的數據存儲選項
Proto-Danksharding 的每個時隙（12 秒）每年將生成約 2.5 TB 的數據。共識層可以通過歷史保留期（EIP-4444）應對數據存儲挑戰，并實現在一段時間后自動刪除blob數據的邏輯。
關于如何訪問舊的 blob 數據，有多種方法可以在去中心化協議上存儲歷史數據。例如，rollup、Bittorrent、以太坊門戶網絡、區塊瀏覽器、API 提供商和第三方索引協議（The Graph）等特定應用程序的協議都可以存儲完整的歷史記錄。
9、EIP-4844前后有哪些升級？
以太坊開發者在 EIP-4844 之前提出了多項升級以降低 Gas 費。例如，EIP-3651降低了區塊構建者與以太坊區塊構建軟件 Coinbase 交互所需支付的 Gas 費，EIP-3855通過 Push0 降低了開發者的 Gas 費，EIP-3860降低了特定用例的 Gas 費。
EIP-4844 是邁向完全分片、擴展以太坊網絡并降低 Gas 費用的一步。開發人員計劃在 EIP-4844 之后實施“Verge”，其中將引入 Verkle 樹以實現可擴展性。
10、EIP-4844 的影響
EIP-4844的主要目標是通過使用新型的blob攜帶交易將以太坊的L2 Gas費用降低10-100倍，從而使向完全分片的過渡變得更容易，因為所有未來的升級都將僅在共識層進行。
在架構層面，EIP-4844引入了blob攜帶交易，這是以太坊第一次專門為L2構建數據層，為后續完整的Danksharding奠定了基礎。
在經濟模型層面，EIP-4844將引入新的blob費用市場，這也將是以太坊邁向多維市場的第一步。
在用戶體驗層面，用戶最直觀的感受就是L2費用的大幅降低。這一重要的底層改進將為L2及其應用層的爆發提供至關重要的基礎。
11、總結
EIP-4844 是一項重大升級，旨在使以太坊網絡更具可擴展性，同時減少未來完整分片所需的更新。Proto-Danksharding 增加了 Blob 數據組的空間，這將允許更多的數據處理，從而減少網絡擁塞并降低 Gas 費用。
作為高度復雜的協議升級，EIP-4844是以太坊路線圖的重要組成部分，同時也與其他系統升級相關，例如提議者和構建者的分離以及EIP-1559 blob費用調整等。
除了引入 Blob 承載交易之外，EIP-4844 還將實現執行層邏輯、驗證規則、多維 Gas 費用市場以及未來全分片所需的其他系統更改。
值得注意的是，雖然EIP-4844將實現大部分完整的Danksharding邏輯，但它不會實現任何實際的分片。除了使以太坊更接近大規模采用所需的成本和吞吐量水平之外，EIP-4844 還可以提高可擴展性并節省成本。
盡管EIP-4844目前還沒有明確的發布日期，但預計將在今年晚些時候實施。實施EIP-4844后，用戶將看到以太坊尤其是L2的顯著改進，主要是更快的交易和更低的費用體驗。EIP-4844的成功實施也將使以太坊在加密貨幣領域更具競爭力。