深入研究去中心化可扩展性：了解以太坊扩展路线图中的一些里程碑式升级

原标题：Deep Dive into Decentralized Scalability: Learn about Some Milestone Upgrades in Ethereum's Scaling Roadmap

从A到KZG，世界计算机以太坊合并后路线图综合指南：

深入了解去中心化的可扩展性。

以太坊被称为世界计算机，即一个单一的、全球共享的计算平台，存在于由数千台计算机（节点）组成的网络之间的空间中。

这些节点是现实世界中的真实计算机，直接进行点对点通信。

今年 9 月中旬，以太坊将其共识机制从工作量证明 (PoW) 切换为权益证明 (PoS)。

节点运营商抵押 $ETH 以担任验证者的角色，赚取 $ETH 并保护以太坊。 如果运营商恶意行为，网络将没收其质押的代币。

归根结底，真正的计算机需要运行以太坊软件。 因此，世界计算机受到它为节点设置的最低要求的限制。

我们的主要目标：通过去中心化实现可信的中立性。 如果我们失去了 $ETH 的去中心化，我们将失去一切。

进入可扩展性三难困境。 我们经常听到：“区块链只能具备这三个属性中的两个：可扩展性、安全性和去中心化。”

但是@VitalikButerin、@dankrad 和其他以太坊最优秀的头脑拒绝了这种限制。

以太坊 PoS 通过直接的经济影响和 PoS 内置的防御机制提供令人难以置信的安全性。

以太坊最大限度地去中心化； 一个完整的节点可以在大约 1 小时/月的时间内运行在你女朋友衣橱的大小上（根据经验）。

可扩展性是事情变得有趣的地方。 经过多年的研究，以太坊解决了执行问题：把它移到链下！

Rollups 是以太坊之上的一个独立的高性能区块链。

交易结算是一个被广泛使用的流行语以太坊用什么软件，所以让我们保持简单。

结算是指所有权的最终来源。 当出现问题时，您去取回东西的地方。

Rollup 是在链下计算的，然后将交易记录发布到以太坊网络。

今天，我们仍处于 Rollup 技术的初级阶段，那时我们已经看到执行时间和成本下降了几个数量级。

但 Rollup 只是解决了执行问题。 事实上，随着规模的扩大，它们将产生大量数据。

如果我们就此打住，世界计算机以太坊仍将是地球上最安全、最快的智能合约平台……但发布数据的成本可能对于最高价值的金融交易以外的任何事情来说都太昂贵了。

幸运的是，我们不止于此。

请注意，本文的主题是以太坊路线图的积极开发部分。 这些实现可能会发生变化。 细节也会改变。 我相信其中一些已经没有数据了。

然而，我们确实知道很多关于即将发生的事情......

Rollup 的开发将继续甚至加速，但这项活动将越来越多地由私营公司主导。

以太坊核心开发人员将通过三部分计划专注于数据可扩展性：

Pro-Danksharding (EIP-4844) 神圣的 PBSDanksharding

第一步 - Proto-Danksharding - 为 Danksharding 做了很多准备工作。 有趣的是，Proto-Danksharding 是以人（@protolambda 和@dankrad）的名字命名的，但它的工作原理是描述性的。

关于 Proto-Danksharding 最重要的事情是理解 blob。

今天，我们通过“calldata”字段将数据传递到智能合约，将数据发布到区块链。 这是一个用于将代码和其他数据传递给 EVM 的字段。 因此，Rollups 将它们的收据发布到 EVM 中。

但是……他们需要吗？

让我们考虑一个（假设的）ZK-rollup。 rollup 打包交易，创建 ZK 证明（确保批次有效且最终）并将其发布到链上。

一旦上链，EVM 永远不需要访问这些数据。 重要的是它是公开的。

这就是 blob 背后的想法：大量数据（认为是块大小的 10 倍），EVM 无法访问，这比旧方法 (calldata) 便宜得多。

Blob 将拥有自己独立的 gas 市场； 执行气体供需不会影响数据气体。

Proto-Danksharding 通过一种新的交易类型将 blob（包括独立的天然气市场）引入以太坊。 在 EIP-4844 之后，提议者将能够将单个 blob 附加到区块链。

每个节点必须下载的单个 blob。

从 Proto-Danksharding 到 Danksharding 的过渡涉及两个重要的变化：

从 1 个区块增加到 64 个区块是一个巨大的增长，无论是在网络数据容量方面，还是在构建它们所需的计算能力方面。 具有最低规格的以太坊节点无法真正跟上专业运营商的步伐。

幸运的是，我们已经有了针对这些类型问题的解决方案：Proposer-Builder Separation (PBS) in protocols。

这个概念诞生于 MEV 研究，但完美地映射到我们的问题。 我们只是将构建和提议块的操作分开。

使用 PBS，节点最小规格仍然很低，我们可以获得中心化性能的好处并保持去中心化。 建设者将创建块/斑点，竞标以包含在内。

而且，当然，节点将始终能够单独构建（他们只是不会获得最好的费用）。

PBS 允许我们提出我们的 blob，但我们仍然需要解决我们最大的问题：我们如何在不强制任何节点下载 100% 的数据的情况下实现 100% 的数据可用性。

好吧，我们将在 P2P 网络上分发它！

上面有更多详细信息，但很重要：每个节点只会从每个 blob 下载一小部分数据样本。 根据请求，网络将能够快速/高效地重建 blob。

我们刚刚谈到最后一个问题：我们如何安全地对数据进行采样？

如果到目前为止，您已经找到了中心的金块，真正的魔法：KZG 多项式承诺。

KZG 承诺使用椭圆曲线密码学以一种非常有用的方式传递数据。

在一些令人生畏的数学背后，KZG 的承诺很简单：

1) 对具体数据的承诺

2）一个节点可以随时“开启”一个promise

3) 验证者发送数据和有效性证明

4）节点验证证书

它在一个时间段（12 秒）内为 64 个 blob 创建 KZG 承诺和证明，这特别紧张并且需要一个中心化的参与者。

但是以太坊用什么软件，同样，节点可以自己完成所有这些工作。 它只是（可能）无法填满所有的 blob 空间。

现在看，在一天结束时，我们将大量数据放在以太坊上。 P2P 设计很可爱，但它最终会赶上我们。

解决方案是 blob 过期。 大约一个月后，节点将被允许删除他们收集的样本。

以太坊的性质将会改变； 不是永久数据库。 大约 1 个月的存档节点。 以太坊和其他人可以永远带走一切。

但别担心……KZG 承诺将始终在链上可用以验证数据。

最后，Danksharding 将需要升级到以太坊共识和网络。

同样，Proto-Danksharding 做了很多这样的事情。 Danksharding 的实际升级更多是关于 KZG 承诺、P2P 存储和其他非共识变更的实施。

从今天到 Danksharding 的道路漫长、曲折，而且基本上不为人知。 事实上，它肯定会改变，但我们知道要寻找的里程碑：

敬请期待，事情正在快速发生！