EIP-4844详解：提升以太坊交易效率

简要概述

EIP-4844，又称proto-danksharding，是一个旨在降低费用并提高交易吞吐量的以太坊协议升级提案。它通过引入一种接受“数据块”的新型交易类型来实现这些目标。

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理解EIP-4844功能的一个简单方法是通过这个头韵短语：“EIP-4844将数据块固定在区块上”。这是一个过渡性升级，最终将引导至完全的danksharding，从而使以太坊能够管理全球交易网络的容量。

引言

多年来，以太坊开发者一直在寻找解决方案来应对不断增长的用户群体。通过所谓的“以太坊升级”，提出了诸如合并（The Merge）和汇总（rollups）等重大改进。这些变化帮助以太坊提高了交易吞吐量并降低了交易成本。

然而，对于许多人来说，费用仍然过高，吞吐量也未达到所需水平，这减缓了大规模采用的步伐。为了解决这个问题，以太坊将数据分片作为其长期解决方案。

由于部署数据分片是一个漫长而复杂的过程，因此提出了EIP-4844作为过渡性解决方案。因此，它将为以太坊准备完全的danksharding，这将达到大约100,000交易每秒（TPS）的吞吐量，同时不牺牲去中心化或安全性。

什么是EIP-4844？

EIP代表以太坊改进提案（Ethereum Improvement Proposal），这是一个允许开发者向以太坊协议提出新功能和解决方案的协议。Proto-danksharding以两名以太坊研究员Proto Lambda和Dankrad Feist命名。

要理解EIP-4844，首先需要理解分片（sharding）是什么。简单来说，分片是将数据库划分为管理特定数据段的较小数据库，从而提高这些数据库的效率和性能。

当应用于区块链，特别是以太坊时，分片具有一些独特的特征。以太坊计划实施一种称为danksharding的分片类型，这将有助于降低交易成本并提高吞吐量。被称为“可扩展性杀手”的danksharding预计将以太坊的TPS提高到大约100,000。

相比之下，截至2023年第一季度，以太坊基础层处理约15 TPS，其第二层汇总处理约100 TPS。虽然这些数字是粗略估计，但danksharding的效果显而易见：它将使以太坊的扩展能力提高一个数量级。

danksharding与之前的以太坊及非以太坊分片提案的主要区别之一是，danksharding将尝试为数据块提供更多的空间，而不是为交易提供空间（稍后会详细介绍）。

danksharding的另一项创新是所谓的合并费用市场，在这个市场中，只有一个提议者为所有分片选择交易，而不是每个分片都有自己的提议者。为了使这个合并费用市场运作起来，并减轻最大可提取价值（MEV）的问题，还将实施一种称为提议者/构建者分离的方法。提议者是以太坊协议的验证者（在以太坊合并之前称为矿工），负责选择哪些交易包含在下一区块中。

EIP-4844（proto-danksharding）是全danksharding之前的一步，将TPS提高到大约1,000。最重要的是，EIP-4844将引入一种接受“数据块”的新交易类型——这是实现完全danksharding的重要元素。预计EIP-4844将在2023年下半年实施，尽管可能存在延迟。

EIP-4844如何运作？

EIP-4844的核心是引入一种称为携带数据块的交易的新交易类型，这些交易类似于普通交易，但增加了称为二进制大型对象或“数据块”的信息片段。

以太坊贡献者Ben Edgington用一个难忘的头韵短语总结了EIP-4844：“EIP-4844将数据块固定在区块上”。它简洁地描述了携带数据块的交易如何将“数据块”附加到区块上，从而增加携带数据块的区块可以处理的数据量。

这可能令人困惑，因为它似乎类似于增加区块大小——这与以太坊反对任意大区块的立场相矛盾，这些大区块需要更大的计算能力，从而可能导致集中化。

然而，区块空间和数据块空间之间存在一些关键差异。

数据块：**有限的存储成本**和**无执行成本**，但每个节点都会承担**带宽成本**。来源：Ben Edgington

数据块体积大，但与永久存储并对以太坊虚拟机（EVM）可见的区块不同，数据块仅在短时间内可用，且对EVM不可见。此外，数据块存储在以太坊共识层上，而不是计算密集的执行层上。最重要的是，数据块空间比区块空间便宜得多。

除了引入携带数据块的交易外，EIP-4844还将实施执行层逻辑、验证规则、多维费用市场以及为未来完全danksharding所需的其他系统更改。

需要注意的是，尽管EIP-4844将实施完全danksharding的大部分逻辑，但它不会实施任何实际的分片。尽管如此，除了让以太坊更接近实现大规模采用所需的成本和吞吐量水平外，EIP-4844仍能提供一些扩展和节约成本的好处。

EIP-4844将如何惠及用户？

EIP-4844是以太坊汇总中心路线图的一部分。EIP-4844实施的准备工作正在迅速推进，一些开发网络（devnets）已经运行，升级的规格也几乎完成。

在EIP-4844实施后，用户将看到明显的改进，主要体现在更快的交易和更低的费用。EIP-4844的成功实施还将使以太坊在加密货币领域更具竞争力。

一些用户可能会想知道，如果他们想访问已被删除的旧数据块数据，该怎么办。如前所述，数据块存储在以太坊共识层上，其目的是为其他协议的长-term存储提供一个高度安全的实时公告板。因此，尽管数据块在数周后会被删除，但它们的数据仍应在其他地方的长-term存储中可用。

结语

EIP-4844是一个非常复杂的以太坊协议升级，它是更大路线图的一部分，并与其他系统升级相关联，如提议者/构建者分离（PBS）和EIP-1559数据块费用调整。

虽然了解EIP-4844将更好地为普通用户准备即将到来的变化，但应该注意，大多数变化将以更低的成本和更快的交易形式出现。

以太坊协议在不断演变和改进。EIP-4844是旨在增强网络能力的关键近期升级之一。EIP-4844的成功实施将使以太坊作为全球交易网络极具竞争力。

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